淺談Maya在動畫制作中的應用

王 瑩張 超

(邯鄲職業技術學院，河北邯鄲056005)

引言

隨著人們影視鑒賞品位的提高，單純的實景拍攝和演員的藝術表演已經不能滿足現代人對影視作品的需求。在這種背景下，一些功能性軟件應運而生，它們可以形成現實中無法拍攝的圖片，Maya是最具代表性的軟件之一。1998年2月，Alisa公司發布了Maya。該軟件一經發布，便獲得了市場的認可。同年，工業光魔用Maya制作《星際大戰契約》和《木乃伊》引起了全世界的轟動。Maya也成為三維領域的標準。

2005 年10 月4 日，Autodesk 公司收購了Alisa Maya，該軟件正式更名為Autodesk Maya。隨著數字技術和計算機技術的發展，Maya軟件應用越來越廣泛，成為了影視動畫制作中必不可少的軟件。本文在分析Maya軟件基本功能和工作流程的基礎上，探討了Maya 在動畫制作中的應用，使人們對Maya有更深入的了解。

一、Maya軟件的功能特點

Maya的工作界面簡單明了，合理利用了所有可用空間。ui界面更有利于操作，合理的快捷鍵組合使整個動畫制作過程更加高效。Maya相對于其他建模軟件來說更高級。Maya在照明、相機、材料等方面的表現并不低劣，模擬照明更加真實，可調參數更加突出，燈光種類豐富更具有吸引力。專業的相機功能和參數，例如鏡頭、焦距、景深和其他特殊功能，在其他軟件中是不可用的。在動畫設置上，粒子、動力學、反向動力學等高級動畫設置都由軟件自行計算。渲染精度可以達到電影水平。Maya本身就是一個巨大的生態系統，在各方面的出色表現使其成為3D動畫軟件行業的領導者。

1.Maya是一個巨大的生態系統，在每個3D方面都有許多功能，Autodesk 在邏輯設置中管理所有功能方面做得很好。

2.Maya的建模工具包使您能夠找到快速有效建模所需的一切。多種建模方法，多邊形，細分網格，曲面建模。

3.可創建一個用于控制動畫的節點網絡。

4.任何東西在Maya中都可設置成動畫。

5.Maya的嵌入式編程語言 (Mel) 使Maya的幾乎任何部分都可以自定義。

6.下一代視口顯示與著色。

二、Maya軟件的動畫制作流程

Maya動畫制作過程，可以分為5個階段。

第一階段是前期準備階段，包括人物設計和場景設計，也包括色彩指定。

第二階段是人物和場景的制作。此階段的主要工作是建模，應根據需求進行步？線，以方便后期制作。

第三個階段是對角色進行綁定和對模型材質的繪制。

第四個階段為動畫的制作。動畫師根據分鏡頭將動畫制作出來。

第五階段為特效工程師在需要的場景中加入特效。

最后是輸出渲染。

三、Maya的動畫制作技術

1.建模

NURBS是非均勻有理B樣條(Non-Uniform Rational B-Splines)的縮寫，通過控制頂點的影響力的范圍來改變模型，當創建一個不規則曲面的時候這一點非常有用。NURBS 是一種非常優秀的建模方式，它能很好地控制物體表面的曲線度，從而能夠創建出更逼真、生動的造型。

Polygon多邊形建模。它是指由多邊組成的封閉圖形，三條封閉邊形成面，通過多個面形成一個物體的基本形狀，然后通過各種建模工具對其進行修改，以完成各種模型。多邊形建模優勢很多。它容易操作，非常適合初學者，多邊形建模由于其自身的特性，能夠得到更加真實和細膩的渲染效果。由于多邊形建模由多個面連接，因此可以更好地控制體積。

Subdiv曲面結合了NURBS曲面建模和多邊形建模的優點。細分曲面建模具有光滑的表面和許多邊緣，可以隨意控制。細分表？面建模的連續性，可以很好地解決在制作動畫時曲面模型接縫處出現的問題。但是在建立多邊形模型時，盡量使用四邊形，非四邊形會造成很多bug出現，這是細分建模的缺點。

以上就是常用的建模方法。通常在工作中，根據模型的需要和場合選擇合適的工具，以達到事半功倍的高效率。

2.燈光與材質技術

在3D 動畫的世界里，光線是非常重要的東西，在各種情況下，光線的合理運用，能讓整個環境變得更加完美。光線不僅可以對整部影片的風格產生一定的影響，也在一定程度上烘托了畫面的表現氛圍。同時，不同的燈光效果也能表現出不同人物的個性心理，并能深刻塑造人物。因此，動畫師必須了解各種燈光的特性，清楚地知道在各種場合應該使用什么樣的燈光。

Maya軟件中有6種燈光，分別是環境光、平行光、點光源、聚光燈、區域光和體積光。動畫師需要合理利用這些燈光，根據不同的場景設置進行配光，從而增強整個鏡頭的視覺體驗，提高整個三維動畫的觀看效果。

Maya 材料是Maya 生產過程中非常重要的一部分。如果一個好的模型不是由材料給出的，它將缺少許多美麗的細節，制作的短片也會暗淡很多。當建立模型時，我們會在其中添加材質，以顯示對象的材質和紋理。Maya軟件的一個重要特性就是它是基于節點的軟件，節點與節點之間可以建立很多的聯系，材質系統就是很直觀的節點表現。在材質編輯器中，每一個材質球即是一個節點，將材質球節點里的顏色輸出連接到模型的顏色輸入，模型就有了顏色。各種類型的著色器和紋理可以模擬現實中不同材質的對象，例如金屬、布、塑料和玻璃。再調整材質球中的環境色、自發光、陰影、反射、折射等屬性，配合燈光最終制作完成我們的需求。

除燈光的設置和選取之外，攝像機的放置也會對動畫的創作產生影響。攝像機放置的位置，攝像機焦點的選取，對最終渲染的鏡頭能否符合動漫的劇情，都有很大的關系。

3.Maya的特效技術

Maya支持非常真實的動力學，它通過物理學原理模擬自然界中各種物體的運動。當傳統關鍵幀動畫無法達到我們想要的最終效果時，動力學就派上用場了。

Maya的nCloth系統是一個強大的模擬布料和仿真系統。我們可以使用ncloth 系統來創建高度仿真的衣服和柔軟的物體，比如制作各種裙子、褲子、披風、旗幟等布制或其他材料制作的柔性飾物。Maya軟件中還有強大的碰撞體設置和各種力場，例如重力場、漩渦等來模仿自然界的物理現象。重力場和風場可以同時模擬國旗在風和重力影響下的效果。通過改變力場的值，可以實現不同材料在不同風下的狀態。

Maya 粒子系統(Maya Parzicle System，簡稱MPS)，是Maya動力學系統的一個重要組成部分。您可以創建粒子、粒子發射器，使用各種動態場來影響粒子，創建粒子與幾何之間的碰撞，創建粒子跟隨以及其他效果。Maya的Nparfide 組件更能方便地實現粒子與柱子之間碰撞、粒子與Fluid交互、預設顏色定義等功能。使用Maya配合mel語言可以實現任何效果。使用粒子系統可以產生模擬，例如爆炸、煙霧、噴泉動畫。在我國新上映的《深海》這部動畫中，動畫公司采用粒子系統配合開發的插件，最終呈現出了水墨的效果。

頭發系統，使用皮草可以在模型上創建逼真的皮草和短發，并通過設置皮草屬性來實現不同的頭發和皮草紋理，例如顏色、長度、寬度、透明度、卷曲等。

4.Maya的動畫

動畫片的實質是動作的變化。制作動畫的基本原理是以不同的方式將模型的位置與時間結合起來，即快的時候應該快，慢的時候應該慢。有很多的方式可以在 Maya中進行動畫，如改變角色的姿勢、模型的外觀、燈光、背景。動畫片的設計者必須先對真實世界中的行為進行分析，對人體和動物或者機械的運動規律進行歸納總結，再加以大膽的夸大。在Maya中，我們可以使用軟件提供的骨骼系統、皮膚技術、各種變形器和粒子系統來高效地完成動畫效果或特殊效果。

隨著動作捕捉技術的成熟，越來越多的影視作品在制作動畫時會選用動作捕捉系統作為動畫的輔助。例如最近上映的《阿凡達2》，演員全身佩戴傳感器進行表演，數據上傳至電腦，最終數據導入Maya中，再由動畫師修改穿幫鏡頭，完成最后的動畫。

四、Maya的渲染

Maya軟件有多種渲染器可供選擇，傳統的軟/硬件渲染器、國內覆蓋率使用率最高的渲染器mental ray、因卓越的效果而用戶越來越多的vray、異軍突起的arnold，都可供用戶選擇。

mental ray的效果不錯，但是速度慢是它的缺點。vray 的渲染速度好，更新內容豐富實用，結構新穎，管理方法更科學，操作方便，在渲染大場景、替換、運動模糊景深等方面具有優勢。隨著Maya版本的迭代更新，arnold 成為了當前版本中內置的渲染器，也是目前電影和電視的主流渲染器。

結束語

本文從Maya的主要作用、工作過程等方面論述了如何將Maya軟件用于動畫的制作中。隨著時代的進步，國際動漫呈現出欣欣向榮的景象，也給國內動漫產業帶來了前所未有的機遇和挑戰。在動漫產業中，Maya是一個必不可少的工具。為了使動畫更加生動逼真，我們需要熟悉Maya的各種功能。總的來說，要想做出完美的、精彩的、富有創意的影視作品，必須要對Maya的應用有相當的了解。