基础动画2.docx

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基础动画2

第三节关键帧动画

教学目的：

详细介绍Maya动画技术中的关键帧动画,使读者理解并掌握Maya中关键帧动画技术的使用方法，为后续的高级动画打下坚实的基础。

动画是一个过程，用于创建和编辑对象的属性随时间推移而产生的变化。

关键帧是一个任意的标记，它表明对象属性在某个特定时间上的值。

在效果上，相当于特定时间上记录属性的快照。

关键帧的概念来自于传统的二维动画，在二维动画中，画家以一定的时间间隔画出动画对象的一些重要姿态，这些有重要姿态的帧称为原画。

然后通过原画，动画加工者画出原画之间的所有帧，这些帧就称为中间帧。

在Maya中，制作动画也是类似的方法，不同的是，只要我们设定好关键帧，电脑就会自动的画出（计算）中间帧。

关键帧动画是所有动画方法的基础，非线性动画和路径动画都需要运用关键帧的概念和方法。

一．设置关键帧

设置关键帧，实际上是指创建用于指定时间和运动的关键的帧。

由几种方式可以为一个属性设置关键帧：

1.使用Animate菜单来设置和控制关键帧

选择Maya菜单栏上的Animate命令，显示Animate菜单：

●SetKey设置关键帧

选择要设置关键帧的对象，选择Animate>SetKey命令，或者按快捷键“S”，Maya会根据SetKey的选项创建关键帧。

默认情况下，为选中对象所有可以设定的属性设置关键帧。

●SetTransformKeys设置变换关键帧

为选择对象的某些属性设置关键帧。

Translate,为移动属性设置关键帧,快捷键“Shift”+“W”，

Rotate,为旋转属性设置关键帧,快捷键“Shift”+“E”，

Scale,为缩放属性设置关键帧,快捷键“Shift”+“R”，

●

AutoKey自动设置关键帧

当我们改变时间和属性值时，AutoKey功能会自动为更改过的属性设置关键帧。

。

关闭,

打开

当我们使用自动设置关键帧时，属性上必须已有一个关键帧。

2.使用AttributeEditor属性编辑器和通道栏中的菜单命令来为显示的属性设置关键帧；

●在通道栏中设置关键帧：

在通道栏中，选中需要对象的动画属性，然后再属性名称上单击鼠标右键，在弹出菜单中选择SetKey，我们就可以为选中的属性设置关键帧。

●在属性编辑器中设置关键帧：

我们也可以对在AttributeEditor的属性进行编辑和动画设置。

●实例：

在AttributeEditor中为小球设置颜色动画

①创建一个球体，打开AttributeEditor，选择lambert1选项卡；

②在CommonMaterialAttributes中，单击颜色样本打开ColorChooser（颜色选择器），选择一种颜色来作为对象的原始颜色；

③在lambert1选项卡中，用鼠标右键单击Color，选择SetKey；

④到动画最后一帧，在ColorChooser中，选择另一中颜色来作为对象的最终颜色；

⑤在lambert1选项卡中,再次用鼠标右键单击Color，选择SetKey；

⑥播放动画。

3．使用GraphEditor（曲线编辑器）可以为现有动画设置和编辑关键帧；

（具体使用，请看后面的GraphEditor章节）

　　4．使用DopeSheet（关键帧列表）可以为现有动画设置和编辑关键帧；

（具体使用，请看后面的DopeSheet章节）

5.设置被驱动关键帧

Maya中有一种特殊的关键帧，称作被驱动关键帧，它把一个属性值与另一个属性值链接在一起。

对于一般的动画关键帧，Maya在某个时间上为属性值设置关键帧。

对于被驱动关键帧，Maya根据“Drivingattribute（驱动属性）”的值为“driven（被驱动）”的属性值设置关键帧。

当“驱动”属性的值发生变化时，“被驱动属性”的属性也会相应的发生改变。

例如，使用驱动关键帧可创建小球滚到门前，将门撞开的简单动画效果。

被驱动关键帧的用途很广泛。

驱动关键帧可以应用到一般的动画中，也可以应用到复杂的角色动画中。

我们可以用一个属性驱动多个属性，也可以使用多个属性来去动一个属性。

例如，肘部旋转时，可以使肌肉突起，而当手腕旋转时，可以使肌肉更加的突起。

当我们创建被驱动关键帧时，Maya会在GraphEditor器中创建一条曲线来描述连接属性间的关系。

对一般的关键帧，GraphEditor的垂直轴代表属性数值，而水平轴代表动画时间数值。

对于被驱动关键帧，GraphEditor的垂直轴代表被驱动属性的值，而水平轴代表驱动属性的值。

对于驱动属性的每个值，在曲线上都有其对应的被驱动属性值。

我们可以编辑曲线来调整这种关系。

SetDrivenKey驱动关键帧设置面板可以从三个地方打开：

Animate>SetDrivenkey>set；ChannelBox和AttributeEditor中的右键菜单。

●实例：

用驱动关键帧做一个小球撞门的简单动画。

小球沿着Z轴的负方向直线运动，撞到门后，门被撞开，小球继续向前运动。

⑴首先，我们设置小球从0到60帧的在地面上滚动的动画，不管门的相应变化。

然后分析，当小球撞在门上时，我们开始设置驱动关键帧。

我们有许多选择，这里我们决定用小球的Z轴的位移作为驱动属性，用门的Y轴的旋转作为被驱动属性。

我们需要在驱动关键帧面板里“驱动”两次：

撞门的一瞬间和门被撞开到最大角度。

⑵打开SetDrivenKey窗口：

Animate>SetDrivenKey>Set

⑶在工作区中，选择小球ball，然后在SetDrivenKey窗口，单击LoadDriver按钮，小球ball和它的属性显示在窗口的Driver部分。

（如下左图）

⑷在工作区中，选择门door，然后在SetDrivenKey窗口，单击LoadDriven按钮，门door和它的属性显示在窗口的Driven部分。

（如上右图）

⑸在SetDrivenKey窗口中，选择小球ball的属性translateZ,和门door的属性rotateY。

⑹在TimeSlider中将动画移至撞门的一瞬间，即小球刚接触门但还没进入门的那帧。

⑺在SetDrivenKey窗口中单击Key按钮。

⑻在TimeSlider中将动画移至小球进入门后，门被撞开到最大角度的那帧。

⑼在工作区中，选择门door，选择Y轴旋转，旋转70°。

⑽再次在SetDrivenKey窗口中单击Key按钮。

⑾播放动画。

下面是完成的动画

二．ChannelControl窗口

ChannelControl窗口由两个选项卡组成。

Keyable选项卡用于编辑可设置关键帧的属性，Locked选项卡用于编辑属性锁定。

打开ChannelControl窗口：

Window>GeneralEditors>ChannelControl

●实例：

翻滚的盒子（轴点动画）

这个实例让我们主要了解怎样动画一个物体的枢轴点。

有时在你的Maya里面的物体隐藏属性也可产生有趣的结果。

Maya里面的所以属性都可以转变成可控属性，从而提高你对场景动画的控制。

Maya的强大功能之一就是能动画一个物体枢轴点的位置和属性。

它有时可以很方便的进行一些动画，在这个练习中我们使用基本六面体的枢轴点动画来旋转它的边。

这个过程将包括通道控制窗口设置属性的关键帧。

一旦它们被设了关键帧，将会对通道盒里设的帧有效并能编辑它们的值。

在这个练习你也会使用GraphEditor用正确的运动类型来调节动画曲线。

⑴放置Create>PolygonPrimitives>cube到场景,并在通道盒分别设置ScaleX,Y,Z为2，2，和2。

⑵选择移动工具按下Instert键，在side窗口中移动枢轴点到右下角。

为了精确你在一动之前可以按住X键来使用网格抓取工具。

3再按一下Insert回到移动工具。

移动六面体到原点。

⑷选择Display>ComponentDisplay>LocalRotationAxes和RotatePivots。

这些出现的图标在开始动画枢轴点后可以更好的显现它们的结构。

5选择Window>GeneralEditors>ChannelControl

在NonKeyable一栏选取以下属性：

RotatePivotTranslateX

RotatePivotTranslateY

RotatePivotX

RotatePivotY

使用Move按钮使它们成为“Keyable”属性。

现在它们也显现在通道盒。

⑹当立方体被选择时，在第0帧时对Z轴旋转设置一个关键帧，拖动时间滑条到第十帧，立方体的RotateZ设为-90并设置另一个关键帧。

⑺回到第0帧，选中通道盒里的RotatePivotTranslateX、RotatePivotTranslateY、RotatePivotX、和RotatePivotY，仍然是点击鼠标右键选择KeySelected。

⑻这一步是关键。

设到第十帧，按Ctrl＋A打开属性编辑器。

在pCube1栏打开Pivots>WorldSpace设置WorldRotateXPivot为2。

把鼠标移动到工作空间，这时你会看到点的位置移到了立方体的前面。

现在你可以继续旋转立方体了。

⑼在通道盒对RotatePivotTranslateX,RotatePivotTranslateY,RotatePivotX,和RotatePivotY设置一个关键帧。

在编辑属性里的WorldRotatePivot之前必须对以上四个属性都完成关键帧的设置。

⑽移到20帧。

把Z轴旋转设为-180后设置一个关键帧。

再把WorldRotatePivot设为4，然后再对前面提到的四个属性设置关键帧。

⑾我们可以继续设置移动枢轴点让立方体一直旋转移动下去。

⑿当我们回放动画时，我们发现立方体旋转的并不正确，这时需要调节枢轴点的运动曲线类型。

不正确的运动是因为枢轴点应该在十帧中保持不动，然后跳到另外的位置。

打开GraphEditor，选择四个动画点的曲线，然后选择Tangents>Stepped。

现在动画完全正确了。

⒁播放动画。

三．AnimationSnapshot动画快照和AnimatedSweep

通过使用Animate>AnimationSnapshot和Animate>AnimatedSweep，我们可以以动画的曲线或对象为基础来创建path-driven几何体。

1．AnimationSnapshot动画快照

AnimationSnapshot动画快照在播放范围中以不同间隔创建动画对象的复制。

我们可以使用NURBS或多边形几何体来进行动画快照。

●实例：

创建一个螺旋的楼梯

⑴创建一个简单的几何平面，我们将它作为楼梯的最下的一级台阶。

⑵按键盘的Insert键，进入枢轴点模式，然后按住键盘“V”键，用鼠标中键把台阶的枢轴点吸附到窄边的一点，接着退出枢轴点模式。

⑶按住按住键盘“X”键，用鼠标中键把台阶吸附到原点。

⑷选择Modify>FreeTransfomations命令，使台阶的转换参数值变为0.

⑸滑动当前时间指示器至开始点，选择台阶，设置一个开始关键帧。

⑹滑动当前时间指示器至结束关键帧（如20，把台阶沿Y轴向上移动2个单位，在ChannelBox的RotateY项中输入720，设置一个结束关键帧，这用来设置楼梯台阶窄垂直方向上的最终位置。

⑺返回动画的开始，选择Animate>AnimationSnapshot 

，打开动画快照选项窗口。

⑻在EndTime栏中，设置EndTime为20。

⑼单击Snapshot按钮，楼梯创建完毕。

2.AnimatedSweep动画席卷

使用动画席卷可以用动画曲线来创建几何体。

动画席卷操作动画对象的变换它精确地连接与几何体相连所有节点上。

该菜单项地执行效果类似于对一个曲线执行动画快照，然后进行放样地过程。

●实例：

创建一个螺旋角

⑴创建一个圆圈，Create>NURBSPrimitives>Circle。

⑵选用移动工具，按住键盘“X”键，将圆圈沿X轴移动8个单位。

⑶缩放圆圈，使它的半径接近3个单位。

⑷选用旋转工具，选择X轴，旋转90°。

⑸改变圆圈的枢轴为原点，这样在动画中它将沿原点旋转。

⑹设置开始帧：

在1帧处，选择圆圈，按键盘“S”键，设置开始关键帧。

⑺设置结束帧：

将时间指示器拖曳播放范围的终点，设置圆圈RotateY属性为720，使圆圈旋转两周，沿Y轴向上移动圆圈10个单位，缩放圆圈到0，按键盘“S”键，设置结束关键帧。

⑻选择Animate>AnimatedSweep

，确保TimeRange设置为TimeSlider，且ByTime设置为1。

⑼单击Animsweep按钮，螺旋角创建完毕。

四、使用GraphEditor图表编辑器

设置好关键帧后，我们就可以使用GraphEditor图表编辑器编辑关键帧，操纵动画曲线。

GraphEditor是我们编辑关键帧的最主要的工具。

动画曲线用来控制动画的形态，而每个关键帧的切线决定了动画曲线的形状和中间帧的属性值。

打开GraphEditor图表编辑器的方法:

●选择建模窗口，选择Panels>Panel>GraphEditor

●Window>AnimationEditors>GraphEditor

先让我们做个小练习来熟悉GraphEditor是怎么工作的：

⑴创建一个小球，在动画的开始，选择小球在原地设置一个关键帧。

⑵在10帧处，移动球体，然后用旋转工具旋转球体，参数自定，并设置一个关键帧。

⑶在20帧处，用类似的方法再为球体设置一个关键帧，参数自定。

⑷现在我们打开GraphEditor，按键盘“A”键，显示全部的曲线，我们看到在图表区有一些不同颜色的曲线，这些曲线就是小球对应的每个属性变化的曲线，比如位移、旋转、缩放等等。

⑸同时，我们注意到图表区也有个坐标轴系统，水平的的坐标是时间，垂直的坐标是属性值。

⑹在图表区域，我们可以用鼠标缩放或移动视图，更方便的查看曲线和关键帧。

⑺在Outliner区域，我们点选小球的某个属性（如TranslateY），可以看到图表区将只显示被选择属性的曲线。

⑻试着在图表区，用鼠标左键框选当前时间的关键帧，可以看到该关键帧两端的曲线变白，这表示如果我们现在编辑这个关键帧，那将影响这个关键帧两端的曲线的形状，也就影响小球的这个属性的变化。

⑼点击工具栏上的

（移动最近关键帧工具）按钮，使其有效（按钮周围有蓝框显示），把鼠标移到刚才被选择的关键帧的下方，按住鼠标中键，现在我们可以移动该关键帧了，注意当我们移动该关键帧时，建模窗口中的小球也将发生变化。

⑽或者我们把鼠标移到被选择关键帧的切线手柄上，按住按住鼠标左键，

这样，我们就可以调节着这个关键帧的切线角度，同时也就影响了其两端的曲线的形状了

1.使用GraphEditor工具栏

GraphEditor工具栏上提供了许多用于编辑曲线的工具：

移动最近关键帧工具：

操作单独的关键帧或切线手柄。

但和Move工具不同，Move工具必须每次在精确选择了关键帧点或切线手柄后，才可以单独的操作它们，而移动最近关键帧工具只激活鼠标箭头附近的任何对象，从而可以单独的操作关键帧或切线手柄。

插入关键帧工具：

可在现有的动画曲线上插入新的关键帧，选择要添加关键帧的曲线，沿曲线在要插入关键帧的位置点击鼠标中键，就在曲线上创建了一个新的关键帧。

添加关键帧工具：

和插入关键帧工具类似，但新的关键帧可以是在选中曲线的任意位置处添加，同时相应的改变了曲线的形状。

关键帧状态区的输入栏中显示出选择关键帧的时间值和属性值，我们也可以在其中输入新的值来改变关键帧的时间和属性值。

切线形状区的工具可以改变关键帧附近的曲线形状，具体可以看后面的Tangents（切线）菜单。

缓冲曲线区的工具可比较当前动画曲线和早先动画曲线的形状。

要查看缓冲曲线，必须打开View>ShowBufferCurves命令。

快照曲线工具：

将曲线的原始形状捕捉在缓冲器上。

交换曲线工具：

将缓冲曲线和已编辑曲线交换。

快照前的原始动画曲线（白色曲线）。

使用快照曲线工具后，改变该动画曲线的形状，白色曲线是被编辑后的曲线，灰色的曲线就是快照后捕捉在缓冲器上的原始动画曲线（可见但不可编辑）。

使用交换曲线工具后，被编辑的曲线替换刚才快照后的原始曲线，白色曲线是交换后的原始曲线，灰色曲线成了缓冲器上新的缓冲曲线。

权重工具区的工具是关键帧切线手柄的操作工具。

在GraphEditor里，关键帧的切线决定着曲线的形状。

切线有两种类型，非权重切线和权重切线。

它们的区别在于非权重切线仅能更改切线的角度而不能更改切线的权重（切线长度），而权重切线不仅可以更改角度，还能更改权重。

我们通过使用Curves菜单中的Non-weighted命令，可以使被选择的曲线成为非权重的曲线（系统默认设置为非权重切线），反之选用WeightedTangents，使曲线成为有权重的曲线。

断开切线工具：

我们可以使用这个工具断开被选择关键帧的切线，从而可以对切线的“入手柄”或“出手柄”进行操作，而无需担心它们相互影响。

统一切线工具：

和断开切线工具相反，使用这个工具可以使被断开的切线统一起来，当我们单独操作切线的“入手柄”或“出手柄”时，都可以影响相反的切线

对于权重切线，我们可以使用

（释放切线权重）和

（锁定切线权重）工具，释放或锁定切线的权重，从而编辑切线的权重,更方便的调节曲线的形状。

识别切线特性

GraphEditor直观地显示了锁定或打断的切线。

在系统的默认设置下，打断的切线以蓝色显示，当被统一时，两切线以相同的颜色显示。

加载区的工具用于加载被选择对象的动画曲线：

自动加载已选对象；

加载选中对象。

吸附区的工具可以使我们在图表区移动关键帧的时候，总是吸附到最近的整数时间单位或属性值上。

使

有效，是时间吸附，使

有效，是属性值吸附。

2．使用GraphEditor菜单

1）.Edit（编辑）菜单

Edit菜单中的许多命令和功能与建模视图的Edit菜单的显示和操作方式相类似。

然而，由于GraphEditor直接作用于动画曲线和属性，所以在编辑功能的设置对话框中，没有可以访问的层级选项。

●Scale缩放：

可把某一范围内的关键帧扩展或压缩到一新的时间范围中

●Snap吸附：

迫使选中的关键帧吸附到最近的整数时间单位值和属性值。

●SelectUnsnapped选择未吸附项：

选择不处于整数时间单位的关键帧。

2）．View（视图）菜单

View（查看）菜单中的控制GraphEditor图表区中可编辑的内容。

●ShowResults:

显示路径动画或表达动画等类型组成的动画的结果曲线。

●ShowBufferCurves:

显示缓存曲线，图表区将显示被编辑曲线的原始形状。

●Infinity:

显示关键帧范围以外的曲线，通常用于显示关键帧的循环曲线。

3）．Curves（曲线）菜单

Curves菜单中的各种功能项用于处理整个动画曲线

●PreInfinity（前无限）和PostInfinity（后无限）

决定着关键帧范围以外的曲线类型的方式，默认的值平直的

Cycle循环：

将使动画曲线作为一份复制被无限重复。

CyclewithOffset偏移循环:

将无限地重复动画曲线的形状，而且它把循环曲线最后一个关键帧的数值添加到原始曲线中第一个关键帧的数值上。

Oscillate振荡:

此项通过反转动画曲线数值的方式来重复动画曲线，因此在曲线形状上，产生来回震荡的效果。

Linear线性:

此项设置利用曲线两端关键帧的切线信息外推其值，产生延伸至无穷远处的线性曲线。

Constant恒量:

此项设置将保持曲线第一个或最后一个关键帧的数值，这是Maya系统的默认设置。

●SimplifyCurve简化曲线

去除对动画曲线的形状不起作用的关键帧。

●BufferCurves缓冲曲线

使用BufferCurveSnapshot和SwapBufferCurves可比较当前动画曲线和早先动画曲线的形状。

BufferCurveSnapshot：

快照曲线。

SwapBufferCurve：

将缓冲曲线和已编辑曲线交换。

●Non-weighted和WeightedTangents非权重切线和权重切线

选择Non-weightedTangents，则被选择的曲线成为非权重切线类型的曲线。

这项命令是系统默认设置的。

当选择WeightTangent时，则被选择的曲线成为有权重切线类型的曲线。

我们可以通过释放切线权重，操纵切线手柄编辑切线角度和权重。

需要注意的是，我们不能在同条曲线上混合权重和非权重切线。

4）．Keys（关键帧）菜单

通过选择相关命令，可以编辑关键帧切线的权重，以及添加或去除中间帧等。

●BreakTangents断开切线手柄

●UnifyTangents统一切线手柄

●LockTangentWeight锁定切线权重

●FreeTangentWeight释放切线权重

5．Tangents（切线）菜单

设置选中关键帧左右曲线段的形状。

Spline样条曲线:

被选择的动画曲线的切线具有相同的角度。

当需要创建流畅的运动效果时，样条切线方式是极好的选择。

Linear线性:

使选择的动画曲线为直线连接两个关键帧。

Clamped夹具:

使动画曲线可既有样条曲线的特征又有直线的特性。

Stepped步进:

创建台阶状的动画曲线，使出切线是一条平直的曲线。

Flat平直:

使关键帧的入切线和出切线为水平的，即向量的坡度为零度。

Fixed命令:

使用这种类型的切线，当编辑关键帧时，关键帧切线保持不变。

Spline曲线:

切线改变

Fixed曲线:

切线未改变

五、使用DopeSheet信息清单

在Maya中，DopeSheet用来进行精确的时间、事件以及声音的同步编辑操作。

它和GraphEditor的界面很相似，有很多和GraphEditor相同的编辑功能。

打开DopeSheet信息清单:

●Panels>Panel>DopeSheet。

●Window>AnimationEditors>DopeSheet。

DopeS