MAYA 毕业设计论文.docx

1、MAYA 毕业设计论文摘 要 三维角色的制作具有一套严格的行业标准和制作规范。在一部动画项目制作中，角色制作的标准与否直接影响到后面角色的动画制作。三维角色的制作不单单是要求角色模型的外形要美观、合理，更要求模型的布线、结构要准确。并且在制作中要始终保持高度的团队意识和制作规范，为同事的下一步制作打好基础。三维角色在造型上大致可以分为，卡通角色、真人角色、动物角色以及怪物角色。这几类角色在制作的要求和制作规范上均有一定的差别：例如在卡通角色的制作上要大致符合人类的身体结构，但又必须做出适当的改变和夸张来体现出卡通人物的性格和特点，且在材质上颜色饱和度要高突出角色的可爱；对于真人角色模型的制作，

2、我们就要完全按照真实的人体结构去制作，材质上也要力求真实，并要体现出人物的性格、特点；动物模型的制作，则要尽量符合所制作动物的身形结构，材质上也要充分体现出其特点；在怪物模型的制作上，要结合人类、动物的身形结构和外观特点，并要给人以合理的感觉。 本文将以卡通角色和真人角色为例来讲解在MAYA中角色模型、材质的整个制作过程，并将利用所做角色制作一段展示动画。本文除了会讲解到在MAYA中关于模型、材质的制作外，还会讲解关于灯光的设置、动画的调节、渲染的设置、以及在后期软件中合成、制作、生成动画。本文最后将对整个制作过程进行回顾，写出心得体会与大家交流。关键词： 角色模型、材质，MAYA，后期合成，

3、三维角色展示动画第一章 绪论1.1 动画产业概述动画产业作为一个发展中的朝阳产业，现在已在世界上大放异彩。如在欧美一些国家，其动漫产业所带来的产值已占到相当大的比重。在日本其动漫产业所带来的产值甚至已超过其汽车产业，已成为其国家重要经济支柱之一。动漫产业不仅仅带来了巨大的产业价值，在全球化的今天更为民族文化的传播提供了一条快速、方便的途径。在今天，我们可以充分的感受到外来文化对我们民族文化所产生的冲击以及融合。在我国动漫产业正处于起步阶段，他需要一个良好的发展环境。在世界动漫产业强势、快速发展的大背景下，我国政府也意识到了动漫产业的强劲势头和良好的发展趋势，以及其巨大的产业和文化价值。我国政府

4、为我国动漫产业的发展提供了一系列的优惠措施和便利条件，各地方政府纷纷推出对本地动漫发展的优惠措施及强有力的鼓励政策。在政府的大力支持下，各地动漫产业基地纷纷兴起，动漫企业如雨后春笋般成长起来。但受各方因素的影响，中国动漫企业的发展还需要一个阶段的考验，中国动漫产业的兴起也还需要一段时间的成长。但我们相信，在政府的大力支持、在良好的全球动漫产业大环境和中国动画人的不懈努力下，中国的动漫产业将日益辉煌、问鼎世界。1.2 MAYA软件简介 MAYA是一款强大的三维虚拟软件，其在三维动画的制作上较之其他软件具有强大的优势。MAYA软件涵盖模型、材质、灯光、动画、特效等动画制作的一整套流程，其所呈现出的

5、非凡的数字艺术效果以及其人性化的友好操作界面设置，为众多的动画人所青睐。MAYA软件在影视、动画的制作上，以达到无可比拟的高度。第二章 三维角色制作流程及其制作规范2.1 三维角色制作流程1、角色模型的制作均以二维原画或相片素材为参考进行创作。2、角色模型的制作要将人体的各个部分分开制作，例如头部、身体、手、脚等一般均独立制作。3、在人体的各个部分分开独立制作的同时，要保持整体进度的平衡。以便把握整体的效果及时与部门组长进行沟通，也便于与其他部门的协作。例如，模型有了整体大的轮廓便可以交与动画组进行动画测试，可提高整体的工作效率。4、在模型的制作过程中整体上要保持平衡，在模型的单个部分的制作上

6、也要保持整体进度的平衡。以头部模型为例，眼、口、鼻部的制作在细节的丰富上就要保持相对一致。这样即便于修改，也便于整体的把握。5、将各部分模型整合在一起，做进一步的调节。整个模型的制作就是从整体到局部再到整体。6、模型制作完成，便要为材质的制作做准备，分UV。即将模型的UV信息进行展平，便于材质的绘制。7、为模型绘制材质，此项工作一般要结合PS软件来完成。最终将PS软件绘制完成的贴图输出，导入MAYA赋予模型，并进一步在MAYA中调节，从而完成材质的制作。2.2 三维角色的制作规范1、在角色模型制作前首先要设置好项目文件夹，并保存一份MAYA文件。2、项目文件夹、任何MAYA文件只可以英语或汉语

7、拼音来命名，且文件夹名不可以数字开头。3、在角色模型的布线上要尽量避免三角面的出现，如果运动处有三角面将不便于动画的调节，且如果三角面在UV的边界上不便于UV的划分。4、在模型的布线上要尽量符合人体肌肉的走向及结构特点，这样便于表情动画及运动动画的调节。5、在模型的制作上要惜线如金，要每一条线都有其存在的意义。不要有废点废面的存在，要在可以达到所需效果的前提下尽可能减少模型的面数。6、在角色的关节处要至少有三条线段，因为需要有一定的线段数才可以做出关节的弯曲活动。7、在模型制作的结尾，要对模型的布线进行调节，要对不合理及多余的线进行整理或删除。第三章 卡通角色模型的制作3.1 卡通角色模型制作

8、前的准备工作在MAYA中首先创建一项目文件夹命名为BOY，放置于工作硬盘根目录下。项目文件夹的使用十分便于文件的管理，特别在团队工作中具有更大的意义。使用项目文件夹在与同事合作时，可保持文件贴图、脚本、动画流数据不丢失。图3-1参考图片在MAYA前视图和左视图中载入角色模型制作参考图片，以图片为参考进行制作。根据二维图片进行基本身形的制作，要与二维原画相匹配。在细节的制作上我们要分析人物性格、特点，并以此为根基进行二度创作。3.2 卡通角色模型头部模型的制作图3-2头部基本结构如上图所示：创建一几何球体设置横向、竖向边数均为8，作为头部模型的基础形状。结合参考图片调整球体结构，做出头部的基本结

9、构，概括表现出眼、口、鼻。脸部布线注意不要出现三角面，在肌肉活动点不要出现五边点。三角面和五边点在做脸部表情动画时，会造成阻碍。我们只需制作头部模型的一半，另一半使用镜像复制。 图3-3面部基础结构 图3-4 面部基础结构深化如图4-3：继续进行眼、口、颈处的制作。保持眼部、口部和颈部制作进度的相对一致，便于结构的调整和整体的把握。制作眼部、口部和颈部结构加入线需为环状，环状线符合眼部肌肉结构有利于表情动画的制作。在眼部制作时应及早加入眼球做参考，以避免眼部制作完成后出现无法完全包裹眼球的问题。如图4-4：丰富眼部、口部和颈部细节，制作出眼睑结构、嘴唇结构、深化颈部细节。我们每添加一条线要及时

10、进行调整，在调整好整条线的结构后才可进行下一条线的添加。在眼睑的制作中我们应注意到，上眼睑要可以包裹住整个眼球，可以做闭眼动画。上嘴唇要比下嘴唇向前突出，这样方才符合人体结构、美观、自然。 图3-5 鼻子结构 图3-6 耳朵结构如图4-5：选择脸部中间面，挤出鼻子形状。在鼻子头上加一圈环状线，做出从鼻底到鼻头逐渐缩小的形状。并使鼻头翘起，体现出角色的调皮、可爱。如图4-6：选择头部边面，挤出耳朵形状。调整点、线，调整出耳朵结构，概括出耳朵内部耳廓和耳蜗结构。制作卡通角色的耳朵，结构应尽量简洁、布线自然，概括出大致耳朵结构即可。至此卡通角色头部模型制作完毕，在MAYA中按“3”键平滑显示，观察模

11、型效果。3.3 卡通角色模型衣服模型的制作 图3-7 衣服基础形状如图3-7：以Cube(立方体)为基础模型，参考图片调整出衣服的基本形状。在衣服模型的布线上，同样要遵循连贯、循环、均匀得当的布线原理。在线的添加上要谨慎，要结合衣服的结构添加，要惜线如金。在衣服的结构上要注意圆滑，不要有过强的棱角出现。衣服模型同样只需制作一半，另一半使用镜像复制。图3-8 衣服最终形状如图3-8：继续添加边线，刻画衣服细节。做出领口、袖口和底边的突起，增加衣服的厚重感。选择环形、半环形面使用挤出工具制作突起，保持边线的循环、连贯。选择衣服中间的面使用挤出工具，制作出衣服中间的字母H。在领口、袖口和底边挤出向里

12、的面，在字母H的紧靠边缘位置添加一条线，防止在衣服模型Smooth（圆滑）之后产生边缘变形。注意在关节活动处至少需要三条线，才可以做出较柔顺的动画。至此经过细致调节完成衣服模型的制作，在MAYA中按“3”键平滑显示，观察模型效果。3.4 卡通角色模型手部模型的制作 图3-9 手掌结构 图3-10 手指结构如3-9：制作卡通角色手掌模型，概括出手掌结构。在手腕处添加三条线，做出手腕突起，且便于动画制作。表现手背和手心的结构特点，手背要有结构的起伏、手心还要有大致纹路的走向。手掌造型要厚实、肉感，表现出角色的可爱。如图3-10：制作卡通角色手指模型，刻画手指结构概括表现手指细节。以中指为例，制作出

13、手指第一和第二关节处皮肤的褶皱，做出指甲。手指的造型前端较厚实、整体具有起伏，表现出手指的力量感。 图3-11 手部正面、背面结构复制出其他手指并将手指模型与手掌模型合并为一个完整的整体，作进一步细节的刻画。做出从手腕至手掌再到手指，手部高度、形态的变化。在布线上依然要保持均匀、连贯和循环，避免三角面的出现并合理布置五边点的位置。卡通角色模型其他各部分的制作与以上方法相同，不再累述。图3-12 模型最终效果最终模型效果如上图所示第四章 卡通角色材质的制作4.1 卡通角色模型UV的划分UV即模型的横向和竖向位置信息坐标，记录模型各点在世界空间中的精确位置。在模型的UV坐标内绘制的材质，与模型的结

14、构、位置完全吻合。在我们的卡通角色中衣服和鞋子需要进行UV的划分。 图4-1 UNFOLD 3D软件中UV展开图如上图所示：将MAYA中的模型以OBJ格式，载入到UNFOLD 3D软件中。选择模型中间的一条环形线进行切割，进行UV的自动展开。左边为选择的切割模型边线，右边为自动展开后的UV信息。保存后将模型文件重新载入到MAYA中，便完成了UV的划分。短裤和鞋子的UV划分方法相同，不再累述。4.2 卡通角色衣服材质的制作 图4-2 衣服材质图及最终效果图将MAYA中输出的UV信息图载入到Photoshop，根据UV信息进行衣服材质的绘制。选择上衣正面的UV区域，填充紫色底色。在领口和上臂处添加

15、白色细节，在中间创建一字母H，完成上衣正面的制作。上衣背面和短裤材质的制作，采用与上衣正面相同的制作方法。注意在绘制底色时要先扩大选区再进行填充，以避免接缝处颜色不一致。鞋子材质的制作方法与衣服材质的制作方法相同，这里就不在累述。在MAYA中为衣服模型指定一Lambert材质，并将绘制的衣服材质图片载入到Color(颜色)项里，作为其文件节点。4.3 卡通角色皮肤材质的制作 图4-3 材质参数设置及最终效果如上图：为头部、手部和腿部模型指定一Blinn材质球，模拟人身体皮肤的颜色和质感。设置材质球的颜色为：H:19、S：0.45、V：0.9，红黄基调的肉色。设置Specular shading

16、 (高光)Eccentricity:高光的范围，设置为0.19；Specular Roll off:高光的强度，设置为0.15；Reflectivity:反射率，设置为0.02。另外选择腿部下半部分的面，指定一Lambert材质。颜色设置为白色，模拟白袜子的颜色和质感。4.4 卡通角色眼睛材质的制作 图4-4材质参数设置及最终效果如上图：为眼睛模型指定一Blinn材质球，模拟眼睛的颜色和质感。设置材质球的颜色为U方向四色渐变，线性衰减。4种颜色设置为：1，H:220、S:0.94、V:0.25；2, H:221、S:0.3、V:0.22；3, H:221、S:0.3、V:0；4, H:221、

17、S:0.3、V:1。根据眼睛的大小，依次调整4种颜色到合适位置。设置Specular shading (高光)Eccentricity:高光的范围，设置为0.1Specular Roll off:高光的强度，设置为1Reflectivity:反射率，设置为0.03。头发材质采用与眼睛材质相同的制作方法，使用U向的两色渐变。两色分别为深蓝色和黑色，使用phone材质球。图4-5 材质最终效果材质最终效果如上图所示第五章 真人角色模型的制作5.1 真人角色模型制作前的准备工作在MAYA中首先创建一项目文件夹命名为IVA，放置于工作硬盘根目录下。项目文件夹的使用便于文件的管理，特别在团队工作时使用项

18、目文件夹与同事合作，可保持文件贴图、脚本、动画流数据不丢失。 图5-1 参考图片在MAYA前视图和左视图中载入角色模型制作参考图片，以图片为参考进行制作。真人角色需要我们根据参考图片进行细致的制作，深入模仿参考图片中角色的结构特点。在细节的制作上，也要力求与参考图片中人物结构特点相一致。 5.2 真人角色模型头部模型的制作 图5-2 头部基本结构如图5-2：真人角色与卡通角色模型的制作原理相同，在制作方法和技巧上有所区别。创建一横竖向均为8条线的几何球体，依照参考图片调整出角色头部结构特征。特别要注意头骨骨点处的结构特征，把握好骨点结构便可以准确的表现出头部结构。作出眼、口、鼻的雏形，并保证眼

19、、口部为连贯的环状线。整个脸部布线要符合脸部肌肉结构，并持线的均匀、循环、连贯。作出颈部的基础形，颈部后部位置要高于前部。头部模型两边是完全对称的，只需制作一半另一半使用镜像复制的方法。 图5-3面部基础结构线框及实体如图5-3：深化脸部细节，制作出眼、口、鼻的基本结构。在眼、口、鼻的制作中，以眼睛的制作为基础拓展出口和鼻。在眼部加入环状线一直贯通到上唇，调整点、边位置刻画眼睛结构并表现出口、鼻结构。在眼睛开始深入制作前，首先放入眼球，要使眼皮可以完全包裹住眼球。鼻部的制作需特别注意鼻头结构的表现，鼻头微翘、鼻底下拉。 图5-4面部最终结构线框及实体如图5-4：细致刻画眼、口、鼻结构，完成面部

20、制作。根据角色特点，眼窝较深、眉骨较突出、眼袋较明显，典型的欧洲人特点。口部嘴唇饱满、圆润，在布线上与眼睛相同应保持为环状线，符合口轮匝肌的结构走向。制作出口腔内部，以避免在制作口型动画时镜头穿帮。鼻梁结构明显，鼻头较厚实。鼻孔的走向与鼻翼的走向相同，成半椭圆性且具有向上弧度。 图5-5 耳朵结构线框及实体如图5-5：根据角色参考图，制作角色耳朵的基本形状。真人角色耳朵的创建，要完全真实的表现出人耳朵的结构、特点。耳朵大致包括外耳廓、内耳廓和耳蜗，这三部分正是耳朵结构所在要着重刻画。我们从外耳廓开始逐渐向内深入，并遵循由整体到局部、由简到繁的制作方式。耳朵布线同样要避免三角面和五角点的出现。

21、图5-6耳朵最终结构线框及实体如图5-6：细化耳部结构，完成耳朵的制作。耳朵内部的布线要保持循环、连贯、疏密得当，外轮廓线布线要均匀、为循环环状线。将耳朵与头部模型合并为一个整体，在耳朵外轮廓线外再加一圈循环线。对耳朵外圈线进行调整，使其与头部布线相匹配。将耳朵外圈线与头部线焊接在一起、删除多余面，调整耳部形状至与参考图片相匹配。5.3 真人角色模型身体模型的制作 图5-7身体基础结构线框及实体如图5-7：根据参考图片，制作角色身体的基本结构。我们以立方体为基础，添加循环线逐步细化制作出角色的基本结构。制作手臂、腿部、胸腔、腹部、胯骨和臀部的基本结构，所添加的每条线都要起到架设结构的作用。要谨

22、慎布线、惜线如金，布线走势要符合各部位结构。把握好人体的结构比例，此角色上身略长于下身。 图5-8胸部结构线框及实体如图5-8：深化角色身体结构，调整边线走势。选择胸部的面使用挤出命令，逐步细化做出角色的胸部。胸部由乳房和乳头组成，乳房又包括主乳和副乳。在制作的过程中要在多视图进行观察，与参考图片相吻合。调整臀部和腹部结构，女性臀部成圆形且胯骨较宽，小腹微隆起。腿部大腿走向向内小腿走向向外，手臂上臂长于前臂。 图5-9身体最终结构线框及实体如图5-9：添加细节，完善角色身体结构。在膝关节正面使用挤出工具做出膝盖结构，膝盖呈近似椭圆的向前突起。在膝关节背面，运用同样的方法做出向里面的凹陷。在手臂

23、的肘关节处，使用与腿部同样的方法进行制作。在腹部使用挤出工具制作出凸起的腹部肌肉和凹陷肚脐眼，腹肌分块要模糊、凸起要浅。至此身体模型制作完毕。身体手部、脚部、头发模型的制作与以上原理和方法相同，不再累述。5.4 真人角色模型的整合 图5-10 头、颈未合并 图5-11 头、颈合并为一体 图5-12 身体最终合成如图5-10、5-11：将头部模型与身体模型合并为一个整体，对边进行焊接。头部与身体模型连接在一起，对颈部进行细节调节做出颈部结构。在布线上颈部使用回路的布线方式，以节省模型的面数。如图5-12：将手、脚使用同样的方法与身体连接为一个整体，并使用镜像复制制作出模型的另一半，再将两半模型焊

24、接在一起。注意在各关节处需至少添加三条线段，因为至少需要三条线段才可以做出运动自然的骨骼动画。至此真人角色模型制作完成。图5-13模型最终效果最终模型效果如上图所示第六章 真人角色材质的制作6.1 真人角色模型的UV划分图6-1 角色UV信息如上图所示：由于真人角色模型为一个独立的整体，且真人角色全身各部位均需进行材质的绘制，所以需要对角色整体进行UV的划分。真人角色同样需要使用UNFOLD 3D软件进行UV的划分，其使用方法与卡通角色衣服UV的划分相同，这里就不再累述。真人角色的UV信息在UNFOLD 3D软件中展开后，需要在MAYA中进行合理的位置规划，填充满整个UV像数区域。重要位置占据

25、的区域比例要大，例如头部。6.2 真人角色材质球的设置图6-2 材质参数设置在MAYA中为真人角色模型指定一Blinn材质，需要分别在其Color（颜色）通道载入一张颜色材质贴图；在其Bump通道载入一张凹凸贴图；在其Specilar Color通道载入一张高光颜色贴图。三张贴图在颜色、纹理和质感上细腻的模拟人类皮肤材质。设置Specular shading (高光)Eccentricity:高光的范围，设置为0.2；Specular Roll off:高光的强度，设置为0.3；Reflectivity:反射率，设置为0.5。6.3 真人角色皮肤材质的制作 图6-3 颜色贴图 图6-4 凹凸贴

26、图 图6-5 高光颜色贴图如图6-3：将UV信息图载入到Photoshop中，根据UV信息进行皮肤材质的绘制。真人角色皮肤材质的绘制要尽量真实，模拟人体的颜色、纹理和质感。以头部材质的制作为例：在进行头部材质的绘制之前我们首先要准备好制作素材，包括真实女人体头部皮肤材质、脸部材质。选择头部UV选区并扩展选区，以皮肤材质为底色进行填充。在对底色进行修补、变形的同时，要注意保持皮肤的纹路和质感。在制作好一半皮肤材质后，另一半采用镜像复制的方式完成。脸部材质的制作，眼、口、鼻、眉需要分开单独制作。综合运用PS中的技巧将脸部材质融合在一起，并与底色相匹配。身体其他各部位的制作均采用相同方式，这里就不再

27、累述。至此便完成了颜色材质贴图的制作。根据需要还需制作两张贴图，凹凸贴图和高光颜色贴图。如图6-4：凹凸贴图既是将彩色图片去色，调为灰度图。在MAYA凹凸通道中黑色为凹、白色为凸，根据灰度图黑白信息模型表面纹理可产生凹凸效果。如图6-5：高光颜色贴图既是在高光颜色通道，通过贴图的黑白信息在模型表面产生明暗效果。在高光通道里黑色为不发光，白色为发光。通过对灰度图亮度、对比度和饱和度的调节，进一步降低材质亮度偏黑色。在需要高光效果的区域加亮显示，如前额、两腮、胸部等突出区域。经过细致调节，完成整幅高光颜色贴图的制作。头发材质的制作方法与皮肤材质的制作方法完全相同这里不再累述。6.4真人角色眼睛材质

28、的制作 图6-6 材质参数设置及最终效果真人角色眼睛的制作方法与卡通角色眼睛的制作方法不同。眼睛玻璃体赋予一Blinn材质，调为透明。设置Specular shading (高光)Eccentricity:高光的范围，设置为0.1；Specular Roll off:高光的强度，设置为0.5；Reflectivity:反射率，设置为0.1。 图6-7 眼睛颜色、高光贴图及材质参数设置内部眼球的制作方法与皮肤材质的制作方法相同，采用贴图的方式。需要两张贴图来模拟眼睛材质，一张是颜色贴图、一张是高光颜色贴图。使用Phone材质球来模拟眼球质感，Cosine Power：高光范围,设置为40。图6-

29、8 材质最终效果材质最终效果如上图所示第七章 灯光设置7.1 聚光灯的基本属性图7-1 灯光参数在Create菜单栏下进入Light项选择创建Sport light聚光灯。如上图：Intensity:灯光强度；默认值为1，最大强度。Colour：颜色；默认为白色，可根据环境在色彩表中自由选择。Cone angle：灯光照射范围；默认值为40，一般调为80以上。Penumbra angle:灯光的虚影范围；使灯光边缘产生虚化效果。Dropoff：灯光的衰减；根据距离计算灯光的照射强弱。Cast shadow：产生阴影；阴影的颜色和分辨率可进行调节。7.2 三点光源的设置图7-2 卡通角色灯光位置

30、如上图以男孩角色为例：三点光源是指在三个角度对模型进行照明，灯的数目大于等于三盏。主光源和辅光源位于摄像机两侧，背光源照射角度与主光相对。主光强度最大我们设置为1，辅光为主光强度的一般，背光强度为0.6。主光源打开阴影设置、开启高光，其他光源均不开启阴影和高光，以避免场景光照混乱。第八章 角色旋转动画的设置8.1 动画的基本设置在MAYA中我们可以对任何参数进行关键帧的设置，通过关键帧的设置MAYA将自动在关键帧与关键帧之间生成过度动画。选择要设置动画的参数值，右键单击弹出菜单栏选择key selected对该参数在当前帧下尅下一关键帧，参数项尅帧后将以橘红色显示。在时间滑块不同帧下设置不同参

31、数值，便生成动画。8.2 角色旋转动画的制作 图8-1 卡通角色旋转属性设置如上图以男孩角色为例：创建一圆柱体，将角色男孩移动至圆柱体中间。将角色男孩与圆柱体做父子连接，角色男孩作为圆柱体的子物体，跟谁圆柱体一起运动。对圆柱体的Y轴旋转参数设置动画，动画全长为100帧。在0-100帧，每25帧Y轴旋转90度并尅下一关键帧，100帧角色男孩正好旋转一圈。通过圆柱体的旋转带动角色男孩的旋转，避免了角色男孩在旋转时发生晃动。第九章 渲染输出9.1 渲染器的设置 图9-1 渲染器设置如上图：使用MAYA Software（软件渲染器）进行渲染，其设置包括Common（公共部分）和Maya Software自身设置。公共部分：file name prefix：对渲染文件进行命名，不要出现汉字开头不要以数字开头；rameanimation ext：选择渲染文件的类别，这里选择name_#.ext序列图片类别；image format：选择渲染图片格式，这里选择带透明通道的tif格式；start frame