Maya技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用

摘要Maya是當(dāng)前最為優(yōu)秀的三維動(dòng)畫(huà)制作軟件之一，文章對(duì)Maya的建模、材質(zhì)和光效、動(dòng)力學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)做了系統(tǒng)的分析，同時(shí)探討了Maya在影視動(dòng)畫(huà)、虛擬仿真和娛樂(lè)游戲等方面的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞Maya建模材質(zhì)虛擬仿真

中圖分類(lèi)號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)是二十一世紀(jì)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)之一，MAYA可以說(shuō)是當(dāng)前三維動(dòng)畫(huà)業(yè)所最為關(guān)注的焦點(diǎn)之一。它是新一代集三維建模、動(dòng)畫(huà)、視覺(jué)特效和渲染解決方案于一體的全新架構(gòu)的動(dòng)畫(huà)軟件，成為繼3dmax、Softimage|XSI之后最為優(yōu)秀的三維動(dòng)畫(huà)制作軟件之一。下面就Maya各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)及其具體應(yīng)用做一下具體的分析。

1 完善的建模體系

通過(guò)建立正確的模型來(lái)描述和表現(xiàn)事物的各種屬性，是現(xiàn)代科學(xué)探索事物本身發(fā)展、運(yùn)行規(guī)律的一個(gè)普遍而且重要的方法 。在三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)中，建模技術(shù)是基礎(chǔ)。Maya提供了一套完善的建模體系，包括傳統(tǒng)的多邊形(Polygon)建模、流行的曲面(Nubrs)建模和先進(jìn)細(xì)分(Subdivision)建模以及獨(dú)特的雕刻建模等多種建模方式，使得它在建模技術(shù)上有著更大選擇空間。如在建筑建模中，由于許多物體都有角，如窗，墻，門(mén)等，因而可選擇多邊形建模最合適。在生物角色和汽車(chē)等工業(yè)模型中，由于對(duì)曲面的流暢程度要求較高，則可選擇曲面建模，細(xì)分曲面建模可以簡(jiǎn)化復(fù)雜物體的制作過(guò)程，他繼承了多邊形建模對(duì)體積的直觀控制與曲面建模少量點(diǎn)控制大面積曲面平滑的兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而更好地達(dá)到造型建模的目的。而雕刻建模，直接使用雕刻刀工具對(duì)表面進(jìn)行雕刻來(lái)建模，使建模過(guò)程更加形象化。此外Maya還提供了紋理置換建模，使用紋理貼圖的黑白值去映射表面的幾何體，非常適合于制造一些立體花紋，山脈地形等模型。

2 逼真的材質(zhì)和光效

Maya的材質(zhì)體系也是非常優(yōu)秀的，它把程序的邏輯思想直接體現(xiàn)在高效的操作中。在Maya中編輯材質(zhì)其實(shí)很像在編寫(xiě)一段程序，這是有別于其它動(dòng)畫(huà)軟件的制作方法。Maya的燈光有Ambient，Directional，Point，Spot，Area，Volume等6種光源，能模擬大自然的任何光效，還能營(yíng)造出許多人工光效，例如激光，細(xì)胞染色的熒光等。優(yōu)良的

燈光模擬，再結(jié)合逼真的渲染效果，極大地提高了再現(xiàn)真實(shí)世界品質(zhì)。

3 強(qiáng)大的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)

動(dòng)力學(xué)是Maya最為強(qiáng)大的功能之一，主要包含了粒子、流體、剛體和柔體4大主體效果。可以模擬現(xiàn)實(shí)生活中的多種作用和自然現(xiàn)象，如浮力、重力、摩擦力、旋風(fēng)、爆炸、雨、雪等。并且，在Maya中預(yù)先創(chuàng)作出了多個(gè)逼真效果的實(shí)例模板，供創(chuàng)作者調(diào)用。

4 其他關(guān)鍵技術(shù)

Maya除了上述幾大基本技術(shù)外，還有一些其他制作動(dòng)畫(huà)的關(guān)鍵技術(shù):

Maya骨骼綁定技術(shù)，只要調(diào)整關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度，皮膚(肌肉)就能附著在骨骼上一起彎曲變形。

Maya nCloth功能，使得創(chuàng)作者能夠以全新方式快速支配和調(diào)控衣料和其他材質(zhì)模擬，調(diào)整衣料的硬度、衣服碰撞效果變得十分容易。

Maya自帶的live(現(xiàn)場(chǎng)對(duì)位)插件能把非線性編輯及后期合成的部分內(nèi)容加入三維制作過(guò)程中，解決了三維虛擬對(duì)象與視頻圖像對(duì)位合成的難題。

Maya的C++API設(shè)計(jì)使得技術(shù)導(dǎo)演們可以把為特殊創(chuàng)作任務(wù)所定制的插入程序加入到系統(tǒng)中。動(dòng)畫(huà)分工的外部硬件也可隨時(shí)插入Maya，而無(wú)須進(jìn)入某一特定模式。

另外，在最新的Maya2009版新增了諸多先進(jìn)的技術(shù)，如全新的資產(chǎn)管理系統(tǒng)可以對(duì)復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的組織、共享、參考以及不同形式的呈現(xiàn)。強(qiáng)大的nDynamics系統(tǒng)可以模擬高仿真度的液體，還可以逼真地模擬出液體的黏性以及與物體之間交互的過(guò)程和直觀的動(dòng)態(tài)效果。交互式的立體電影制作工具為制作立體動(dòng)畫(huà)電影提供了完善的技術(shù)和功能支持，可以在系統(tǒng)中交互式地制作立體電影，甚至可以戴著立體眼鏡制作立體電影。

5 廣泛的應(yīng)用

Maya技術(shù)優(yōu)勢(shì)使得其迅速進(jìn)入到各種應(yīng)用領(lǐng)域，主要涉及以下幾個(gè)領(lǐng)域:

5.1影視動(dòng)畫(huà)

Maya自誕生以來(lái)一直作為服務(wù)于影視特效領(lǐng)域的軟件而存在，占據(jù)了85%美國(guó)影視特效市場(chǎng)，以特效著名的好萊塢大片如《侏羅紀(jì)公園》、《指環(huán)王》、《金剛》等都是由Maya制作完成，另外一些《機(jī)器人總動(dòng)員》、《怪物史萊克》等經(jīng)典動(dòng)畫(huà)片也都是Maya的成功之作。

5.2虛擬仿真

通過(guò)整合Maya三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)和三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，打造高度虛擬仿真的現(xiàn)實(shí)工作環(huán)境已經(jīng)成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的重要方向。如，在計(jì)算機(jī)上操作可視的三維模型虛擬人體(包括人體的各個(gè)器官和細(xì)胞等)。在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，研究人員只需佩戴特殊的眼鏡，然后用電極對(duì)虛擬人體進(jìn)行操作，如同在真人身上進(jìn)行操作一樣。國(guó)外一些醫(yī)學(xué)院已經(jīng)為學(xué)生開(kāi)設(shè)虛擬人手術(shù)課。

5.3娛樂(lè)游戲

MAYA所提供的直觀工作環(huán)境中，人物都是栩栩如生的。一整套用以精確控制人物動(dòng)畫(huà)的反向運(yùn)動(dòng)學(xué)工具和皮膚工具使得游戲角色建模變得隨心所欲。可以把多種內(nèi)嵌行為或高級(jí)控制加入到每一次的數(shù)字創(chuàng)作中;創(chuàng)作者要牽掛的主要是創(chuàng)意本身。用MAYA，我們可以把微妙的表情賦予數(shù)字角色，就好像是在執(zhí)導(dǎo)一批真正的演員。這是在以前的三維軟件里無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

總之，“工欲善其事，必先利其器”，三維動(dòng)畫(huà)的發(fā)展離不開(kāi)強(qiáng)大的動(dòng)畫(huà)軟件制作工具，但是，人是動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的主體，我國(guó)動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)絕不是僅僅靠幾款強(qiáng)大的動(dòng)畫(huà)制作工具就能發(fā)展起來(lái)的，優(yōu)秀的動(dòng)畫(huà)作品不僅需要優(yōu)秀的創(chuàng)作工具，更需要優(yōu)秀的創(chuàng)作人才。