Maya三維技術在動漫領域立體造型中的應用研究

錢玲如

摘要：數(shù)字動畫是計算機技術飛速發(fā)展的一個產(chǎn)物，隨著媒體技術的成熟，三維動畫的制作技術也在不斷升高。電影成為人們娛樂、休閑的主要方式，影片中的動畫形象依然成為三維動畫的一個標志，比如《蜘蛛俠》《瘋狂的原始人》等。三維動畫創(chuàng)造技術的優(yōu)秀人才可以將藝術和技術進行完美的融合，但是就我國目前情況來看，這種復合型人才嚴重缺乏，兩極分化嚴重。有些人注重了工具的使用，但是缺乏相應的藝術審美，有些人反之，因此，在技術開發(fā)與藝術構造，一直存在一條鴻溝。文章分析了三維動畫在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，詳細描述了Maya動畫軟件在三維動畫的制作過程中的使用。

關鍵詞：三維技術；動漫領域；立體造型；Maya

近年來，國內外都掀起了三維動畫的熱潮，而且也誕生出諸多優(yōu)秀的三維動畫電影。目前的國際市場上，雖然對動畫的分類未能形成一個統(tǒng)一的標準，但是在業(yè)界，卻有明顯的區(qū)分。從視覺空間來看，動畫有采用手繪方式等方式制作完成的二維動畫和采用Maya，3DSMAX合成的三維動畫。美國Autodesk公司的Maya_維動畫軟件，在影視廣告、動漫電影中都得到了廣泛的應用。Maya操作簡單，功能完善、渲染效果極佳，因此很受廣大電影行業(yè)的歡迎[1]。本文系統(tǒng)研究了三維動畫在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，并對Maya及其制作過程進行了深入的分析，深入研究Maya軟件的三維立體造型技術，詳細介紹三維動畫的制作過程。

1 Maya三維技術概述

三維動畫，即Computer Graphics，實質上就是電腦美術的一個分支，同時也是一種新型的藝術形式。三維動畫起初是使用在軍事領域中，是以計算機圖形學技術為基礎而發(fā)展起來的一個學科。在80年代以后，個人計算機的普及應用，使得圖形處理技術也上升到了一個新的臺階，有了一個質的飛躍。目前，專業(yè)的影視廣告、動畫電影等方面都采用三維動畫的形式進行展現(xiàn)。而美國Autodesk公司出品的三維動畫軟件Maya，具備功能完善，制作效率高，渲染真實感強，容易上手等優(yōu)勢，成為電影制作行業(yè)的熱門軟件。Maya有著傳統(tǒng)三維軟件無可比擬的渲染性，可以將微妙的角色表情渲染的更加生動形象，還可以模擬出物體的運行軌跡，并且真實、準確，廣泛應用在教育、醫(yī)學、軍事等領域。

2 Maya三維技術國內外研究現(xiàn)狀

三維動畫在國外發(fā)展較早，1973年，第一屆計算機圖形特別興趣小組展覽會召開，這一年，也是早期動畫的實驗階段。到1973年，英國倫敦的《異形>中的Computer Graphics圖形片段制作，開拓了計算機動畫在電影中的應用，直到1980年，美國迪士尼公司呈現(xiàn)出一部整整三十分鐘的完整計算機動畫影片《Tron》。在1995年，完全采用ComputerGraphics制作的動漫《玩具總動員>，并獲得奧斯卡最佳劇本獎提名。在2006年，澳大利亞的手繪二維動畫工作室被迪斯尼關閉，手繪動畫時代徹底結束，3D影像成為主流。在外國，Maya技術發(fā)展相當成熟，國內相對落后。中國的動漫產(chǎn)業(yè)起步較早，在1926年，萬氏四兄弟制作了《大鬧畫室》，這標示著我國動畫產(chǎn)業(yè)已經(jīng)起步，遺憾的是，我國動漫產(chǎn)業(yè)未能緊隨時代的發(fā)展，導致國外動漫產(chǎn)品侵占我國90%的動漫市場[2]。

3 Maya三維動畫軟件在三維立體造型中的應用

Maya是美國Autodesk公司出品的三維動畫軟件，在影視行業(yè)中應用廣泛。Maya不僅具備一般三維制作效果，它還集成了先進的數(shù)字動畫效果技術，擁有先進的模擬、渲染技術等。至今為止有Unlimited無限版、Complete完全版和PLE非商業(yè)用途個人學習版。

在三維動畫中，通過Maya可以完成三維建模來完成虛擬物體的制作，可以利用角色/場景/道具模型替代真人演員/真實場景/道具等。所謂模型的制作，就是將二維角色轉為三維模型的一個建模過程。在Maya_維動畫軟件中，提供很多建模工具，比如制作靜態(tài)楨的ZBrush，動態(tài)模型SUBDIV，Polygon/NURBS的渲染效果。在建模過程中，使用SUBDIV來完成角色建模，但是它要求較高的機器配置。因此，在做角色建模的時候，要遵循兩個原則：（1）簡化設計。（2）選用Ploygon多邊形工具作為角色制作工具。因為在Polygon模式下，改動面數(shù)不會出現(xiàn)SUBDIV中響應延遲的問題[3]。

建模中有一個關鍵點就是布線，眾所周知，空間是由點、線、面構成，在三維模型中，布線對于物體的支撐有著決定性作用。在布線的時候，要避免三/五/其他多邊形面的出現(xiàn)，盡量使用四邊形。三角形的穩(wěn)定性，不利于后期面部擴張。在進行貼圖的時候，一般采用正方形或者長方形的貼圖，所以不宜使用五邊形。除了外觀形狀外，還要對其進行貼圖上色，這是在一個虛擬的UV平面上完成。在操作過程中，就要合理分配三維模型的UV坐標，確保模型的紋理的清晰。另外，Maya還可以用于材質顏色和紋理的描繪，其中材質是物體外觀的定義，使物體具備透明、發(fā)熱等屬性。 生物建模自然離不開骨骼，它是支撐生物形體，保證生物正常運動，保護生物的重要器官。在Maya中有專門的骨骼系統(tǒng)工具，可以讓角色自由地運動。物體的模型是皮膚，展現(xiàn)給觀眾的是皮膚的變化，而無法看到內部的骨骼，但是二者之間是存在基本關聯(lián)的，而他們所建立的關聯(lián)關系，就是“綁定”。但是目前的技術，不支持自動綁定，需要人工手動完成綁定工作。

4渲染優(yōu)化技術

燈光和渲染是三維動畫制作流程中的重要環(huán)節(jié)，而且比其他環(huán)節(jié)更為重要，因為他們是動畫的特色，也是動畫制作過程中最耗時的環(huán)節(jié)。渲染和燈光對于時間的耗費極大，主要是受到制作者的熟練度和計算機性能兩個方面的限制，因此它的制作時長成了整個項目的瓶頸。動畫制作速度受到場景的影響，在制作過程中，常常以多邊形的面數(shù)來衡量場景文件的大小。場景分為、室內和室外、兩種，室內場景受到空間的限制，會把多邊形的面數(shù)控制在十萬以內；室外空間開闊，道具數(shù)量也不斷增加，因此多邊形的面數(shù)也非常多，如果動畫中出現(xiàn)金屬/玻璃這種道具，渲染速度也會直線下降。因此，想要加快動畫的制作過程，提高渲染速度，就要對多邊形的面數(shù)進行嚴格的控制。動畫建模想要保汪模型不會失真，就需要足夠的面數(shù)來支撐模型細節(jié)。如果刪除道具，就會破壞動畫場景的構圖。動畫制作過程中既要保證場景充實豐富，又要快速完成渲染環(huán)節(jié)，這就是三維動畫制作中所面臨的主要問題。

三維動畫制作想要高效、快速地完成渲染工作，就要優(yōu)化渲染，一般來說，就是查找多邊形面數(shù)多的根源，將相似的物品進行歸類，然后采用復制的辦法來進行制作，但是這樣做的后果，就使得個體無法控制，因為它只是屏幕虛擬出來的，并不真正存在，所以這種辦法不推薦。其次，就是分層。將動畫場景進行劃分，但是會增加工作量，也不推薦。好在隨著數(shù)字藝術技術的發(fā)展，Maya中的Mental Ray渲染技術可以有效地解決上述問題。在Mental Ray采用腳本語言來完成編寫，用幾何替換效果來完成渲染或者燈光測試。因此，在實際操作中，可以將復雜的幾何體替換為簡單的幾何體，然后使用Mental Ray減少多邊形的面數(shù)，大幅度縮小場景文件，并且不會對動畫效果造成影響，從而來提高渲染速度[4]。

5結語

本文研究了三維動畫的發(fā)展現(xiàn)狀，詳述了三維動畫軟件在立體造型中的使用。并對三維動畫制作軟件Maya進行了分析，簡單介紹了它給三維動畫領域做出的巨大貢獻，Maya以絕對的優(yōu)勢占據(jù)動漫制作時長，受到廣泛的應用。尤其是經(jīng)濟全球化的今天，動畫已經(jīng)成為目前知識、科技等密集型產(chǎn)業(yè)，而且發(fā)展速度很快，三維動畫具備較高的藝術性和娛樂性，占據(jù)我國大部分市場。因此，我國借鑒國外優(yōu)秀動畫的熏陶，積極學習圖像圖形技術，不斷完善其自身的水平，希望可以創(chuàng)造出具有中國特色的三維動畫。

[參考文獻]

[1]全泉，曾燕婷.淺析Maya在產(chǎn)品設計中的實踐與流程[J].科技創(chuàng)新導報，2010 （36）：28

[2]王圣蔚.三維動畫制作Maya技術研究[J]軟件導刊，2010 （2）：157-158

[3]黃學軍，宋瑋.Maya建模實踐[J].現(xiàn)代電視技術.2011（12）：102-106

[4]代鈺洪.Maya三維動畫中角色動畫的分析與實現(xiàn)研究[D].成都：電子科技大學，2012.