MAYA动力学在动画大气环境表现中的价值研究

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目 录

1 MAYA动力学概述 ......................................5

1.1MAYA粒子与流体特效功能..............................................5

1.2MAYA动力学模块特色..................................................6

1.3MAYA动力学的应用趋势................................................7
2 三维动画电影《神偷奶爸》中MAYA动力学在大气环境表现中的运 用......................................................7

2.1MAYA动力学增强影片自然现象的逼真感..................................8

2.2MAYA动力学强化气浪的冲击力..........................................9
3 MAYA动力学在毕业设计《忆雪岭》中的应用..............10

3.1 设计构思...........................................................10

3.2 MAYA动力学模拟云雾、雪花、火焰、岩浆...............................11

3.3 MAYA动力学运用心得.................................................13
参考文献................................................14

致谢....................................................15

MAYA动力学在动画大气环境表现中的价值研究

朱逸鹏

，China

Abstract：Nowadays, more and more Maya’s dynamics in animation film are used in the atmospheric environmental performance, making the animation film more realistic and vivid. Illustrated by the example of the American animation film “Despicable Me”, a large number of Maya’s dynamics are used in it, increasing the richness of the film. A variety of atmospheric environmental performance also make the scene more realistic and magnificent, this is why a great number of audience are attracted by the film. This article is mainly studying the value of 3D animation software MAYA in terms of dynamics effects. Taking the dynamics effects of “Despicable Me” as an example, this article introduces the characteristics of Maya’s particles and fluid effects and those applications in animation film. Furthermore, the application trends and prospects of Maya’s dynamics in future animation film are included in it. It is not only good for the study of scene effects in animation film, but also a wonderful reference for the 3D Animation Production.

Key words: the three dimensional animation; Maya dynamics; particle fluid; effect value

MAYA动力学在动画大气环境表现中的价值研究

朱逸鹏

传媒与艺术学院 江苏 南京 210000

1. MAYA动力学概述

MAYA动力学系统最早出现于20世纪末，是美国Autodesk公司的研究学者们为了制作出更加真实的大气环境场景，而开发出的一个系统。时至今日，MAYA动力学系统的技术已经非常成熟，普遍运用于各类动画电影大气环境的表现中。

• 1. MAYA粒子与流体特效功能

MAYA的动力学仿真系统，包括刚体、柔体、粒子、流体力学等，其强大的脚本语言可以很真实的还原大自然环境中的各种物理动态，这也是MAYA软件能够成为当今动画电影中制作特效使用率最高的原因。在1983年，里夫斯首先提出了MAYA粒子的使用技术，这种技术可以运用于表现雨、雪、烟雾、火山喷发等大气自然环境场景。随着时代的发展，MAYA软件的不断更新，MAYA的动力学系统也在不断的完善，粒子系统逐渐可以制作出更加写实、更加震撼的大气自然环境场景。MAYA的粒子系统主要用于制作一些简单运动的大气自然环境，例如雨、雪、雾气等。粒子系统比较简单，可以很快速的制作出所需要的大气自然环境效果。其主要是利用粒子颗粒的基本要素来表现各种不规则的、模糊的自然物体形状。MAYA的粒子可控性很强，每颗粒子都有自己的属性，例如尺寸、寿命、颜色、旋转等，将粒子的这些属性进行调控，就能够达到很多细致的颗粒运动效果。每个粒子的属性都不一样，整个运动起来会非常的不协调，MAYA软件对于这个问题，给予了粒子一个系统，这个系统将粒子结合到一起进行整体的调控，这样粒子运动既有自己的随机性，也能够达到大气自然环境的整体真实效果。

随着动画电影中对于大气自然环境场景真实性的迫切需要，简单的粒子系统已经不能满足复杂大气环境制作的要求。通过国外研发团队对于MAYA软件的进一步开发，研究出了用流动的模型来表现各种复杂的大气自然环境，通过MAYA的脚本语言来控制流动模型的运动形态，再加以MAYA强大的渲染功能，就可以模拟出逼真的大气自然环境效果。流动的模型来表现自然环境表象的运动依然略显僵硬，于是，科学家们又研究出了用粒子聚合的方式来体现大气环境表面的流动，粒子与粒子之间的相互作用，可以智能的还原大气环境的体态，形状。随着MAYA软件对于流动的逐步深入，流体的细节也越来越多，目前已经可以达到各种大气环境真实性的要求。MAYA粒子和流体对于当今动画电影中大气环境表象的制作是不可或缺的，在整部动画电影制作中也有着举足轻重的地位。

1.2 MAYA动力学模块的特色

MAYA动力学模块的功能十分强大，其可操作性强，可以用于动画电影中各个环节的操作。MAYA动力学系统能够智能的计算出自然界中的物理学运动，渲染出极其真实的环境场景，增强动画电影中场景特效的震撼效果。相较于其它三维制作软件的特效模块，例如3Dmax的fluid、Houdini等，MAYA动力学模块有着更加直观的操作界面，各个特效属性清晰明了，且其界面有很强的灵活性可以按照个人的习惯来调配命令的设置。

MAYA动力学除了可以模拟自然环境中真实存在的流体，火焰，闪电，烟花，下雨，烟雾，爆炸，物体破碎等等还可以模拟现实生活中的一些物理效果，如物体的自由落体，漂浮，碰撞，又比如close可以模拟衣服，窗帘，旗帜等及这些物体自身的碰撞；肌肉则可以模拟角色活动时身体的皮肤和肌肉的拉伸、收缩、变形等；hair通过曲线模拟毛发，可以做出以假乱真的毛发效果。

MAYA动力学是基于MEL语言和MEL表达式的，这一点就给我们提供了很大的便利。以流体的制作为例，虽然MAYA自身提供了fluid模块，但在实际操作和项目实践中它往往不能达到我们的需求，这是我们就可以自己编写MEL语言或MEL表达式以弥补软件的不足。并且编写的MEL语言或MEL表达式和重复使用，调入调出也十分方便。虽然MAYA模拟性能很强，但在制作过程中也有着一定的不可控制性。例如刚体碰撞，要做出真实的效果需要我们写很多表达式。但也有比较简便的制作方法例如基于MAYA的破碎插件Pull down it。这款插件就很有效的解决了MAYA切割面的局限。除此之外还有其他插件能弥补MAYA自身的不足。

1.3 MAYA动力学的运用趋势

MAYA是一款功能非常强大的三维动画制作软件，随着软件的不断更新，每年使用MAYA软件的人数都在大幅增加中，MAYA软件不论是在国内还是在国外，都在被广泛的使用中，其已经成为逼真动画电影制作的前沿软件。MAYA动力学系统，其强大的功能，使得以前很多不能实现的效果成为可能。如今，动力学系统在表现大气环境中的运用已经十分成熟，国外已经能够很灵活的运用MAYA动力学系统来进行逼真的大气环境的表现。国内对于MAYA动力学的运用远远没有达到欧美发达国家的水准，但是经过国内研究团队和各类领先的动画电影制作公司的不断努力，他们逐渐攻破了MAYA动力学在技术上的难关，使得国内对于制作大气环境中真实的品质效果每年都有很大的进展。以这样的速度进展，在未来几年的时间里，国内MAYA动力学在表现动画电影中大气环境时，可以达到还原自然环境真实存在的效果。国际上对于MAYA动力学的研究也在继续中，他们将继续提高MAYA软件对于粒子，流体的计算速度，在保证大气环境真实性的同时，加强空间立体效果，使观众观看电影时如同身临其境一般。MAYA动力学的应用前景是非常可观的，通过不断的创新，MAYA动力学将在动画电影中呈现给观众越来越多的震撼效果。

2 三维动画电影《神偷奶爸》中MAYA动力学在大气环境表现中的运用

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