MAYA軟件三維動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)淺議

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摘要：“3D動(dòng)畫(huà)制作”課程是電影動(dòng)畫(huà)、動(dòng)漫設(shè)計(jì)、廣告動(dòng)畫(huà)和數(shù)字媒體技術(shù)等專業(yè)的主要課程。maya軟件是Autodesk集團(tuán)下的動(dòng)畫(huà)制作軟件，已被全世界的視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)行業(yè)廣泛使用。它功能齊全，工作效率高，可以表達(dá)作品的真實(shí)感。MAYA軟件屬于電影級(jí)軟件產(chǎn)品，操作人員可以快速掌握并應(yīng)用，可以提高工作效率和制作質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：MAYA軟件；三維動(dòng)畫(huà)；制作技術(shù)；技術(shù)解析

0引言

隨著全球信息技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新與數(shù)字技術(shù)的影響，人們的生活質(zhì)量越來(lái)越高。動(dòng)畫(huà)的產(chǎn)生是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展引起的一種新技術(shù)。MAYA軟件符合時(shí)代的需求。它是制作動(dòng)畫(huà)的領(lǐng)先軟件，對(duì)于學(xué)習(xí)培訓(xùn)非常有價(jià)值。近年來(lái)，3D動(dòng)畫(huà)技術(shù)在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展。這種動(dòng)畫(huà)技術(shù)帶來(lái)的真實(shí)性受到了廣大人民群眾的喜愛(ài)。作為當(dāng)今社會(huì)頂級(jí)的3D動(dòng)畫(huà)軟件產(chǎn)品，MAYA軟件具有非常強(qiáng)大的作用，包含的內(nèi)容也非常全面。工作區(qū)操作面板非常簡(jiǎn)單，因此生產(chǎn)效率更高，其3D渲染質(zhì)量高于同類軟件，并且是制作3D動(dòng)畫(huà)的最佳軟件[1]。

1MAYA軟件概況

MAYA軟件的全名是AutodeskMAYA，在3D動(dòng)畫(huà)制作實(shí)踐中具有非常全面的功能。運(yùn)營(yíng)服務(wù)平臺(tái)可以將動(dòng)畫(huà)師的計(jì)算機(jī)技術(shù)轉(zhuǎn)換為逼真的動(dòng)畫(huà)，具有很高的協(xié)調(diào)性和專業(yè)能力。MAYA的應(yīng)用范圍有限。MAYA主要致力于視頻行業(yè)，例如角色動(dòng)畫(huà)、廣告和動(dòng)畫(huà)制作以及電影動(dòng)畫(huà)特技等，尤其是在電影特效方面。MAYA軟件的主要性能非常強(qiáng)大，這全都?xì)w功于MAYA軟件出色的動(dòng)畫(huà)3D渲染功能。在動(dòng)畫(huà)特效中，它可以出色地重新創(chuàng)建和3D渲染某些現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景，為了使影片的實(shí)際效果更加真實(shí)。當(dāng)然，尤其是在近年來(lái)版本的不斷創(chuàng)新和升級(jí)之后，Maya軟件的作用得到了進(jìn)一步的改善，現(xiàn)在具有更強(qiáng)大的作用以及更廣泛的報(bào)道。因此，在如此強(qiáng)大的覆蓋能力的支持下，即使MAYA軟件的市場(chǎng)價(jià)格相對(duì)較高，它仍然在動(dòng)畫(huà)行業(yè)中具有最高的影響力，并且是世界上最重要的應(yīng)用之一。此外，MAYA還具有其他3D軟件無(wú)法比擬的功能。在眾多3D生產(chǎn)軟件中，MAYA動(dòng)畫(huà)3D渲染不僅在專業(yè)能力和準(zhǔn)確性方面優(yōu)于其他軟件，而且MAYA還將許多軟件優(yōu)勢(shì)整合到了一起，集方便性、便利性、可協(xié)調(diào)性于一體。與其他三維軟件相比，MAYA在NURBS的角色方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，在許多特性原材料模型上都具有很高的仿真性能。特別是MAYA在物理的主要性能方面可以表現(xiàn)出色。水和光的反射和映射可以模擬各種原材料，例如水和石材邊緣的關(guān)鍵點(diǎn)。MAYA制作的動(dòng)畫(huà)在光和陰影的3D渲染中完全不如影片的實(shí)際效果，并且可以實(shí)現(xiàn)非常真實(shí)自然的效果。與其他軟件產(chǎn)品相比，MAYA軟件是一個(gè)巨大的飛躍[2]。

2MAYA三維動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)探討

2.1MAYA工作流程概述

動(dòng)畫(huà)生產(chǎn)線包括7個(gè)環(huán)節(jié)：角色、3D渲染、建模、生成、動(dòng)畫(huà)、紋理及其材質(zhì)，這些環(huán)節(jié)可以描述構(gòu)建3D動(dòng)畫(huà)所需的任務(wù)。在使用MAYA軟件制作動(dòng)畫(huà)的過(guò)程中，有必要從用戶的角度觀察3D動(dòng)畫(huà)的生產(chǎn)線，并從實(shí)際效果、人物及其模型的環(huán)節(jié)上開(kāi)發(fā)動(dòng)畫(huà)制作。在制作MAYA3D動(dòng)畫(huà)軟件時(shí)，可以將對(duì)象的所有特征轉(zhuǎn)換為3D動(dòng)畫(huà)，因此用于動(dòng)畫(huà)制作的MAYA軟件具有隨時(shí)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作的優(yōu)勢(shì)。另外，在制作三維動(dòng)畫(huà)的整個(gè)過(guò)程中，應(yīng)首先設(shè)置場(chǎng)景。動(dòng)畫(huà)制作完成后，將進(jìn)行3D渲染和組裝以生成三維對(duì)象，然后將其組裝成三維對(duì)象。在動(dòng)畫(huà)制作流程的最后，生成和3D渲染這兩個(gè)階段是獨(dú)立的，因此可以在3D動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程中提前應(yīng)用測(cè)試3D渲染技術(shù)及其合成技術(shù)[3]。

2.2MAYA制作的運(yùn)用

MAYA動(dòng)畫(huà)軟件的重要用途包括說(shuō)明手冊(cè)、電影方法、創(chuàng)意廣告設(shè)計(jì)和包裝、包裝印刷、出版和銷售。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果MAYA軟件的專業(yè)技能可以改善設(shè)計(jì)產(chǎn)品的視覺(jué)效果，那么MAYA軟件將充分發(fā)揮其強(qiáng)大的效果，并可以幫助動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)師拓寬他們的作品范圍。

3MAYA的三維動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)

3.1三維模型建模制作技術(shù)

NURBS數(shù)字模型控制模塊是MAYA的表面建模方法，由趨勢(shì)圖和偏斜平面設(shè)計(jì)圖的數(shù)學(xué)類函數(shù)定義。MAYA中的所有圖案和切線斜率都屬于NURBS類別。NURBS英語(yǔ)定義為非對(duì)稱有理B樣條曲線，中文定義為非對(duì)稱有理B樣條曲線或切線斜率。這些英語(yǔ)首字母縮略詞形成的NURBS是B樣條曲線。它起源于早期的航運(yùn)業(yè)。這是一種基于一組點(diǎn)繪制平滑曲線的方法。它通常用于制作工業(yè)生產(chǎn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的物理模型。在概念模型中，首先基于圖形繪制數(shù)據(jù)模型的輪廓，并調(diào)整圖的外觀以達(dá)到外觀匹配的效果，并實(shí)現(xiàn)了物理模型的目的。在3D渲染中看不到該模式，只有將其轉(zhuǎn)換為傾斜的平面后才能在3D中渲染。因此，圖形還通常用于使控制面板應(yīng)用程序進(jìn)行骨骼綁定[4]。多邊形建模技術(shù)是模型技術(shù)中較為普遍的建模方法。不規(guī)則圖形表示不規(guī)則圖形塊形成不規(guī)則圖形塊的網(wǎng)格，并且基于不規(guī)則圖形塊網(wǎng)格構(gòu)造實(shí)體模型。MAYA模型中的不規(guī)則圖形表面塊是四面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。非四面曲面可以將其更改為四面曲面。只有合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)字模型才能滿足制作動(dòng)畫(huà)的要求。多邊合作模式更有利于運(yùn)作過(guò)程。考慮到組合圖形的更改，MAYA對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行了各種更改，說(shuō)明該應(yīng)用程序非常方便。實(shí)體模型技術(shù)中的多邊形建模適用于房屋建筑、手機(jī)游戲角色、動(dòng)畫(huà)角色等，創(chuàng)建各種形狀的數(shù)字模型。在模型技術(shù)方面，這是當(dāng)今構(gòu)建3D實(shí)體模型的一種重要方法，這種方法更為廣泛。這是一種全向?qū)嶓w模型技術(shù)，可以根據(jù)轉(zhuǎn)換方法應(yīng)用于傾斜的表面層和組合的圖形網(wǎng)格圖。在照片中間開(kāi)發(fā)了轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序軟件，融合了兩者的相同特征。在物理模型中，它通常用于構(gòu)建游戲道具，從而可以進(jìn)一步提高概念模型的速度并減少動(dòng)畫(huà)制作周期。

3.2燈光與材質(zhì)技術(shù)

MAYA中的照明效果有6種基本的實(shí)際效果類型：光源、固定項(xiàng)目光源、點(diǎn)光源、舞臺(tái)聚光燈、舞臺(tái)聚光燈、區(qū)域光和體積光。每個(gè)照明燈具的實(shí)際效果都有自己的作用和應(yīng)用范圍。如果只有良好的光照氛圍，并且沒(méi)有進(jìn)行過(guò)任何變換的概念模型，那么最終的3D渲染照片將很難有真正的彩色。因此，概念模型、照明器材、原材料和動(dòng)畫(huà)的實(shí)際效果緊密相關(guān)，并且每個(gè)階段都會(huì)對(duì)最終的實(shí)際效果產(chǎn)生影響。MAYA的原材料和紋理可以模擬所有原材料在地理環(huán)境中的預(yù)期效果，例如金屬材料、夾層玻璃、塑料、織物、木材、石頭等。MAYA顯示了各種表面著色器，可以模擬帶或不帶修復(fù)的材料，調(diào)整物料球的特性非常方便。材料樣品球可以控制色調(diào)、清晰度、環(huán)境色、自發(fā)亮色、凹凸深層、漫反射光色、透明色的實(shí)際效果，修復(fù)特性和反射表面的耐色性，表面特性的抗壓強(qiáng)度和測(cè)繪的抗壓強(qiáng)度。MAYA還指示了轉(zhuǎn)換后的圖層的定義。該層可以與Photoshop層相同，可以將幾種不同的材料相互混合以達(dá)到模擬復(fù)雜材料（例如層材料、應(yīng)用條件等）的目的。

3.3動(dòng)畫(huà)技術(shù)

MAYA具有多種動(dòng)畫(huà)技術(shù)，例如路徑動(dòng)畫(huà)、關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)、相關(guān)動(dòng)畫(huà)、變形動(dòng)畫(huà)、控制面板動(dòng)畫(huà)、粒子動(dòng)畫(huà)和其他動(dòng)畫(huà)方法。MAYA包括變形器、課程、離散系統(tǒng)動(dòng)畫(huà)編寫(xiě)系統(tǒng)軟件、全身肌肉骨骼和皮膚系統(tǒng)軟件以及其他常見(jiàn)的優(yōu)秀制作和動(dòng)畫(huà)專用工具。它還包括骨骼系統(tǒng)軟件、IK花鍵操作柄、皮膚凈重值映射分布圖和動(dòng)畫(huà)技術(shù)。MAYAAnimation依據(jù)變形的技術(shù)生成了各種表情動(dòng)畫(huà)。MAYA的骨骼系統(tǒng)非常強(qiáng)大。在為場(chǎng)景的角色和目標(biāo)設(shè)置動(dòng)畫(huà)之前，肌肉骨骼自動(dòng)控制系統(tǒng)是第一個(gè)安裝動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)的總體目標(biāo)的系統(tǒng)。創(chuàng)建全身肌肉骨骼，向全身肌肉骨骼添加自動(dòng)控制系統(tǒng)。對(duì)全身肌肉骨骼進(jìn)行蒙皮以及開(kāi)發(fā)和控制角色的整個(gè)過(guò)程稱為安裝，也稱為角色設(shè)置。骨架系統(tǒng)軟件產(chǎn)生角色動(dòng)畫(huà)和MAYA角色動(dòng)畫(huà)，并根據(jù)連接的人體骨骼創(chuàng)建操作面板。在添加皮膚之后，可以根據(jù)肌肉骨骼的旋轉(zhuǎn)來(lái)控制數(shù)字模型[5]。

4結(jié)語(yǔ)

在這個(gè)階段，我國(guó)的3D動(dòng)畫(huà)制作領(lǐng)域正處于蓬勃發(fā)展的階段。動(dòng)畫(huà)市場(chǎng)的逐步完善也清楚地為3D動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作者提出了更高的挑戰(zhàn)。動(dòng)畫(huà)制作師不僅必須具有出色的現(xiàn)實(shí)性，要進(jìn)行技術(shù)操作，有必要使用功能齊全的模型設(shè)計(jì)軟件。作為全球頂級(jí)的3D模型軟件產(chǎn)品，MAYA可以向用戶展示各種各樣的模型設(shè)計(jì)選擇。它具有非常豐富的模型功能和完整的模型管理系統(tǒng)。它可以獨(dú)立于第三方軟件并開(kāi)發(fā)出一套完整的3D模型。動(dòng)畫(huà)制作極大地縮短了3D動(dòng)畫(huà)制作的周期，減少了傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)人員不得不進(jìn)行多次軟件轉(zhuǎn)換的麻煩，并真正完成了從模型到3D的動(dòng)畫(huà)制作。渲染的集成步驟為用戶提供了一站式3D動(dòng)畫(huà)制作計(jì)劃。該計(jì)劃簡(jiǎn)單易上手。它對(duì)3D動(dòng)畫(huà)制作領(lǐng)域的發(fā)展具有巨大的促進(jìn)作用，并且在3D動(dòng)畫(huà)制作方面具有較高的應(yīng)用意義。

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[5]楊超.基于MAYA三維動(dòng)畫(huà)制作教學(xué)的分析與思考[J].電子世界，2014（4）：155-156.

作者:牛曉婉 單位:信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院