maya建模毕业论文-张超.doc

北京科技大学远程与成人教育学院毕业设计（论文）题 目： 学习中心： 专 业： 年 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 月 日设计作品毕 业 设 计 作 品作品名称：Maya角色-舞动女孩 毕 业 设 计 作 品作品名称：Maya角色-舞动女孩 毕 业 设 计 作 品作品名称：Maya角色-舞动女孩 毕 业 设 计 作 品设计报告目 录摘要、关键词 8一、Maya 建模介绍9二、角色建模的原则12三、角色建模的流程14四、设计理念 18五、设计定位 18六、设计作品 21结束语22致谢 23参考文献24摘要：中国的动漫产业仅处于初级发展阶段,动漫产业发展依然缓慢。如今我国动漫产业在政策和市场的双重作用下，启动势头强劲，并拉开了激烈的竞争序幕。目前虽然采取了不少如限制国外动画片在我国电视频道上的播放的措施政策，以扶植本土动漫产业的发展。但是，从根本上看，动漫产业的成长有其自身的规律，尤其需要一个公正、公平、宽松有序的良好市场环境，一棵小苗要长成参天大树是需要通过时间来慢慢见证的，我们有理由相信：中国的动漫产业明天会更好！关键词：MAYA建模、建模技巧、建模方法。浅谈Maya建模介绍一、建模之前的考虑（一）Maya多边行建模介绍其实在建造一个模型之前，我们心里要仔细思考它的结构，要对这个模型要有一定的了解，如果对自己要建造的模型一概不知的话，那建造出来的模型会不够真实，会缺乏细节。建模有很多中方式， 如基础模型：基础模型是多边形模型，随后它将被转化成细分表面模型。可以使用Maya的Convert Poly to Subdivision Surface命令来完成。细分表面模型：细分表面模型的英文简写是Sub-d，我这里所指的细分表面模型是由基础模型转化而来的细分表面模型。不管你使用那种建模技术，NURBs、多边形还是细分表面，它们都各有优缺点。但是，如果要制作一个复杂的生物体模型，细分表面技术比NURBs技术要有优势。首先，细分表面技术既可以让我们以多边形建模的方式进行工作，又可以得到象NURBs模型一样的平滑表面，而无需象NURBs模型那样，需要进行复杂的编辑工作，才能维持各个面片之间的连续性。 其次，使用细分表面技术可让整个模型保持为单一模型表面的同时，仍然拥有非常复杂的细节。这可以大大简化随后的角色装配和贴图绘制工作（当然，如果需要，也可以把模型分成若干个部分）。比如，可以使用一张UV贴图覆盖整个模型表面。而不象NURBs模型那样，要为每个模型面片分配UV贴图。在细分表面模型上，既可以任意地布置网格线的拓扑结构，也可以专门定制它们，使得整个模型得到最大的优化，而不象NURBs模型那样比较难于控制。这种优化的直接结果就是，模型比较简洁。在这里，简洁的含义就是这个模型的数据量比较小。经过特别设计的模型网格拓扑结构还可以使模型表面产生比较平滑的变形结果，而不象NURBs模型那样需要很密集的模型面片。最后，由于细分表面模型是由多边形模型转化而来，这意味着既可以使用基础模型（多边形模型）构建大致形状，又可以通过较高的细分层级修改细节。而不象NURBs模型那样任何对细节的修改，都会影响到整体的形状和网格线拓扑结构。（二）尽量是四边形尽管许多软件都能够对具有3边或者5边多边形面片构成的模型进行渲染，但是尽量使用4边多边形仍然不失为一种最好的选择，有时甚至是必需的。因为在进行计算时，大多数的软件都使用Catmul-Clark算法，但是对于具有3边或者5边多边形面片构成的模型，计算结果并不完美。对于Maya软件来说，尽管它可以对具有3条边以上的面片构成的细分表面模型进行计算，但截止到目前为止（2003年11月），Mental Ray渲染器还只能对基础网格（细分层级为1）为4边形面片的细分表面模型进行渲染（Mental Ray渲染器已经是Maya的内嵌渲染器）。 使用这种带有奇数边的多边形表面所带来的第一个问题就是表面的平滑问题，在生物模型或者一些需要圆滑表面的模型上，三角形面片（三边多边形）会引起褶皱，而5边面片会稍好一些，但也不是很完美。明白了上面存在的问题后，就可以对其加以利用，使最终结果尽量好一些。现在，我们将基础模型转换成细分表面模型，然后在此细分表面模型的细分层级1上，分析一下会有什么样的结果。假设建一个手臂模型模型代表人体上臂中的一段，上面一段表示鼓起的二头肌；它下面的平坦区域表示二头肌下面向内凹陷的区域，在此区域分别放置了一个3角形面片和一个5边形面片。所以在基础模型上，尽量不要让三角形面片出现。要想去除三角形面片，我这里提供一种方法，我们知道，在一个对称分布的几何体上，不论上面有什么形状的面片，它们的总数总是偶数。假设上面有2个三角形面片并列放置，可以通过编辑工作让它们共享同一条边，然后删除共享边而得到4边形面片。理论上说，只要三角形面片的数目是偶数，我们就可以通过这种将它们放置到一起的办法来处理。但是在实际工作中，情况并不那么简单，如果在一个模型上，2个三角形面片相隔的很远，要想将它们最终放置到一起，你可能需要大量的编辑工作，甚至还会改变整个模型的拓扑结构。遇到这种情况时，要想到最终转换成细分表面模型时，使用不同形状的的面片仍然可以产生同样的拓扑结构。 另外一种避免产生3角形面片的方法是：尽量不要让它们在开始阶段出现。比如可以使用挤压命令来创建初始模型（我将在以后详细介绍这种方法）。用一个立方体作为开始，使用挤压（Extrude）命令逐步添加细节，就可避免三角形面片的出现。 只要使用上面的方法，就可保证由基础模型转化而来的细分表面模型可以用于 Mental Ray渲染器。 最后，我还要提醒大家注意模型上的极点问题。所谓极点，就是模型上三条边汇聚在一起的那些控制点。我推荐使用这种拓扑结构，因为变形模型表面时，它可以得到更满意的结果。 制作出的模型既要简洁又要容易装配。这句话的意思就是说，模型上不应该出现一些相互交叠的面片，这为将来绘制关节的权重以及控制变形的范围会带来很大的困难。出现相互交叠的面片会导致这样几个问题：1：为分配UV坐标及贴图工作带来困难。2：为将来添加一些变形控制器时带来困难。3：会导致一些意想不到的变形效果。 俗话说：“条条大路通罗马”，如果这个“罗马”就是模型上的拓扑结构的话，那么“条条大路”就是建模过程中的所使用的各种方法。最重要的是最终结果，但是结果的产生则要艺术家的才能和使用各种方法的熟练程度。不同的软件都有其各自的优势，这要根据它们的所提供的工具和用户界面而定。 Maya提供了非常强大的建模工具，甚至还可以使用它提供的变形工具来帮助建模工作。至于每个个人，你可以只使用最有限的工具来完成工作、也可以依*一些非常强大的工具、还可以平衡使用各种各样的建模工具。在学习Maya的建模工具时，我的建议是先熟悉老的工具，在学习新的工具，循序渐进，一点一点地增加你的知识。其实，只使用很少量的一套工具，就可以非常有效地完成建模工作。（三）Maya建模的几种方法我要介绍的第一种建模方法是逐一地创建多边形面片，从而构建出一个整体模型的方法。尽管这种方法不是最快速的但却是非常有效的。使用这种方法时，先用Create Polygon Tool创建一个多边形面片，然后可以使用extrude edges命令添加多边型面片，使用Append Polygons命令等填补空洞等。还可以使用extrude face命令、split polygon命令等等。再结合使用移动工具、旋转工具和缩放工具、duplicate命令、combine和merge vertices命令以及所有你需要的工具。我就是使用这样的方法进行建模工作的。但是，非常重要的一点就是你必须从一开始就仔细考虑好模型的拓扑结构。事先计划好一些事情会节省你大量的时间。第二种方 法是挤压法，或者叫方盒建模法。这种方法也不需要使用太多的工具。首先创建一个多边形立方体，使用extrude face命令挤压相应的面片，用移动或缩放工具沿X轴的正、负方向编辑、修改，直到满意为止。这种方法的特点是快速，并且能保证所有的面片都是4变形面片，所用到的工具也很少。此外还有一个非常有用的脚本工具spinfaces.mel可以给你很大帮助。这个工具可以让你选择一些具有共享边界的多边形面片，旋转共享边界的方向，帮你修改编辑模型的拓扑结构。当然你也可以只使用Maya提供的工具，删除共享边界，用split polygon tool重画边界来达到同样的目的，只不过稍微麻烦一些。 第三种方法叫做自适应式建模法。如果你对Maya的工具有比较全面深入的了解，这种方法的限制性最小。你可选择你最适合完成工作的工具来操作。建模的质量和速度则根据你对各种工具掌握的熟练程度和事先对模型拓扑结构的计划而定。唯一的限制是你对各种工具的熟练程度还有编写、开发Mel脚本工具的能力。 还有一种方法是使用Nurbs曲线作为开始，然后使用放样工具（Lofting）构建初始模型，这是一种非常有效的方法。如果你最终的目的是将它转换成细分表面模型，你就不必过多地考虑Nurbs模型的连续性问题，只把注意力集中在拓扑结构上。你甚至可以在这种模型上留下一些空洞区域，这在将来转换成多边形模型或者细分表面模型后很容易修补。还可以将原始的Nurbs曲线保存起来，为以后构建类似的其他模型作参考。但是这种方法的一个问题是，在模型的某些区域上会有过于密集的网格线，而实际上却并不需要如此，对于Nurbs模型来说，这是一个经常要碰到的问题，因为在Nurbs模型上，在某些区域经常需要较多的等参线才能维持表面的连续性。这样制作出来的模型并不是在拓扑结构上最优化的模型，但优点是可以使模型表面的面片总数较少。二、角色建模的原则（一）表现德拉克洛瓦认为，在艺术作品中“情感的表达应该放在第一位”。表现的手法强调主观感受，着重表达情感体验、理性思维：在艺术创作倾向上侧重于表现自我，解构客体，表达理想：在艺术语言上偏重于幻想、夸张、象征、寓意、抽象等，具有较强的形式感。苏珊朗格在情感与形式中谈到，意象的全部意义在于“我们并不用它作为我们索求某种有形的、实际的东西的向导，而是当作仅有直属性与关联的统一整体”，它除此之处别无它有，直观性是它的整个存在。表现性手法在审美意念中所体现出的直观性、主体性，和强烈的主观色彩与美学中“意象”的概念是同构的。所以，我们可以这样说：表现性手法是“意象”的具体形式体现。 表现性手法为艺术作品强化意念传达、凝聚主观意象提供了广阔的空间。在现代视听媒体动画作品中意象性的表述可以通过光、色、空间、运动、镜头语言等元素来完成。在视觉形象中，我所建立的人物采用了写实的手法，通过人物的眼神和服饰生动体现了人物的性格，从事的工作，强化了主人公的内心世界。写实风格类型的动画造型因其形态、设色、服饰、性格等设计都更接近角色的真实状态，因此可以拉近角色与观众之间的距离。 （二）再现再现的艺术手法注重对所认知的对象或所处环境、社会生活的具体描绘，感性的、理解的因素比较显著，在创作手法上偏重于写实和逼真，即追求感性形式的完美和现象的真实;在创作倾向上偏重于认识客体，再现现实;艺术语言的运用上多采用摹写，对比，强化等手法。 再现不是对现实的机械反映，不是纯客观地复制现实，而是按照美学规律将现实运用光影、色彩、空间、运动等手段体现出来。艺术中的再现不开对事物本质的认识、选择、提炼、加工和改造，其意义在于客观冷静地对物象本体属性的本质反映。 再现性手法在反映现实上具有具体性，纪实性，物质性的特点，“具象”在概念上同样具有这些特征。因此，再现手法是“具象”的具体形式体现。 再现性手法在形象塑造上注重对客观物象的描摹，讲求尽可能的提供关于客观现实的精确画面。但是，这种精确是建立在对客观物象提炼加工后的基础上的再现，而绝非复制式的照搬。日本动画大师高佃勋的作品萤火虫之墓是一部伟大的反战题材的现实主义动画。在这部作品中，无论是场景，道具，还是人物形象都是采取了精致的写实手法进行描绘：空袭过后，城市大街上的废墟瓦砾，残垣断壁;妹妹手中的糖果盒子;哥哥被殴打后红肿的脸庞，槛褛的衣衫;细节准确丰富，但绝不拖沓臃肿。在这部影片对光影的表现上，高佃勋一反往常充满梦幻色彩的用光方法，转而采用表现自然光的手法，不追求过于强烈的明暗对比，使得作品中的光影变化呈现出了细腻、自然的风貌。这一切无不展示了这位动画大师对客观世界细的观察以及精准的表现力和扎实的写实功力。而我再现了20世纪90年代，处于战争年代，那些爱好战争，爱好杀掠的雇佣兵。血腥与残忍是战争的充分体现，从另一个视觉体现了，一个职业杀手的冷漠无情。 （三）假定角色的假定性。在传统动画中，角色假定性的含义是指人为创造出来的，非现实的角色形象。而在现代视听媒体动画中，角色的种类变得更多，例如实物、真人、制作出的形象等，它们本体的现实意义不再是衡量角色假定性的唯一标准，只要角色属性被施加以人为技术加工的影响，即可被视为具有了角色的假定性。（四）夸张夸张手法是假定性表现中最有代表性的技巧，其特征是对于故事、角色的某些寓性特别加以强调或弱化，在某种意义上讲，是对叙事的合理性、真实性的弱化和主观选择性的加强。夸张的手法大体可以从四个层面上来应用：形态的夸张。 在现代视听媒体动画作品中，为了突出表现角色或者场景的某些神态、动作或者特征，可以将形象整体或局部上的某些特征加以大幅度的强化和夸张（表现为极度的夸大或缩小）。这种夸张后的形态特征在现实生活中往往是不能做到或者难以做到的，所以，具有明显的“不可能性”。由于人知觉特性中选择性、理三、角色建模的流程（一）绘制四视图首先肯定是角色整体比例的把握，你要确定你的角色是几头身的我们看到人物的建模可以从四个视角以平面的形式来理解。在PS中手绘特种兵的三视图保存成JPG格式后，打开MAYA软件，view=Image Plane=Import Image将人物模型的正面、侧面、背面导入MAYA界面的顶、前、左视图后调整图与图之间的距离位置。（二）创建基础模型 首先是考虑角色的外貌和怎么把概念转化到游戏的角色中去。角色模型前我需要去考虑我模型预计面数、模型拓扑、装备摆放和贴图大小。一旦我有了大概的技术框架和范围，我就开始创建角色的身体。在细致模型中，我开始创建身体和头。我把头作为单独的一个模型以便我可以在后面容易地分开导出进行烘焙。一旦我确定的基础模型，在模型的面上和每个我想雕刻细节的地方我有了足够的环边。因为这是为后续雕刻准备的，所以我尽量避免三角面，并让面分布比较均匀。 （三）ploygon建模构建Polygon多边形在窗口中创建一个cube的polygon对象，将长宽高调整跟头部大小相似将此cube利用Meshsmoth来细分，在smoth option里面的Divison levels依照建模需要选择要细分的程度，在这边的设定为2，之后在三视图中，用放大缩小工具调整模型大小，使大略符合角色人头的大小。接着将模型的左半部删除，并调整模型的vertex，将模型形状调整为了雕刻脸部大致轮廓，因此再利用Edit MeshInsert Edge loop tool或Split Polygon tool来多加些线条，并调整模型的vertex，将模型形状调整接着在前视图使用Split Polygon tool来新增割线，并调整模型vertex位置来建出眼睛、鼻子和嘴巴的大略位置和形状接着再新增鼻子的割线，并调整vertex位置选择鼻子底下的faces，使用Edit MeshExtrude两次来创建鼻孔（但记得在使用Extrude之前，要到Edit Mesh下将Faces get together选取勾选），到此鼻子算是大致完成利用Split Polygon tool来增加眼睛和脸部的割线，并删除黑色的割线再用Split Polygon tool以眼睛为中心绕圆来切割，为何要这样切割呢？这是因为人的眼睛和嘴巴周围的肌肉都是环绕圆形的轮匝肌所构成，因此我们模仿肌肉真实排列的情形来圆形切割建模，有助于日后作表情动画时眼睛和嘴巴的开合动作。最后再稍微调整模型vertex位置再继续新增割线增加眼睛细节，并删除黑色的割线最后调整模型vertex位置用Exturde来作出眼窝，当然若想再作精细点，可以使用Split Polygon tool在眼睛周围再切割出眼皮绉折的地方在眼窝的部位增加一个sphere的polygon对象，并以此sphere为参考物，调整眼睛的vertex位置，使每个vertex都能顺沿着sphere的弧度，这步骤很重要，若没增加sphere当参考物来调整，则眼睛部位最后的形状可能会怪怪的，眼睛建模到这边就大致完成了。在嘴巴和下巴的部分新增割线并将黑色的割线删除继续再新增割线在嘴巴部分新增割线，并将上下唇相接的一条edge割成两条edge，这样我们就可以将此两条edge所构成的细缝使用exturde往内凹，并建构口腔，嘴唇为中心绕圆来切割，并稍微移动嘴巴附近的vertex位置来调整形状在嘴巴附近的新增割线（为何这两条割线要以嘴巴为中心作放射状切割呢？这是因为这样的割线在日后作脸部动画时，方便嘴巴的开阖，跟作眼睛的原理是一样的），最后移动下巴附近的vertex位置来调整形状继续以嘴唇为中心绕圆来新增割线，并使用merge 将红色的点合并起来。最后在稍微调整一下vertex的位置，以调整模型的形状。再新增割线如下图，并删掉黑色的edge。接着我们稍为调整一下嘴巴和下巴及头部底部的vertex位置，将头部的形状调整在头部底部新增一个割线，准备制作脖子的部分。选择头部底部的面，并用Extrude挤出新的面要注意的是用Extrude挤出面的同时也会在中间部分新增面（face），我们必须把这些面删除掉，以免到时候用Duplicate复制出另一边的模型时会产生多余的面接下来由于我们要开始制作脖子的部分，选择头部底部的面，并用Extrude挤出新的面，要注意的是用Extrude挤出面的同时也会在中间部分新增面我们必须把这些面删除掉，以免到时候用Duplicate复制出另一边的模型时会产生多余的面.接下来由于开始制作脖子的部分，将参考图往后挪一点，在Outliner窗口点选front摄影机，接着在右边的Channels里面的Inputs的imagePlane1里面点选CenterZ，在里面输入一个负的数值将参考图往后挪，只要在前视图里不要遮到脖子的模型即可，按照以上的方法再接着增添耳朵的模型。到这边头部模型大致完成了选择半边的头部模型，然后在EditDuplicate Special的进阶选项里，将Geometry type选择Copy，并将Scale里面的X轴设定会-1，之后按下Duplicate Special产生另一半边的模型。接着选择两半边的模型，在Mesh中选择Combine，之后在Front视图里选择中间连接的vertex然后在Edit命令中MeshMerge将这些点Merge起来。此时模型看起来有陵有角，并不平顺，我们可以选择模型，再到Normals里按下Soften Edge，此时就可以再不增加面数的情况下将模型便平顺，以减少系统资源的浪费，但此时也会发现有些轮廓也被平滑化了，此时我们可以在要加强轮廓的地方再割一条Edge来增强轮廓，此时就算再用Soften Edge，这条轮廓也不会被平滑掉了，同样的方法可以应用在制作五官、身体、四肢、道具等其他地方。（四）渲染首先建立摄像机，摄像机其实也是一种窗口，通过该窗口，可以观察Maya空间内的任何物体。开始建立一个新的场景时，首先出现的是4个默认的视图，这4个视图其实包含有4个摄像机。一个摄像机形成透视图，其余3个摄像机形成3个正交视图，分别为前视图、侧视图和顶视图。通常，正交视图用于建模、纹理及动画，而渲染一般在透视图中进行。在Outliner中命名该透视图为Camera。打开AttributeEditor对话框，在FilmBack卷展栏设置Overscan为1。打开DisplayOption区域，选中DisplayResolution(显示分辨率)复选框。(或通过选择ViewCameraSettingResolutionGate命令，打开DisplayResolution)。在该选项中会显示出渲染的精确选项组，选中DisplayFilmGate复选框。 在FilmBack选项组中设置FilmGate选项，选择不同的镜头，如70mm投影镜头，观察分辨率的变化。将设置改为35mmTVProjection，该设置为宽高比为1.33的适当比例，其FilmGate与ResolutionGate设置完全匹配。 默认的分辨率为320240，这也是分辨率的最小值。如果要以更高的分辨率渲染图像，选择WindowRenderGlobals命令，打开Resolution区域。设置Presets为640480调整摄像机视图，拖动或旋转摄像机，使人物模型在一适当的位置上。调整Camera的属性，同时，切换到普通的Perspective视图，通过改变灯光和纹理来测试摄像机视图的渲染效果。（五）修改角色模型制作大致做完毕后，最关键的后期就是对角色人物进行细致的修改。四、设计理念在该角色模型的创作中，我首先明确设计的角色的特征，在此基础上寻找和发现形象设计的原始素材，经过反复筛选与提炼，然后开始设计形象。运用造型艺术手段描绘出形象的草图或轮廓图，进行反复的修改和加工，最后设计出动画角色的形象。以保证在动画片视觉形象的统一性和协调性中达到统一。其中包括确定各种比例关系（形象本身的比例、形象与形象之间的比例、形象与道具之间的比例、形象与场景之间的比例）和形体构造（体面、结构转折、连接）关系，以及角色的服饰和色彩设计等。其形态、设色、服饰、性格等设计都更接近角色的真实状态，因此可以拉近角色与观众之间的距离。充分突显一个动画角色的性格特点，它的服饰必须与其所处的社会政治环境相一致。此外，在动画角色的服饰设计遵循动画设计的法则，在形式简单、色彩鲜明的基础上增加必要的时尚流行元素。五、设计定位 我所建立的舞动女孩的模型，在人物比例上是按照标准的人体结构比例的，并没有像一些其他的动画角色中把人物身体的比例进行考张的表现。并且在细节上尽量多的给人一种更真实的感觉。这个少女有这灵活、可爱、认真、严肃、目光锐利充满着杀气、没有一丝懈怠的情绪，动作利索；再到服装，她身穿一身科技十足的衣服，一个背包，一把悬着的钥匙，一个时尚的裤子。在设计时，让她感觉有奔跑的样子，从而充分说明她刚在某个地方和人交手过或是刚完成一项任务，在离开的途中，也能充分的看到她可爱，活泼的一面。（一）草稿一（二）草稿二 六、设计作品定稿作品1结束语 如果去做一件事，事先没有好好的去计划和考虑随时可能出现的因素，那么想很好的去完成它，一定会很难。无论做什么事，都要先在心里思考一下，分析下整件事的流程，那样才能遇到问题而不乱。就像做模型一样，没有一点准备的去做，没有去了解一下那个物体的构造，就凭空的想象去做，最后做出来的作品一定不会让人满意。或许半途中遇到某个问题，会使得整个模型无法继续下去，只有从头再来。这样的话不仅浪费了很多时间，也会让我们没有了开始时候的那种热情。在靖港古镇的项目中，我体会了很多东西。在整个做项目的过程中，我也遇到了一些问题，有些是因为开始的时候没有考虑好，就盲目的去做，结果发现比例有点不协调，后来就在那里一点点的修改，在改的时候，我明白这样的问题，都源自开始的时候没有好好的去琢磨，太过于草率。“成功是留给有准备的人”这句话一点也没错，一个没有付出努力的人，是永远也无法获得成功的。致 谢论在本课题结束的此时此刻，我真心的感谢我的导师魏冰老师，是他用他的宝贵时间为我辅导研究，同时也占用了他大量的业余时间，帮助我解决难以解决的问题，提出宝贵的修改意见，给我介绍参考书目，研究方向，方法等。在此，我衷心的感谢我的导师，是您的辛苦换来了我成功的毕业，我感谢您，您辛苦了！同时，我要再次感谢关心和帮助我的各位老师和朋友及以上参考书等的编者，谢谢您们给我提供本课题研究的参考资料，研究前沿等。 主要参考文献罗进丰.生命的幻想3D数字角色动画（下）M.机械工业出版社，北京希望电子出版社 Maya 8 全能特训一点通田展铭 Maya完全自学手册 科学出版社 北京希望电子出版社王 琦 Autodesk maya 8 标准培训教材 人民邮电出版社.