付达杰

摘要Maya是当前最为优秀的三维动画制作软件之一,文章对Maya的建模、材质和光效、动力学等关键技术特点做了系统的分析,同时探讨了Maya在影视动画、虚拟仿真和娱乐游戏等方面的具体应用。

关键词Maya建模材质虚拟仿真

中图分类号:TP311文献标识码:A

动画产业是二十一世纪的朝阳产业之一,MAYA可以说是当前三维动画业所最为关注的焦点之一。它是新一代集三维建模、动画、视觉特效和渲染解决方案于一体的全新架构的动画软件,成为继3dmax、Softimage|XSI之后最为优秀的三维动画制作软件之一。下面就Maya各项关键技术特点及其具体应用做一下具体的分析。

1 完善的建模体系

通过建立正确的模型来描述和表现事物的各种属性,是现代科学探索事物本身发展、运行规律的一个普遍而且重要的方法 。在三维动画设计中,建模技术是基础。Maya提供了一套完善的建模体系,包括传统的多边形(Polygon)建模、流行的曲面(Nubrs)建模和先进细分(Subdivision)建模以及独特的雕刻建模等多种建模方式,使得它在建模技术上有着更大选择空间。如在建筑建模中,由于许多物体都有角,如窗,墙,门等,因而可选择多边形建模最合适。在生物角色和汽车等工业模型中,由于对曲面的流畅程度要求较高,则可选择曲面建模,细分曲面建模可以简化复杂物体的制作过程,他继承了多边形建模对体积的直观控制与曲面建模少量点控制大面积曲面平滑的两大技术优势,从而更好地达到造型建模的目的。而雕刻建模,直接使用雕刻刀工具对表面进行雕刻来建模,使建模过程更加形象化。此外Maya还提供了纹理置换建模,使用纹理贴图的黑白值去映射表面的几何体,非常适合于制造一些立体花纹,山脉地形等模型。

2 逼真的材质和光效

Maya的材质体系也是非常优秀的,它把程序的逻辑思想直接体现在高效的操作中。在Maya中编辑材质其实很像在编写一段程序,这是有别于其它动画软件的制作方法。Maya的灯光有Ambient,Directional,Point,Spot,Area,Volume等6种光源,能模拟大自然的任何光效,还能营造出许多人工光效,例如激光,细胞染色的荧光等。优良的

灯光模拟,再结合逼真的渲染效果,极大地提高了再现真实世界品质。

3 强大的动力学系统

动力学是Maya最为强大的功能之一,主要包含了粒子、流体、刚体和柔体4大主体效果。可以模拟现实生活中的多种作用和自然现象,如浮力、重力、摩擦力、旋风、爆炸、雨、雪等。并且,在Maya中预先创作出了多个逼真效果的实例模板,供创作者调用。

4 其他关键技术

Maya除了上述几大基本技术外,还有一些其他制作动画的关键技术:

Maya骨骼绑定技术,只要调整关节的旋转角度,皮肤(肌肉)就能附着在骨骼上一起弯曲变形。

Maya nCloth功能,使得创作者能够以全新方式快速支配和调控衣料和其他材质模拟,调整衣料的硬度、衣服碰撞效果变得十分容易。

Maya自带的live(现场对位)插件能把非线性编辑及后期合成的部分内容加入三维制作过程中,解决了三维虚拟对象与视频图像对位合成的难题。

Maya的C++API设计使得技术导演们可以把为特殊创作任务所定制的插入程序加入到系统中。动画分工的外部硬件也可随时插入Maya,而无须进入某一特定模式。

另外,在最新的Maya2009版新增了诸多先进的技术,如全新的资产管理系统可以对复杂的数据进行高效的组织、共享、参考以及不同形式的呈现。强大的nDynamics系统可以模拟高仿真度的液体,还可以逼真地模拟出液体的黏性以及与物体之间交互的过程和直观的动态效果。交互式的立体电影制作工具为制作立体动画电影提供了完善的技术和功能支持,可以在系统中交互式地制作立体电影,甚至可以戴着立体眼镜制作立体电影。

5 广泛的应用

Maya技术优势使得其迅速进入到各种应用领域,主要涉及以下几个领域:

5.1影视动画

Maya自诞生以来一直作为服务于影视特效领域的软件而存在,占据了85%美国影视特效市场,以特效著名的好莱坞大片如《侏罗纪公园》、《指环王》、《金刚》等都是由Maya制作完成,另外一些《机器人总动员》、《怪物史莱克》等经典动画片也都是Maya的成功之作。

5.2虚拟仿真

通过整合Maya三维动画技术和三维虚拟现实技术,打造高度虚拟仿真的现实工作环境已经成为当前计算机多媒体技术的重要方向。如,在计算机上操作可视的三维模型虚拟人体(包括人体的各个器官和细胞等)。在进行科学研究时,研究人员只需佩戴特殊的眼镜,然后用电极对虚拟人体进行操作,如同在真人身上进行操作一样。国外一些医学院已经为学生开设虚拟人手术课。

5.3娱乐游戏

MAYA所提供的直观工作环境中,人物都是栩栩如生的。一整套用以精确控制人物动画的反向运动学工具和皮肤工具使得游戏角色建模变得随心所欲。可以把多种内嵌行为或高级控制加入到每一次的数字创作中;创作者要牵挂的主要是创意本身。用MAYA,我们可以把微妙的表情赋予数字角色,就好像是在执导一批真正的演员。这是在以前的三维软件里无法实现的。

总之,“工欲善其事,必先利其器”,三维动画的发展离不开强大的动画软件制作工具,但是,人是动画创作的主体,我国动画产业绝不是仅仅靠几款强大的动画制作工具就能发展起来的,优秀的动画作品不仅需要优秀的创作工具,更需要优秀的创作人才。