王 瑩張 超

(邯鄲職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北邯鄲056005)

引言

隨著人們影視鑒賞品位的提高，單純的實(shí)景拍攝和演員的藝術(shù)表演已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代人對影視作品的需求。在這種背景下，一些功能性軟件應(yīng)運(yùn)而生，它們可以形成現(xiàn)實(shí)中無法拍攝的圖片，Maya是最具代表性的軟件之一。1998年2月，Alisa公司發(fā)布了Maya。該軟件一經(jīng)發(fā)布，便獲得了市場的認(rèn)可。同年，工業(yè)光魔用Maya制作《星際大戰(zhàn)契約》和《木乃伊》引起了全世界的轟動(dòng)。Maya也成為三維領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。

2005 年10 月4 日，Autodesk 公司收購了Alisa Maya，該軟件正式更名為Autodesk Maya。隨著數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，Maya軟件應(yīng)用越來越廣泛，成為了影視動(dòng)畫制作中必不可少的軟件。本文在分析Maya軟件基本功能和工作流程的基礎(chǔ)上，探討了Maya 在動(dòng)畫制作中的應(yīng)用，使人們對Maya有更深入的了解。

一、Maya軟件的功能特點(diǎn)

Maya的工作界面簡單明了，合理利用了所有可用空間。ui界面更有利于操作，合理的快捷鍵組合使整個(gè)動(dòng)畫制作過程更加高效。Maya相對于其他建模軟件來說更高級。Maya在照明、相機(jī)、材料等方面的表現(xiàn)并不低劣，模擬照明更加真實(shí)，可調(diào)參數(shù)更加突出，燈光種類豐富更具有吸引力。專業(yè)的相機(jī)功能和參數(shù)，例如鏡頭、焦距、景深和其他特殊功能，在其他軟件中是不可用的。在動(dòng)畫設(shè)置上，粒子、動(dòng)力學(xué)、反向動(dòng)力學(xué)等高級動(dòng)畫設(shè)置都由軟件自行計(jì)算。渲染精度可以達(dá)到電影水平。Maya本身就是一個(gè)巨大的生態(tài)系統(tǒng)，在各方面的出色表現(xiàn)使其成為3D動(dòng)畫軟件行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。

1.Maya是一個(gè)巨大的生態(tài)系統(tǒng)，在每個(gè)3D方面都有許多功能，Autodesk 在邏輯設(shè)置中管理所有功能方面做得很好。

2.Maya的建模工具包使您能夠找到快速有效建模所需的一切。多種建模方法，多邊形，細(xì)分網(wǎng)格，曲面建模。

3.可創(chuàng)建一個(gè)用于控制動(dòng)畫的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

4.任何東西在Maya中都可設(shè)置成動(dòng)畫。

5.Maya的嵌入式編程語言 (Mel) 使Maya的幾乎任何部分都可以自定義。

6.下一代視口顯示與著色。

二、Maya軟件的動(dòng)畫制作流程

Maya動(dòng)畫制作過程，可以分為5個(gè)階段。

第一階段是前期準(zhǔn)備階段，包括人物設(shè)計(jì)和場景設(shè)計(jì)，也包括色彩指定。

第二階段是人物和場景的制作。此階段的主要工作是建模，應(yīng)根據(jù)需求進(jìn)行步？線，以方便后期制作。

第三個(gè)階段是對角色進(jìn)行綁定和對模型材質(zhì)的繪制。

第四個(gè)階段為動(dòng)畫的制作。動(dòng)畫師根據(jù)分鏡頭將動(dòng)畫制作出來。

第五階段為特效工程師在需要的場景中加入特效。

最后是輸出渲染。

三、Maya的動(dòng)畫制作技術(shù)

1.建模

NURBS是非均勻有理B樣條(Non-Uniform Rational B-Splines)的縮寫，通過控制頂點(diǎn)的影響力的范圍來改變模型，當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)不規(guī)則曲面的時(shí)候這一點(diǎn)非常有用。NURBS 是一種非常優(yōu)秀的建模方式，它能很好地控制物體表面的曲線度，從而能夠創(chuàng)建出更逼真、生動(dòng)的造型。

Polygon多邊形建模。它是指由多邊組成的封閉圖形，三條封閉邊形成面，通過多個(gè)面形成一個(gè)物體的基本形狀，然后通過各種建模工具對其進(jìn)行修改，以完成各種模型。多邊形建模優(yōu)勢很多。它容易操作，非常適合初學(xué)者，多邊形建模由于其自身的特性，能夠得到更加真實(shí)和細(xì)膩的渲染效果。由于多邊形建模由多個(gè)面連接，因此可以更好地控制體積。

Subdiv曲面結(jié)合了NURBS曲面建模和多邊形建模的優(yōu)點(diǎn)。細(xì)分曲面建模具有光滑的表面和許多邊緣，可以隨意控制。細(xì)分表？面建模的連續(xù)性，可以很好地解決在制作動(dòng)畫時(shí)曲面模型接縫處出現(xiàn)的問題。但是在建立多邊形模型時(shí)，盡量使用四邊形，非四邊形會(huì)造成很多bug出現(xiàn)，這是細(xì)分建模的缺點(diǎn)。

以上就是常用的建模方法。通常在工作中，根據(jù)模型的需要和場合選擇合適的工具，以達(dá)到事半功倍的高效率。

2.燈光與材質(zhì)技術(shù)

在3D 動(dòng)畫的世界里，光線是非常重要的東西，在各種情況下，光線的合理運(yùn)用，能讓整個(gè)環(huán)境變得更加完美。光線不僅可以對整部影片的風(fēng)格產(chǎn)生一定的影響，也在一定程度上烘托了畫面的表現(xiàn)氛圍。同時(shí)，不同的燈光效果也能表現(xiàn)出不同人物的個(gè)性心理，并能深刻塑造人物。因此，動(dòng)畫師必須了解各種燈光的特性，清楚地知道在各種場合應(yīng)該使用什么樣的燈光。

Maya軟件中有6種燈光，分別是環(huán)境光、平行光、點(diǎn)光源、聚光燈、區(qū)域光和體積光。動(dòng)畫師需要合理利用這些燈光，根據(jù)不同的場景設(shè)置進(jìn)行配光，從而增強(qiáng)整個(gè)鏡頭的視覺體驗(yàn)，提高整個(gè)三維動(dòng)畫的觀看效果。

Maya 材料是Maya 生產(chǎn)過程中非常重要的一部分。如果一個(gè)好的模型不是由材料給出的，它將缺少許多美麗的細(xì)節(jié)，制作的短片也會(huì)暗淡很多。當(dāng)建立模型時(shí)，我們會(huì)在其中添加材質(zhì)，以顯示對象的材質(zhì)和紋理。Maya軟件的一個(gè)重要特性就是它是基于節(jié)點(diǎn)的軟件，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間可以建立很多的聯(lián)系，材質(zhì)系統(tǒng)就是很直觀的節(jié)點(diǎn)表現(xiàn)。在材質(zhì)編輯器中，每一個(gè)材質(zhì)球即是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，將材質(zhì)球節(jié)點(diǎn)里的顏色輸出連接到模型的顏色輸入，模型就有了顏色。各種類型的著色器和紋理可以模擬現(xiàn)實(shí)中不同材質(zhì)的對象，例如金屬、布、塑料和玻璃。再調(diào)整材質(zhì)球中的環(huán)境色、自發(fā)光、陰影、反射、折射等屬性，配合燈光最終制作完成我們的需求。

除燈光的設(shè)置和選取之外，攝像機(jī)的放置也會(huì)對動(dòng)畫的創(chuàng)作產(chǎn)生影響。攝像機(jī)放置的位置，攝像機(jī)焦點(diǎn)的選取，對最終渲染的鏡頭能否符合動(dòng)漫的劇情，都有很大的關(guān)系。

3.Maya的特效技術(shù)

Maya支持非常真實(shí)的動(dòng)力學(xué)，它通過物理學(xué)原理模擬自然界中各種物體的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)傳統(tǒng)關(guān)鍵幀動(dòng)畫無法達(dá)到我們想要的最終效果時(shí)，動(dòng)力學(xué)就派上用場了。

Maya的nCloth系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)大的模擬布料和仿真系統(tǒng)。我們可以使用ncloth 系統(tǒng)來創(chuàng)建高度仿真的衣服和柔軟的物體，比如制作各種裙子、褲子、披風(fēng)、旗幟等布制或其他材料制作的柔性飾物。Maya軟件中還有強(qiáng)大的碰撞體設(shè)置和各種力場，例如重力場、漩渦等來模仿自然界的物理現(xiàn)象。重力場和風(fēng)場可以同時(shí)模擬國旗在風(fēng)和重力影響下的效果。通過改變力場的值，可以實(shí)現(xiàn)不同材料在不同風(fēng)下的狀態(tài)。

Maya 粒子系統(tǒng)(Maya Parzicle System，簡稱MPS)，是Maya動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。您可以創(chuàng)建粒子、粒子發(fā)射器，使用各種動(dòng)態(tài)場來影響粒子，創(chuàng)建粒子與幾何之間的碰撞，創(chuàng)建粒子跟隨以及其他效果。Maya的Nparfide 組件更能方便地實(shí)現(xiàn)粒子與柱子之間碰撞、粒子與Fluid交互、預(yù)設(shè)顏色定義等功能。使用Maya配合mel語言可以實(shí)現(xiàn)任何效果。使用粒子系統(tǒng)可以產(chǎn)生模擬，例如爆炸、煙霧、噴泉?jiǎng)赢?。在我國新上映的《深海》這部動(dòng)畫中，動(dòng)畫公司采用粒子系統(tǒng)配合開發(fā)的插件，最終呈現(xiàn)出了水墨的效果。

頭發(fā)系統(tǒng)，使用皮草可以在模型上創(chuàng)建逼真的皮草和短發(fā)，并通過設(shè)置皮草屬性來實(shí)現(xiàn)不同的頭發(fā)和皮草紋理，例如顏色、長度、寬度、透明度、卷曲等。

4.Maya的動(dòng)畫

動(dòng)畫片的實(shí)質(zhì)是動(dòng)作的變化。制作動(dòng)畫的基本原理是以不同的方式將模型的位置與時(shí)間結(jié)合起來，即快的時(shí)候應(yīng)該快，慢的時(shí)候應(yīng)該慢。有很多的方式可以在 Maya中進(jìn)行動(dòng)畫，如改變角色的姿勢、模型的外觀、燈光、背景。動(dòng)畫片的設(shè)計(jì)者必須先對真實(shí)世界中的行為進(jìn)行分析，對人體和動(dòng)物或者機(jī)械的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行歸納總結(jié)，再加以大膽的夸大。在Maya中，我們可以使用軟件提供的骨骼系統(tǒng)、皮膚技術(shù)、各種變形器和粒子系統(tǒng)來高效地完成動(dòng)畫效果或特殊效果。

隨著動(dòng)作捕捉技術(shù)的成熟，越來越多的影視作品在制作動(dòng)畫時(shí)會(huì)選用動(dòng)作捕捉系統(tǒng)作為動(dòng)畫的輔助。例如最近上映的《阿凡達(dá)2》，演員全身佩戴傳感器進(jìn)行表演，數(shù)據(jù)上傳至電腦，最終數(shù)據(jù)導(dǎo)入Maya中，再由動(dòng)畫師修改穿幫鏡頭，完成最后的動(dòng)畫。

四、Maya的渲染

Maya軟件有多種渲染器可供選擇，傳統(tǒng)的軟/硬件渲染器、國內(nèi)覆蓋率使用率最高的渲染器mental ray、因卓越的效果而用戶越來越多的vray、異軍突起的arnold，都可供用戶選擇。

mental ray的效果不錯(cuò)，但是速度慢是它的缺點(diǎn)。vray 的渲染速度好，更新內(nèi)容豐富實(shí)用，結(jié)構(gòu)新穎，管理方法更科學(xué)，操作方便，在渲染大場景、替換、運(yùn)動(dòng)模糊景深等方面具有優(yōu)勢。隨著Maya版本的迭代更新，arnold 成為了當(dāng)前版本中內(nèi)置的渲染器，也是目前電影和電視的主流渲染器。

結(jié)束語

本文從Maya的主要作用、工作過程等方面論述了如何將Maya軟件用于動(dòng)畫的制作中。隨著時(shí)代的進(jìn)步，國際動(dòng)漫呈現(xiàn)出欣欣向榮的景象，也給國內(nèi)動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)中，Maya是一個(gè)必不可少的工具。為了使動(dòng)畫更加生動(dòng)逼真，我們需要熟悉Maya的各種功能?？偟膩碚f，要想做出完美的、精彩的、富有創(chuàng)意的影視作品，必須要對Maya的應(yīng)用有相當(dāng)?shù)牧私狻?/p>