MAYA動力學(xué)(剛體)

1、1呷|0KC|OOJOlo.orci1呷由亡Pmds|D0lJflMO|ao55EfjrilrrfjLiEe|0.KCp.M0|ClOW|OKO|OOJU|o.dw-Spn|ddodpEJOOEl|HDDOFcree|0.KC|D.L40|O.OKi呻f|OKO|QCQOam-曲聞Id|2TInNUSeeing?twdSpn|DD0D|dc(d|OlDDOhAaiPosriKinOKL阿0ClOKiInihalOirn|0KCi|OCQOICLUffiDjTffricFinJrn|0MEouhciftKiIcTfiOOSldlnnwwMAYA在maya的動力學(xué)部分我們將學(xué)到剛體，柔體，彈簧，和

2、各種動力學(xué)的約束。這些對于模擬現(xiàn)實的物理運動是十分有效的！好下面我們就開始系統(tǒng)的介紹一下各部分的功用很各自的控制參數(shù)。在后邊我們將結(jié)合實例進(jìn)行說明。剛體部分剛體的性質(zhì)更象物理空間中的現(xiàn)實物體：有質(zhì)量mass、受動力場的影響、能與其它物體發(fā)生碰撞。一般來講剛體在物理過程（碰撞、受力）中不發(fā)生變形。剛體最重要的特性就是質(zhì)量和代理物體。質(zhì)量越大的物體慣性越大，其運動狀態(tài)越不易改變。當(dāng)兩個不同質(zhì)量的物體發(fā)生碰撞時，質(zhì)量大的物體運動狀態(tài)（速度、方向）變化較小，質(zhì)量小的物體變化較大。代理物體是軟件在進(jìn)行動力學(xué)計算時的一種簡化方式，它使用簡單形狀的物體（球和長方體）代替復(fù)雜形狀的物體，這樣可以大大節(jié)省計算時

3、間。使用代理物體可能會降低計算精度，如果要求高精度的計算則不宜使用代理物體。剛體部分主要分兩個類型主動剛體和被動剛體。主要區(qū)別在于主動剛體可以受力場的影響，,但接受碰撞不發(fā)生位移。接受碰撞會產(chǎn)生相應(yīng)的物理變化。被動剛體不受場的影響StakeFnclnn0.2COCoisianLei二|PqriwirnmK：&Wsm|1KCDfl-itrQfMati|6血rLeeL匚Bt/BiiJFMa!；!；IRig-id帥曲Mj;Rhj:e彳Srtive廠PffiKieColic4i廠A|i：ayDiwrrwbmnosubjectrigidbodyname設(shè)置剛體的名稱,便于識別.active將剛體制作為主

4、動剛體.如果關(guān)閉,剛體是被動剛體particecollision如果使粒子和表面碰撞，并且表面是主動剛體，可將particecollision打開或關(guān)閉，設(shè)置剛體是否反應(yīng)碰撞力.allowlockcenterofmass作為系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置，不能打斷剛體和剛體解算器的聯(lián)系allowdisconnection打開后，才可以打斷連接mass設(shè)置主動剛體的質(zhì)量，質(zhì)量越大，它對碰撞物體的影響越大centerofmassX，Y，X指定在局部坐標(biāo)系中主動剛體質(zhì)量中心的位置很容易看到.質(zhì)量的中心影響主動剛體如何彈跳置了主動剛體球體的旋轉(zhuǎn)點.，其中剛體解算器處理動力學(xué)動畫.將.此屬性僅在屬性編輯器中可用.maya

5、忽略掉被動剛體的質(zhì)量.X形圖標(biāo)代表質(zhì)量的中心.在線架模式下,它.當(dāng)設(shè)置了initialspin時，質(zhì)量的中心也設(shè)作為系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置，在建模過程中當(dāng)改變物體的表面時，maya重新計算剛體的質(zhì)量中心如果打開這個屬性，maya不改變質(zhì)量中心.僅在編輯器中可用.staticfriction當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動值為1時,減小運動dynamicfriction設(shè)置剛體運動和剛體表面相接觸時相對的摩擦力動.bounciness設(shè)置剛體的彈力.damping設(shè)置一個反向力,阻止剛體的運動觸后的運動.正值減小運動.值為0時,剛體自由運動,值為1時,減小

6、運,此屬性作用與拖動相似,負(fù)值增加運動.;它影響物體接觸前,接觸中和接impulseX,Y,Z創(chuàng)建瞬間力,并且設(shè)置力的大小和方向.數(shù)值越高,力的數(shù)量越大impulse此項設(shè)置瞬間力在剛體上的作用點如果瞬間力的的作用點沒有撞擊到質(zhì)量中心positionX,Y,Z則剛體在移動的同時繞自身的質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)邊界以為的位置,將仍然得到物體的旋轉(zhuǎn)和移動的位置.這三項的數(shù)值使用的是剛體的局部坐標(biāo)軸空間.如果將作用點的位置指定到物體的外表面spinlmpluseX,Y,Z使用這三項可以在剛體的重心實施旋轉(zhuǎn)推動力,也就是物理上的扭距.這三項的數(shù)值設(shè)置扭距的方向,也設(shè)置扭距的大小solverid解算器使用只讀剛體索

7、引數(shù)字計算剛體的動力.可以在mel腳本和表達(dá)式中使用solverid,TOC o 1-5 h z以在解算器中識別特殊的剛體.剛體的初始設(shè)置lnitialspinX,Y,Z這三項設(shè)置剛體在創(chuàng)建后初始的角速度,這可旋轉(zhuǎn)剛體.lnitialpositionX,Y,Z設(shè)置剛體最初局部在世界坐標(biāo)中的初始位置.lnitialorientationX,Y,Z設(shè)置剛體最初局部空間方向.lnitialvelocityX,Y,Z設(shè)置剛體最初的速度和方向.設(shè)置剛體的屬性standinODDDOOstandin項的下拉式菜單中可選擇立方體或球體作為替換幾何體，當(dāng)選擇none項時，不使用替換幾何體.applyforce

8、at顯示一個菜單,允許設(shè)置力作用于物體的位置,將作用位置設(shè)置在質(zhì)量中心,它的邊界盒的中心和它的CVS或頂點.當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動centerofmass將力的作用點設(shè)置在質(zhì)量中心.沒有扭距作用于剛體.boundingbox將力應(yīng)用到物體的邊界盒的八個角.這是系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置.要看到物體的邊界盒,從工作區(qū)的上方選擇shading/boundingboxverticesorcvs在多邊形物體的每個頂點應(yīng)用力，或在nurbs表面的每個cvs應(yīng)用力.這是最慢但最精確的選擇.tessellationfactor在創(chuàng)建剛體時，nurbs物體首先要轉(zhuǎn)

9、化為多邊形物體.此項確定了在轉(zhuǎn)換過程中多邊形的近似數(shù)目.低數(shù)目創(chuàng)建粗糙的幾何體，并減少了動畫計算但是加快了播放速度.collisionlayer可以使用碰撞層來創(chuàng)建互相碰撞物體的專用組.碰撞層可以容納兩個或多個碰撞剛體，在同一層中的兩個剛體才能發(fā)生碰撞.collisions當(dāng)關(guān)閉此項時，剛體不碰撞場景中的任何物體.可以打開兩個或者更多剛體的interpenetrate屬性，阻止這些物體的互相碰撞.如果要阻止物體的相互碰撞，可以選擇物體，然后選擇solves/setrigidbodyinterpenetrate命令.如果以后要關(guān)閉interpenetrate屬性，選擇物體，然后solves/se

10、trigidbodycollision.Lgnore當(dāng)打開此項時，這關(guān)閉了場的影響，碰撞的影響和所有其他剛體的影響.如果在場景中有許多計算剛體，并且想使多個剛體失效以加速動畫播放則該項是非常有用的以上介紹了剛體本身的一些屬性，為了模擬真實的物理現(xiàn)象，在器下面我們來介紹一下它的一些屬性。maya里邊還設(shè)有剛體解算StateFriel：ionBciuncinessContactMotionLcmldctDataAllowDisconnectionCoNisian!oleraneeStartTirrieCurrentTine*FEigidSdIybfMethodsSolveiMethedFlurge

11、KuItsAdaptiveLEtSelectedFocusAttributesHelpnurbSpherelnurbsSphereS.hape!rigidBodvlrigidSolYerScaleVelotitJRigidSolverStates17171717廠廠CcheD曰也DeleleCacheD&l&teFEigidSolverDisplayOptionsFF廠廠DisplayConstraintDisplayCenterOfMassDispilayVelocityDisplayLabeltModeBshaviornosubject剛體解算器的屬性stepsize設(shè)置剛體計算在一幀之內(nèi)

12、出現(xiàn)的頻率.一般情況下，增加setpsize值.改善剛體動畫的精確當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動度.但會減慢場景的播放.如果快速移動的剛體沒按所預(yù)料的碰撞，則減少stepsize.DOO個不可設(shè)置關(guān)鍵幀屬性，僅在屬性編輯器中可用.collisiontolerance設(shè)置剛體解算器檢測碰撞速度和精確度.碰撞誤差值越小了則計算時間越長，碰撞精度越高小誤差數(shù)值常用于創(chuàng)建涉及細(xì)小薄體的碰撞.這是一個不可設(shè)置關(guān)鍵幀屬性，僅在屬性編輯器中可用.scalevelocity該項用于displayvelocity屬性.如果打開displayvelocity，運動

13、剛體顯示速度箭頭圖標(biāo)代表剛體運動的大小和方向.可改變scalevelocity去縮放箭頭.starttime設(shè)置解算器開始動畫剛體動力的滑塊時間幀.currenttime允許加速或減慢連接到解算器的所有剛體的動力學(xué)動畫子物體的作用相同.solvermethod.currenttime對剛體的作用與對粒TOC o 1-5 h z可在彈出菜單選擇剛體計算的精確度和速度.midpoint計算速度快但精度低.runge-kutta以中等速度和精度計算.runge-kuttaadaptive計算速度慢但精度高，這是系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置剛體計算狀態(tài)當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時

14、允許物體自由運動state打開或關(guān)閉場果,關(guān)閉此項,碰撞和剛體約束的作用.如果想加速播放動畫速度,并且暫時不關(guān)心剛體的效當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動friction設(shè)置剛體在碰撞后是被粘貼還是滑動滑動.如果剛體之間的接觸被限制到瞬間的碰撞加速播放.如果friction打開，則剛體被粘貼；如果關(guān)閉，它們則,frictionDOODOO.關(guān)閉friction可當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該

15、項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動bounciness此項可關(guān)閉或打開彈跳.當(dāng)關(guān)閉時，物體相互接觸時不會彈跳，但剛體動畫播放加快當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動contactmotion當(dāng)打開時,maya的剛體動力學(xué)模擬牛頓物理學(xué).當(dāng)關(guān)閉時maya模擬沒有慣性的阻尼環(huán)境.特別要說明,象彈力和摩擦力這樣的碰撞力不影響剛體.場影響剛體,但不影響最初旋轉(zhuǎn),最初速度或推力.contactdata積累場景中接觸剛體之間的數(shù)據(jù)allow系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置，不能打斷剛體

16、和剛體解算器之間的連接，剛體解算器處理動力學(xué)動畫.但打開allowdisconnection后,0000disconnection連接.此屬性僅在屬性編輯器中可用.cachedata.在此以后,可以通過拖動時如果打開此項，maya緩存所有連接到解算器剛體的動力學(xué)狀態(tài)間滑塊或反向播放檢驗剛體的動畫.deletecache刪除連接到解算器的所有剛體的緩存動力學(xué)狀態(tài)剛體解算器顯示選項displayconstraint顯示剛體約束圖標(biāo).displaycenterofmass顯示每個剛體質(zhì)量中心的圖標(biāo).displayvelocity顯示箭頭圖標(biāo),箭頭代表剛體速度的大小和方向displaylabel表明剛

17、體是主動剛體還是被動剛體.以上我們大致講了一下有關(guān)剛體的一些屬性在實例的教案里我們可以更加深刻的了解這些參數(shù)的效用。柔體部分柔體這部分可以作出很多現(xiàn)實中的自然現(xiàn)象，下面我們對他的一些基本參數(shù)加以介紹。nosubjectmakesoft將物體轉(zhuǎn)化為柔體.如果還沒動畫物體，并且要使用動力學(xué)動畫它（例如場).如果已經(jīng)為物體制作了非動力學(xué)動畫，并想在創(chuàng)造了柔體后保持動畫則用此選項.非動力學(xué)動畫包括使用關(guān)鍵幀，運動路徑，非粒子表達(dá)式和變形動畫，影響柔體粒子的動力不受非動力學(xué)動畫的影響.動力在粒子物體的局部空間起作用，其他的動畫作用于物體，不影響動力效果.duplicate，makecopysoft選擇此

18、項，復(fù)制物體并將物體的復(fù)制物體制作為柔體，而不改變原始物體.如果使用此項，可將makenon-softagoalDOD，將原始makecopysoft物體作為柔體的目標(biāo)物體.柔體跟隨被動畫的目標(biāo)物體.可編輯柔體的目標(biāo)權(quán)重，創(chuàng)建彈性運動或輕搖效果.另外，當(dāng)makenon-softagoalODD，反復(fù)使用該項，這將創(chuàng)建等同于物體的柔體拷貝，可獨立地動畫原始物體地每個復(fù)制物體.此項作用與duplicate,makecopysoft項相似，只是它將原始物體制作為柔體，并且復(fù)制原始物體.duplicate，makeoriginalsoft，要使用當(dāng)物體的下游構(gòu)造歷史需要使用原始物體而不能用其復(fù)制物體作

19、為柔體時當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動duplicate,makeoriginalsoft項.duplicateupstreamgraph當(dāng)使用任何一項復(fù)制選項創(chuàng)建柔體時復(fù)制上游節(jié)點線輸入,而需要在復(fù)制物體中使用和編輯從屬曲線輸入hidenon-softobject當(dāng)復(fù)制物體,并且將原始物體或復(fù)制物體創(chuàng)建為柔體如果后來要顯示被隱藏的非柔體物體,可在display/show/show/selectionmakenon-softagoal打開此項,可以使柔體跟蹤目標(biāo)或向目標(biāo)物體移動體.可以在創(chuàng)建柔體后編輯柔體的目標(biāo)權(quán)重將使柔體變硬;精確的成為目標(biāo)體

20、的樣子.weight設(shè)置柔體跟隨幾何體的緊密程度.值為0時.如果原始物體有從屬曲,則要講此項打開.如果打開此選項,則非柔體物體被隱藏outliner中選擇物體，并選擇,目標(biāo)物體就是原始幾何物體或復(fù)制幾何目標(biāo)權(quán)重為0將使柔體自由的變形或彎曲,為1使柔體彎曲和自由變形.值1使柔體剛直以上簡述了一下柔體的屬性在后邊的例子里我們將具體運用。彈簧當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動SpringNameCreationMethod:Minhls罠MinDianceMa?DhtarceWireV/dlkLengthDampingRestLengthEndlWeig

21、htFAppljJ廠-End2Weight1.000十SpringAttrahutesUse;Stine3sPS廠UseDampingPS廠UseRestLengthPSzStiffriesi1.(I；SpringOptionsa.0001.000a.200a.ooo1.000CreatebSpringMethodsAddtoEx誕tingSpringDontDuplicateSpringsI-SetEirehusive當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動nosubjec

22、tspringname指定彈簧物體的名稱，以便于在outliner中識別addtoexistingspring，而不作為一個新彈簧.當(dāng)打開此項時，在彈簧選項對話框中添加彈簧到一個現(xiàn)存的物體的其他選項的作用與創(chuàng)建新彈簧的作用相同dontduplicatesprings當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動如果一個彈簧已經(jīng)存在spring項時，此項才起作用，此項避免在兩點之間再次創(chuàng)建彈簧.僅當(dāng)打開addtoexisting當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.

23、值為0時允許物體自由運動setexclusive當(dāng)多個物體被選擇時,基于點之間的平均長度,彈簧會將選擇物體上的點連接到其他物體的點上.軟件基于物體決定了適當(dāng)?shù)淖畲蠛妥钚【嚯x范圍.在每個物體內(nèi)的點不用彈簧連接creationmethob:minmaxminmax選項使選僅在mindistance和maxdistance選項確定的范圍內(nèi)創(chuàng)建彈簧.可使TOC o 1-5 h z擇的粒子相互粘附,例如模擬流體的混凝.creationmethob:all,選擇在被選擇物體所有點之間創(chuàng)建彈簧.當(dāng)想讓物體的整體結(jié)構(gòu)中有統(tǒng)一的彈簧結(jié)構(gòu)該項,例如彈性球.creationmethob:wireframe,例如一條

24、,該選項在柔體的外部邊緣所有的粒子間創(chuàng)建彈簧.該選項對由曲線制作的柔體非常有用繩索.對帶有不規(guī)則表面的柔體,或?qū)οＭ渫獠窟吔缬心z或液體粘附效果的物體也十分有用的.wirewalklength.該選項的該選項使用的創(chuàng)建方式是：wireframe選項.它設(shè)置邊緣粒子之間創(chuàng)建的彈簧數(shù)目值越高,柔體的結(jié)構(gòu)越強.設(shè)置屬性usestiffnessps,允許設(shè)置單個彈簧的剛性,阻尼和靜止長度.usedampingps,userestlengthps當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動stiffness當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為

25、0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動設(shè)置彈簧的剛性.如果將彈簧的剛度設(shè)置的太高,彈簧可能被過分的拉伸和壓縮.通過改變這當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動個屬性可以調(diào)整碰撞柔體的彈跳damping,低的阻尼值可以使彈簧的伸縮加快設(shè)置彈簧的阻尼力.高的阻尼值使彈簧的長度變化很慢可使用低的阻尼數(shù)值和高的彈力數(shù)值來創(chuàng)建柔體的顫動效果當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動re

26、stlength設(shè)置彈簧靜止時的長度.在彈簧物體中的每個彈簧都具有相同的靜止長度值彈簧盡力地到達(dá)它們的靜止長度彈簧縮短.將彈簧的數(shù)值。設(shè)置的比靜止時的長度大end1weight此項設(shè)置彈簧的伸縮力施加到彈簧開始點的數(shù)量明開始點不受彈簧伸縮力的影響.如果將此項的值設(shè)置的彈簧的靜止長度小,當(dāng)播放動畫時.當(dāng)播放動畫時,當(dāng)播放動畫時,彈簧擴(kuò)張.此項的取值范圍從.當(dāng)值為1時,影響最大.0到1.當(dāng)值為0時,表當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動Nail）、銷約皿Pin）、鉸鏈約束（H

27、inge）、彈簧約束（Sping）和屏障約束（Barrier)。剛體約束剛體約束是控制剛體運動的一個重要方式。它控制剛體在受力不平衡時按一定的方式運動。這些運動方式都是我們所熟悉的簡單運動形式。剛體約束共有六種：釘約束（當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動約束（Nail）將主動剛體約束在空間的一個點上，當(dāng)被約束的剛體受到力的作用時（碰撞或動力場），就當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗

28、運動的程度.值為0時允許物體自由運動會繞約束的固定點轉(zhuǎn)動，感覺很象鐘擺。釘約束就象把一個物體掛在釘子上一樣。當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動重力ZL_X約束點運動路徑”祀的hmding9”口19吁hu円戶已卩旦？當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動nosubject約束（Pin）Pin約束實際上是把將兩個剛體約束在空間一個特定的點，就象一個關(guān)節(jié)連接的兩個物體。當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動兩個物體關(guān)聯(lián)起來。當(dāng)兩個物體的剛體屬性（主動、被動）不同時，約束的結(jié)果也是不同的。當(dāng)剛體和其他剛體靜止接觸時,該項設(shè)置剛體抵抗運動的程度.值為0時允許物體自由運動nosub