Maya人物行走动画.docx
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Maya人物行走动画
人物行走动画
【教学目的】
Maya中作出令人
介绍人物行走的基本要点，通过人物行走循环动画练习，将使动画师在信服的人物行走动画作品
【学习重点】
人物行走理论和人物动画行走的制作。
1.1步行的规律
真实的步行是怎样的？
这是一个我们每天都会重复看和做无数次的动作，但是我们并不一定认真地观察和分析过这个动作。
一旦要我们把步行在纸上或是计算机中真实自然地表现出来却并不是一件容易的事。
我们首先来看一些连续拍摄的真实步行图片：
见图
（1）、图
（2）
对于步行的过程，动画大师们有过形象的概括，他们说步行是这样的一个过程：
你就要向前跌倒但是你自己刚刚好及时控制住没有跌到。
向前移动的时候，我们会尽量避免跌倒。
如果我们的脚不落地，我们的脸就会撞到地面上。
我们在经历一个防止跌倒的过程的循环。
在动画制作中，我们习惯上设定一只脚跟抬离地面到再次接触地面，为一步。
两只脚交替各迈出一步为一个循环。
通常情况下，这两步迈出的距离应该是一样的，我们每次迈步的步幅误差不会超过1厘米。
通过观察和分析，我们可以把步行中的一步简化为这样的一个过程：
见图（4）
（1）⑵⑶（4）（5）⑹
这样就可以把步行中的一步分解为以下5个阶段：
（1）起始点：
（也称作：
contact接触点）这是我们人为设定的一个步长过程的开始。
在这个时刻，角色的两脚都接触地面。
身体前倾，双臂自然摆动，每只胳膊的摆动都与相对应的腿的运动很协调，以保持平衡和推力。
（2）下降点：
在这个阶段，角色的两腿微曲，身体和重心下降。
后脚跟抬起。
由于重力的作用，速度加快。
下降的过程一个释放能量的过程。
双臂自然摆动，角色的胳膊这时在最远点，然后开始向反方向摆动。
（3）上升过程：
（也称作：
passpos经过点）在这个过程中，角色的前腿伸直，重心转移到前腿上。
身体和重心上升。
身体前倾，有即将向前摔倒的趋势。
后脚离开地面，并向前迈
出。
步行的时候会很自然的保存能量，所以角色的脚会尽可能的抬的很低。
双臂继续摆动。
（4）最高点：
在这个时刻，角色的身体和重心最高，支持重心的腿伸直（即上阶段的前腿）。
原先的后腿会继续向前迈出，在身体前倾即将失去平衡的一瞬间，该脚脚跟着地，身体保持平衡。
当身体上升的时候，速度就会慢下来，角色正在积累势能。
（5）结束点：
是一步过程的结束。
此时我们的脚向下滑动，脚后跟儿会先轻轻的落在地面上，使身体保持平衡不至于摔倒。
当这个过程结束时，双脚着地，身体和重心再次恢复到
（1）的状态，但姿势左右相反。
结束的那一时刻同时也是下一步的开始，与上一步不同的是:
接下来的一步会迈出另一条腿。
最后的（6）阶段是另一条腿迈步的下降阶段。
在我们走路的时候，我们的小腿为我们提供动力。
我们每向前迈进一步，我们的小腿肌肉就会为我们提供一马力（760瓦特）的动力。
这是我们常用的一种分析一个步长过程的方法，在传统的二维动画中还有其他的一些分析方法，这些分析方法的不同之处主要在于对于一步设定的起始和结束状态的不同或是为了提高工作效率予以简化，但是原理都是大同小异的。
大家也可以根据自己的习惯和工作的实际情况，予以借鉴。
了解了这个过程，抓住这五个关键点，我们就可以使用关键帧的方法来制作步行动画了。
要注意的是：
所有的步行都是不同的。
世界上没有走路完全相同的两个人。
每个人的步行都像他的脸一样，与众不同，可以作为角色的特征，表现角色的个性特点。
改变角色走路时的一个小小的细节就会使这个角色发生很大的变化。
1.2角色的步长:
我们通常认为：
一个正常人在自然状态下正常步行时的步长等于他的肩宽。
但这不是绝对的一个定数，每个人多多少少都会有些出入。
某些特定角色或是卡通化的角色可能会有较大的出入，还要具体情况具体分析。
有些情况下，角色的步长或是步行时的其他特点是设计者专门设定的，其目的是为了表现角色的某种个性或是情绪。
1.3步行的时间和节拍:
在我们做动画时设定一秒钟24帧的情况下，习惯上认为正常的步行一步为12帧也就是
半秒，一秒钟走两步。
如果是稍快一点的步行，也可以是16帧。
走路时间的快慢节奏，要根
据角色的具体特征和实际情况来具体分析。
比如：
急冲冲的赶路就会比悠闲的散步的步调频率要快、个子矮小的人要比个子高大的人的步调频率要快等等。
下图是二维动画中角色迈出一步时需要对应画出的12格画面，和我们在做动画时的12
帧相对应。
可以借做参考。
见图（5）。
8格和16格的画法。
除此之外，有些二维动画家为了工作上的方便，也会使用到
一般情况下，我们可以参考下面的数据。
完成一步时使用：
4帧=很快的跑步（一秒钟6步）
6帧=跑步或者快走（一秒钟4步）
8帧=慢跑或者是卡通中的步行（一秒钟3步）
12帧=轻快的，商业性的一一像走路一一普通的步行（一秒钟两步）
16帧=散步一一更加从容不迫（一步2/3秒）
20帧=老人或者是很累的人（几乎是一秒一步）
24帧=慢走（一秒一步）
32帧=这个人肯定是迷路了A_A
测量步行（或是其他任何东西）的时间的最好的方法就是亲自实践并用秒表计时。
同时,使用节拍器也会有很大帮助。
•身体的重心有着左右的位移，在接触姿势中，身体的重心正好在两脚中间。
而在向上姿势中，身体的重心基本落在了支撑脚上。
•跨步和提脚的动作使臀部上的腰线发生了倾斜，相应的肩膀也发生了倾斜。
在绝大多数情况下，腰线随向下的脚而向下，随向上的脚而向上，并且腰线和肩膀的倾斜方向是相反的。
1.4肩膀和臀部的运动
角色在走路时，肩膀和臀部不是僵硬着一动不动的。
使角色的肩膀和臀部运动起来会使动画看起来很生动。
胳膊的动作通常会与腿的动作相反。
胳膊向前的时候，肩膀也向前。
胳膊向后的时候,肩膀也向后；当脚在后面的时候，臀关节也在后面。
脚向前的时候，臀关节也向前。
从图（6）中，我们可以看出这种关系:
肩朧也向厨
胳厮向前的时飓肩膀也佝前
S覷节面在时哉启脚Enw在
Fr也
passpos）的地方，臀部和肩
在角色的正面，臀部的线和肩膀的线正好相反。
在经过点（膀或多或少会直一些。
如图（7）所示:
躺烛砂加如踰反
1.5头部的运动
8）：
我们可以为角色的头部加入一点动作，使我们的动画看上去更加生动有趣。
见图（
或者是我们让角色的头部一直倾斜到必经点的位置。
见图
9）：
这样看起来是不是更有意思些呢？
我们接着让头部在前后方向上也运动起来。
让头在必经点的地方伸出来。
（稍微有一点鸽子的效果）见图（10）：
看见了吗？
一个小细节的不同将会使整个动作感觉完全不同。
任何一个小的细节都会改
变步行：
抬头低头、或者是头歪来歪去、或者是前后移动、或者是前后左右乱动。
见图（11）：
但是对于头部的动画，我们一般应该避免使身体和头部的动作循环的转来转去，如果那样做它看起来会像一只鸟或者是鸽子的步行（除非那是你想要的效果）。
为了保险起见通常可
以使头部做直上直下的运动。
1.6腿的运动
腿的运动我们在前边的“步行的规律”部分已经简单讲到了。
一般腿的动作通常会与手臂动作相反。
要注意的是正常情况下，人腿的膝关节从侧面看是向后弯曲，从前面看略向内弯曲。
胳膊的肘关节，从侧面看是向前弯曲，从正面看是向内弯曲。
但是我们可以尝试着借鉴二维动画技术中的一种称为“折断”的方法。
对腿部和手臂的动画进行艺术加工。
见图（12）：
就像这样：
就像这样，我常用一个薛予誠豔了关节，使它弯曲成话僅的杆子・
这真的可以吗？
这看起来很不可思议，但是如果我们把它加在一个芭蕾舞演员的身上,看起来就刚刚好。
见图（13）:
我们所做的每一件事就是要使动作更富于变化，更有趣。
为了使事物更柔软一一就要使它更灵活。
这会非常的合适一一特别是在运动的时候！
看看下面这段表现生气的走路动画，是不是很有意思？
注意他的脚的方向。
见图（14）：
5
万g钳
1.7脚的运动
人在步行的时候会很自然的保存能量，所以脚会尽可能的抬的很低。
脚后跟是关键部分,脚掌会跟随脚后跟的动作。
脚后跟控制着脚掌向后拽并向前快速落地。
由于重量，脚后跟不会像漂在地面上似的。
见图（15）：
在起始点的位置，后脚会脚跟离地，但脚掌朝后，脚尖依然留在地面上直到最后一刻,不情愿的离开地面。
见图（16）:
1.8身体的倾斜
人在行走的时候，身体是向前倾斜的，但倾斜的角度并不是一成不变的。
有的人会在这方面表现得格外明显。
见图（18）：
在制作动画的时候，我们可以进一步为身体加入一点点个性的成分，来丰富我们的角色。
比如说我们可以尝试让身体在起始点的地方弯曲。
在经过点的地方保持直立。
就像图（19）
这样：
这样，我们的角色就生动活泼了许多。
1.9腰带线
F面我们再来研究一下腰带线的运动。
随着身体的上下起伏和髋部的摆动，我们的腰带
线也并不是始终保持着一条直线。
因为受腿的拉动，一般腰带线会随着腿部的起伏而起伏,使腰带线的前后倾斜与着地的腿的方向保持一致。
见图（20）：
1.10手臂和手腕的运动
手臂在passpos的位置跟随
当手臂摆动的时候，手腕的运动会象钟摆一样画出一个弧线。
着身体上升的时候，手在弧的最低点。
腕关节维持着弧度。
见图（
如果运动连续起来，当手臂为了保持步行的平衡而摆动的时候，它会像波浪一样的摆动。
大多数情况下会产生弧形或是如图（22）的运动轨迹。
但是有时也会是有棱角的或是直的。
注：
腿部的动作是由脚后跟来维持弧度的，见图（23）:
还要注意的是：
胳膊在下降点的地方摆的最远，而不是在接触点的地方。
见图（24）：
手臂拽着手腕和手，通过手腕的动作可以增加手臂摆动的灵活性。
见图（
25）:
我们可以在每个摆动的末端，提供一个很快速的手的交迭。
同时我们也可以通过使肩部在passpos的位置下降，使手腕的摆动产生更大的弧度，这样角色手臂的摆动就会更具有灵活
性。
见图（26）：
便杓剂在阿歸rue的便這卜降
在这个基础上我们可以进一步对手臂的运动进行艺术加工，使用我们前边提到的“折断”的方法，使手臂的摆动更夸张些，但是效果看起来却会更灵活，更有生气。
见图（27）
通过“折断”关节。
我们可以得到一个可塑性很强的线性运动。
再看看下面这段疯狂的摆动和一段典型的“迪斯尼”风格的角色动画。
见图（28）:
1.11胸部、臀部、头发和衣服的运动一一反作用
这里所提到的反作用并不是物理学中的反作用力，而是指在动画中表现物体的运动方向受惯性影响与主体相反或是延后的一种现象。
在表现大肚子和丰满的胸部时常会用这种表现方法夸张出这些部分的肉感、重量感和质感。
（还记得“唐老鸭”那充满弹性的大肚子吗？
）
比如说一个大腹便便的男人，走起路来就会是图（29）这个样子：
在表现头发以及衣料时也会用到反作用的方法。
当人物站起来的时候，布料、头发或是软的东西就会向下运动。
我们可以稍微夸张一下这种现象，让我们的角色活灵活现起来。
看看一个女人在走路的时候她的头发、胸部和臀部的运动该如何表现。
见图（30）：
1.12角色的重量感
物体是有重量的，但是我们非常精确地模仿出来的角色动画却经常会莫名其妙的给人一种轻飘飘的失重感觉。
这一点很重要，它往往使我们的动画看起来非常的不真实。
为什么会这样？
因为运动中的一些微妙的变化被我们忽略了或是没有给予足够的夸张。
那么要如何表现物体的重量感？
在这里我们不讨论材质和灯光方面的因素，从动画角度,我们可以通过以下几种方法来表现角色的重量感。
这些方法看起来不是很精确，但是却非常有效：
1、夸张步行中的起伏。
2、反作用。
3、物体运动加速度的体现。
我们可以夸张步行中的起伏。
从一个平滑的运动中我们感觉不到重量。
我们模仿一个生动的步行动作时，步行中的起伏，特别是身体的下落，可以实实在在地使角色给人以重量感。
见图（31）：
腿的弯曲和身体的下降发生在下降阶段一一这就是我们感觉有重量的地方。
物体是有惯性的，质量越大的物体惯性就越大，当然也就越重。
通过反作用的方法可以有效的体现出有质量物体的惯性特征，也就会给人一种有重量的物体抗拒运动变化的这样一
种感觉。
物体运动的加速度，也就是指物体在开始运动的时候，是有一个由不运动到运动，由慢到快的过程；停下来的时候，也会有一个由快到慢，再到停下来的过程。
其原理和反作用是一样的：
同样是因为物体有惯性，所以抗拒自身运动状态的改变。
这些方面细节的适当夸大，都会有效的改变角色的重量感。
1.13重量的转移
在正常的步行中，身体的重量和重心是在两条腿上交替转换的。
每次我们抬腿的时候，
它所产生的推力会使我们的身体向前，并且重量和重心会转换到另一条腿上。
见图（32）：
F面是一个比较夸张的重量转换公式（不过跑步的时候没有这么多的转换）。
见图（33）：
4-4II厂主丨
1.14女性和男性的走路特征：
男性和女性由于生理结构和职业的不同，在步行时的特征有所区别。
女人经常会走直线一一“像走在一条拉紧的绳索上”，而且步子很小。
为了保护胯部，走
路的时候腿会靠的很紧，结果头部和身体的起伏动作就不大。
裙子也会限制她们的行为。
男人则恰恰相反。
见图（34）:
图（35）是一个拳击手，由于他的特征，他把腿大大的分开，这样每走一步，身体和头部起伏的动作会很多。
见图（35）:
一个有趣的建议：
试试看是否可以仅仅通过调整脚部的动作，而把一个男性化的步行变成女性化的。
我们再来看一个妇女步行。
见图（36）:
前面我们所分析的都是正常的步行，但是不同年龄、身份的角色，步态、神情各有特点。
在实际制作时，我们也总是喜欢让角色带有某些与众不同的特征或是某种情绪。
所以我们要注意观察和分析总结，抓住角色的主要特征，然后再把这些特征表现出来。
我们可以给予这些特征适当的艺术夸大处理，这样做往往会得到很好的效果。
下面我们给出一些参考的实例，大家在设计和制作角色的动画时，可以借鉴和引用。
1.15不同类型角色的步行:
样
-个•柱妇人的步行
列果怀債就像这
秆着“做極亲的荣ST并□非常小心八
一个调皮的攵疫的册行
1个胖男人会像-个优美的舞蹈演员一样向拆倾轧
/）
Jy/?
颈把脳，停开
「辿稍咸
由畑很胖
卜喝孵的人很堆保扌半衡一叽部麵當是固定帆但足为了便我们・相仃他没有也喝醉*他不久一白站着——息圧功壮动k・
寸计雀愛肚是険不稳定\•身体部分'会不由门主•的创来动丿、-・已洋先去了揑制.
孩了的步行过于夸大脚郡的动作腿措的比威年人还苏
牛气的步行一胛总尼快連餵独L的落曲！
水于恚瞄牙体总星晁猛圳的重乘见去'摄好保錨溢持头部的功作「
1.16带有情绪的步行：
在动画中我们可以通过步行来交待角色的性格和情绪，实现渲染特定的气氛。
兴高采烈的步行:
情绪低落的步行:
从下降点幵使，延长身体的下降时间会使角色看起来好像不閒兴.而且身体血必经点的她方永远不会伸直・
鬼鬼祟祟的步行：
这是传统的“鬼鬼祟祟”
这是一种畏缩的"鬼鬼祟祟"
在米高梅电影公司拍摄的《猫和老鼠》动画片中，经常会看到小老鼠的这种镜头。
再来看看这种连蹦带跳的鬼鬼祟祟步法：
小结：
我们来总结一下增加步行活力的方法
1使身体倾斜。
2在接触点和passpos的位置使腿伸直。
3使身体弯曲一一使肩部和臀部倾斜，肩部的动作与臀部的动作相反，扭动臀部。
4使膝盖朝里或朝外。
5使腰带的倾斜方向与最低的那条腿方向保持一致。
6使脚倾斜。
7拖延脚和脚尖的离地时间，直到最后一刻。
8使头倾斜或使它前后移动。
9拖延某些部分，不要使所有的东西都同时一起运作。
10运用抵抗一一胖的，臀部，胸部，延缓的衣服，裤腿，头发等等。
11“折断”关节
12使用更多的起伏（由于重量原因）
13相对应的腿，胳膊，头部，和身体要使用不同的时间安排。
14使脚交叉一一不要使它们平行
2.1行走循环动画练习
行走循环动画，也称周期动画。
在动画的学习阶段，我们通过简单的行走循环练习，可以很好的掌握行走的特点。
同时，我们也会运用一些基本的动画法则，使得这个行走比较接近真人的一般行走。
1.行走动画流程
在这个练习中，我们将通过分阶段的步骤，逐步的完成行走动画：
•摆好基本的接触姿势（上半身先不考虑），决定好步幅的大小，设置开始关键帧;
图13-20起始帧时的接触姿势图13-21结束帧时的接触姿势
•往前移动这个基本接触姿势的位置，使之成为结束关键帧;
•在时间段正中位置，设置一个步伐相反的接触姿势；
图13-22步伐相反的接触姿势
•然后逐步完善人物身体的重心变化和身体其他部位的动作；
•最后为这些动画设置循环，并且细调动画曲线，最终成为一个基本的人性化行走循环动画。
2.熟悉人物骨骼
打开本书提供的人物模型girl_skin.mb，如图13-23。
图13-23女孩模型图13-24关闭girl_skin层
关闭层面板中的girl_skin层（如图13-24）,我们将看到模型的骨骼系统，我们配合Outliner中的角色组girl_char，简单回顾下人物模型的骨骼。
girl_ph-ar
torso
❻loBackA
®loBackBneckshoulder_larm」elbow」
❻wrist_lshoulder_rarm_r
皿elbow_rwrist_r
曲fool_lfootr
这套骨骼中，我们锁定和隐藏了各关节骨骼多余的属性。
比如arm上臂，这个关节只需
作旋转，而位移和大小等属性都不需调节。
因此，在这个关节中，只有旋转属性可用，而不能调节的位移和大小等属性通过操纵工具操纵时，将以灰色工具显示，意味这个属性不可用。
在foot脚的属性中，有些特殊的属性，它们是以驱动关键帧的形式驱动着相关的骨骼。
我们只要选择需要设置的属性，然后在建模窗口中用鼠标中间左右拖动就可以调节该属性了。
脚的不同旋转示意图:
3.设置接触姿势
现在，我们开始制作行走动画。
设置接触姿势是行走动画的第一步，这一步是基础，它为其余的行走部分在时间和距离方面设置了基本框架。
我们还必须判断这个行走动画的周期需要多少帧。
体形较大较重的人物应该走得慢一点，小巧和轻快的人物应该走的慢点，但这都不是绝对的。
比如，一个慢走可以表达人物的严肃、高贵和优雅的形态，而一个较快的行走可以表达年轻人的无忧无虑。
大步可以暗示自信或紧迫，而较小的步子暗示着害羞或是悠闲，一个人物不同的行走方式展现了人物不同的面貌。
在这个行走练习中，我们用提供的女孩模型，做一个表现小女孩轻快、自信的行走。
我们不必强调人物太多的性格，这只是个基础练习，目的是掌握人行走中的基本要点，太多的性格表现只有在熟练掌握这些要点后才能慢慢地细调出来。
我们设定Maya的时间栏范围是0—24帧，这样这个行走的周期是24帧，一步是12帧，
两步正好是一个周期，这个速度差不多时一个正常人的行走周期。
这个时间周期，必须确保
Maya中的动画速度为24帧，方法是进入Windows>Settings/Preferences>Preferences，在Settings功能项中，选择WorkingsUnits面板的Time选项为Film（24fbs）。
⑴在第0帧处，在建模视窗中选择骨骼的Handless手柄，操纵女孩的骨骼，摆出行走
的第一个接触姿势。
为了正确选择所需要控制的骨骼手柄，我们在Maya状态栏上，可以只保留选择遮罩中的
选择手柄选项，关闭其他选择项，如图13-34。
iz0k€?
a%|
x
选择手柄有效，其他选择物体类型无效
图13-34选择手柄有效
1在建模窗口中，选择fool_l（左脚）手柄，沿Z轴向前移动0.6，旋转—20,使脚掌抬起，脚跟着地；
2选择fool_r（右脚）手柄，沿Z轴向后移动-0.6，选用Ball属性，使脚跟抬起至30;
3选择torso（躯干）手柄，沿Y轴向下移动-0.1,使女孩的后腿刚好处于绷紧而不被拉直的状态。
现在，一个基本的接触姿势已经出现，如图13-35。
图13-35基本的接触姿势
也许我们会问，正常的接触姿势中，一步距离应该是多长？
其实，很简单，在正常的行走中，一步的距离差不多等于一只手臂的长度，如图13-36。
4在Outliner中，展开girl_char，全选girl_char下面的所有的子角色，为女孩所有
的控制骨骼设置关键帧。
⑵这一步，我们来设置结束关键帧。
在第24帧处，按住键盘“Shift”键，选择fool」fool_r、torso三个手柄，沿Z轴移动两个步伐的距离，并选择girl_char下面的所有的子角色设置关键帧。
怎么估算两个步伐的距离呢？
简单的，我们可以通过放置参照物的办法，大致设定出两个步伐的距离：
1创建一圆锥A,缩小至0.3，在Side侧视图中，放置于女孩后脚脚尖下;
2COP丫圆锥A,将新的圆锥A1置于女孩前脚脚尖下；
3COP丫这两个圆锥，将新的圆锥A2、A3一起沿Z轴移动，直至A2和A1重合；
4COP丫圆锥A2、A3,将新的圆锥A4、A5再沿Z轴一起移动，直至A4和A3重合;
这样，等距的两个步伐距离就产生了，如图13-38。
图13-38放置参照物来确定两步的距离
⑶我们再来设置步伐相反的另一接触姿势。
确保这些子角色处于选择状态，在第12帧
处，设置一个关键帧。
⑷调整女孩两脚的位置和姿势，使女孩右脚在前，左脚在后。
属性时，Maya自动会为这些重新调整过的属性设置关键帧。
三个接触姿势设置完成，播放动画，一个基本的行走步伐已经出现。
4.设置重心的变化
有了这三个基本的接触姿势，行走的框架已经基本体现出来。
在这一步中，我们将为女
孩加上身体重心的变化，加强行走动作的特点。
⑴重心的上下起伏
首先，我们设定这女孩重心最低的位置：
1在第3帧处，也就是向下姿势的位置处，选择骨骼torso（躯干）手柄，将torsoY轴
降低至-0.12；
2同样的，在第15帧处，也就是另一步伐的向下姿势中，将torsoY轴也降低至-0.12；
接着我们再来设定女孩重心的最高位置：
3在第9帧处，女孩重心最高的向上姿势位置，将torsoY轴升高至0；
4
同样，在第21帧处，另一步伐的向上姿势中，将torsoY轴也升高至0;
⑵重心的左右横移
我们行走时，当身体处在过渡姿势的时候，身体的重心落在了支撑脚上。
为了在这套骨
骼中表现这一特点，我们只要为女孩加上简单的torsoX轴位移就能表现重心的左右横移。
1切换到front前视图，在第6帧处，女孩的过渡姿势中，将torso沿X轴右移0.06，
使重心在左脚的上方；
2在第18帧处，女孩的另一过渡姿势中，将torso沿X轴左移至-0.06，使重心在右脚
的上方;
重心的变化设定完成，播放动画，女孩行走时重心变化的特点已经初步具备。
5.设置上半身的变化
为了配合两腿的步伐，平衡身体重心的变化，我们的身体也需要做相应的摆动，包
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