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            Maya建模在《室第》中的表現

            緒論 Maya提供了一個強大的創設工具集,很廣闊的的3 D建模和動畫制成步驟還有渲染作用,修改之后的模仿能力以及高極合成作用,這都為藝術家提高了很多的方便。Maya自從開始自定義和擴展之后,就產生了更高能的制作流程。 Maya在世界上有極多的游戲賣家都是它

            緒論

                  Maya提供了一個強大的創設工具集,很廣闊的的3 D建模和動畫制成步驟還有渲染作用,修改之后的模仿能力以及高極合成作用,這都為藝術家提高了很多的方便。Maya自從開始自定義和擴展之后,就產生了更高能的制作流程。 Maya在世界上有極多的游戲賣家都是它的用戶,使得世界各地的設計師和對三維喜愛者就足夠容易地創造優秀、激動人心的數字化圖像、風格化設計、可以看出的動畫模型角色,動畫場景以及非凡傳神的視覺特效。
                  建模是動畫類創作的基礎,如今的三維場景建模軟件都有單獨的建模系統,大約有這三種,多邊形建出來的模型、采用面建模,還有就是 NURBS建模,里面最普遍使用的是多邊形建模。多邊形建出來的模型可以很容易制作成動畫,通過更改點和面的位置,就可以制做出轉折,旋轉等類似的動作,簡易的動作或者更復雜的動作都是比較容易制作出來的。模型細節的制作原則也很明確,定好位置里面的面數越多所展現的細微之處的也就越多,通過增添更多的各種細節,會使模型的展現效果更加豐富多彩,更加地具體明了,另外在影視娛樂上可以增加特技,增加影劇的觀賞性。

            1. 課題研究背景

            1.1三維建模的概念

                  在20世紀那個年代才開始去鉆研線框和模型構造三維實體,這樣的制作出來模型被人們稱呼為線框模型。三維物體是由線上的各種頂點加上它的邊結合起來表達的。為了可以在計算機環境下模擬著現實生活中的人物和其運動狀態可以更類似,必定在三維空間體系中去運用之前擁有的三維建模技術,準確地描繪三維技術在這些事物里體現真實模型的狀態,這樣也為為用戶創作出一個身當其境、惟妙惟肖的環境。對現實生活中的事物物進行建立模型和模擬,便是依照鉆研的重要的關鍵點和目標,在三維空間中對其模型的形狀、運動狀態、色彩效果、燈光運用效果、材質的質感這些各種屬性進而來研討出來,以到達3 D模式再次展現的一個較長流程。因此,對三維制作實體的圖形圖像解決及其建模鉆研顯現出相當重要的因素。
                  新一代的 Aotudesk Maya制作軟件具有對場景的操控性能更加多的豐富性,能快速地建出一系列流程,還其他優秀的表現在輪流、配合以及制作流程處理上。通過最大化地實現出生產力,也可以在建模、動畫、渲染和效果上改善任務流程,并給設計師提供了創新的推想能力空間。

            1.2三維建模的發展與歷史

                  三維建模從開始誕生到如今呈現繁榮之像只經歷了發展經歷30多年。[1]1983年在加拿大多倫多,三維建模由一個設計想法在聞名于數學圖像界的史蒂芬先生、奈杰爾先生、蘇珊麥肯女士和大衛先生的刻苦鉆研中變成了一個現實,他們創建了數字特技公司。[2]1984年在美國加利福尼亞,三維建模又受到馬克希爾韋斯特、拉里巴利斯和比爾考維斯重視,他們參考研究市場上已經出現相似的產品,成立了一家數字圖形公司,名為 Wavefront。后來,進過社會發展的變化,[3]在1985年, Alias Wavefront公司被成立,它的前身是Alias與Wavefront,也就是兩家公司進行合并。[4]到了1989年 , 由于ILM(工業光魔)公司在影片制作上利用三維圖像處理,受到廣泛好評,因此獲奧斯卡最佳視覺效果獎。[5]1990年 到1991年,Alias公司將其軟件產品分成Power Animation和工業設計產品Studio兩種,并且上市股票。在這個時候 Wavefront在研制方面得到突破,進而發布了全球上第一個獨立的影視合成軟件Composer。[6]從1992年到1997年, Alias公司將研究的核心放在了影視方法和工業產業上。 逐漸發布了Alias4、新一代影視特效軟件,MayaAuto Studio進一步更新。[7]從1994到2004年,Wavefront公司發布Game Wave、微軟公司三維圖形軟Softimage、工業設計方面制作Alias Studio 8.5、三維特技軟件Maya、Studio 和 Design Studio 移植到NT、Universal Rendering被推出,Alias Wavefront公司發布Maya 5.0版本。 Alias Wavefront公司將正式將商標名稱換為 Alias公司同時將向Motion Builder 6.0 軟件在全球發布。 Alias與Weta公司確定戰略商業合作關系。[8]到了2005年,Autodesk公司獨占鰲頭將 Alias公司并購,很快Maya 8.0版本在社會上被發布[9]。

            1.3三維的應用前景

                  三維圖像設計技術在如今經濟快速發展,社會步伐加快,生活步驟不斷加快的環境中,得到了人們的普遍認同,在潛移默化中影響了我們的生活,逐步成為我們生活中的重要一部分。其中最為重要的原因就是,在社會步驟加快的同時,各種產業項目開發商和廣告商都想搶占先機,利用三維技術來為他們的產品增添吸引力。而且,現在科學技術得到很好地發展,使用Maya軟件成為很多人的最佳選擇。與傳統地而為作品相比,三維圖像設計技術設計的作品更加鋒芒畢露,很容易受到大家都追捧。在全球上使用最廣大的一款三維制作設計軟件是Maya軟件,它利用更佳的寬大平面,將制作的特技效果技術與設計作品中的元素完美的融合,從而加強了產品的視覺效果。
                  對于Maya軟件使用區域可以從四個角度去分析:
                  第一,通過在平面圖像中增進平面設計產品的視覺效果可以增加設計的視覺化從而增加力平面設計中的展示效果。
                  第二,現在互聯網較為發達,在網站開發上,可以開拓很多資源。
                  第三,在影視娛樂上可以增加特技,增加影劇的觀賞性。
                  第四,對于游戲設計及開發,也要較強的適用性。所以Maya軟件應用主要是在影視行業發展居多。Maya功能的功效相當詳細,建模型、粒子功效、制作毛發生成、植物的創制、衣料的模擬技術等。從開始建模到后面動畫到特效,Maya軟件為設計行業提供了強大的幫助,使作品高效率地完成。隨著虛擬人物創造、建筑模型渲染、廣告設計、工業模型設計、影視動畫等各大區域的應用,市場的大量需求,Maya軟件的運用日漸。

            2. Maya軟件介紹

            2.1三維技術的核心

                  了解的三維技術的核心,首先要明白三維掃描的意義。它是一種高科技術并且能將光、機、電和計算機技術完全集中到一起。其次,要了解三維掃描的作用。它是主要是用來獲得物體表面的空間坐標,可以掃描物體空間外形結構或者是掃描物體空間外形色彩。它是利用高新技術,將具體的實體立體化的知識通過進行操作處理可以變為計算機中的數字信息。最后,要明白三維掃描的適用性,通過三維掃描的技術數字技術可以,將模糊的,一般不能觸及的物體進行測量,大大加快了計算的速度,提高了計算的精準性,在社會中可以較為便利地使用。

            2.2Maya軟件的優缺點

                  Maya多用于軟體,角色以及場景建立模型,可制作出復雜且豐富多彩的模型,并且制作效率高,成品效果佳。技術水平高的設計師可以制作出跟生活中的場景一樣的模型,甚至還可加上特技超越現實中本來存在的物體或場景。在Maya這件軟件系統里里有很強的CG功能,它可以用在建?;蛘吡W酉到y,甚至是用于毛發生成、衣料仿真各種材質它的不足之處便在于無法全部撤回之前的誤操作,如果操作錯誤,則需重新開始。

            3. Maya軟件在畢設中的應用

            3.1畢業設計的項目背景

                《室第》這個作品圍繞著《白雪公主和七個小矮人》(如圖3-1、3-2)的故事背景而衍生出來四個場景環境。一開始是白雪公主在城堡中幸福地生活著,不久白雪公主的母后得病去世了,國王很快迎來了新王后。之后因為新王后嫉妒她的美貌而派遣宮廷武士把公主帶到森林里去殺害她,但是宮廷武士看到公主非常美麗善良、純潔,跟天使一樣,不忍心去殺害她,讓她往森林里跑去。公主一路瘋狂地很驚慌地逃跑著,突然看到一個小木屋,于是公主最后住進了小木屋,暫時安定下來了。一共是城堡、森林、小木屋和木屋一角四個場景,在該場景模型的創建中,首先明確在該設計場景模型創作中,我首先弄清楚設計的特征,在此基礎上找出和發現場景設計的原始素材,經過反復挑選與提取,然后才開始設計出場景的初始環境。運用創作模型技術手段大概繪制出場景的草圖或者輪廓圖,進行多次的更改和加工,最后設計出場景的景象。來確保在整個場景視覺效果的統一性和和諧性中達到統一。
             

              Maya建模在《室第》中的表現            
                 Maya建模在《室第》中的表現

            3.2畢業設計的制作過程

            3.2.1收集三維素材與構思

                  三維模型通常是多邊形表達出來的一種物體形態,它的范疇可以是現實生活中的實物,也可以是虛擬世界里所構建出來的物體,可以向人們呈現出各種類型甚至超出自然界的任何存在或者不存在的東西。為了讓模型更加精細與真切,經常會用紋理將極多三維模型遮蓋起來,這種方法經常會運用制作在各種建筑模型中,因為紋理它本身是一個圖像,在這種情況下人們就會稱過程稱作紋理映射。
                  三維建模之前需要先簡單的設定它的構造,這個有哪些風格,有哪些貼圖,根據設計思路來使用Maya軟件把它建立模型出來。
                  白雪公主的故事里面小矮人的穿著打扮的背景時代是偏向與歐洲中世紀圓桌騎士的時期,所以城堡也是偏歐式建立起來的,它的特征在于它的半圓形和從古羅馬人那里接替下來的筒型尖頂。筒拱是這個建筑時期的代表,普遍都交叉應用于壁柱和緊閉的拱廊上,不但牢固還有藝術性。還有圓形的塔樓,使得塔樓不易被敵人摧殘。它的建筑特點是利用窄小的窗戶、半圓形的拱門、矮小的尖屋頂、層次分明的門框來做修飾。整棟建筑使用大量的立柱和各種形狀的尖頂來達到一種敦實厚重、均衡平穩、力度飽和的視覺效果,窄小的窗口與內部寬闊的空間形成強烈的對比,使得城堡內部光線灰暗,進深極深,給人一種幽暗之感,添加了神秘色彩。前面的一條道路是通向外面的世界,簡易為主,也是方便士兵隨時察覺外來人物和事物,清楚附近的動靜。森林則是多以樹木為主,繁茂的樹木和石塊聚攏在一起,表現出偏僻,荒無人煙的恐懼之感。
                  木屋雖是木屋,但是外墻以石頭為主,具有良好的耐火性和較好的耐久性,也可以抵御風寒,也有隔熱保溫的效果,并且在森林深處更加不易暴露,防止敵人的到來。石頭墻帶來更加牢固的效果。屋頂和窗戶還有其他構造都是以木材制作而成,就地取材,方便建造。它的前面主要是有水井,還有一個搭建的門沿,放些桶和儲物箱等雜物。木屋內部一角則是日常用品為主,暫稱為客廳,擺放一些桌子和椅子,各種生活器具雜亂無章地隨處可見。桌子上的事物充滿了生活氣息,墻邊上的刀則是矮人作戰的工具,整體是以那個時期為原型來改造和加工而成。
                   本次設計的畢業作品,運用到三維模型中的是城堡(如圖3-3)還有森林(如圖3-4)、以及小木屋(如圖3-5)和木屋一角(如圖3-6)

             Maya建模在《室第》中的表現       
            圖3-3城堡           
                   Maya建模在《室第》中的表現
            圖3-4森林
                Maya建模在《室第》中的表現     
              圖3-5小木屋   
                     Maya建模在《室第》中的表現
                        圖3-6木屋一角

             

            3.2.2三維模型貼圖繪制

                  三維模型進行貼圖是在Maya軟件中缺一不可的操作環節,它首先是經過了展uv,把三維的模型面都給展開,比如說把房子的窗戶,還有房頂其他細節部分全部一塊一塊展開來。讓它們變成一個平面,擺放好對應的位置,再把uv導出去。然后通過把它放入在ps上繪制,也可把已經繪制好的平面材料圖放入對應的位置,有些細節的地方需要做一些紋理來表現它的特點,根據材質不同,可以導入Maya軟件里面進行材質調節,有些地方是石質,有些是木質,都需要在材質球里面調整。
                  本步驟如下:窗口 —— 渲染編輯器——Hypershade(如圖3-7)就可以看到Hypershade編輯器的窗口(如圖3-8)。

            Maya建模在《室第》中的表現           
               圖3-7渲染編輯器      
                   Maya建模在《室第》中的表現
                     圖3-8窗口

                  Hypershade材質編輯器通常都是左右兩邊,左邊便是材質選擇球的窗口,點擊需要的材質球,出現材質球的屬性編輯器,右邊就可以選擇需要的文件(如圖3-9),然后根據它的狀態來調整所需要的效果,最后給模型賦予指定的材質球就可以了(如圖3-10)。

                     Maya建模在《室第》中的表現          
            圖3-9編輯器
                Maya建模在《室第》中的表現
                圖3-10文件選擇     

             

            3.2.3場景的燈光創建

                  燈光的創建時場景里面非常重要的步驟,沒有燈光就沒有了整體的色彩,給場景整體環境起到了很重要的因素,它控制著整個場景的畫面效果,渲染輸出時效果最佳。
            創建燈光,點擊創建,然后找到燈光,里面有環境光、平行光、點光源、聚光燈、區域光等,通常使用平行光居多。因為平行光相當于手電筒,任何地方都可以照亮,很有方向性,并且產生陰影。
                  燈光主要都是白天或者晚上,白天偏亮,晚上比較灰暗,總之光源都是在一個方向的,對場景模型的燈光效果非常明顯,看起來較自然。
            燈光流程,點擊創建,找到燈光,選擇燈光(如圖3-11),最后調整燈光效果。

               Maya建模在《室第》中的表現
                               圖3-11燈光步驟
            3.2.4場景的攝像機創建

                  攝像機的創建最大的作用是可以看到不同角度下模型的狀態,多建幾個攝像機,就有多幾個角度,可以根據自己需要的效果來調整不同的角度,然后方便之后直接渲染,無需再找角度。
            創建攝像機流程,點擊創建,選擇攝像機。點擊面板,進入攝像機(如圖3-12、圖3-13)。
             

            Maya建模在《室第》中的表現      
            圖3-12   
            Maya建模在《室第》中的表現
               圖3-13

            3.2.5渲染
            渲染輸出是作品完成的最后步驟,直接展示前期做的所有步驟效果。渲染是一項高技術活,需要不停的更改參數,進行很多次的實驗,才能達到想要的效果。
            渲染流程,點擊窗口,找到渲染設置,修改參數,進行渲染(如圖3-14、圖3-15)。

            Maya建模在《室第》中的表現      
            圖3-14 
              Maya建模在《室第》中的表現
                圖3-15
            3.2.6畢業設計的反饋與修改

                  一開始想要去做一件事情,但是又沒有認真的去思考去計劃著這件事,導致完成這件事情會很難去完成它,做出來的結果也是被淘汰的,最后就是會失敗。所以后面重新開始的時候,先仔細計劃好整件事情的工作流程,遇到問題才能臨危不亂。做模型之前一定是先想好要從哪個方面入手,不能盲目的去做,不然的話就是浪費時間?;蛘哒f有些地方邊邊角角出了問題,那個時間并沒有發現,之后想要更改就會產生很多麻煩,有些甚至要重做。之后更改的途中我發現這些會出現的問題都是源自于之前制作模型開始之前太過粗糙,不夠細心的去整理好每個步驟的流程,所以一個真正努力的最后才是會走向成功的。
                  經過認真的修改,較比之前場景效果還是提高了很多。 

            參考文獻

               [1] 裴秀云.Maya 命令速查手冊[M].北京:兵器工業出版社,2006.
               [2] 張小瑋,于中.MAYA 三維動感世界[M].北京:海洋出版社,2000.
               [3] 朱意灝,李巨韜.三維影視動畫大制作[M].北京:兵器工業出版社,2004.
               [4] 楊勇,房琳,常海,姚銘.MAYA 探索[M].北京:人民郵電出版社,1999.
               [5] 邵謙謙,等.追逐智慧與美麗可樂總動員Alias/Wavefront Maya 三維角色動畫創意與制作[M].北京:北京希望電子出版社,2001
               [6]] 劉小林,錢博弘動畫概論[M].武漢:武漢理工大學出版社,2004.
               [7] 秦向陽,Maya火星課堂.上海:人民郵電出版社,2007
               [8]張晗,Maya2008完美風暴。上海:人民郵電出版社,2009
               [9] 王建峰 硅谷期刊 北京:中國科技新聞學會 2009.24

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