三維角色日常動(dòng)畫(huà)制作Maya課件-第1章 三維動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)

Maya三維動(dòng)畫(huà)制作數(shù)字媒體藝術(shù)特色高水平骨干專(zhuān)業(yè)群建設(shè)課程模塊名稱(chēng)：三維動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)三維動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)課程介紹本章學(xué)習(xí)Maya軟件概述及Maya應(yīng)用領(lǐng)域，熟悉Maya軟件界面，重點(diǎn)學(xué)習(xí)Maya動(dòng)畫(huà)類(lèi)型、動(dòng)畫(huà)概述、三維動(dòng)畫(huà)制作流程、角色動(dòng)畫(huà)制作流程，學(xué)習(xí)三維動(dòng)畫(huà)制作需要掌握的動(dòng)畫(huà)十二法則。認(rèn)識(shí)Maya及應(yīng)用領(lǐng)域三維動(dòng)畫(huà)的相關(guān)理論知識(shí)掌握動(dòng)畫(huà)十二法則動(dòng)畫(huà)十二法則應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)CONTENT目錄項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)1：Maya軟件概述學(xué)習(xí)活動(dòng)2：Maya新增功能學(xué)習(xí)活動(dòng)3：Maya動(dòng)畫(huà)類(lèi)型學(xué)習(xí)活動(dòng)4：動(dòng)畫(huà)十二法則CONTENT目錄項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)1：Maya軟件概述學(xué)習(xí)活動(dòng)2：Maya新增功能學(xué)習(xí)活動(dòng)3：Maya動(dòng)畫(huà)類(lèi)型學(xué)習(xí)活動(dòng)4：動(dòng)畫(huà)十二法則1.1Maya軟件介紹

Maya是目前世界上最為優(yōu)秀的三維建模、影視動(dòng)畫(huà)、游戲設(shè)計(jì)、電影特效渲染高級(jí)制作軟件。該軟件曾獲得過(guò)奧斯卡科學(xué)技術(shù)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。Autodesk公司每年都進(jìn)行軟件版本的更新與完善，Maya經(jīng)歷了數(shù)十多次版本的更新，一直到現(xiàn)在我們所使用的AutodeskMaya2020版本。1.2Maya的應(yīng)用領(lǐng)域Maya能夠快速高效地制作逼真的角色、無(wú)縫的CG特效和令人驚嘆的游戲場(chǎng)景，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)畫(huà)片制作、電影場(chǎng)景角色制作、電影特技、電視欄目包裝、電視廣告、角色動(dòng)畫(huà)、游戲設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。1.2Maya的應(yīng)用領(lǐng)域Maya軟件從誕生起就參與了多部國(guó)際大片的制作，從早期的《玩具總動(dòng)員》、《變形金剛》到后來(lái)熱映的《阿凡達(dá)》、《功夫熊貓3》、《海洋奇緣》等眾多國(guó)際知名影視作品的動(dòng)畫(huà)和特效都有Maya的參與制作。CONTENT目錄項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)1：Maya軟件概述學(xué)習(xí)活動(dòng)2：Maya新增功能學(xué)習(xí)活動(dòng)3：Maya動(dòng)畫(huà)類(lèi)型學(xué)習(xí)活動(dòng)4：動(dòng)畫(huà)十二法則2.1Modeling(建模模塊）多邊形重新劃分網(wǎng)格和重新拓?fù)淅眯碌摹爸匦聞澐志W(wǎng)格”(Remesh)和“重新拓?fù)洹?Retopologize)命令，建模師可以花費(fèi)更少的時(shí)間來(lái)清理模型?！熬W(wǎng)格”(Mesh)菜單中新增的兩個(gè)新命令，可用于輕松修復(fù)拓?fù)浠驅(qū)⑼負(fù)涮砑拥竭x定網(wǎng)格。只需選擇組件或整個(gè)網(wǎng)格并運(yùn)行重新劃分網(wǎng)格(Remesh)即可添加細(xì)節(jié)并在曲面上均勻分布邊，然后對(duì)曲面運(yùn)行重新拓?fù)?Retopologize)以將其所有面轉(zhuǎn)變?yōu)樗倪呅?，如圖所示。這樣可以節(jié)省數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天時(shí)間，避免費(fèi)力的手動(dòng)建模，提高其工作效率。2.2Rigging(綁定模塊）Maya2020版本中對(duì)綁定模塊進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)于綁定師和角色TD(技術(shù)總監(jiān))，我們提供了新的矩陣驅(qū)動(dòng)工作流以及新的包裹變形器。2.3Aniamtion(動(dòng)畫(huà)模塊）Maya2020版本中新增了60多個(gè)動(dòng)畫(huà)功能，在這里不一一贅述，這里重點(diǎn)介紹一下關(guān)于動(dòng)畫(huà)模塊的動(dòng)畫(huà)工作流增強(qiáng)功能，它極大提高了動(dòng)畫(huà)師的工作效率。2.3Aniamtion(動(dòng)畫(huà)模塊）啟用新的“自動(dòng)捕捉關(guān)鍵幀”首選項(xiàng)（窗口>設(shè)置/首選項(xiàng)>首選項(xiàng)>時(shí)間滑塊，以簡(jiǎn)化動(dòng)畫(huà)工作流程。啟用“自動(dòng)捕捉關(guān)鍵幀后，在“時(shí)間滑塊”和“曲線(xiàn)圖編輯器”中移動(dòng)或縮放關(guān)鍵幀時(shí)會(huì)將選定的關(guān)鍵幀自動(dòng)捕捉到最近的整幀。此工作流程還支持破壞性縮放。如果在縮放期間兩個(gè)關(guān)鍵幀落在同一幀上，它們將合并為一個(gè)關(guān)鍵幀。2.3Aniamtion(動(dòng)畫(huà)模塊）曲線(xiàn)圖編輯器改進(jìn)Maya2020版本中對(duì)曲線(xiàn)圖編輯器(GraphEditor)相關(guān)命令進(jìn)行了大量更新，使其在Maya2020中自定義程度更高且更直觀。2.4FX(特效模塊）Maya2020版本特效模塊中新增了適用于Maya的BifrostExtension插件，提供了可顯著提高性能的新版Bifrost以及多個(gè)新的預(yù)構(gòu)建圖表。Bifrost

是一種全新的程序節(jié)點(diǎn)圖，用于創(chuàng)建模擬效果和自定義行為。它包括示例場(chǎng)景和復(fù)合，以及面向燃燒、布料和粒子模擬的解算器。利用新的

Bifrost曲線(xiàn)圖編輯器，可以在工作室內(nèi)部甚至站點(diǎn)（例如

BifrostAREA論壇）中輕松地概念化、試驗(yàn)、迭代和打包效果，并最終與其他美工人員共享，如圖所示。2.5Rendering(渲染模塊）Maya2020版本推出了全新的ArnoldGPU渲染，ArnoldforMaya(MtoA)版本4.0.0（使用Arnold6核）現(xiàn)在可用于在CPU和GPU上進(jìn)行產(chǎn)品級(jí)渲染，全新的渲染設(shè)置系統(tǒng)使用基于鏡頭的覆蓋和模板簡(jiǎn)化了復(fù)雜場(chǎng)景的管理。Maya2020中內(nèi)置了集成式Arnold（阿諾德渲染器），它是一款高級(jí)的、跨平臺(tái)的渲染API，它是基于物理光線(xiàn)追蹤算法的電影級(jí)別渲染器，它可以渲染高質(zhì)量的圖像。Arnold在保證優(yōu)秀的渲染品質(zhì)的同時(shí)，在速度、易用性和學(xué)習(xí)門(mén)檻方面都遠(yuǎn)超Renderman渲染器和MentalRay渲染器。2.5Rendering(渲染模塊）“燈光編輯器”(LightEditor)改進(jìn)用戶(hù)可以使用以下功能輕松添加或禁用燈光，以及覆蓋渲染層中的燈光屬性，如圖所示。2.5Rendering(渲染模塊）渲染設(shè)置現(xiàn)在可以覆蓋漸變紋理的每個(gè)位置標(biāo)記上的屬性（例如其顏色、位置和噪波控件）來(lái)覆蓋對(duì)象上的著色，如圖所示。此外，Maya

2020版本還更新了“緩存播放功能”(CachedPlayback)，音頻管理功能等。CONTENT目錄項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)1：Maya軟件概述學(xué)習(xí)活動(dòng)2：Maya新增功能學(xué)習(xí)活動(dòng)3：Maya動(dòng)畫(huà)類(lèi)型學(xué)習(xí)活動(dòng)4：動(dòng)畫(huà)十二法則Maya動(dòng)畫(huà)類(lèi)型動(dòng)畫(huà)是一門(mén)以技術(shù)和藝術(shù)相結(jié)合的學(xué)科，因此進(jìn)行動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作前需要我們系統(tǒng)的了解動(dòng)畫(huà)的技術(shù)類(lèi)型，Maya動(dòng)畫(huà)技術(shù)的類(lèi)型主要包括關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)、骨骼動(dòng)畫(huà)、路徑動(dòng)畫(huà)、受驅(qū)動(dòng)關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)、攝影機(jī)動(dòng)畫(huà)、約束動(dòng)畫(huà)、動(dòng)捕動(dòng)畫(huà)、動(dòng)力學(xué)動(dòng)畫(huà)、表達(dá)式動(dòng)畫(huà)、非線(xiàn)性動(dòng)畫(huà)等多種類(lèi)型。我們可以根據(jù)不同的情況選擇不同的動(dòng)畫(huà)技術(shù)類(lèi)型，高效的完成工作任務(wù)。3.1二維動(dòng)畫(huà)二維動(dòng)畫(huà)一般指?jìng)鹘y(tǒng)的手繪動(dòng)畫(huà)，主要應(yīng)用的是Animate(Flash)動(dòng)畫(huà)技術(shù)。二維動(dòng)畫(huà)是每秒24張的動(dòng)畫(huà)，需要手繪一張一張的畫(huà)，當(dāng)然在制作過(guò)程中也分為一拍二、一拍三、一拍一，一拍一就是每秒24張，這種動(dòng)畫(huà)相當(dāng)流暢，人物的動(dòng)作很自然，典型的就是迪斯尼動(dòng)畫(huà)，大多數(shù)情況采用一拍一。一拍二也就每秒12張，它沒(méi)有24張的動(dòng)畫(huà)順暢，但是節(jié)約了一倍的時(shí)間，日本動(dòng)畫(huà)常常這樣制作，不過(guò)現(xiàn)在很多動(dòng)畫(huà)都是結(jié)合方式（一拍一加一拍二）進(jìn)行制作，二維動(dòng)畫(huà)影片，如圖所示。3.2三維動(dòng)畫(huà)三維動(dòng)畫(huà)又稱(chēng)3D動(dòng)畫(huà)，它是隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一項(xiàng)新興技術(shù)，它主要是采用計(jì)算機(jī)三維技術(shù)生成的一系列內(nèi)容連續(xù)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。三維動(dòng)畫(huà)和二維動(dòng)畫(huà)的核心運(yùn)動(dòng)規(guī)律理念是完全相同的，只是實(shí)現(xiàn)的工具不一樣。三維動(dòng)畫(huà)因?yàn)樗榷S動(dòng)畫(huà)更直觀，更能給觀賞者以身臨其境的感覺(jué)，由于其準(zhǔn)確性、真實(shí)性以及可操作性，三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。目前三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展正在迅速崛起，三維動(dòng)畫(huà)影片，如圖所示。3.3三維動(dòng)畫(huà)制作流程三維動(dòng)畫(huà)的制作流程是一個(gè)比較復(fù)雜且系統(tǒng)的流程，主要可以概括為：前期策劃、文學(xué)劇本、分鏡頭設(shè)計(jì)、人物設(shè)定、造型設(shè)計(jì)、三維角色建模、三維材質(zhì)貼圖制作、角色骨骼綁定、角色動(dòng)畫(huà)制作、影片渲染合成等制作環(huán)節(jié)。通常利用Maya軟件制作一個(gè)游戲角色項(xiàng)目流程相對(duì)簡(jiǎn)單。例如，動(dòng)作冒險(xiǎn)游戲DarksidersⅡ《暗黑血統(tǒng)2》里的烏鴉教父(Crowfather)角色制作流程可以概括如圖所示。3.4角色動(dòng)畫(huà)制作流程在CG動(dòng)畫(huà)項(xiàng)目制作中，角色動(dòng)畫(huà)制作是三維動(dòng)畫(huà)制作步驟中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通常角色動(dòng)畫(huà)制作流程可以主要分為STORYBOARDS(動(dòng)畫(huà)故事版)、LAYOUT(動(dòng)畫(huà)分鏡)、ANIMATION(動(dòng)畫(huà)關(guān)鍵幀)、FINAL(動(dòng)畫(huà)鏡頭渲染)四個(gè)環(huán)節(jié)，如圖所示。CONTENT目錄項(xiàng)目實(shí)施學(xué)習(xí)活動(dòng)1：Maya軟件概述學(xué)習(xí)活動(dòng)2：Maya新增功能學(xué)習(xí)活動(dòng)3：Maya動(dòng)畫(huà)類(lèi)型學(xué)習(xí)活動(dòng)4：動(dòng)畫(huà)十二法則動(dòng)畫(huà)十二法則動(dòng)畫(huà)十二法則是迪士尼前輩們經(jīng)過(guò)數(shù)十年的創(chuàng)作經(jīng)驗(yàn)提煉出來(lái)的，它不但為動(dòng)畫(huà)學(xué)習(xí)者提供了入門(mén)指導(dǎo)，而且還能有效的指導(dǎo)動(dòng)畫(huà)作品的創(chuàng)作。如今這些法則已是無(wú)論二維動(dòng)畫(huà)專(zhuān)業(yè)或三維動(dòng)畫(huà)專(zhuān)業(yè)角色動(dòng)畫(huà)師心中的“金科玉律”，是業(yè)余動(dòng)畫(huà)師要進(jìn)入專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的最基本的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。這里推薦讀者認(rèn)真研讀一下曾獲奧斯卡獎(jiǎng)的迪斯尼著名動(dòng)畫(huà)導(dǎo)演理查德·威廉姆斯編著的《動(dòng)畫(huà)人生存手冊(cè)》，如圖所示。它被譽(yù)為動(dòng)畫(huà)人的“圣經(jīng)”，它是一本深入解析動(dòng)畫(huà)原理制作技巧的權(quán)威動(dòng)畫(huà)教材，不論是初學(xué)者還是專(zhuān)業(yè)動(dòng)畫(huà)師、傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)或是三維動(dòng)畫(huà)，幾乎是每個(gè)學(xué)習(xí)動(dòng)畫(huà)的人必看的一本書(shū)。4.1擠壓拉伸擠壓拉伸原則是物體總體積是不變的。擠壓和拉伸可以賦予所要表現(xiàn)的物體生命，使其不再顯得僵硬。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，擠壓和拉伸實(shí)際上是用來(lái)表示物體的彈性的。物體受到力的擠壓，產(chǎn)生拉長(zhǎng)或者壓扁的變形狀況，再加上夸張的表現(xiàn)方式，使得物體本身看起來(lái)有彈性、有質(zhì)量、富有生命力，因此較容易產(chǎn)生戲劇性。最經(jīng)典的代表是小球彈跳，相同的原理也可以用此方式應(yīng)用到角色上，如圖所示。4.2預(yù)備緩沖作用力等于反作用力，這個(gè)定律是理解預(yù)備動(dòng)畫(huà)的關(guān)鍵所在。角色每做一個(gè)動(dòng)作，都需要搭配一個(gè)微妙的反方向的預(yù)備動(dòng)畫(huà)。預(yù)備動(dòng)畫(huà)通俗點(diǎn)說(shuō)就是，為了使動(dòng)作更形象生動(dòng)、更有力量，在進(jìn)行既定方向的主動(dòng)作前應(yīng)該先有一個(gè)小幅度的反向運(yùn)動(dòng)。如圖所示。4.3構(gòu)圖布局戲劇是經(jīng)由編劇和導(dǎo)演設(shè)計(jì)安排出來(lái)的，動(dòng)畫(huà)更是如此，因?yàn)閯?dòng)畫(huà)的所有動(dòng)作安排與構(gòu)圖，都是需要靠動(dòng)畫(huà)師的手創(chuàng)造出來(lái)，所以在三維動(dòng)畫(huà)中的構(gòu)圖、分鏡、動(dòng)作、走位都需要仔細(xì)的設(shè)計(jì)安排，避免在同一時(shí)間又過(guò)多瑣碎的動(dòng)作與變化。最重要的還是精心設(shè)計(jì)好每一個(gè)鏡頭與動(dòng)作，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)之后，不僅可讓動(dòng)畫(huà)整體更好，也可以省去許多不必要的成本浪費(fèi)，如圖所示。4.4連續(xù)動(dòng)作與關(guān)鍵動(dòng)作連續(xù)動(dòng)作法，就像字面意思所說(shuō)的，只需從起點(diǎn)開(kāi)始制作，然后連貫地向發(fā)展方向繼續(xù)制作。而關(guān)鍵動(dòng)作法，不需要做成連貫的系列鏡頭，可以從第一個(gè)動(dòng)作開(kāi)始，或者從最后一個(gè)動(dòng)作開(kāi)始，或者從中間某個(gè)地方開(kāi)始,選好并設(shè)定好動(dòng)作之后，然后再去填補(bǔ)它們之間的空缺。在動(dòng)作與動(dòng)作之間加入過(guò)渡幀，直到使動(dòng)作流暢而緊湊。在三維動(dòng)畫(huà)中，這兩種方法依然使用，最理想的是兩種方式的綜合，如圖所示。4.5動(dòng)作跟隨重疊動(dòng)作跟隨指的是角色主體的“附屬物”，其動(dòng)作是相對(duì)獨(dú)立的，動(dòng)作時(shí)不能與角色主體的動(dòng)作同步處理，而是會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作延遲的物理現(xiàn)象。在制作三維動(dòng)畫(huà)的角色動(dòng)作時(shí)，既要考慮角色主體的動(dòng)作，還要考慮角色附屬物體本身的重量、質(zhì)感和空氣的阻力等因素。動(dòng)作重疊則是指角色肢體各部位在表演動(dòng)作過(guò)程時(shí)，各個(gè)部分不會(huì)同時(shí)發(fā)生于結(jié)束，而是根據(jù)主被動(dòng)及跟隨關(guān)系做不同步的現(xiàn)象。重疊運(yùn)動(dòng)可以增加運(yùn)動(dòng)的自然與真實(shí)感，并能提升角色的力量感，是非常重要的動(dòng)畫(huà)法則之一。如圖所示。4.6慢入慢出一般動(dòng)作在開(kāi)始與結(jié)束時(shí)速度較慢，中間過(guò)程速度較快一些，因?yàn)橐话銊?dòng)作并非等速度運(yùn)動(dòng)，這是正常的物理現(xiàn)象。青蛙的跳躍動(dòng)畫(huà)在制作中加入慢入慢出效果，如圖所示。4.7弧形運(yùn)動(dòng)但凡所有會(huì)動(dòng)的生物，其組成的任何部分之運(yùn)動(dòng)軌跡皆為平滑的弧形曲線(xiàn)。人在跳躍時(shí)身體的弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，要注意前后變化，把握加減速，充分考慮重力、空氣阻力、摩擦力和力的傳遞等對(duì)弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的影響，這樣才能更好地體現(xiàn)動(dòng)作優(yōu)美的韻律感，如圖所示。4.8次要?jiǎng)幼鞔我獎(jiǎng)幼魇侵敢栏皆谥饕獎(jiǎng)幼髦碌募?xì)微動(dòng)作，雖然是屬于比較微小的動(dòng)作，但實(shí)際上卻有畫(huà)龍點(diǎn)睛的效果。第二動(dòng)作并非不重要的動(dòng)作，而是強(qiáng)化主要?jiǎng)幼鞯年P(guān)鍵，不僅可以使角色更生動(dòng)真實(shí)，更可讓角色感覺(jué)有生命，如圖所示。4.9動(dòng)畫(huà)節(jié)奏動(dòng)作的節(jié)奏就是速度的快慢，過(guò)快或者過(guò)慢都會(huì)讓該動(dòng)作看起來(lái)不自然，而不同的角色也會(huì)有不用的節(jié)奏，因?yàn)閯?dòng)作的節(jié)奏會(huì)影響到角色的個(gè)性，也會(huì)影響到動(dòng)作自然與否。動(dòng)畫(huà)的靈魂就是物體與角色的運(yùn)動(dòng)，而控制運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵就是動(dòng)作的節(jié)奏與重量感。如圖所示。4.10動(dòng)畫(huà)夸張利用擠壓與伸展的效果、夸張的肢體動(dòng)作、或是以加快或放慢動(dòng)作來(lái)增強(qiáng)角色的情緒及反應(yīng)，這是動(dòng)畫(huà)有別于一般表演的重要因素，如圖所示。4.11動(dòng)畫(huà)姿勢(shì)生動(dòng)、有趣、自然的動(dòng)畫(huà)姿勢(shì)是良好動(dòng)畫(huà)的要素之一。動(dòng)畫(huà)的制作，視覺(jué)