Maya三维技术在动漫领域立体造型中的应用研究

钱玲如

摘要：数字动画是计算机技术飞速发展的一个产物，随着媒体技术的成熟，三维动画的制作技术也在不断升高。电影成为人们娱乐、休闲的主要方式，影片中的动画形象依然成为三维动画的一个标志，比如《蜘蛛侠》《疯狂的原始人》等。三维动画创造技术的优秀人才可以将艺术和技术进行完美的融合，但是就我国目前情况来看，这种复合型人才严重缺乏，两极分化严重。有些人注重了工具的使用，但是缺乏相应的艺术审美，有些人反之，因此，在技术开发与艺术构造，一直存在一条鸿沟。文章分析了三维动画在国内外的发展现状，详细描述了Maya动画软件在三维动画的制作过程中的使用。

关键词：三维技术；动漫领域；立体造型；Maya

近年来，国内外都掀起了三维动画的热潮，而且也诞生出诸多优秀的三维动画电影。目前的国际市场上，虽然对动画的分类未能形成一个统一的标准，但是在业界，却有明显的区分。从视觉空间来看，动画有采用手绘方式等方式制作完成的二维动画和采用Maya，3DSMAX合成的三维动画。美国Autodesk公司的Maya_维动画软件，在影视广告、动漫电影中都得到了广泛的应用。Maya操作简单，功能完善、渲染效果极佳，因此很受广大电影行业的欢迎[1]。本文系统研究了三维动画在国内外的发展现状，并对Maya及其制作过程进行了深入的分析，深入研究Maya软件的三维立体造型技术，详细介绍三维动画的制作过程。

1 Maya三维技术概述

三维动画，即Computer Graphics，实质上就是电脑美术的一个分支，同时也是一种新型的艺术形式。三维动画起初是使用在军事领域中，是以计算机图形学技术为基础而发展起来的一个学科。在80年代以后，个人计算机的普及应用，使得图形处理技术也上升到了一个新的台阶，有了一个质的飞跃。目前，专业的影视广告、动画电影等方面都采用三维动画的形式进行展现。而美国Autodesk公司出品的三维动画软件Maya，具备功能完善，制作效率高，渲染真实感强，容易上手等优势，成为电影制作行业的热门软件。Maya有着传统三维软件无可比拟的渲染性，可以将微妙的角色表情渲染的更加生动形象，还可以模拟出物体的运行轨迹，并且真实、准确，广泛应用在教育、医学、军事等领域。

2 Maya三维技术国内外研究现状

三维动画在国外发展较早，1973年，第一届计算机图形特别兴趣小组展览会召开，这一年，也是早期动画的实验阶段。到1973年，英国伦敦的《异形>中的Computer Graphics图形片段制作，开拓了计算机动画在电影中的应用，直到1980年，美国迪士尼公司呈现出一部整整三十分钟的完整计算机动画影片《Tron》。在1995年，完全采用ComputerGraphics制作的动漫《玩具总动员>，并获得奥斯卡最佳剧本奖提名。在2006年，澳大利亚的手绘二维动画工作室被迪斯尼关闭，手绘动画时代彻底结束，3D影像成为主流。在外国，Maya技术发展相当成熟，国内相对落后。中国的动漫产业起步较早，在1926年，万氏四兄弟制作了《大闹画室》，这标示着我国动画产业已经起步，遗憾的是，我国动漫产业未能紧随时代的发展，导致国外动漫产品侵占我国90%的动漫市场[2]。

3 Maya三维动画软件在三维立体造型中的应用

Maya是美国Autodesk公司出品的三维动画软件，在影视行业中应用广泛。Maya不仅具备一般三维制作效果，它还集成了先进的数字动画效果技术，拥有先进的模拟、渲染技术等。至今为止有Unlimited无限版、Complete完全版和PLE非商业用途个人学习版。

在三维动画中，通过Maya可以完成三维建模来完成虚拟物体的制作，可以利用角色/场景/道具模型替代真人演员/真实场景/道具等。所谓模型的制作，就是将二维角色转为三维模型的一个建模过程。在Maya_维动画软件中，提供很多建模工具，比如制作静态桢的ZBrush，动态模型SUBDIV，Polygon/NURBS的渲染效果。在建模过程中，使用SUBDIV来完成角色建模，但是它要求较高的机器配置。因此，在做角色建模的时候，要遵循两个原则：（1）简化设计。（2）选用Ploygon多边形工具作为角色制作工具。因为在Polygon模式下，改动面数不会出现SUBDIV中响应延迟的问题[3]。

建模中有一个关键点就是布线，众所周知，空间是由点、线、面构成，在三维模型中，布线对于物体的支撑有着决定性作用。在布线的时候，要避免三/五/其他多边形面的出现，尽量使用四边形。三角形的稳定性，不利于后期面部扩张。在进行贴图的时候，一般采用正方形或者长方形的贴图，所以不宜使用五边形。除了外观形状外，还要对其进行贴图上色，这是在一个虚拟的UV平面上完成。在操作过程中，就要合理分配三维模型的UV坐标，确保模型的纹理的清晰。另外，Maya还可以用于材质颜色和纹理的描绘，其中材质是物体外观的定义，使物体具备透明、发热等属性。 生物建模自然离不开骨骼，它是支撑生物形体，保证生物正常运动，保护生物的重要器官。在Maya中有专门的骨骼系统工具，可以让角色自由地运动。物体的模型是皮肤，展现给观众的是皮肤的变化，而无法看到内部的骨骼，但是二者之间是存在基本关联的，而他们所建立的关联关系，就是“绑定”。但是目前的技术，不支持自动绑定，需要人工手动完成绑定工作。

4渲染优化技术

灯光和渲染是三维动画制作流程中的重要环节，而且比其他环节更为重要，因为他们是动画的特色，也是动画制作过程中最耗时的环节。渲染和灯光对于时间的耗费极大，主要是受到制作者的熟练度和计算机性能两个方面的限制，因此它的制作时长成了整个项目的瓶颈。动画制作速度受到场景的影响，在制作过程中，常常以多边形的面数来衡量场景文件的大小。场景分为、室内和室外、两种，室内场景受到空间的限制，会把多边形的面数控制在十万以内；室外空间开阔，道具数量也不断增加，因此多边形的面数也非常多，如果动画中出现金属/玻璃这种道具，渲染速度也会直线下降。因此，想要加快动画的制作过程，提高渲染速度，就要对多边形的面数进行严格的控制。动画建模想要保汪模型不会失真，就需要足够的面数来支撑模型细节。如果删除道具，就会破坏动画场景的构图。动画制作过程中既要保证场景充实丰富，又要快速完成渲染环节，这就是三维动画制作中所面临的主要问题。

三维动画制作想要高效、快速地完成渲染工作，就要优化渲染，一般来说，就是查找多边形面数多的根源，将相似的物品进行归类，然后采用复制的办法来进行制作，但是这样做的后果，就使得个体无法控制，因为它只是屏幕虚拟出来的，并不真正存在，所以这种办法不推荐。其次，就是分层。将动画场景进行划分，但是会增加工作量，也不推荐。好在随着数字藝术技术的发展，Maya中的Mental Ray渲染技术可以有效地解决上述问题。在Mental Ray采用脚本语言来完成编写，用几何替换效果来完成渲染或者灯光测试。因此，在实际操作中，可以将复杂的几何体替换为简单的几何体，然后使用Mental Ray减少多边形的面数，大幅度缩小场景文件，并且不会对动画效果造成影响，从而来提高渲染速度[4]。

5结语

本文研究了三维动画的发展现状，详述了三维动画软件在立体造型中的使用。并对三维动画制作软件Maya进行了分析，简单介绍了它给三维动画领域做出的巨大贡献，Maya以绝对的优势占据动漫制作时长，受到广泛的应用。尤其是经济全球化的今天，动画已经成为目前知识、科技等密集型产业，而且发展速度很快，三维动画具备较高的艺术性和娱乐性，占据我国大部分市场。因此，我国借鉴国外优秀动画的熏陶，积极学习图像图形技术，不断完善其自身的水平，希望可以创造出具有中国特色的三维动画。

[参考文献]

[1]全泉，曾燕婷.浅析Maya在产品设计中的实践与流程[J].科技创新导报，2010 （36）：28

[2]王圣蔚.三维动画制作Maya技术研究[J]软件导刊，2010 （2）：157-158

[3]黄学军，宋玮.Maya建模实践[J].现代电视技术.2011（12）：102-106

[4]代钰洪.Maya三维动画中角色动画的分析与实现研究[D].成都：电子科技大学，2012.