Maya建模在《室第》中的表现

绪论

      Maya提供了一个强大的创设工具集，很广阔的的3 D建模和动画制成步骤还有渲染作用，修改之后的模仿能力以及高极合成作用，这都为艺术家提高了很多的方便。Maya自从开始自定义和扩展之后，就产生了更高能的制作流程。 Maya在世界上有极多的游戏卖家都是它的用户，使得世界各地的设计师和对三维喜爱者就足够容易地创造优秀、激动人心的数字化图像、风格化设计、可以看出的动画模型角色，动画场景以及非凡传神的视觉特效。
      建模是动画类创作的基础，如今的三维场景建模软件都有单独的建模系统，大约有这三种，多边形建出来的模型、采用面建模，还有就是 NURBS建模，里面最普遍使用的是多边形建模。多边形建出来的模型可以很容易制作成动画，通过更改点和面的位置，就可以制做出转折，旋转等类似的动作，简易的动作或者更复杂的动作都是比较容易制作出来的。模型细节的制作原则也很明确，定好位置里面的面数越多所展现的细微之处的也就越多，通过增添更多的各种细节，会使模型的展现效果更加丰富多彩，更加地具体明了，另外在影视娱乐上可以增加特技，增加影剧的观赏性。

1. 课题研究背景

1.1三维建模的概念

      在20世纪那个年代才开始去钻研线框和模型构造三维实体，这样的制作出来模型被人们称呼为线框模型。三维物体是由线上的各种顶点加上它的边结合起来表达的。为了可以在计算机环境下模拟着现实生活中的人物和其运动状态可以更类似，必定在三维空间体系中去运用之前拥有的三维建模技术，准确地描绘三维技术在这些事物里体现真实模型的状态，这样也为为用户创作出一个身当其境、惟妙惟肖的环境。对现实生活中的事物物进行建立模型和模拟，便是依照钻研的重要的关键点和目标，在三维空间中对其模型的形状、运动状态、色彩效果、灯光运用效果、材质的质感这些各种属性进而来研讨出来，以到达3 D模式再次展现的一个较长流程。因此，对三维制作实体的图形图像解决及其建模钻研显现出相当重要的因素。
      新一代的 Aotudesk Maya制作软件具有对场景的操控性能更加多的丰富性，能快速地建出一系列流程，还其他优秀的表现在轮流、配合以及制作流程处理上。通过最大化地实现出生产力，也可以在建模、动画、渲染和效果上改善任务流程，并给设计师提供了创新的推想能力空间。

1.2三维建模的发展与历史

      三维建模从开始诞生到如今呈现繁荣之像只经历了发展经历30多年。^[1]1983年在加拿大多伦多，三维建模由一个设计想法在闻名于数学图像界的史蒂芬先生、奈杰尔先生、苏珊麦肯女士和大卫先生的刻苦钻研中变成了一个现实，他们创建了数字特技公司。^[2]1984年在X加利福尼亚，三维建模又受到马克希尔韦斯特、拉里巴利斯和比尔考维斯重视，他们参考研究市场上已经出现相似的产品，成立了一家数字图形公司，名为 Wavefront。后来，进过社会发展的变化，^[3]在1985年， Alias Wavefront公司被成立，它的前身是Alias与Wavefront，也就是两家公司进行合并。^[4]到了1989年 ， 由于ILM（工业光魔）公司在影片制作上利用三维图像处理，受到广泛好评，因此获奥斯卡最佳视觉效果奖。^[5]1990年 到1991年，Alias公司将其软件产品分成Power Animation和工业设计产品Studio两种，并且上市股票。在这个时候 Wavefront在研制方面得到突破，进而发布了全球上第一个独立的影视合成软件Composer。^[6]从1992年到1997年， Alias公司将研究的核心放在了影视方法和工业产业上。 逐渐发布了Alias4、新一代影视特效软件，MayaAuto Studio进一步更新。^[7]从1994到2004年，Wavefront公司发布Game Wave、微软公司三维图形软Softimage、工业设计方面制作Alias Studio 8.5、三维特技软件Maya、Studio 和 Design Studio 移植到NT、Universal Rendering被推出，Alias Wavefront公司发布Maya 5.0版本。 Alias Wavefront公司将正式将商标名称换为 Alias公司同时将向Motion Builder 6.0 软件在全球发布。 Alias与Weta公司确定战略商业合作关系。^[8]到了2005年，Autodesk公司独占鳌头将 Alias公司并购，很快Maya 8.0版本在社会上被发布^[9]。

1.3三维的应用前景

      三维图像设计技术在如今经济快速发展，社会步伐加快，生活步骤不断加快的环境中，得到了人们的普遍认同，在潜移默化中影响了我们的生活，逐步成为我们生活中的重要一部分。其中最为重要的原因就是，在社会步骤加快的同时，各种产业项目开发商和广告商都想抢占先机，利用三维技术来为他们的产品增添吸引力。而且，现在科学技术得到很好地发展，使用Maya软件成为很多人的最佳选择。与传统地而为作品相比，三维图像设计技术设计的作品更加锋芒毕露，很容易受到大家都追捧。在全球上使用最广大的一款三维制作设计软件是Maya软件，它利用更佳的宽大平面，将制作的特技效果技术与设计作品中的元素完美的融合，从而加强了产品的视觉效果。
      对于Maya软件使用区域可以从四个角度去分析：
      第一，通过在平面图像中增进平面设计产品的视觉效果可以增加设计的视觉化从而增加力平面设计中的展示效果。
      第二，现在互联网较为发达，在网站开发上，可以开拓很多资源。
      第三，在影视娱乐上可以增加特技，增加影剧的观赏性。
      第四，对于游戏设计及开发，也要较强的适用性。所以Maya软件应用主要是在影视行业发展居多。Maya功能的功效相当详细，建模型、粒子功效、制作毛发生成、植物的创制、衣料的模拟技术等。从开始建模到后面动画到特效，Maya软件为设计行业提供了强大的帮助，使作品高效率地完成。随着虚拟人物创造、建筑模型渲染、广告设计、工业模型设计、影视动画等各大区域的应用，市场的大量需求，Maya软件的运用日渐。

2. Maya软件介绍

2.1三维技术的核心

      了解的三维技术的核心，首先要明白三维扫描的意义。它是一种高科技术并且能将光、机、电和计算机技术完全集中到一起。其次，要了解三维扫描的作用。它是主要是用来获得物体表面的空间坐标，可以扫描物体空间外形结构或者是扫描物体空间外形色彩。它是利用高新技术，将具体的实体立体化的知识通过进行操作处理可以变为计算机中的数字信息。最后，要明白三维扫描的适用性，通过三维扫描的技术数字技术可以，将模糊的，一般不能触及的物体进行测量，大大加快了计算的速度，提高了计算的精准性，在社会中可以较为便利地使用。

2.2Maya软件的优缺点

      Maya多用于软体，角色以及场景建立模型，可制作出复杂且丰富多彩的模型，并且制作效率高，成品效果佳。技术水平高的设计师可以制作出跟生活中的场景一样的模型，甚至还可加上特技超越现实中本来存在的物体或场景。在Maya这件软件系统里里有很强的CG功能，它可以用在建模或者粒子系统，甚至是用于毛发生成、衣料仿真各种材质它的不足之处便在于无法全部撤回之前的误操作，如果操作错误，则需重新开始。

3. Maya软件在毕设中的应用

3.1毕业设计的项目背景

    《室第》这个作品围绕着《白雪公主和七个小矮人》（如图3-1、3-2）的故事背景而衍生出来四个场景环境。一开始是白雪公主在城堡中幸福地生活着，不久白雪公主的母后得病去世了，国王很快迎来了新王后。之后因为新王后嫉妒她的美貌而派遣宫廷武士把公主带到森林里去杀害她，但是宫廷武士看到公主非常美丽善良、纯洁，跟天使一样，不忍心去杀害她，让她往森林里跑去。公主一路疯狂地很惊慌地逃跑着，突然看到一个小木屋，于是公主最后住进了小木屋，暂时安定下来了。一共是城堡、森林、小木屋和木屋一角四个场景，在该场景模型的创建中，首先明确在该设计场景模型创作中，我首先弄清楚设计的特征，在此基础上找出和发现场景设计的原始素材，经过反复挑选与提取，然后才开始设计出场景的初始环境。运用创作模型技术手段大概绘制出场景的草图或者轮廓图，进行多次的更改和加工，最后设计出场景的景象。来确保在整个场景视觉效果的统一性和和谐性中达到统一。
 

              

     

3.2毕业设计的制作过程

3.2.1收集三维素材与构思

      三维模型通常是多边形表达出来的一种物体形态，它的范畴可以是现实生活中的实物，也可以是虚拟世界里所构建出来的物体，可以向人们呈现出各种类型甚至超出自然界的任何存在或者不存在的东西。为了让模型更加精细与真切，经常会用纹理将极多三维模型遮盖起来，这种方法经常会运用制作在各种建筑模型中，因为纹理它本身是一个图像，在这种情况下人们就会称过程称作纹理映射。
      三维建模之前需要先简单的设定它的构造，这个有哪些风格，有哪些贴图，根据设计思路来使用Maya软件把它建立模型出来。
      白雪公主的故事里面小矮人的穿着打扮的背景时代是偏向与欧洲中世纪圆桌骑士的时期，所以城堡也是偏欧式建立起来的，它的特征在于它的半圆形和从古罗马人那里接替下来的筒型尖顶。筒拱是这个建筑时期的代表，普遍都交叉应用于壁柱和紧闭的拱廊上，不但牢固还有艺术性。还有圆形的塔楼，使得塔楼不易被敌人摧残。它的建筑特点是利用窄小的窗户、半圆形的拱门、矮小的尖屋顶、层次分明的门框来做修饰。整栋建筑使用大量的立柱和各种形状的尖顶来达到一种敦实厚重、均衡平稳、力度饱和的视觉效果，窄小的窗口与内部宽阔的空间形成强烈的对比，使得城堡内部光线灰暗，进深极深，给人一种幽暗之感，添加了神秘色彩。前面的一条道路是通向外面的世界，简易为主，也是方便士兵随时察觉外来人物和事物，清楚附近的动静。森林则是多以树木为主，繁茂的树木和石块聚拢在一起，表现出偏僻，荒无人烟的恐惧之感。
      木屋虽是木屋，但是外墙以石头为主，具有良好的耐火性和较好的耐久性，也可以抵御风寒，也有隔热保温的效果，并且在森林深处更加不易暴露，防止敌人的到来。石头墙带来更加牢固的效果。屋顶和窗户还有其他构造都是以木材制作而成，就地取材，方便建造。它的前面主要是有水井，还有一个搭建的门沿，放些桶和储物箱等杂物。木屋内部一角则是日常用品为主，暂称为客厅，摆放一些桌子和椅子，各种生活器具杂乱无章地随处可见。桌子上的事物充满了生活气息，墙边上的刀则是矮人作战的工具，整体是以那个时期为原型来改造和加工而成。
       本次设计的毕业作品，运用到三维模型中的是城堡（如图3-3）还有森林（如图3-4）、以及小木屋（如图3-5）和木屋一角（如图3-6）

        

       

         

         

3.2.2三维模型贴图绘制

      三维模型进行贴图是在Maya软件中缺一不可的操作环节，它首先是经过了展uv，把三维的模型面都给展开，比如说把房子的窗户，还有房顶其他细节部分全部一块一块展开来。让它们变成一个平面，摆放好对应的位置，再把uv导出去。然后通过把它放入在ps上绘制，也可把已经绘制好的平面材料图放入对应的位置，有些细节的地方需要做一些纹理来表现它的特点，根据材质不同，可以导入Maya软件里面进行材质调节，有些地方是石质，有些是木质，都需要在材质球里面调整。
      本步骤如下：窗口 —— 渲染编辑器——Hypershade（如图3-7）就可以看到Hypershade编辑器的窗口（如图3-8）。

           

       

      Hypershade材质编辑器通常都是左右两边，左边便是材质选择球的窗口，点击需要的材质球，出现材质球的属性编辑器，右边就可以选择需要的文件(如图3-9)，然后根据它的状态来调整所需要的效果，最后给模型赋予指定的材质球就可以了（如图3-10）。

                   
图3-9编辑器
    

3.2.3场景的灯光创建

      灯光的创建时场景里面非常重要的步骤，没有灯光就没有了整体的色彩，给场景整体环境起到了很重要的因素，它控制着整个场景的画面效果，渲染输出时效果最佳。
创建灯光，点击创建，然后找到灯光，里面有环境光、平行光、点光源、聚光灯、区域光等，通常使用平行光居多。因为平行光相当于手电筒，任何地方都可以照亮，很有方向性，并且产生阴影。
      灯光主要都是白天或者晚上，白天偏亮，晚上比较灰暗，总之光源都是在一个方向的，对场景模型的灯光效果非常明显，看起来较自然。
灯光流程，点击创建，找到灯光，选择灯光（如图3-11），最后调整灯光效果。

   

3.2.4场景的摄像机创建

      摄像机的创建最大的作用是可以看到不同角度下模型的状态，多建几个摄像机，就有多几个角度，可以根据自己需要的效果来调整不同的角度，然后方便之后直接渲染，无需再找角度。
创建摄像机流程，点击创建，选择摄像机。点击面板，进入摄像机（如图3-12、图3-13）。
 

      

3.2.5渲染
渲染输出是作品完成的最后步骤，直接展示前期做的所有步骤效果。渲染是一项高技术活，需要不停的更改参数，进行很多次的实验，才能达到想要的效果。
渲染流程，点击窗口，找到渲染设置，修改参数，进行渲染（如图3-14、图3-15）。

      

  

3.2.6毕业设计的反馈与修改

      一开始想要去做一件事情，但是又没有认真的去思考去计划着这件事，导致完成这件事情会很难去完成它，做出来的结果也是被淘汰的，最后就是会失败。所以后面重新开始的时候，先仔细计划好整件事情的工作流程，遇到问题才能临危不乱。做模型之前一定是先想好要从哪个方面入手，不能盲目的去做，不然的话就是浪费时间。或者说有些地方边边角角出了问题，那个时间并没有发现，之后想要更改就会产生很多麻烦，有些甚至要重做。之后更改的途中我发现这些会出现的问题都是源自于之前制作模型开始之前太过粗糙，不够细心的去整理好每个步骤的流程，所以一个真正努力的最后才是会走向成功的。
      经过认真的修改，较比之前场景效果还是提高了很多。 

参考文献

   ［1］ 裴秀云.Maya 命令速查手册［M］.北京：兵器工业出版社，2006.
   ［2］ 张小玮，于中.MAYA 三维动感世界［M］.北京：海洋出版社，2000.
   ［3］ 朱意灏，李巨韬.三维影视动画大制作［M］.北京：兵器工业出版社，2004.
   ［4］ 杨勇，房琳，常海，姚铭.MAYA 探索［M］.北京：人民邮电出版社，1999.
   ［5］ 邵谦谦，等.追逐智慧与美丽可乐总动员Alias/Wavefront Maya 三维角色动画创意与制作［M］.北京：北京希望电子出版社，2001
   ［6］] 刘小林，钱博弘动画概论[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2004.
   ［7］ 秦向阳，Maya火星课堂.上海：人民邮电出版社，2007
   ［8］张晗，Maya2008完美风暴。上海：人民邮电出版社，2009
   ［9］ 王建峰 硅谷期刊 北京：中国科技新闻学会 2009.24