三維動畫實(shí)現(xiàn)與作品發(fā)布

三維動畫實(shí)現(xiàn)和作品發(fā)布

一、手動設(shè)置關(guān)鍵幀的具體步驟

步滕1：設(shè)置Maya項目。

（1）執(zhí)行“文件一項目窗口”命令，然后單擊“新建”（New）按鈕，在“當(dāng)

前項目”中輸入項目名稱，將“位置”后的文件路徑設(shè)置為從網(wǎng)上下載的本項目

的文件夾，單擊“接受”按鈕，即以已有文件為基礎(chǔ)，創(chuàng)建了一個Maya項目文

件。

（2）雙擊2_14_fish_anim.mb,打開場景文件。場景中是一條已經(jīng)完成貼

圖和渲染設(shè)置的小魚。從左上角打開菜單集的下拉菜單，選擇“動畫”，如圖1

所示。

?AutodeskMaya2

文件編輯創(chuàng)建

動畫

FX

簸

自定義...

圖1選擇“動畫”菜單集

步驟2：單擊鍵盤的空格鍵，將透視圖切換成四視圖的模式，然后選擇小魚

模型，執(zhí)行“關(guān)鍵幀一設(shè)定關(guān)鍵幀"命令（敲鍵盤快捷鍵S）,如圖2所示，為

小魚設(shè)定第一個關(guān)鍵幀，這樣就記錄下了小魚的初始位置信息。

在時間滑塊中，“1”的左側(cè)出現(xiàn)了一根紅色的細(xì)線，表面第一個關(guān)鍵幀已經(jīng)

記錄下來，同時右側(cè)的通道盒窗口中小魚的位置、旋轉(zhuǎn)、縮放等屬性數(shù)值已經(jīng)變

成紅色。

文件編輯創(chuàng)建郵修改顯示窗口關(guān)鍵幀搔放可視化動畫變形約束幺

動畫▼|N省rc*/

1■曲物曲面多跳蚓裝備+，^^觸s□

一■一▲4*音動畫關(guān)蝴

圖2設(shè)定關(guān)鍵幀

保持選中小魚，把時間滑塊移動到第5幀，使用移動工具，從top頂視圖將

小魚從原點(diǎn)移動到一個位置，再在side側(cè)視圖或者front前視圖將小魚的上下

調(diào)整好位置，執(zhí)行“關(guān)鍵幀一設(shè)定關(guān)鍵幀”命令，完成第二個關(guān)鍵幀的設(shè)定。

拖動鼠標(biāo)指針移動時間滑塊，或者單擊時間軸右側(cè)的播放按鈕，可以預(yù)覽小

魚的移動動畫。

步驟3：將時間滑塊移動到第5幀，再用旋轉(zhuǎn)工具順著小魚運(yùn)動的方向適當(dāng)

調(diào)整小魚的角度。然后執(zhí)行“關(guān)鍵幀f設(shè)定關(guān)鍵幀”命令，把剛才的設(shè)置記錄下

來O

步驟4：以此類推，為小魚設(shè)置出一小段游動動畫，如圖3所示。

圖3小魚動畫

步驟5：用圖形編輯器來制作小魚動畫的循環(huán)。整體動畫影片的設(shè)計是15

秒左右，需要制作四百多幀畫面，小魚的動作全都這樣一步步地設(shè)置是比較耗時

的。Maya因此提供了一個非常強(qiáng)大的動畫編輯工具。

“曲線圖編輯器”(GraphEditor)是一個以圖形方式表示場景中各種已設(shè)置

動畫的屬性的編輯器。已設(shè)置動畫的屬性由稱為“動畫曲線”的曲線表示，可以

在“曲線圖編輯器”(GraphEditor)中編輯。

保持選中小魚，選擇“窗口一動畫編輯器一曲線圖編輯器”，打開小魚的曲

線編輯器，敲A鍵，使其按照適合視窗大小顯示內(nèi)容，如圖4所示。

圖4曲線圖編輯器

“曲線圖編輯器”(GraphEditor)將顯示若干條動畫曲線，小魚的平移、旋

轉(zhuǎn)和縮放等每個已設(shè)置關(guān)鍵幀的屬性對應(yīng)一條。在左側(cè)列中會列出模型的可設(shè)置

動畫的屬性。

每條曲線以圖形方式表示在動畫期間屬性值如何改變。左側(cè)的數(shù)字列表示可

設(shè)置動畫的屬性值，而底部的數(shù)字行表示時間(幀)值。在曲線上的每一點(diǎn)，可

以看出在特定時間屬性的值。曲線上的黑色小方塊表示已設(shè)置關(guān)鍵幀的點(diǎn)。

例如，平移X的曲線就是表示模型X軸的位置隨時間的變化曲線，其曲率就

是移動速度。所以我們可以執(zhí)行“編輯一變換工具一移動關(guān)鍵幀”命令調(diào)整曲線

的位置以及曲率來調(diào)整場景中模型的運(yùn)動狀態(tài)，如圖5所示。

沈士二:三三三三送二

撤消Ctrl+Z

堇做Ctri+Y

□

更切

□

復(fù)制

□

粘貼

刪除

物

變換工具□

□移動關(guān)鍵幀工具

櫻□

蝴云黜虹具N

郵未掩捉對藏□

品格變形關(guān)鍵幀工具

郵曲關(guān)節(jié)點(diǎn)

區(qū)域關(guān)鍵幀工具

更改曲線顏色□□

場時工具

移除曲線顏色

設(shè)置曲線顏色..

場縣時間扭曲?

圖5移動關(guān)鍵幀工具

此外，選擇曲線圖編輯器的“曲線一前方無限一循環(huán)”命令，如圖6所示,

和“曲線一后方無限一循環(huán)”命令，這樣就以小魚初始設(shè)定的動畫為循環(huán)內(nèi)容,

設(shè)定前后動畫的循環(huán)，小魚一直不停游動。

■曲淺圖編霜器

拜繚用國I

圖6動畫的前方無限循環(huán)

最后，如果需要制作小魚一邊游動一邊上浮的動畫，則將上一步驟的循環(huán)改

為“帶偏移的循環(huán)”即可，如圖7所示。

曲段關(guān)健幀切線列表顯示幫助

前方無限?循環(huán)

后方無限?帶偏移的循環(huán)

隔離曲娃往返

□笠

通道恒定

圖7利用帶偏移的循環(huán)實(shí)現(xiàn)小魚一邊游動一邊上浮動畫

類似的，也可以利用三維模型的縮放屬性，制作小章魚一邊伸縮一邊上浮的

動畫。例如在第1幀時，設(shè)定關(guān)鍵幀，記錄下原始位置和大小信息。然后，將時

間滑塊移動到第25幀，利用哆動工具將章魚模型沿著y軸上移3個單位，縮小

到原始大小的0.5,并記錄關(guān)鍵幀。其次，在第50幀時，將章魚模型沿著y軸

再上移3個單位，回復(fù)到原始大小，記錄關(guān)鍵幀。這樣就完成了小章魚一次伸縮

上游的動畫，如圖3-96所示。最后打開曲線編輯器，利用曲線菜單中的“帶偏

移的循環(huán)”實(shí)現(xiàn)動畫的小章魚一直伸縮上游的動畫。

圖8利用平移和縮放實(shí)現(xiàn)小章魚一邊伸縮一邊上浮動畫

二、用彎曲變形器為小魚添加身體動作并設(shè)置路徑動畫的步

驟

步臊1:用彎曲變形器魚身扭動。選中小魚，在“建?！辈藛渭姓业健白?/p>

形一非線性一彎曲”，為小魚添加一個彎曲變形器。單擊視圖窗口上的線框方式

顯示，可以清楚地看到小魚中出現(xiàn)了一條綠色的彎曲控制柄，如圖9所示。

視圖著色國明顯示渲染器面板

■VN￡4＞，|畫口回國回回|區(qū)］，0電閱電|

圖9以線框方式顯示的小魚和彎曲變形器的控制柄

打開右側(cè)通道盒編輯器中的“輸入”，調(diào)整其中的“曲率”，小魚的身體隨之

發(fā)生彎曲。但是由于目前控制柄的方向與期望的彎曲方向不符，所以在通道盒編

輯器上部的bendlHandlc處，旋轉(zhuǎn)調(diào)整控制柄的方向，使其為小魚身體側(cè)向彎曲,

如圖10所示。此時，調(diào)節(jié)“曲率”，即可影響小魚身體的彎曲程度，因此考慮在

此處制作動畫。

也可以嘗試調(diào)整控制柄上下限的位置來精細(xì)調(diào)整小魚彎曲的位置。

遵遹a層蟀拗I

通通郛8對盆顯示

bendlHandl#

早夠X0.125

*?Y0.278

**Z0.006

BWX0

曲Y90

?tZ90

?SX14,903

tfStV14.903

14.903

可見性啟用

械

bendlHandl?Shope

曲IEZE3i

?入

bcndl

械1

-97.403

±IRI

圖10調(diào)整彎曲控制柄

步驟2：用sin函數(shù)控制曲率。當(dāng)然我們可以沿用手動設(shè)置關(guān)鍵幀的方法來

制作小魚身體彎曲動畫。但此處，我們嘗試用函數(shù)來控制小魚身體的彎曲。這種

使用計算機(jī)程序或者算法按照時間自動改變模型屬性的動畫設(shè)置方式就是過程

式動畫。

選擇通道盒編輯器中bendl的“曲率”，打開“編輯一表達(dá)式…”，在下方“表

達(dá)式”一欄中輸入bendl.curvature=sin(time*5)*100,如圖11所示。

通道MH對象顯示

bondl?±3X...■ft

匪法啊瑁21

通道控制

逢酬曜器

磁性湖S8S

材質(zhì)展性cumtun

lowBound

添加層性highfiound

岸8屬性

形狀85行bcndl.curvature

爰制屋性

bene

：

都盼演性IHAJT>b*^1

鎖定未發(fā)布的屜性

iRSW^被布的居住

選奔節(jié)點(diǎn)

■除節(jié)點(diǎn)

bendl.curvetux<?tln(ilM*5)*100

1）除歷史

iftH

通道名稱,MM

圖11用表達(dá)式控制彎曲變形器的曲率

其中time為系統(tǒng)的時間，而三角函數(shù)sin作為周期函數(shù)可以將不斷變化的

系統(tǒng)時間對應(yīng)成往復(fù)數(shù)值，這樣彎曲變形器bendl的curvature曲率就隨著系統(tǒng)

時間往復(fù)變化。這樣就免去了人工設(shè)定關(guān)鍵幀動畫的繁瑣，也使得小魚的身體彎

曲畫面更加流暢。

單擊時間滑塊的播放按鈕，由于Maya按照實(shí)際動畫運(yùn)算的時間來預(yù)覽動畫,

因此小魚運(yùn)動速度很快。單擊最右下角的動畫首選項按鈕，打開首選項菜單，設(shè)

置動畫開始時間為第1幀，結(jié)束時間為450幀，并調(diào)整最大播放速率為實(shí)時24fps

（幀每秒），如圖12所示。

□X

編輯幫助

關(guān)別時均涓塊.動畫時間滑塊和樽放甘送頊

題81▲

前醫(yī)開始/結(jié)型1450

NURBS

右邊形高度:?1x2x4x

組分曲面

無?活的±9

新

關(guān)鍵幀扁己無活前

i2S?

動畫關(guān)匐兩記大小11

資源

sa^i廁：時間碼，捕捉

K&eaTick跨度：0

動力學(xué)

文件;項目播放

文件引用更新視圖:?活動全部

循環(huán)：一次往返連裝

節(jié)點(diǎn)編忘器?

皿mm▼

酒

懵放每n幀：1

獺

聲音§3?(24fps]▼

自白

窗淌4:?

SSJ[24fosl

半速[12fps]消

圖12動畫播放苜選項設(shè)置

步躲3：設(shè)置運(yùn)動路徑動畫。小魚平移和旋轉(zhuǎn)等游動動畫的設(shè)置是比較困難

的，因此Maya可以通過直接使用NURBS曲線作為模型運(yùn)動的路徑來制作動畫。

使用“創(chuàng)建一曲線工具fCV曲線”命令，在頂視圖勾勒出小魚的運(yùn)動路徑，

按回車鍵結(jié)束繪制。右擊此曲線，進(jìn)入CV控制點(diǎn)層級，使用平移工具，在side

側(cè)視圖或者front前視圖調(diào)整曲線控制點(diǎn)的Y軸位置。完成后，右鍵回到對象模

式，如圖13所示。

圖13繪制小魚運(yùn)動曲線

鼠標(biāo)選擇路徑，按住shift鍵選擇小魚，在“動畫”菜單集中選擇“約束一

運(yùn)動路徑一連接到運(yùn)動路徑”，即將小魚的運(yùn)動連接到了剛剛繪制的路徑上，如

圖14所示。若調(diào)整該路徑，小魚的運(yùn)動軌跡也會隨之更改。

助

約束緩存OpenFhght

|的?版就③>

創(chuàng)注

□

吧則fc

□RTLERenderMan

Lf點(diǎn)

□

C方向□

J?ss□

林目標(biāo)□

《極砥■

&3&>8

融點(diǎn)r

多邊形上的點(diǎn)前動路朝象匚

□

僮

□

段

□

w

移除目標(biāo)

iSSSlttrS

修改受約束的軸...

圖14小魚的路徑動畫

步驟4：設(shè)置父子物體。設(shè)置完成小魚的彎曲動畫，再次添加小魚的移動動

畫時，乂發(fā)現(xiàn)了新的問題。小魚隨著手動關(guān)鍵幀動畫的設(shè)定向移動，但是設(shè)置了

彎曲動畫的彎曲變形器卻還停留在原地不動，這導(dǎo)致小魚僅在開始處有身體彎曲,

而在位移的過程中并沒有彎曲效果。

解決方法就是將彎曲變形器設(shè)置為小魚的子物體，從而將彎曲動畫一直綁定

到小魚，跟隨小魚移動。具體設(shè)置方法非常簡單，首先選擇子物體彎曲變形器，

按住shift鍵再選擇父物體即小魚，單擊“編輯f父對象”即可完成。

步驟5：動畫復(fù)制。由于最后的動畫場景包含多個角色模型，可以通過“文

件f導(dǎo)入”，將其他Maya文件中的模型導(dǎo)入場景之中。而對于眾多類似動畫的設(shè)

定，如魚群等，也可以采用復(fù)制關(guān)鍵幀的方式完成。選擇已經(jīng)完成設(shè)置的小魚,

在視圖下方的時間滑塊中顯示出了該小魚的眾多關(guān)鍵幀，按住shift鍵按住鼠標(biāo)

左鍵拖到，框選出所需要復(fù)制的關(guān)鍵幀，然后右鍵選擇“復(fù)制

再選擇目標(biāo)小魚，在空白的時間滑塊中調(diào)整動畫開始的位置，右鍵選擇“粘

貼”，這樣目標(biāo)小魚的動畫已經(jīng)復(fù)制完畢。動畫的開始時間由剛才設(shè)置的粘貼位

置而定，所以很容易地完成了小魚之間的追隨動畫。

此外，若需要微調(diào)小魚的位置，也可以通過Maya繪制出其運(yùn)動軌跡，進(jìn)行

精細(xì)調(diào)整。選擇已經(jīng)設(shè)置有位置移動動畫的小魚，單擊“動畫”菜單集中“可視

化》創(chuàng)建可編輯的運(yùn)動軌跡”，即可看到在視圖中出現(xiàn)小魚的運(yùn)動軌跡。其中的節(jié)

點(diǎn)即是關(guān)鍵幀，我們可以使用平移工具來調(diào)整各個關(guān)鍵幀中小魚的位置，非常直

觀，如圖15所示。

可視化動畫變形約束緩存Openl

：*：為選定對象生成重影□

一取消選定對象的重影□

??肖鰻

>創(chuàng)建動畫快照口

更新快照

「創(chuàng)建動畫掃描□

圖15小魚的運(yùn)動軌跡調(diào)整

三、用粒子動畫制作魚群動畫步驟

步驟1：利用動畫快照得到小魚彎曲運(yùn)動的一套循環(huán)模型。

打開2_15_fish_anim_partic1e.mb,這是一個已經(jīng)完成了彎曲變形動畫設(shè)

置的小魚場景。移動時間滑塊，反復(fù)觀看，確認(rèn)小魚完成一個完整彎曲周期的關(guān)

鍵幀.由于彎曲變形器曲率動畫的函數(shù)設(shè)置可能不同，因此該周期的幀數(shù)也隨之

不同，案例中大約是除38幀。

單擊“動畫”菜單集中“可視化》創(chuàng)建動畫快照”，輸入8為開始時間，38

為結(jié)束時間，單擊“快照”后，得到小魚一整套彎曲動畫的模型，如圖16所示。

可視化動畫變形約束緩存Open

n創(chuàng)建可編輯的運(yùn)碉跡□

8創(chuàng)建轉(zhuǎn)臺…□

事字___________________________

為選定對余生成重影□

取消選定對象的重影□

?肖曼

w創(chuàng)建動畫快照

人更癱照

L創(chuàng)建動畫掃描

圖16為小魚創(chuàng)建動畫快照

此時可以通過“顯示一大綱視圖”，在大綱視圖的列表中選擇最初的小魚模

型，如圖17中的fish,單擊“顯示一隱藏一隱藏當(dāng)前選擇“，將原始模型隱藏。

并選擇snapshotGroup,縮小復(fù)制出的魚群模型，約為原始大小的0.1。再右鍵

快照復(fù)制出的小魚模型，指定其材質(zhì)為原小魚的材質(zhì)lambert3,這樣所有的快

照小魚均有了一樣的外觀。

1關(guān)健恢I?放可視化動百變形約束i展示顯示面板

動畫編輯器>

■qper5▲

京地牖器

關(guān)系箱器■top

渲染軸器?■front

tsa/s則>“ide

三居住編室器■國酩注sh

大羽視￡

亍點(diǎn)編久器

臼修snapshot!Group

「一Hypergraph:層次□

—o^?transform1_1

""Hypergraph:____________

l—o^?transform1_2

PaintEffects

西UV編輯器—o*transform1_3

3□—otransform1_4

編朝布局—o^?transform1_5

視圖排列?

—o*transform16

保存的布局一

俁存當(dāng)前布局...—o*transform1_7

|~o*transform1_8

在所有視圉中框顯所有內(nèi)容Shift+A

在所有視圖中幅顯當(dāng)前選搖Shift+F—otransform1_9

最，Jg用程序—o專/transform1_10

提升主奮口l—otransform1_11

提升應(yīng)用程序窗口-o號,transform1

圖17大綱視圖

步驟2：創(chuàng)建粒子系統(tǒng)。

選擇FX菜單集，在“nParticle-創(chuàng)建發(fā)射器”，在場景原點(diǎn)創(chuàng)建了一個粒

子發(fā)射器，單擊時間滑塊右側(cè)的播放按鈕，可以看到隨著時間已有粒子發(fā)射出來,

如圖18所示。

I：C:\Users\F1inSDSZDELL\De￡ktop\201

?AutodeskMayanParticle'流體nClothnHairnC

文件編輯創(chuàng)建

打埴充對象□

FX▼iE獲取nParticle示例…

E?目標(biāo)口

￥實(shí)例化署□

nParticle工具口

；為柔體口

動畫

□

FX創(chuàng)建班項?

百

鰥策|創(chuàng)建發(fā)射器□

目效…

圖18創(chuàng)建粒子發(fā)射器

步驟3：通過實(shí)例化器將小魚模型綁定到粒子。

選擇粒子發(fā)射器，在右側(cè)屬性面板設(shè)置其參數(shù)。在nucleus1一欄下，將重

力設(shè)置為0,這樣粒子不再下落；在emitterl一欄中設(shè)置發(fā)射器的類型為“方

向“，速率為20個粒子每秒，并調(diào)整發(fā)射方向XYZ,并調(diào)高發(fā)射速度以及速度隨

機(jī)，如圖19所示。

圖19初步調(diào)整發(fā)射器屬性

在大綱視圖中按住shift選擇所有通過快照產(chǎn)生的小魚模型（注意不是直接

選取快照模型組，而是每個模型），再選擇nParticlelJnPar二iclef實(shí)例化器”,

此時場景中的粒子上均綁定了一條小魚，如圖20所示。若小魚太大，則會相互

覆蓋，請直接縮小所有快照模型，那么粒子上的小魚模型也會隨之縮小。播放動

畫，可以看到小魚從發(fā)射器中噴出，并且跟隨粒子移動。

圖20粒子實(shí)例化為小魚

從大綱視圖中選擇instanceri,在視圖右側(cè)的instanceri的屬性面板中找

到“循環(huán)”，將其改為“順序”，這樣再次播放動畫，小魚就游動著從發(fā)射器中誕

生并游出。若小魚的發(fā)射及游動不理想，請在大綱視圖中選擇emitterl,在

emitterl的屬性面板中調(diào)整其方向及擴(kuò)散的數(shù)值。

單擊渲染按鈕，得到單幀魚群畫面，如圖21所示。

r產(chǎn)u

圖21魚群畫面

步驟4：通過Maya中的場影響魚群運(yùn)動

場是用于為動力學(xué)對象（如流體、柔體、nParticle粒子和nCloth布料）

的運(yùn)動設(shè)置動畫的力。是模仿大自然中重力、風(fēng)力、漩渦等自然現(xiàn)象而設(shè)置的不

同作用。當(dāng)動力學(xué)對象收到這些場的作用后，就可以用參數(shù)實(shí)現(xiàn)力場對于粒子等

對象運(yùn)動的控制。例如，“阻力”是給對象施加摩擦力或制動力；“重力”，創(chuàng)建

了模擬地球的地心吸力的場，用以朝固定方向加快對象的運(yùn)動速度；“漩渦”是

一個以圓形或螺旋方向拉伸對象的力場，可以用于制作漩渦或龍卷風(fēng)。

“湍流”會導(dǎo)致施加對象的運(yùn)動不規(guī)則，可以用于模擬物體或者流體的隨機(jī)

運(yùn)動。選擇大綱視圖中的turbulenceFieldl,在右側(cè)的屬性面板中調(diào)節(jié)“幅值”,

這一屬性控制著場的強(qiáng)度。而下方的“衰減”屬性則設(shè)定施加對象的距離增加時

場強(qiáng)度減弱程度設(shè)為0,則力在距離上保持恒定?！邦l率”則控制著場的頻率，

較高的值會產(chǎn)生更頻繁的不規(guī)則運(yùn)動。

四、將三維動畫場景輸出成動畫幀

步驟1:設(shè)置Maya項目。

選擇“文件f項目窗口”，然后單擊“新建”（New）按鈕，在“當(dāng)前項目”中

輸入項目名稱，將“位置”后的文件路徑設(shè)置為從網(wǎng)上下載的本項目或者本地動

畫項目所在的文件夾，單擊“接受”按鈕，即以已有文件為基礎(chǔ)，創(chuàng)建了一個

Maya項目文件。雙擊save_the_sea_final.ma,打開場景文件。

步驟2：單幀渲染，檢查動畫效果。

選擇菜單欄的，，窗口一渲染編輯器一渲染設(shè)置二或者單擊狀態(tài)欄中的“渲

染設(shè)置”按鈕,打開“渲染設(shè)置”窗口。將“使用以下渲染器渲染”設(shè)置設(shè)

定為mentalray。

若mentalray不顯示在渲染器列表中，則必須通過打開“窗口一設(shè)置/首

選項一插件管理器”，然后找到Mayatomr.mH插件，勾選“已加載”和“自動加

載”。

因?yàn)槭菣z查用的預(yù)渲染，對于圖片質(zhì)量要求不太高。這樣就在“渲染設(shè)置”

窗口中，選擇“公用”選項卡，找到“圖像大小”設(shè)置，將“預(yù)設(shè)”設(shè)定為最小

的320X240,然后在“渲染一渲染當(dāng)前幀”，或者單擊渲染按鈕。這樣渲染時間

將比較短，如圖22所示。

?-□X

文件視圖渲浜IPR選項礪演目后都助

■囤場謚BRM1:1IPR:OMB

100隼以?

?'、1?II*iII>a

大?。?20x240綠放1.000(aentalray)

泡染時間.0：13提密機(jī).xender_caBeraSiiap<

圖22低分辨率預(yù)渲染

步驟3：批渲染設(shè)置。

在檢查完畢后即可準(zhǔn)備進(jìn)行最后渲染設(shè)置。"窗口>渲染編輯器>渲染設(shè)

置”，打開渲染設(shè)置。首先確定輸出的文件位置，默