Maya-2016动画制作案例教程第六章Maya动画基础

Maya2016动画制作案例教程Maya2016AnimationCaseTutorial中文版第六章Maya动画基础Maya具有非常强大的三维动画制作功能，从本章开始将介绍利用Maya制作三维动画的相关知识。Maya动画可分为多种类型，本章将通过相关案例为读者介绍关键帧动画、曲线图编辑器动画、约束动画、变形器动画，以及灯光和摄影机动画。Contents目录Maya动画制作入门曲线图编辑器动画约束动画变形器动画6.46.5灯光和摄影机动画6.16.26.3学习目标掌握制作关键帧动画，并使用编辑器调整动画的方法掌握使用不同约束类型制作约束动画的方法掌握使用不同变形器制作变形器动画的方法掌握制作灯光和摄影机动画的方法Maya动画制作入门曲线图编辑器动画约束动画变形器动画6.46.5灯光和摄影机动画6.16.26.3Contents目录传统动画和影视实质上是由一组静态画面按照一定顺序快速播放实现的，每一幅静态画面就相当于一帧。由于人眼有视觉停滞现象，所以连续的画面看上去就像是“动”了起来。Maya动画也是如此，在时间轴的不同关键帧上设置对象的不同属性，系统会在两个相邻的关键帧之间自动生成过渡帧，当时间滑块在这些帧之间移动时，便形成了动画。6.1.1动画原理6.1Maya动画制作入门6.1Maya动画制作入门例如，打开本书配套素材“素材与实例”＞“ch06”＞“动画分析”＞“scenes”文件夹中的“篮球场景.mb”文件，进行如下操作。步骤1单击激活动画控制区中的“自动关键帧切换”按钮，然后在顶视图中将篮球模型沿z轴向下移动，使其不出现在摄影机视图中，再在状态行的“模块选择器”下拉列表中选择“动画”选项，并选择“关键帧”＞“设定关键帧”菜单或按快捷键【S】，在第1帧创建关键帧。6.1Maya动画制作入门步骤2将当前时间设为第100帧，在顶视图中将篮球模型沿z轴向上移至合适位置，并在“属性编辑器”面板中将其x轴的旋转角度设为-1800。这样一个篮球滚动的动画就制作好了。激活摄影机视图，然后单击动画控制区中的“向前播放”按钮，即可预览动画，效果如图所示。6.1Maya动画制作入门Maya动画按照制作方法不同可分为关键帧动画、曲线图编辑器动画、约束动画、变形器动画、摄影机动画、灯光动画和骨骼动画等类型。6.1.2Maya动画类型通过在不同的关键帧中设置对象的位置、大小和旋转角度等属性制作动画。前面制作的篮球滚动动画就属于关键帧动画。关键帧动画通过在“曲线图编辑器”对话框中调整对象的运动曲线，来调整动画效果。常用于制作变速动画和循环动画等。曲线图编辑器动画通过将动画对象与目标对象绑定，使目标对象对动画对象施加特定的动画限，以实现特殊的动画效果。例如，利用“点”约束制作旋转的轮胎跟随车身移动的动画。约束动画6.1Maya动画制作入门通过利用多种变形器调整对象的各项参数制作动画。常见的变形器动画有鱼在水中游动的动画，人物表情动画等。变形器动画摄影机动画通过在不同关键帧中改变摄影机的位置或参数制作动画。如镜头跟踪动画。灯光动画通过在不同关键帧中改变灯光的位置或参数制作动画。如舞台灯光闪烁或变色的动画。骨骼动画通过为对象创建和绑定骨骼系统，并进行蒙皮，制作人物或动植物运动的动画效果。6.1Maya动画制作入门在Maya中制作动画时，应根据所要制作的动画的特点综合应用上述动画类型。下面，打开本书配套素材“素材与实例”＞“ch06”＞“动画分析”＞“scenes”文件夹中的“篮球弹跳动画.mb”文件进行分析。单击动画控制区中的“向前播放”按钮，在摄影机视图中预览动画效果，会看到一个篮球落地反弹的动画，如图

所示。6.1Maya动画制作入门在该动画中，首先利用关键帧制作篮球原地旋转的动画，然后利用点约束将定位器的位移属性关联到篮球上，再利用定位器和曲线制作路径动画，以模拟篮球的弹跳效果，最后利用曲线图编辑器调整篮球的弹跳和旋转速度，使其由快到慢，如图所示。篮球旋转曲线定位点移动曲线Maya动画制作入门曲线图编辑器动画约束动画变形器动画6.46.5灯光和摄影机动画6.16.26.3Contents目录在Maya中创建动画后，可利用曲线图编辑器调整对象运动的速率，使其更符合实际运动规律。还可以为对象制作循环运动效果，从而大大节省动画的制作时间。6.2曲线图编辑器动画选择“窗口”＞“动画编辑器”＞“曲线图编辑器”菜单，即可打开“曲线图编辑器”对话框。在场景中选中设置了动画的对象后，在该对话框右侧会显示出所选对象各属性随时间变化的动画曲线，如图所示。6.2.1认识曲线图编辑器曲线上变化较大的部分代表对象的运动较快，曲线上较平缓的部分表示对象的运动较慢，若曲线变为直线，则表示对象匀速运动。知识库6.2曲线图编辑器动画利用“曲线图编辑器”对话框工具栏中的工具可调整动画曲线的形状，从而改变对象的运动效果。下面介绍较常用工具的用法。6.2曲线图编辑器动画“移动最近拾取的关键帧工具”选择该工具后，可通过鼠标中键在激活的动画曲线上拾取并拖拽一个光标附近的关键帧或切线手柄，以调整曲线的形状，而不必进行精确选择，从而节省操作时间。“插入关键帧工具”选择该工具后，在激活的动画曲线上按住鼠标中键不放并拖动，到目标帧后释放鼠标中键，即可在目标帧处插入新的关键帧。6.2曲线图编辑器动画“晶格变形关键帧”选择该工具后，可在激活的动画曲线上的关键帧周围创建晶格变形器，通过调整晶格变形器的操作手柄，可一次调整多个关键帧及其切线手柄的位置。“统计信息”文本框在该文本框中可以查看和编辑所选关键帧的时间值（左侧文本框）和属性值（右侧文本框）。“框显全部”按钮单击该按钮或按【A】键，会使当前所选对象的所有动画曲线最大化显示在“曲线图编辑器”对话框中。“框显播放范围”按钮单击该按钮，可将时间轴中定义的播放范围内的所有曲线最大化显示在“曲线图编辑器”对话框中。6.2曲线图编辑器动画“使视图围绕当前时间居中”按钮单击该按钮，将在曲线视图的中间位置显示当前时间线。“自动切线”按钮单击该按钮，系统会根据相邻关键帧的值自动创建具有平坦切线的动画曲线。“样条线切线”按钮单击该按钮，系统会在所选关键帧处采用样条切线方式创建平滑的曲线。“钳制切线”按钮单击该按钮后，若关键帧之间的值相差较小，则关键帧之间的切线方式为线性；若关键帧之间的值相差较大，则关键帧之间的切线方式为样条线。6.2曲线图编辑器动画“线性切线”按钮单击该按钮后，所选关键帧之间以直线连接。这种切线方式用于表现对象的匀速变化。“平坦切线”按钮单击该按钮后，关键帧的入切线和出切线是水平放置的。这种切线方式用于表现对象平缓加速或减速变化的效果。“阶跃切线”按钮单击该按钮，系统会在关键帧之间采用阶梯切线方式。这种切线方式用于表现对象突然变化的效果。“高原切线”按钮单击该按钮，会使激活的动画曲线上关键帧两侧的切线手柄变为水平。6.2曲线图编辑器动画“前方无限循环”按钮/“后方无限循环”按钮单击该按钮，可在动画曲线第一个关键帧之前或最后一个关键帧之后无限循环曲线，如图所示。“前方无限循环加偏移”按钮/“后方无限循环加偏移”按钮单击该按钮，可在动画曲线第一个关键帧之前或最后一个关键帧之后无限循环曲线，并且循环曲线的最后一个或第一个关键帧会衔接到原始曲线第一个或最后一个关键帧处，如图所示。课堂案例1制作蝴蝶飞舞动画 —曲线图编辑器动画课堂案例1制作蝴蝶飞舞动画—曲线图编辑器动画下面通过制作蝴蝶飞舞动画，介绍曲线图编辑器动画的制作方法，如图所示。课堂案例1制作蝴蝶飞舞动画—曲线图编辑器动画打开素材文件后，首先创建两侧翅膀扇动的关键帧动画，然后利用“曲线图编辑器”对话框将扇翅动画循环，再创建蝴蝶整体上下浮动的动画，并将浮动动画循环，最后调整蝴蝶的整体角度。制作思路课堂案例1制作蝴蝶飞舞动画—曲线图编辑器动画制作步骤扫一扫为了便于在制作动画的过程中对对象的变换属性进行设置，以及在制作旋转动画时避免发生意想不到的异常效果，通常会在制作动画前，先使用“冻结变换”命令将对象的变换属性归零。对象的枢轴点相当于变形中心点，对象的移动、缩放和旋转都是以其枢轴点为基准进行变换的。知识库课堂案例1制作蝴蝶飞舞动画—曲线图编辑器动画知识库在渲染输出Maya动画时通常会先将动画输出为序列图像，然后使Premiere和AfterEffects等后期合成软件将其转换为视频文件。这样做的好处有两点：一是渲染被中断后，可随时接着上一次的进程继续渲染；二是如果某处动画被修改，则只需渲染被修改的画面，而不必重新渲染全部动画。课堂案例1制作蝴蝶飞舞动画—曲线图编辑器动画只有通过“批渲染”命令才能将动画渲染为序列帧图像。举一反三利用本节所学知识，为秋千模型制作前后摆荡的动画，如图所示。举一反三提示（1）打开素材文件，选中秋千模型，然后将其枢轴点移至顶端的横杆处并冻结其变换属性。（2）保持秋千模型的选中状态，在第1帧创建关键帧并将秋千沿z轴旋转约15°，然后在40帧处将该秋千模型沿z轴旋转约-15°，在第80帧处将该秋千模型沿z轴旋转约15°。举一反三（3）打开秋千模型的“曲线图编辑器”对话框，单击工具栏中的“后方无限循环”按钮，最后在摄影机视图中预览动画并渲染输出。制作步骤扫一扫举一反三Contents目录Maya动画制作入门曲线图编辑器动画约束动画变形器动画6.46.5灯光和摄影机动画6.16.26.3Maya中的约束动画就是利用物体A的变换属性（位置、角度和大小）来约束物体B的变换属性，从而约束物体B的动画效果。其中，物体A称为约束对象或目标对象，物体B称为被约束对象。约束类型不同，约束动画的效果也不同。约束动画需要一个被约束对象和至少一个目标对象。6.3约束动画6.3约束动画6.3.1常用约束类型在“约束”菜单下可看到Maya为用户提供了多种约束类型，如图所示。其中，较常用的有父对象、点、方向、缩放、目标和运动路径6种，下面对这几种约束类型进行简单介绍。父对象利用“父对象”约束可以将目标对象的位移和旋转属性关联到被约束对象上。当有多个目标对象时，被约束对象的运动会被目标对象的平均位置和平均角度约束。被约束对象是独立的，它不会成为目标对象层级或组中的一部分，而更像是目标对象的子对象。点利用“点”约束可以将目标对象的位移属性关联到被约束对象上。当有多个目标对象时，被约束对象的运动会被目标对象的平均位置约束。1方向利用“方向”约束可以将目标对象的旋转属性关联到被约束对象上。当有多个目标对象时，被约束对象的运动会被目标对象的平均旋转角度约束。缩放利用“缩放”约束可以将目标对象的缩放属性关联到被约束对象上。当有多个目标对象时，被约束对象的运动会被目标对象的平均缩放比例约束。目标利用“目标”约束可以使被约束对象始终瞄准目标对象，常用于制作灯光动画或摄影机动画。6.3约束动画1运动路径利用“运动路径”约束可以使被约束对象沿着作为目标对象的曲线移动和旋转。“运动路径”约束有3种创建方式：6.3约束动画选择“连接到运动路径”菜单，可以将被约束对象连接到已有曲线上按照第1种方式创建运动路径动画后选择“流动路径对象”菜单，会在被约束对象或曲线周围出现晶格，使被约束对象在沿曲线运动时自身发生变形，从而创建一种流畅的运动效果选择“设定运动路径关键帧”菜单，会在创建关键帧动画时自动生成运动路径，无需事先创建曲线，这种方式很少使用课堂案例2制作摩天轮动画

—父约束和点约束下面通过制作摩天轮旋转动画，介绍应用“父对象”约束和“点”约束制作约束动画的方法，如图所示。课堂案例2制作摩天轮动画—父约束和点约束课堂案例2制作摩天轮动画—父约束和点约束打开素材文件后，首先创建一个定位点，将其与摩天轮框架模型的中心对齐后对它们进行“父对象”约束，然后制作摩天轮框架匀速旋转的关键帧动画；创建一个定位点，调整其位置并将其与第一个定位点进行“父对象”约束后再与摩天轮的客箱进行“点”约束，使客箱随摩天轮框架的旋转而移动，且保持自身不旋转，接着参照前面的操作，为其他客箱创建移动动画，最后渲染输出动画。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例2制作摩天轮动画—父约束和点约束为了保证后续摩天轮框架能以自身的中心点位置旋转，且保持原始位置，在为定位器和摩天轮框架建立“父对象”约束前，必须先将它们的中心对齐。提示课堂案例2制作摩天轮动画—父约束和点约束由于摩天轮模型在旋转过程中会影响场景中的光影效果，造成画面闪烁。因此，本例将摩天轮模型与背景模型分层渲染。此外，由于背景模型在动画中是静止的，将其单独渲染为静帧图像可大大加快动画的渲染速度。提示课堂案例2制作摩天轮动画—父约束和点约束课堂案例3制作汽车过桥动画

—运动路径动画下面通过制作汽车过桥动画，介绍制作运动路径动画的方法，如图所示。课堂案例3制作汽车过桥动画—运动路径动画课堂案例3制作汽车过桥动画—运动路径动画打开素材文件后，首先为汽车模型创建一条轮廓曲线，然后对轮廓曲线和汽车模型进行“父对象”约束，使汽车随轮廓曲线的运动而运动，再创建一条曲线，作为运动路径，最后为轮廓曲线和运动路径创建运动路径动画。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例3制作汽车过桥动画—运动路径动画举一反三利用本节所学知识制作战斗机飞行动画，如图所示。举一反三提示（1）打开素材文件，设置播放范围的结束时间，然后为螺旋桨模型创建旋转关键帧动画，并利用“曲线图编辑器”对话框使其匀速循环运动。（2）将螺旋桨模型与机身模型分组，然后创建一个定位器，并对定位器与整个飞机模型进行父约束。举一反三（3）在场景中创建一条作为运动路径的曲线，然后为定位器和曲线创建运动路径动画，最后在摄影机视图中进行预览，效果满意后渲染输出。制作步骤扫一扫举一反三Contents目录Maya动画制作入门曲线图编辑器动画约束动画变形器动画6.46.5灯光和摄影机动画6.16.26.3变形器动画是一种通过对可变形对象（所有由NURBS控制顶点、多边形顶点和晶格点构建的对象）添加变形器，并记录对象变形效果的动画。在制作角色动画时，变形器动画的应用非常广泛。6.4变形器动画“建模”模块的“变形”菜单中显示了Maya提供的所有变形器，如图所示。下面介绍几种常用的变形器。6.4.1常用变形器类型包裹该变形器可以通过将NURBS曲线、NURBS曲面或多边形表面网格作为影响物体来改变另一可变形物体的形状。经常会将一个低精度模型通过“包裹”变形器来影响高精度模型的形状，这样可使高精度模型的控制更加容易。簇该变形器可以同时控制一组可变形对象上的点，用户可根据需要为簇中的每个点分配不同的变形权重，以控制对象的变形效果。6.4变形器动画混合变形该变形器可以将一个基础对象与多个目标对象进行混合，将一个对象的形状平滑过渡到另一个对象的形状。在制作角色的表情动画时，经常使用“混合变形”变形器，如图6-4-2所示。6.4变形器动画晶格该变形器可以利用晶格点来改变可变形对象的形状。在对结构复杂的对象制作变形动画时，经常使用“晶格”变形器，如图所示。6.4变形器动画非线性非线性变形器包含“弯曲”“扩张”“正弦”“挤压”“扭曲”和“波浪”6种。其中，“弯曲”变形器可以沿着圆弧变形操纵器弯曲可变形对象；“扩张”变形器可沿两个变形操纵平面扩张或锥化可变形对象；“正弦”变形器可以沿一个正弦波形改变可变形对象的形状；“挤压”变形器可沿一个轴向挤压或伸展可变形对象；“扭曲”变形器可利用两个旋转平面沿一个轴向扭曲可变形对象；“波浪”变形器可利用一个圆形波浪变形操纵器改变可变形对象的形状，效果如图所示。（a）原模型（b）弯曲（c）扩张（d）正弦（e）挤压

扭曲变形效果波浪变形效果6.4变形器动画抖动在可变形对象上添加“抖动”变形器后，当对象移动、加速或减速时会产生抖动效果，常用于制作头发抖动或较胖角色在运动时身体的颤动效果。线该变形器可以利用一条或多条NURBS曲线改变NURBS对象的形状，常用于人物面部表情的调节。褶皱该变形器可以看做是“簇”和“线”变形器的混合体，可以在NURBS对象表面生成褶皱效果，如图所示。课堂案例4制作海豚游动动画

—“晶格”变形器动画下面通过制作海豚游动的动画效果，介绍利用“晶格”变形器制作动画的方法，如图所示。课堂案例4制作海豚游动动画—“晶格”变形器动画课堂案例4制作海豚游动动画—“晶格”变形器动画打开素材文件后，首先为海豚模型添加“晶格”变形器，然后在不同帧中调整晶格点，以改变海豚模型的形状并为晶格点创建关键帧，最后创建曲线作为海豚游动路径，并为海豚创建运动路径动画。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例4制作海豚游动动画—“晶格”变形器动画课堂案例5制作卷轴展开动

—“弯曲”变形器动画下面通过制作卷轴展开动画，介绍利用“弯曲”变形器制作动画的方法，如图所示。课堂案例5制作卷轴展开动画—“弯曲”变形器动画课堂案例5制作卷轴展开动画—“弯曲”变形器动画打开素材文件后，首先为古画模型添加“弯曲”变形器并调整其变换属性，使古画左侧呈卷曲状态，然后为左侧卷轴柄和弯曲变形器创建“父对象”约束，使古画左侧随左侧卷轴柄一起变换。采用同样的方法，使古画右侧随右侧卷轴柄一起变换，最后分别为两个卷轴柄设置“平移”关键帧动画。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例5制作卷轴展开动画—“弯曲”变形器动画课堂案例6制作人物眨眼动画

—“混合变形”变形器动画下面通过制作人物眨眼动画，介绍利用“混合变形”变形器制作动画的方法，如图所示。课堂案例6制作人物眨眼动画—“混合变形”变形器动画课堂案例6制作人物眨眼动画—“混合变形”变形器动画打开素材文件后，首先复制人物模型，并调整副本模型眼睛处的顶点将眼睛闭上，然后为副本模型和原始模型添加“混合变形”变形器，再次复制人物模型，并调整第2个副本模型的眉毛位置和头部角度，接着为第2个副本模型和原始模型添加“混合变形”变形器，最后选中原始模型，利用“混合变形”对话框制作人物眨眼和歪头动画。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例6制作人物眨眼动画—“混合变形”变形器动画举一反三举一反三1．制作翻页动画利用本节所学知识，使用“弯曲”变形器为古书模型制作翻页动画，如图所示。提示（1）打开素材文件，选中古书的封面并为其添加“弯曲”变形器，然后打开“创建弯曲变形器选项”对话框设置书页弯曲的位置和书页弯曲的角度，如图所示。举一反三提示（2）在“通道盒/层编辑器”面板中设置“弯曲”变形器的旋转和缩放属性，并在前视图中调整其位置，如图所示。举一反三提示（4）参照前面的操作为古书模型的第1张书页添加“弯曲”变形器，并将变形器的“下限”设为-2.5，“曲率”设为80。（5）在“通道盒/层编辑器”面板中设置第2个“弯曲”变形器的旋转和缩放属性，并在前视图和顶视图中调整其位置（为了便于选择，第2个“弯曲”变形器应沿z轴适当移动）。举一反三（6）在第120帧为第2个“弯曲”变形器的“下限”参数创建关键帧，并将“下限”的参数设为0，在第260帧将“下限”的参数设为-2.5。（3）保持“弯曲”变形器的选中状态，在第1帧为“通道盒/层编辑器”面板＞“输入”卷展栏中的“下限”选项创建关键帧，然后将“下限”的参数设为0，再在第130帧将“下限”的参数设为-2.3。制作步骤扫一扫举一反三举一反三2．制作人物表情动画利用本节所学知识，使用“混合变形”变形器为女孩模型制作面部表情变化动画，如图所示。提示（1）打开素材文件，将女孩脸部模型复制两份，并调整两个副本模型，使其中一个副本模型的左眼闭上，另一个副本模型的右眼闭上。（2）分别为左右闭眼模型与原始脸部模型添加“混合变形”变形器，并利用“混合变形”对话框创建女孩眨眼的关键帧动画（将左右眼第1帧的滑块数值调至0.5）。举一反三（3）参照前面的操作，依次为原始脸部模型与场景中的其他脸部模型添加“混合变形”变形器，并为变形值创建关键帧动画，制作人物脸部表情不断变化的动画效果。制作步骤扫一扫举一反三Contents目录Maya动画制作入门曲线图编辑器动画约束动画变形器动画6.46.5灯光和摄影机动画6.16.26.3在场景中添加灯光和摄影机后，通过在不同关键帧中设置灯光（摄影机）变换属性或参数所形成的动画，称为灯光（摄影机）动画。6.5灯光和摄影机动画6.5.1认识灯光和摄影机动画灯光动画记录了不同关键帧中灯光的照射方向、亮度、颜色等照明效果的变化。如图所示为使用聚光灯创建的探照灯动画。6.5灯光和摄影机动画摄影机动画记录了不同关键帧中摄影机的位置、拍摄方向、视角和焦距等的变化情况。如图所示为使用摄影机创建的天山航拍动画。课堂案例7制作海上日落动画

—灯光动画下面通过制作如图所示的海上日落动画，介绍制作灯光动画的方法。课堂案例7制作海上日落动画—灯光动画课堂案例7制作海上日落动画—灯光动画打开素材文件后，首先为场景中的帆船模型创建位移关键帧动画，然后为场景添加环境天空、物理太阳和平行光灯光，再为物理太阳创建旋转关键帧动画，制作日落效果，最后为平行光创建强度动画，以增强太阳落下时光线逐渐变暗的效果。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例7制作海上日落动画—灯光动画课堂案例8制作环绕镜头动画

—摄影机动画下面通过制作如图所示的环绕镜头动画，介绍制作摄影机动画的方法。课堂案例8制作环绕镜头动画—摄影机动画课堂案例8制作环绕镜头动画—摄影机动画打开素材文件后，首先在场景中创建一个目标摄影机，并将透视图转换为摄影机视图，然后在不同关键帧处调整摄影机图标和目标点的位置，以制作推镜头动画和环绕镜头动画。制作思路制作步骤扫一扫课堂案例8制作环绕镜头动画—摄影机动画举一反三利用本节所学知识制作长安街漫游动画，如图所示。举一反三举一反三提示（1）打开素材文件，调整透视图的视角和视野，然后利用“从视图创建摄影机”命令创建一个摄影机，并通过为摄影机创建位移关键帧动画，制作镜头沿街道前进的动画效果，再调整摄影机的运动曲线，使其匀速运动。举一反三提示（2）将当前时间设为第5帧，选中场景中门楼上方灯笼处的一组体积光，然后在“通道盒/层编辑器”面板中为“可见性”选项创建关键帧，并将“可见性”选项的值设为0，表示所选灯光不可见，再利用右键菜单为该选项创建关键帧。将第6帧处的“可见性”选项的值设为1，表示所选灯光可见，如图所示。第5帧第6帧举一反三提示（3）参照前面的操作，在不同关键帧中依次为场景中灯笼处和门廊处的灯光组（同一时间亮起的灯光应已在同一组中）创建灯光逐排点亮的动画。（