畢業(yè)論文---試論maya中蒙皮技術運用的基本原則

1、<p>　　試論MAYA中蒙皮技術運用的基本原則 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　三維動畫技術越來越成熟,軟件越來越多，而 Maya在3D動畫軟件中起到很重要的地位。在角色設定中,為動畫所作的準備工作里的最后一道工序就是蒙皮，蒙皮直接影響到后面調動作。Maya中蒙皮分為平滑綁定與剛性綁定兩種方式，兩種綁定方式基于不同的控制

2、原理,蒙皮的幾種方法都是其他軟件不能及的，蒙皮后對關節(jié)刷權重，不讓關節(jié)間互相影響。用Maya做出來的動畫片很逼真。Maya——三維動畫軟件作為最新的影像制作工具，而蒙皮又是Maya中軟件中強大功能之一，最終使動畫影像增加無窮藝術魅力。</p><p>　　本文是我以Maya中蒙皮技術的基本運用與制作動畫短片的具體實踐，談談我對Maya蒙皮技術運用的一點體會。</p><p>　　關鍵詞：蒙

3、皮 權重 平滑綁定 剛性綁定</p><p>　　MAYA theory in the basic principles of the technical application efficiency</p><p>　　Abstract: 3D animation techniques and software increasingly more and more ma

4、ture, Maya in 3D animation software plays a very important role. Set in the role of animation, the preparation of the work of the last procedure is directly affects the skin, skin behind the transfer. Maya of skin smooth

5、 and rigid binding bound into two ways, two kinds of control ways based on different binding principle, methods of skin is other software, can brush on joint weight after skin, don't let joint between mut</p>

6、<p>　　This is my Maya with the basic use of skin with the concrete practice of the animation film, talk about my application for Maya efficiency.</p><p>　　Key words: Rigging Weight Smooth bound Rigid

7、 binding</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1 章 前 言1</p><p>　　第 2 章 蒙皮在MAYA里的運用2</p><p>　　2.1什么是蒙皮2</p><p>　　2.2前期材料的準備2</p><p>　

8、　2.2.1模型結構的檢測2</p><p>　　2.2.2文件結構的檢測4</p><p>　　2.3蒙皮基礎的運用5</p><p>　　2.4骨骼蒙皮刷權重8</p><p>　　第 3 章 蒙皮在《海底總動員》運用13</p><p><b>　　結 論16</b></

9、p><p><b>　　致 謝17</b></p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　第1 章 前 言</b></p><p>　　近幾年來三維動畫軟件是越來越多，市場競爭很大，各軟件公司都在不斷開發(fā)和更新，僅相關軟件會越來越人性化，而m

10、aya在三維動畫中是主流的動畫軟件。能夠創(chuàng)造出有骨、有肉、有神的數字角色是每個CG藝術家的夢想。數字角色是否具有神韻，考驗的是動畫制作者對生活、對生命的理解。數字角色要具備骨和肉則要求制作者對于角色的形體和運動機能有著充分的把握。除此之外，角色是否有真實感，關鍵在于皮膚的設計與制作，也就是對動畫軟件中蒙皮技術的熟練而有創(chuàng)造性的掌握是至關重要的。</p><p>　　蒙皮是動畫準備工作中的最后一道工序，這道工序后，

11、就可以做動作設計了，如果蒙皮工作沒做好，以后動畫就麻煩，所以蒙皮很重要。我將從《海底總動員》這部動畫短片為例，對蒙皮的基礎運用作一般介紹，并以其中的主要角色制作過程來具體說明maya蒙皮中技術是如何運用的。</p><p>　　第 2 章 蒙皮在MAYA里的運用</p><p><b>　　2.1什么是蒙皮</b></p><p>　　在角色設

12、定中，為動畫所作的準備工作里的最后一道工序就是蒙皮。所謂蒙皮就是用蒙皮工具將角色的模型同我們角色所做的骨骼系統(tǒng)幫定在一起的過程。經過這道工序后，數字角色的可渲染的精細模型就真正能制作成動畫了。</p><p>　　骨骼在蒙皮過程中，所處的姿勢稱為Bind Pose。蒙皮后，骨骼的運動會引起皮膚的變形。但是，有時會出現不恰當的變形，這就需要對骨骼或皮膚做相應的修改，此時可以運用相關命令使骨骼恢復綁定姿勢，然后斷開骨

13、骼與皮膚之間的關聯(lián)。在Maya中，可以隨時把骨骼和皮膚斷開或重新連接。</p><p>　　蒙皮的方式有直接蒙皮( 柔性蒙皮,剛性蒙皮 )和間接蒙皮(把晶格或包裹變形與柔性蒙皮或剛性蒙皮聯(lián)合使用)。</p><p>　　2.2前期材料的準備</p><p>　　在蒙皮之前，我們需要充分地檢查模型和骨骼的狀態(tài)。保證模型和骨骼系統(tǒng)以最正確的狀態(tài)幫定在一起，這樣以后的動畫

14、制作中才不至于出現異常的狀態(tài)。</p><p>　　2.2.1模型結構的檢測</p><p>　　我們首先要測試角色的模型適不適合制作動畫，或者說角色會不會由于模型的緣故使得綁定之后無法完成預定的動作。</p><p>　　模型的適不適合做動畫，我們主要從模型的布線方面去分析。在動畫制作中，凡是角色模型需要彎曲或褶皺的地方必須要有足夠的線劃分供變形系統(tǒng)處理。除了要含

15、有足夠數量的線劃分外，還要考慮線的走向。（如圖2-1）</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　分析完模型的布線后。還要看下模型是否“干凈整潔”就是模型除了必要的歷史信息外不含沒用的歷史信息。</p><p>　　皮膚和骨骼連接的綁定也是一種變形工具，所以一旦將模型綁定在骨骼上以后，就不能刪除模型的歷史信息，或則模型與

16、骨骼將會斷開幫定的關系。所以我們在綁定或用變形器變形前都要刪除無用的歷史信息，選擇模型調用菜單Edit/Delete by Type/History命令。還要把模型的變換參數都調整到0的狀態(tài)。選擇模型，點擊菜單命令Modify/Freeze Transformations。（如圖2-2）</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　2.2.2文件

17、結構的檢測</p><p>　　為了方便將來場景的管理，也為方便其他工作人員快速的找到需要的模型物體，我們就給模型創(chuàng)建容易辨別的名稱。</p><p>　　模型管理，選擇每個類型所包含的所有模型，點擊菜單命Edit/Group創(chuàng)建成組，將組名改為模型的名稱。最后改成一個大組。</p><p>　　骨骼管理，一個人物角色，有很多運動的骨節(jié)點，我們系統(tǒng)的默認命名Join

18、t1、Join2方式，那么在編輯蒙皮變形時就簡單，骨節(jié)點的名稱沒有統(tǒng)一的標準。</p><p>　　接下來整理骨骼動力學裝置，將所以創(chuàng)建的IK手柄，都用Locator等進行規(guī)范命名，將動力學系統(tǒng)整成一個組并命名。（如圖2-3）</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　2.3蒙皮基礎的運用</p><

19、p>　　綁定是將角色的模型同角色的骨骼建立聯(lián)系或程，經過幫定，角色的骨骼就可以控制模型進行動畫制作了。</p><p>　　Maya提供了兩種綁定方式，一個是Smooth Bind平滑綁定和Rigid Bind剛性綁定。兩種綁定的方式基于不同的控制原理，可以選擇不同的綁定方式。</p><p>　　下面我就用這兩種方式來講解，如果要把模型綁定在整個骨骼上，選擇任意的骨骼，系統(tǒng)都會自動

20、把模型綁定在整個骨骼上，如果要把皮膚綁定在部分骨骼上，則需要精確地選擇每個綁定的關節(jié)。</p><p>　　選擇骨架以及模型，用菜單Skin/Bind Skin/Smooth Bind命令或者Skin/Bind Skin/Rigid Bind命令。（如圖2-4）</p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　在Bind to

21、右側選項中可以選擇Complete Skeleton和Selected Joints兩個選項，前者表示將角色的模型綁定到所有骨骼上，后者是將模型綁定到選擇的骨節(jié)點上。</p><p>　　Bing Method有兩個選項，Closest Joint和Closest Distance方式，前一個決定一個點只能在層級上最接近的骨節(jié)控制；后一個決定一個點被距離它最近的骨節(jié)控制。（如圖2-5）</p>&l

22、t;p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　Bind Method選擇Closest Point系統(tǒng)自動為每個關節(jié)創(chuàng)建一個Jointclusters，并把每個關節(jié)附近的點分配到相應的關節(jié)簇中，從而使關節(jié)簇可以控制皮膚點組。</p><p>　　選擇Parition Set以區(qū)域組蒙皮方式進行蒙皮，并且激活 Partition 視窗變?yōu)橛行В瑥闹锌梢?/p>

23、選取蒙皮專用的區(qū)域組。對于區(qū)域組蒙皮而言，區(qū)域中組的數目應與關節(jié)的數目相等，這一點是相當重要的。</p><p>　　用BindSkin則模型被綁定在骨骼上，此時皮膚的變換屬性被鎖定，不能移動或縮放皮膚，但可以顯示皮膚組點的顏色。</p><p>　　有時需要重新修改骨骼，重新設置骨骼的綁定姿勢或對皮膚做進一步的建模。這時首先需要將骨骼與皮膚之間的關聯(lián)斷開，然后進行必要的修改，修改完后，再

24、重新連接皮膚與骨骼。點擊菜單Skin/Detach Skin。（如圖2-6）</p><p><b>　　圖2-6</b></p><p>　　在History下拉列表中可以根據實際的需要執(zhí)行Delete History、Keep History或者Back History中的任意一項。</p><p>　　Delect History用于將斷

25、開皮膚，將皮膚恢復未變形時的位置，并且刪除所有未使用的關節(jié)簇。</p><p>　　Keep History用于將斷開皮膚將皮膚恢復至未變形時的位置。但不刪除未使用的關節(jié)簇。</p><p>　　Bake History用于將斷開皮膚并且刪除所有未曾使用過的關節(jié)簇。但不能將皮膚恢復未變形時的位置。</p><p>　　Coloring選項中Remove Joint

26、Colors復選框將在斷開皮膚與骨骼之間的關聯(lián)時刪除關節(jié)的顏色。</p><p>　　單擊Detach執(zhí)行斷開。此時，因為皮膚的變換屬性被解鎖，所以可以使用變換工具移動、旋轉或縮放皮膚。</p><p>　　當骨骼被蒙皮之后，骨骼的運動同時引起皮膚的變形。但是，當骨骼恢復到綁定姿勢時，皮膚也會恢復成未變形時的形狀。因此我們需要恢復骨骼的綁定的姿勢(如添加網格曲肌時) 就可以執(zhí)行Sking/

27、Go To Bind Pose來恢復綁定姿勢。Preserve Skin Groups可以在保持皮膚組的情況下斷開或重新連接皮膚，而無需重新進行蒙皮操作。</p><p>　　Detach skeleton命令，可以執(zhí)行骨骼中任意關節(jié)， Detach Selected Joints命令，則需要精確地執(zhí)行斷開處的關節(jié)。則整個皮膚或被斷開關節(jié)影響的皮膚將恢復成未變形時的形狀。并且皮膚的變換屬性被解鎖，可以運用變換工具

28、移動、旋轉或縮放皮膚。</p><p>　　修改完成以后，可以使用相應的命令重新連接皮膚。根據斷開皮膚時所使用的命令，執(zhí)行對應的皮膚連接命令。執(zhí)行骨骼中任意的關節(jié)， Preserve Skin Groups/Reattach Skeleton命令連接皮膚。</p><p>　　2.4骨骼蒙皮刷權重</p><p>　　我就從做動畫短片里的實力來簡單介紹下,我們就從開

29、始一步一步做,這樣不容易出錯。首先導入模型和骨骼，要把骨骼綁定在模型上，那我們先要選擇所有骨骼在選擇模型，選取骨骼的根關節(jié)，系統(tǒng)默認的名稱為Joint 1。（如圖2-7）</p><p><b>　　圖2-7</b></p><p>　　按住Shift鍵，執(zhí)行模型人物，然后，執(zhí)行Skin/Bind Skin/Smooth Bind命令，模型人物被以平滑蒙皮方式賦予骨骼

30、物體，現在我們就不能移動、旋轉或縮放皮膚了，也不能刪除歷史記錄了，所以在蒙皮前,我們就要做好前期檢查，以免后面出錯麻煩。（如圖2-8）</p><p><b>　　圖2-8</b></p><p>　　執(zhí)行Skin/Edit Smooth Skin/Paint Skin Weights Tool命令，會彈出一個對話框，這個對話框就是刷權重對話框，打開Tool Sett

31、ings對話框。在對話框中，打開Skin Paint在Influence卷展欄中，顯示所有的關節(jié)名稱，這里面我們所以關節(jié)名稱都在，要刷那個就選擇關節(jié)名稱就好，在用權重筆刷工具刷，那里有問題就刷那里。（如圖2-9）</p><p><b>　　圖2-9</b></p><p>　　在權重顯示模式下，通過在權重工具面板中選擇適當的行為模式，用權重筆在模型表面進行噴涂調整權

32、重。權重顯示下，物體表面的黑色和白色代表著該區(qū)域的權重狀態(tài)。顏色越白，受影響的力度越大， 反之越黑，</p><p>　　受影響力度越小。（如圖2-10）</p><p><b>　　圖2-10</b></p><p>　　運用Paint Skin Weights Tool，涂抹關節(jié)的折痕區(qū)域，蒙皮后有很多關節(jié)會互相影響，這些地方我們都要涂抹，

33、多數在相連的關節(jié)處；（如圖2-11）結果Paint Skin Weights Tool為改變關節(jié)的影響力度提供了一種直觀的方法。</p><p><b>　　圖2-11</b></p><p>　　在Paint Operation選項中Add可以增加對鄰近關節(jié)區(qū)域的影響力度；Scale可以減小對遠離關節(jié)區(qū)域的影響力度；Smooth可以平滑關節(jié)的影響力度。用這幾種方法，

34、在受影響的關節(jié)涂抹就好了。動下骨骼看看有影響到其他沒，沒有就涂抹好了。</p><p>　　第 3 章 蒙皮在《海底總動員》運用</p><p>　　動畫影片《海底總動員》的場景中大量運用maya技術。制作77000條水母的動畫無論對技術人員還是藝術家來說都是一項最為巨大的挑戰(zhàn)。這種粉色半透明的水母最需要的就是耐心和技巧，可以說，水母的出現跨出了動畫海洋生物的一大步。他的蒙皮技術可以說非常

35、好。（如圖3-1）</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　片中的角色運用的蒙皮技術時非常好，讓每一個角色都活靈活現的，不關是表情，還是動作都是那么流暢，這些水下的海底世界是那么的美麗。</p><p>　　Maya創(chuàng)作首先要對maya技術有充分的了解和掌握。首先想到他自由創(chuàng)作虛擬能力，但技術的使用都有局限性。動畫中柔

36、性蒙皮技術很多，在平滑綁定的角色進行編輯時，需要通過權重分配工具調整骨骼對于模型上點的控制權重，小丑魚的每個細節(jié)都是非常逼真柔軟的。在關節(jié)受影響的地方就要對涂抹，讓其關節(jié)不受其他影響，這樣運動才不穿綁。剛性用到的較少，剛性綁定必須在關節(jié)的位置創(chuàng)建晶格物體來幫助骨骼的運動。（如圖3-2）</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　動畫片《海底總動

37、員》整個影片的表情動畫很多，表情也要蒙皮技術很好，才能做出豐富的表情來，表情動畫也是是動畫，現在的動畫中表情動畫越來越多，技術越來越好，這些都要前期蒙皮做好，后面才不會影響到表情，有因此在影片創(chuàng)作中如何運用maya數字技術，發(fā)揮他的影像造型優(yōu)勢及工業(yè)著作流程都需要創(chuàng)作人員的探討，所有與三維數字有關的制作內容，要從maya部分。二維手繪部分，后期合成幾個部分，從技術制作，藝術追求。制作周期等幾個角度來把握整個創(chuàng)作。（如圖3-3）</

38、p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　在動畫片《海底總動員》中使用的maya技術，柔性蒙皮技術表現很多，小丑魚表情就用了很多平滑綁定，這樣更以人化，maya技術應用優(yōu)勢在一定的程度上受到限制。三維技術在動畫影像逼真的深度空間密度，在具有空間感、神秘感的海底世界發(fā)揮的淋漓盡致。由于逼真動作，必然也帶來了鏡頭畫面內和外運動密度的逼真，也是此影片中may

39、a三維動畫創(chuàng)作的主要探索目標。（如圖3-4）</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　蒙皮是Maya動畫技術中非常重要的部分。它的幾種方法Bind Skin Detach Skin Go To Bind Pose是其它軟件所不能及的，它可以做出非

40、常逼真的畫面效果給人以視覺上的享受。</p><p>　　本論文略述了三維動畫軟件maya中的蒙皮，應用到蒙皮基礎知識與動畫設計制作的實例。若想用maya把動作做到很豐富，前期就要把蒙皮做好，蒙皮前先要做好文件與模型結構的檢測。maya提供的兩種綁定方式平滑綁定與剛性綁定，基于不同的控制原理，兩種方法結合使用，做到剛柔并進。綁定完成后就刷權重，如何讓角色在運動時合理，需要通過權重分配工具調整骨骼對模型上的控制權重

41、。蒙皮做好動作就輕松了，做出的動作就不易穿幫。</p><p>　　影視動畫不斷的創(chuàng)新，永遠是我們的追求，我們希望在影視動畫中不斷的摸索前進，也在軟件技術上有質的飛躍。做出好的影視動畫跟人們視覺上的享受，這是給我們動畫專業(yè)者最大的回報，我相信中國影視動畫未來一片光明。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時光飛逝，

42、轉眼間到了畢業(yè)的時間，心中無限感慨，回想四年的大學生活，從剛入學時的青澀與彷徨，經過四年的生活學習歷練，我已經具備了一名合格的大學生所應有的素質。</p><p>　　在此次畢業(yè)論文的設計中，無論從選材，構思，策劃，撰寫到最后的定稿，劉能強教授都給我提供了寶貴的意見和細心的教導，使我對四年的動畫學習有了更深層次的理解，也為我將來從事動畫方面的工作打下了一個良好的基礎，滴水之恩，當涌泉相報，我永遠不會忘記劉能強教授

43、對我無微不至的關懷。 </p><p>　　給我印象深刻的是，劉能強教授嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在此謹向程國英教授致以誠摯的謝意和崇高的敬意。</p><p>　　同樣，感謝****老師給與我生活，學習上的幫助。此次論文設計的過程中，在某些關鍵的環(huán)節(jié)中，我都和同學經歷了縝密的思考和激烈的討論，在寫作過程中給了我很大的啟發(fā)，同樣致以我最高的

44、謝意。</p><p>　　還有，感謝我最親愛的父母，給與我學習生活上的幫助，你們數十年含辛茹苦、無私的關愛和奉獻，給與了我拼搏奮斗的精神力量，讓我在漫長的求學之路上取得了優(yōu)異的成績。</p><p>　　最后，感謝全校老師領導給我的支持與幫助，在這四年里我在校學到了一生都能用到的知識。</p><p>　　時間在你我腳下匆匆流過，我們應該學會珍惜，珍惜眼前美好的生

45、活，</p><p>　　相信，我們的未來會更加美好！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 尹武松.Maya應用從入門到精通[M].北京：科海電子出版社 .2007.05. 第一版</p><p>　　[2] 陳明.MAYA ANIMATION動畫卷[M].設定.北京：中國電影出版社

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