Maya技術特點及其應用

摘要Maya是當前最為優秀的三維動畫制作軟件之一，文章對Maya的建模、材質和光效、動力學等關鍵技術特點做了系統的分析，同時探討了Maya在影視動畫、虛擬仿真和娛樂游戲等方面的具體應用。

關鍵詞Maya建模材質虛擬仿真

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A

動畫產業是二十一世紀的朝陽產業之一，MAYA可以說是當前三維動畫業所最為關注的焦點之一。它是新一代集三維建模、動畫、視覺特效和渲染解決方案于一體的全新架構的動畫軟件，成為繼3dmax、Softimage|XSI之后最為優秀的三維動畫制作軟件之一。下面就Maya各項關鍵技術特點及其具體應用做一下具體的分析。

1 完善的建模體系

通過建立正確的模型來描述和表現事物的各種屬性，是現代科學探索事物本身發展、運行規律的一個普遍而且重要的方法 。在三維動畫設計中，建模技術是基礎。Maya提供了一套完善的建模體系，包括傳統的多邊形(Polygon)建模、流行的曲面(Nubrs)建模和先進細分(Subdivision)建模以及獨特的雕刻建模等多種建模方式，使得它在建模技術上有著更大選擇空間。如在建筑建模中，由于許多物體都有角，如窗，墻，門等，因而可選擇多邊形建模最合適。在生物角色和汽車等工業模型中，由于對曲面的流暢程度要求較高，則可選擇曲面建模，細分曲面建模可以簡化復雜物體的制作過程，他繼承了多邊形建模對體積的直觀控制與曲面建模少量點控制大面積曲面平滑的兩大技術優勢，從而更好地達到造型建模的目的。而雕刻建模，直接使用雕刻刀工具對表面進行雕刻來建模，使建模過程更加形象化。此外Maya還提供了紋理置換建模，使用紋理貼圖的黑白值去映射表面的幾何體，非常適合于制造一些立體花紋，山脈地形等模型。

2 逼真的材質和光效

Maya的材質體系也是非常優秀的，它把程序的邏輯思想直接體現在高效的操作中。在Maya中編輯材質其實很像在編寫一段程序，這是有別于其它動畫軟件的制作方法。Maya的燈光有Ambient，Directional，Point，Spot，Area，Volume等6種光源，能模擬大自然的任何光效，還能營造出許多人工光效，例如激光，細胞染色的熒光等。優良的

燈光模擬，再結合逼真的渲染效果，極大地提高了再現真實世界品質。

3 強大的動力學系統

動力學是Maya最為強大的功能之一，主要包含了粒子、流體、剛體和柔體4大主體效果。可以模擬現實生活中的多種作用和自然現象，如浮力、重力、摩擦力、旋風、爆炸、雨、雪等。并且，在Maya中預先創作出了多個逼真效果的實例模板，供創作者調用。

4 其他關鍵技術

Maya除了上述幾大基本技術外，還有一些其他制作動畫的關鍵技術:

Maya骨骼綁定技術，只要調整關節的旋轉角度，皮膚(肌肉)就能附著在骨骼上一起彎曲變形。

Maya nCloth功能，使得創作者能夠以全新方式快速支配和調控衣料和其他材質模擬，調整衣料的硬度、衣服碰撞效果變得十分容易。

Maya自帶的live(現場對位)插件能把非線性編輯及后期合成的部分內容加入三維制作過程中，解決了三維虛擬對象與視頻圖像對位合成的難題。

Maya的C++API設計使得技術導演們可以把為特殊創作任務所定制的插入程序加入到系統中。動畫分工的外部硬件也可隨時插入Maya，而無須進入某一特定模式。

另外，在最新的Maya2009版新增了諸多先進的技術，如全新的資產管理系統可以對復雜的數據進行高效的組織、共享、參考以及不同形式的呈現。強大的nDynamics系統可以模擬高仿真度的液體，還可以逼真地模擬出液體的黏性以及與物體之間交互的過程和直觀的動態效果。交互式的立體電影制作工具為制作立體動畫電影提供了完善的技術和功能支持，可以在系統中交互式地制作立體電影，甚至可以戴著立體眼鏡制作立體電影。

5 廣泛的應用

Maya技術優勢使得其迅速進入到各種應用領域，主要涉及以下幾個領域:

5.1影視動畫

Maya自誕生以來一直作為服務于影視特效領域的軟件而存在，占據了85%美國影視特效市場，以特效著名的好萊塢大片如《侏羅紀公園》、《指環王》、《金剛》等都是由Maya制作完成，另外一些《機器人總動員》、《怪物史萊克》等經典動畫片也都是Maya的成功之作。

5.2虛擬仿真

通過整合Maya三維動畫技術和三維虛擬現實技術，打造高度虛擬仿真的現實工作環境已經成為當前計算機多媒體技術的重要方向。如，在計算機上操作可視的三維模型虛擬人體(包括人體的各個器官和細胞等)。在進行科學研究時，研究人員只需佩戴特殊的眼鏡，然后用電極對虛擬人體進行操作，如同在真人身上進行操作一樣。國外一些醫學院已經為學生開設虛擬人手術課。

5.3娛樂游戲

MAYA所提供的直觀工作環境中，人物都是栩栩如生的。一整套用以精確控制人物動畫的反向運動學工具和皮膚工具使得游戲角色建模變得隨心所欲。可以把多種內嵌行為或高級控制加入到每一次的數字創作中;創作者要牽掛的主要是創意本身。用MAYA，我們可以把微妙的表情賦予數字角色，就好像是在執導一批真正的演員。這是在以前的三維軟件里無法實現的。

總之，“工欲善其事，必先利其器”，三維動畫的發展離不開強大的動畫軟件制作工具，但是，人是動畫創作的主體，我國動畫產業絕不是僅僅靠幾款強大的動畫制作工具就能發展起來的，優秀的動畫作品不僅需要優秀的創作工具，更需要優秀的創作人才。