.14/14Maya7.0骨骼動(dòng)畫-骨骼動(dòng)力學(xué)骨骼制作標(biāo)志著用戶已進(jìn)入到高級(jí)特征動(dòng)畫制作的領(lǐng)域,在Maya中使用骨骼比較容易,但也有可能變得復(fù)雜。在我們?yōu)楣趋乐谱鲃?dòng)畫之前,首先要了解動(dòng)力學(xué)的一些屬性,這對(duì)于制作好的骨骼動(dòng)畫至關(guān)重要。正向動(dòng)力學(xué)ForwardKinematics對(duì)于處理諸如行走時(shí)手臂的擺動(dòng)或人轉(zhuǎn)身時(shí)脊柱的旋轉(zhuǎn)之類的自由運(yùn)動(dòng)是非常有效的。對(duì)于ForwardKinematics,主要關(guān)心的是給動(dòng)畫正確建立關(guān)節(jié),下面就用Joint工具來(lái)建立一個(gè)人體骨骼。首先要做的是創(chuàng)建有骨骼的腿部,這需要放置腿、膝和足關(guān)節(jié)。具體操作步驟如下：<1>執(zhí)行Skeleton→JointTool命令,單擊ResetTool將所有的選項(xiàng)都設(shè)置為默認(rèn)狀態(tài),然后執(zhí)行AutoJointLimits。<2>進(jìn)入側(cè)視圖,按住X鍵并單擊關(guān)節(jié),將它捕捉到柵格上,如圖13-8所示。創(chuàng)建完所有的關(guān)節(jié)后,按Enter鍵完成制作。提示：在關(guān)節(jié)創(chuàng)建過(guò)程中的任何時(shí)候,用戶可以用鼠標(biāo)中鍵拖動(dòng)以調(diào)整創(chuàng)建的最后一個(gè)關(guān)節(jié)的位置,或者用向上箭頭鍵回到其他關(guān)節(jié)。注意：如果返回少許幾個(gè)關(guān)節(jié),并用鼠標(biāo)左鍵單擊的話,就會(huì)在關(guān)節(jié)外得到另一個(gè)關(guān)節(jié)分支。圖13-8創(chuàng)建骨骼<3>分別給關(guān)節(jié)命名為L(zhǎng)leg,Lknee和Lfoot<L代表左的意思>?，F(xiàn)在沒(méi)必要考慮關(guān)節(jié)鏈中的最后一個(gè)關(guān)節(jié),因?yàn)楝F(xiàn)在還用不上。<4>進(jìn)入透視圖,執(zhí)行膝或足關(guān)節(jié)并試著轉(zhuǎn)動(dòng)它,這時(shí)可以發(fā)現(xiàn)它僅能繞Z軸旋轉(zhuǎn),且對(duì)Z旋轉(zhuǎn)還有一個(gè)限制。用AutoJointLimit設(shè)置可以創(chuàng)建一個(gè)Hinge關(guān)節(jié),這種關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)通過(guò)父關(guān)節(jié)或者說(shuō)該關(guān)節(jié)彎曲不會(huì)超過(guò)180度。因此,和膝關(guān)節(jié)一起使用是最好不過(guò)了,如圖13-9所示。如果還要使足繞關(guān)節(jié)X或Y軸旋轉(zhuǎn),可以在AttributeEditor中進(jìn)行設(shè)置。在Joint欄,設(shè)置DegreesofFreedom為X和Y,繼續(xù)對(duì)Z軸應(yīng)用關(guān)節(jié)限制,除非在LimitInformation欄關(guān)閉RotLimitZ設(shè)置。在創(chuàng)建腿時(shí)一定要注意,創(chuàng)建的骨頭間是傾斜的,而不是一條直線。因?yàn)?在骨頭之間的角度決定了骨頭彎曲的方式。另外,在Maya中默認(rèn)的關(guān)節(jié)方向是由該關(guān)節(jié)與其子關(guān)節(jié)的關(guān)系決定的。是指創(chuàng)建一個(gè)關(guān)節(jié)時(shí),局部坐標(biāo)的X軸沿著骨頭方向,Y軸指向彎曲方向,Z軸垂直于彎曲方向。執(zhí)行Display→ComponentsObject→LocalRotationAxes命令,可以顯示出一個(gè)關(guān)節(jié)的局部旋轉(zhuǎn)軸,如圖13-10所示。圖13-9旋轉(zhuǎn)骨骼圖13-10局部旋轉(zhuǎn)軸當(dāng)用默認(rèn)設(shè)置創(chuàng)建一個(gè)關(guān)節(jié)時(shí),Z軸旋轉(zhuǎn)方向始終是指向彎曲骨頭的方向,Y軸旋轉(zhuǎn)方向就是骨頭從一邊到另一邊的旋轉(zhuǎn)方向。這樣,執(zhí)行要?jiǎng)?chuàng)建關(guān)節(jié)的窗口就非常重要了,因此應(yīng)指出要使骨頭如何彎曲,然后相應(yīng)地在正確的窗口中創(chuàng)建這些骨頭。例如,模型面向前視圖,則可以在側(cè)視圖中創(chuàng)建脊椎和腿。這樣,當(dāng)創(chuàng)建其他的骨骼時(shí),就可以在不同的窗口觀察創(chuàng)建關(guān)節(jié)的示例。移動(dòng)和鏡像關(guān)節(jié)用戶可以使用Move工具移動(dòng)創(chuàng)建的關(guān)節(jié)。如果執(zhí)行一個(gè)關(guān)節(jié)并用Move工具移動(dòng)它,該關(guān)節(jié)層級(jí)下的關(guān)節(jié)也會(huì)一起移動(dòng)。如果執(zhí)行Move工具,然后按Insert鍵顯示軸心點(diǎn)控制器并移動(dòng)該軸心點(diǎn),則只要移動(dòng)該執(zhí)行的關(guān)節(jié)即可以。當(dāng)然也可以使用Maya的Skeleton菜單中的其他工具來(lái)編輯創(chuàng)建的關(guān)節(jié),通過(guò)插入、刪除、連接和斷開關(guān)節(jié)——甚至重新創(chuàng)建關(guān)節(jié)。下面用鏡像來(lái)創(chuàng)建另一條腿,因?yàn)殛P(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)與一般物體節(jié)點(diǎn)有區(qū)別,所以需要使用MirrorJoint功能對(duì)稱地復(fù)制右腿,其具體操作步驟如下。<1>將腿層級(jí)移動(dòng)到<2,0,0>,然后執(zhí)行Skeleton→MirrorJoint命令。執(zhí)行YZ作為設(shè)置,并單擊Mirror。<2>試試同時(shí)旋轉(zhuǎn)左、右膝蓋,這兩個(gè)膝蓋會(huì)像彼此的鏡像圖像一樣旋轉(zhuǎn),如圖13-11所示。<3>將被鏡像的關(guān)節(jié)命名為Rleg、Rknee和Rfoot。在鏡像關(guān)節(jié)時(shí),旋轉(zhuǎn)的限制信息應(yīng)該也拷貝到被鏡像的關(guān)節(jié)上,但用戶也許會(huì)發(fā)現(xiàn)它們并未被激活。如果出現(xiàn)這種情況,可以選擇AttributeEditor并激活它們<在那里有這些數(shù)字信息>。如果有一些Rotate域是灰色的但關(guān)節(jié)仍可以旋轉(zhuǎn),那么可以在DegreeofFreedom框中雙擊鼠標(biāo)左鍵以解鎖。圖13-11同時(shí)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)骨骼如果發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)鏡像得不對(duì),可以在另一個(gè)關(guān)節(jié)下把它們編成組,先鏡像它們?nèi)缓笤俳馍⑺鼈儭＝⑷梭w其余的骨骼下面是增加脊椎和肩部關(guān)節(jié)層級(jí)的方法,具體操作步驟如下：<1>進(jìn)入側(cè)視圖,用默認(rèn)的JointTool選項(xiàng)設(shè)置創(chuàng)建脊椎鏈,如圖13-12所示。脊椎關(guān)節(jié)需要的是Ball關(guān)節(jié)形式。在頂視圖中創(chuàng)建左肩骨骼鏈,如圖13-13所示<記住現(xiàn)在創(chuàng)建的是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的骨骼>。圖13-12脊椎骨形狀圖13-13左肩骨骨鏈<2>將脊椎層級(jí)命名為waist、chest、neck和head,并將肩部層級(jí)命名為L(zhǎng)shoulder、Larm、Lforearm和Lhand。<3>在前視圖中,將肩部骨骼鏈向上移至稍稍低于頸骨的位置。<4>在Hypergraph或者Outliner中,將腰以下的腿骨鏈編為一組,并把胸部下方的Lshoulder鏈編為一組,這時(shí)應(yīng)看到像層級(jí)和圖片的一些東西,如圖13-14所示。圖13-14改變層級(jí)<5>要在肩部關(guān)節(jié)加上旋轉(zhuǎn)限制,打開AttributeEditor并執(zhí)行Lshoulder關(guān)節(jié)。因肩部不需要繞X軸旋轉(zhuǎn),因此可以在DegreesofFreedom設(shè)置中關(guān)閉X。因?yàn)橐筁arm像Ball關(guān)節(jié)一樣旋轉(zhuǎn),因此它的設(shè)置不改變。Lforearm是一個(gè)普通關(guān)節(jié),不能繞Y軸旋轉(zhuǎn),因此關(guān)閉Y；Lhand也是一個(gè)普通關(guān)節(jié),不能繞X軸旋轉(zhuǎn),因此關(guān)閉X。<6>對(duì)這些關(guān)節(jié)和其他關(guān)節(jié)也可以設(shè)置具體的最小和最大旋轉(zhuǎn)范圍。下面以Lforearm關(guān)節(jié)為例加以說(shuō)明。執(zhí)行Lforearm,在AttributeEditor中打開LimitInformation和Rotate屬性,這時(shí)可以看到3個(gè)RotLimit域,且Y旋轉(zhuǎn)為灰色。選中4個(gè)RotLimitX和Z框,并使Min和Max域解鎖。<7>在頂視圖中將Lforearm繞Z軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)前臂變直時(shí),其度數(shù)大約為–28,因此輸入–30作為Min值,當(dāng)前臂彎曲與Larm<胳膊>重疊時(shí),度數(shù)大約為137,因此輸入130作為Max值。<8>對(duì)于X旋轉(zhuǎn),假設(shè)掌心是朝下的。在這種情況下,Lforearm應(yīng)能夠旋轉(zhuǎn)–90度使掌心朝前,在起始位置旋轉(zhuǎn)45°可以使掌心朝后。輸入–90和45作為Min和Max值,如圖13-15所示。提示：同樣,對(duì)Translate和Scale也有限制,這個(gè)限制也許有時(shí)會(huì)用到。Maya還有RotationLimitDamping設(shè)置,該設(shè)置允許關(guān)節(jié)在旋轉(zhuǎn)限制之內(nèi)或之外移動(dòng)。圖13-15旋轉(zhuǎn)限制<9>執(zhí)行Lshoulder關(guān)節(jié)并鏡像該關(guān)節(jié),此時(shí)可以得到一個(gè)雖然非常簡(jiǎn)單,但是完整的人體骨骼,最后效果如圖13-16所示。圖13-16人體骨骼最后效果重定位關(guān)節(jié)的局部坐標(biāo)軸。為了得到對(duì)關(guān)節(jié)如何旋轉(zhuǎn)的精確控制,有必要知道如何重定位關(guān)節(jié)。譬如說(shuō)在已創(chuàng)建的骨骼中,用軸心點(diǎn)操縱器將肩關(guān)節(jié)向下平移了一個(gè)單位。如果顯示局部旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸,則X軸不再是指向骨頭中心,而是大約偏離了–24°。要重定位X軸,可以執(zhí)行Rotate工具并切換到組件模式。用RM執(zhí)行問(wèn)號(hào)標(biāo)記按鈕<多重表列>并選中LocalRotationAxes復(fù)選框,然后執(zhí)行肩關(guān)節(jié)。可以在前視圖旋轉(zhuǎn)Y軸手柄直到X軸指向肩關(guān)節(jié),也可以在命令行中通過(guò)輸入一條MEL命令來(lái)輸入一個(gè)精確的旋轉(zhuǎn)值。例如：可以輸入rotateros0240命令以使局部坐標(biāo)圍繞Y軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)–24°。在MEL命令中與上述命令相關(guān)的還有jointeojxyzzso命令,該命令可以自動(dòng)地重定位一個(gè)關(guān)節(jié)的局部坐標(biāo)。但在用這個(gè)命令時(shí)要特別小心,因?yàn)橛锌赡軙?huì)破壞對(duì)稱層級(jí)的鏡像特性。骨骼制作標(biāo)志著用戶已進(jìn)入到高級(jí)特征動(dòng)畫制作的領(lǐng)域,在Maya中使用骨骼比較容易,但也有可能變得復(fù)雜。在我們?yōu)楣趋乐谱鲃?dòng)畫之前,首先要了解動(dòng)力學(xué)的一些屬性,這對(duì)于制作好的骨骼動(dòng)畫至關(guān)重要。反向運(yùn)動(dòng)學(xué)使用ForwardKinematics工具主要涉及到的是正確地建立關(guān)節(jié)。在創(chuàng)建關(guān)節(jié)并將關(guān)節(jié)編為一組,且給關(guān)節(jié)加了合適的限制之后,就要轉(zhuǎn)換關(guān)節(jié)并給它們作關(guān)鍵幀。首先從頂部層級(jí)開始,然后向下處理底層關(guān)節(jié)直到獲得所要的姿態(tài)。對(duì)于定向運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)<如一個(gè)人將腳放到地面或伸手開門>,使用正向運(yùn)動(dòng)學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)非常困難和麻煩,一般需用反向運(yùn)動(dòng)學(xué)<IK>來(lái)制作動(dòng)畫。反向運(yùn)動(dòng)學(xué)包括IK手柄和IK解算器。一個(gè)IK手柄貫穿受影響的關(guān)節(jié),這些受影響的關(guān)節(jié)就叫IK鏈,并且手柄線貫穿關(guān)節(jié)。手柄矢量指的是從起始關(guān)節(jié)開始指向末端關(guān)節(jié)的矢量,末端關(guān)節(jié)是IK手柄的末端受動(dòng)器所在位置,如圖13-17所示。圖13-17IK手柄IK解算器可以查看IK鏈末端受動(dòng)器的位置并作一些必要的計(jì)算,以使關(guān)節(jié)能正確旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)方式是從起始關(guān)節(jié)開始到IK鏈的末端關(guān)節(jié)為止,這種方式意味著末端關(guān)節(jié)在末端受動(dòng)器所在位置。當(dāng)末端受動(dòng)器移動(dòng)時(shí),IK解算器就將末端受動(dòng)器的平移值改為關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)值,關(guān)節(jié)也會(huì)相應(yīng)地改變。通常,IK鏈只使用3個(gè)關(guān)節(jié),但也可以處理更多的關(guān)節(jié)。Maya的界面有3種IK解算器：IKRP<RotatePlane>解算器,IKSC<SingleChains>解算器和IKSpline解算器,每種IK解算器都有各自的IK手柄類型。使用IKRP手柄IKRP解算器是IK手柄工具的默認(rèn)設(shè)置,其具體操作步驟如下：<1>在側(cè)視圖中,畫一條簡(jiǎn)單的關(guān)節(jié)鏈,如圖13-18所示。<2>執(zhí)行Skeleton→IKHandleTool□命令,并將工具重置為默認(rèn)設(shè)置。<3>單擊第1個(gè)關(guān)節(jié),然后單擊最后一個(gè)關(guān)節(jié),一個(gè)IK手柄已創(chuàng)建起來(lái)。頂部的圓復(fù)雜,如圖13-19所示。當(dāng)?shù)玫狡浣M件的內(nèi)容時(shí),設(shè)置起來(lái)就非常簡(jiǎn)單。IKRP解算器僅計(jì)算末端受動(dòng)器的位置值,而忽略了末端受動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)值。通過(guò)IKRP解算器旋轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié),其旋轉(zhuǎn)方式是關(guān)節(jié)的Y軸是平的、X軸指向骨頭中心、Z軸垂直于彎曲方向。這是建立關(guān)節(jié)的默認(rèn)局部方向坐標(biāo),如果沒(méi)有看到旋轉(zhuǎn)圓面,則可以執(zhí)行末端受動(dòng)器并按F鍵顯示ShowManipulator工具。沿著關(guān)節(jié)彎曲方向的平面由平面指示器顯示,平面作為關(guān)節(jié)鏈平面。用旋轉(zhuǎn)IK鏈的扭曲圓平面可以繞手柄矢量旋轉(zhuǎn)該平面。相對(duì)于由手柄矢量和極矢量創(chuàng)建的參考面可以測(cè)出Twist度,該參考面可以被移動(dòng)且可以作關(guān)鍵幀。圖13-18建立骨骼圖13-19IK手柄注意：有時(shí),手臂彎曲的方式會(huì)引起IK鏈與默認(rèn)參考平面設(shè)置相互轉(zhuǎn)換,為了避免這種轉(zhuǎn)換,可以調(diào)整極矢量或作極矢量動(dòng)畫。使用IKRP手柄的好處在于能比較精確地控制IK鏈的旋轉(zhuǎn),缺點(diǎn)在于必須處理較多的組件。使用IKSC手柄IKSC手柄比IKRP手柄要簡(jiǎn)單些,下面介紹如何使用IKSC手柄。具體操作步驟如下：<1>首先進(jìn)入側(cè)視圖并另畫一條簡(jiǎn)單的關(guān)節(jié)鏈。<2>執(zhí)行Skeleton→IKHandleTool命令,如圖13-20所示進(jìn)行沒(méi)置,然后關(guān)閉該對(duì)話框。圖13-20設(shè)置IKSC手柄<3>單擊第1個(gè)關(guān)節(jié),然后單擊最后一個(gè)關(guān)節(jié),可以看到IKSC手柄了。<4>執(zhí)行Rotate并旋轉(zhuǎn)IK手柄發(fā)現(xiàn)這似乎只對(duì)局部X和Y旋轉(zhuǎn)手柄有效,且釋放手柄后它們又回到一定的角度。而要按F鍵顯示ShowManipulator工具,那么將什么也看不到,因?yàn)镮KSC手柄沒(méi)有額外的控制器——所有的東西都是由IK手柄所控制。IKSC解算器計(jì)算末端受動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)值并以一定的方式旋轉(zhuǎn)IK鏈,其中一定的方式是指在鏈中的所有關(guān)節(jié)都有默認(rèn)的局部方向。盡管在手柄中看不到任何有關(guān)關(guān)節(jié)鏈平面的表示,但關(guān)節(jié)鏈平面確實(shí)存在于IKSC解算器中。作為IKSC手柄,該平面通過(guò)關(guān)節(jié)鏈,這樣X和Y軸正位于平面上,如圖13-21所示。圖13-20一個(gè)IKSC手柄對(duì)于IKSC手柄,在AttributeEditor中,如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上鏈相重疊時(shí),IKSC就會(huì)有一個(gè)Priority賦值。Priority1設(shè)置的手柄將首先旋轉(zhuǎn)鏈中的關(guān)節(jié),然后Priority2設(shè)置的手柄將旋轉(zhuǎn)手柄的關(guān)節(jié),依次類推。PoWeight設(shè)置決定了手柄的位置和方位權(quán)重,如果權(quán)重為1,那么末端受動(dòng)器將僅獲得手柄的位置；如果權(quán)重為0,那么末端受動(dòng)器將僅獲得手柄的方位。一般應(yīng)將這個(gè)設(shè)置設(shè)為默認(rèn)值1。使用IKSC手柄的優(yōu)勢(shì)是只需要使用末端受動(dòng)器來(lái)控制IK鏈即可。在位置上不需要大量的IK鏈旋轉(zhuǎn),這對(duì)動(dòng)畫來(lái)說(shuō)是很有效的方法。使用IKSC手柄旋轉(zhuǎn)IK鏈時(shí),可以用GraphEditor交互調(diào)整旋轉(zhuǎn)值。用這種方法可以產(chǎn)生預(yù)定結(jié)果。在正向運(yùn)動(dòng)和反向運(yùn)動(dòng)學(xué)間的切換Maya允許用戶在用IKRP、IKSC手柄和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)<正向動(dòng)力>之間來(lái)回切換。下面以13.3.6小節(jié)中創(chuàng)建的IKSC手柄為例介紹這項(xiàng)技術(shù)。具體操作如下：<1>進(jìn)入第1幀并打開AutoKey按鈕。若沒(méi)有這個(gè)設(shè)置,制作過(guò)程將變得非常麻煩。<2>給IK手柄作關(guān)鍵幀,移動(dòng)到第10幀并平移IK手柄,此時(shí)會(huì)自動(dòng)設(shè)置另一個(gè)關(guān)鍵幀。<3>在AttributeEditor窗口中取消選中SolverEnable復(fù)選柜,以局部地關(guān)閉這個(gè)IK手柄的IKSC解算器。<4>選擇IK鏈中的兩個(gè)關(guān)節(jié)并給它們作關(guān)鍵幀,然后進(jìn)入第20幀并旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),再進(jìn)入第30幀并重復(fù)操作。<5>再次IKSC手柄在AttributeEditor對(duì)話框中選中SolverEnable復(fù)選框以打開IKSC解算器。這時(shí)IK手柄在定義關(guān)鍵幀的關(guān)節(jié)處為第20幀和第30幀獲取了關(guān)鍵幀。為了使切換能夠得以實(shí)現(xiàn),需要在AttributeEditor對(duì)話框中打開IK手柄的Snap設(shè)置并關(guān)閉Stickiness。如果Snap被關(guān)閉或Stickiness被打開,那么在關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)時(shí)IK手柄將不會(huì)捕捉到末關(guān)節(jié)。在反向和正向連接運(yùn)動(dòng)間來(lái)回切換還應(yīng)注意由關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)和末端受動(dòng)器的相應(yīng)關(guān)鍵幀不會(huì)始終都匹配。它們大致會(huì)一致,但也許需要扭轉(zhuǎn)末端受動(dòng)器的動(dòng)畫制作。提示：如果創(chuàng)建的關(guān)節(jié)鏈在一條直線上,IKSC或IKPR解算器不能計(jì)算和彎曲該關(guān)節(jié)鏈。在解決該問(wèn)題時(shí),首先要旋轉(zhuǎn)子關(guān)節(jié)使該關(guān)節(jié)鏈成一定的角度——即使是一個(gè)很小的角度。然后對(duì)關(guān)節(jié)應(yīng)用Skeleton→SetPreferedAngle。刪除這個(gè)已存在的IK鏈并創(chuàng)建一個(gè)新鏈。IKSC或IKPR解算器便可以彎曲該關(guān)節(jié)鏈了。骨骼制作標(biāo)志著用戶已進(jìn)入到高級(jí)特征動(dòng)畫制作的領(lǐng)域,在Maya中使用骨骼比較容易,但也有可能變得復(fù)雜。在我們?yōu)楣趋乐谱鲃?dòng)畫之前,首先要了解動(dòng)力學(xué)的一些屬性,這對(duì)于制作好的骨骼動(dòng)畫至關(guān)重要。使用IKSpline手柄盡管與IKRP、IKSC手柄在屬性上相似,但I(xiàn)KSpline手柄在作用方式上卻與它們不一樣。IKSpline解算器以一條NURBS曲線作為其手柄的一部分,并且隨著曲線的形狀旋轉(zhuǎn)IK鏈。NURBS曲線的CV被作成了動(dòng)畫,而不是手柄的末端受動(dòng)器轉(zhuǎn)成動(dòng)畫。對(duì)于制作諸如尾巴、脊柱、蛇或觸須等類似的曲線型或扭曲型動(dòng)畫時(shí),IK曲線手柄非常理想。CIKSpline手柄來(lái)作動(dòng)畫的具體操作步驟如下：<1>在側(cè)視圖中建立一個(gè)關(guān)節(jié)鏈,如圖13-22所示。對(duì)于IKSpline手柄,關(guān)節(jié)不必作成一定的角度,但骨頭應(yīng)該短一些,以確保鏈會(huì)平滑地移動(dòng)。<2>執(zhí)行Skeleton→IKSplineHandleTool命令,并執(zhí)行NumberofSpans4,其他的選項(xiàng)保持為默認(rèn)設(shè)置并關(guān)閉對(duì)話框。<3>單擊頂部關(guān)節(jié),然后單擊最后一個(gè)關(guān)節(jié),可以看到IKSpline手柄,如圖13-23所示。<4>在Outliner中窗口,執(zhí)行關(guān)節(jié)鏈或者IK手柄,并試著移動(dòng)關(guān)節(jié)。這時(shí)關(guān)節(jié)已連接到曲線上,而且IK手柄并不顯示操縱器。<5>顯示CV并將它們?cè)诟浇苿?dòng)一下,如圖13-24所示。圖13-22建立曲線骨骼圖13-23建立IK手柄圖13-24移動(dòng)IK手柄也可以創(chuàng)建自己的NURBS曲線并使IKSpline手柄使用該曲線。在IKSplineHandle選項(xiàng)組中取消選中AutoCreateCurve復(fù)選框,然后單擊根部關(guān)節(jié)和端部關(guān)節(jié),再單擊曲線以創(chuàng)建IKSpline手柄。<6>對(duì)IK手柄打開AttributeEditor對(duì)話框。在Offset、Roll和Twist文本框輸入數(shù)值。Offset<偏置>將關(guān)節(jié)鏈沿著曲線平移,以0.0作為曲線的開始,以1.0作為曲線的結(jié)束；Roll<滾轉(zhuǎn)>則旋轉(zhuǎn)整個(gè)關(guān)節(jié)鏈；Twist<扭轉(zhuǎn)>通常從第2個(gè)關(guān)節(jié)處開始扭轉(zhuǎn)。如果選中RootTwistMode復(fù)選框,則扭轉(zhuǎn)將從根關(guān)節(jié)開始扭轉(zhuǎn)。在Curve設(shè)置上的Root將約束根部關(guān)節(jié)到曲線的開始。把它關(guān)掉就可以將根部關(guān)節(jié)移離曲線,但要注意根部關(guān)節(jié)還是被約束到曲線。骨骼可以隨著正向或反向運(yùn)動(dòng)學(xué)在一個(gè)對(duì)象的不同部分的動(dòng)畫進(jìn)行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。除了IK工具外,Maya在Animation模式中還提供了Constrain菜單。菜單中的約束與IK工具一道用于動(dòng)畫制作。Maya7.0骨骼動(dòng)畫-骨骼蒙皮對(duì)于三維人物動(dòng)畫而言,首先是使用建模工具創(chuàng)建模型,然后創(chuàng)建人物模型的骨骼,接下來(lái)便是將模型與骨骼綁定在一起,綁定的過(guò)程稱為"蒙皮"。骨骼被蒙皮后,可以使人物的模型隨骨骼一起運(yùn)動(dòng),并在骨骼運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的變形。骨骼在蒙皮過(guò)程中,所處的姿勢(shì)稱為BindPose。蒙皮后,骨骼的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起皮膚的變形。但是,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不恰當(dāng)?shù)淖冃?這就需要對(duì)骨骼或皮膚做相應(yīng)的修改,此時(shí)可以運(yùn)用相關(guān)命令使骨骼恢復(fù)綁定姿勢(shì),然后斷開骨骼與皮膚之間的關(guān)聯(lián)。在Maya中,可以隨時(shí)把骨骼和皮膚斷開或重新連接。BindSkin如果要把模型綁定在整個(gè)骨骼上,選擇任意的骨骼,系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)把模型綁定在整個(gè)骨骼上,如果要把皮膚綁定在部分骨骼上,則需要精確地選擇每個(gè)綁定的關(guān)節(jié)。執(zhí)行Skin→BindSkin→SmoothBind命令或者Skin→BindSkin→RigidBind命令,打開如圖13-32所示的對(duì)話框。圖13-32SmoothBindOptions和RlgidBindSkinOptions對(duì)話框●Bindto：此下拉列表中包括CompleteSkeleton和SelectedJoints兩個(gè)選項(xiàng),用戶可以根據(jù)情況進(jìn)行執(zhí)行。●Coloring：迫使關(guān)節(jié)的顏色與它的"皮膚點(diǎn)組"的顏色相同。●BindMethod：選擇ClosestPoint單選按鈕,系統(tǒng)自動(dòng)為每個(gè)關(guān)節(jié)創(chuàng)建一個(gè)Jointclusters,并把每個(gè)關(guān)節(jié)附近的點(diǎn)分配到相應(yīng)的關(guān)節(jié)簇中,從而使關(guān)節(jié)簇可以控制皮膚點(diǎn)組。選擇ParitionSet單選按鈕,以區(qū)域組蒙皮方式進(jìn)行蒙皮,并且激活Partition視窗變?yōu)橛行?從中可以選取蒙皮專用的區(qū)域組。對(duì)于區(qū)域組蒙皮而言,區(qū)域中組的數(shù)目應(yīng)與關(guān)節(jié)的數(shù)目相等,這一點(diǎn)是相當(dāng)重要的。單擊BindSkin按鈕,則模型被綁定在骨骼上,此時(shí)皮膚的變換屬性被鎖定,用戶不能移動(dòng)或縮放皮膚,但可以顯示皮膚組點(diǎn)的顏色。選中作為皮膚的模型,如果皮膚是NURBS幾何體,則執(zhí)行Display→NURBSComponents→CVs命令。然后運(yùn)用移動(dòng)工具移動(dòng)骨骼,觀察皮膚是如何隨骨骼運(yùn)動(dòng)而變形的。DetachSkin有時(shí)需要重新修改骨骼,重新設(shè)置骨骼的綁定姿勢(shì)或?qū)ζつw做進(jìn)一步的建模。這時(shí)首先需要將骨骼與皮膚之間的關(guān)聯(lián)斷開,然后進(jìn)行必要的修改,修改完后,再重新連接皮膚與骨骼。執(zhí)行Skin→DetachSkin命令,打開如圖13-33所示對(duì)話框。圖13-33DetachSkinOptions對(duì)話框●History：在History下拉列表中可以根據(jù)實(shí)際的需要執(zhí)行DeleteHistory、KeepHistory或者BackHistory中的任意一項(xiàng)?！馜electHistory：用于將斷開皮膚,將皮膚恢復(fù)至未變形時(shí)的位置,并且刪除所有未使用的關(guān)節(jié)簇?！馣eepHistory：用于將斷開皮膚將皮膚恢復(fù)至未變形時(shí)的位置。但不刪除未使用的關(guān)節(jié)簇?！馚akeHistory：用于將斷開皮膚并且刪除所有未曾使用過(guò)的關(guān)節(jié)簇。但它不能將皮膚恢復(fù)至未變形時(shí)的位置?！馛oloring：選中RemoveJointColors復(fù)選框?qū)⒃跀嚅_皮膚與骨骼之間的關(guān)聯(lián)時(shí)刪除關(guān)節(jié)的顏色。單擊Detach按鈕,執(zhí)行斷開命令。此時(shí),因?yàn)槠つw的變換屬性被解鎖,所以可以使用變換工具移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或縮放皮膚。GoToBindPose當(dāng)骨骼被蒙皮之后,骨骼的運(yùn)動(dòng)同時(shí)引起皮膚的變形。但是,當(dāng)骨骼恢復(fù)到綁定姿勢(shì)時(shí),皮膚也會(huì)恢復(fù)成未變形時(shí)的形狀。因此用戶需要恢復(fù)骨骼的綁定的姿勢(shì)<如添加網(wǎng)格曲肌時(shí)>就可以執(zhí)行Sking→GoToBindPose命令來(lái)恢復(fù)綁定姿勢(shì)。選擇骨骼中的任意關(guān)節(jié)后執(zhí)行Skin→GoToBindPose命令,則骨骼恢復(fù)至綁定姿勢(shì)。有時(shí),因?yàn)檫\(yùn)用了Constraints、KeyframedIKHandles或Expresions,骨骼不能恢復(fù)至綁定姿勢(shì),此時(shí)會(huì)彈出一個(gè)錯(cuò)誤提示信息：Error：CouldNotReachBindposeDueToConstraints,Expressions,

or

KeyframedHandles這時(shí),可以執(zhí)行Modify→DisableNodes→All命令解決這個(gè)問(wèn)題。對(duì)于三維人物動(dòng)畫而言,首先是使用建模工具創(chuàng)建模型,然后創(chuàng)建人物模型的骨骼,接下來(lái)便是將模型與骨骼綁定在一起,綁定的過(guò)程稱為"蒙皮"。骨骼被蒙皮后,可以使人物的模型隨骨骼一起運(yùn)動(dòng),并在骨骼運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的變形。骨骼在蒙皮過(guò)程中,所處的姿勢(shì)稱為BindPose。蒙皮后,骨骼的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起皮膚的變形。但是,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不恰當(dāng)?shù)淖冃?這就需要對(duì)骨骼或皮膚做相應(yīng)的修改,此時(shí)可以運(yùn)用相關(guān)命令使骨骼恢復(fù)綁定姿勢(shì),然后斷開骨骼與皮膚之間的關(guān)聯(lián)。在Maya中,可以隨時(shí)把骨骼和皮膚斷開或重新連接。PreserveSkinGroupsPreserveSkinGroups命令是一個(gè)"母"命令,其下包含DetachSkeleton、DetachSelectedJoints、ReattachSkeleton和ReattachSelectedJoints4個(gè)子命令。這些命令,可以在保持皮膚組的情況下斷開或重新連接皮膚,而無(wú)需重新進(jìn)行蒙皮操作。如果要運(yùn)用Detachskeleton命令,可以執(zhí)行骨骼中任意關(guān)節(jié),如果要運(yùn)用DetachSelectedJoints命令,則需要精確地執(zhí)行斷開處的關(guān)節(jié)。根據(jù)實(shí)際的需要,執(zhí)行DetachSkeleton命令或者DetachSelectedJoints命令,則整個(gè)皮膚或被斷開關(guān)節(jié)影響的皮膚將恢復(fù)成未變形時(shí)的形狀。并且皮膚的變換屬性被解鎖,用戶可以運(yùn)用變換工具移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或縮放皮膚。修改完成以后,用戶可以使用相應(yīng)的命令重新連接皮膚。根據(jù)斷開皮膚時(shí)所使用的命令,執(zhí)行對(duì)應(yīng)的皮膚連接命令。執(zhí)行骨骼中任意的關(guān)節(jié),執(zhí)行PreserveSkinGroups→ReattachSkeleton命令連接皮膚。彎曲的手臂為了能夠讓用戶更了解骨骼蒙皮的使用方法和作用,下面來(lái)制作一個(gè)骨骼蒙皮的實(shí)例。具體操作步驟如下：<1>創(chuàng)建一個(gè)NURBS圓柱體,設(shè)置HeightToRatio為8,Sections為16,Spans為32,其他參數(shù)保持不變,如圖13-34所示。<2>為圓柱創(chuàng)建骨骼,這條單一骨骼<關(guān)節(jié)鏈>包括7個(gè)關(guān)節(jié),如圖13-35所示。圖13-34創(chuàng)建圓柱體圖13-35創(chuàng)建骨骼鏈<3>選取骨骼的根關(guān)節(jié),系統(tǒng)默認(rèn)的名稱為Joint1,如圖13-36所示。<4>按住Shift鍵,執(zhí)行NURBS圓柱體,然后,執(zhí)行Skin→BindSkin→SmoothBind命令,圓柱體被以平滑蒙皮方式賦予骨骼物體,如圖13-37所示。圖13-36執(zhí)行骨骼的根關(guān)節(jié)圖圖13-37綁定骨骼<5>選取圓柱體中心的關(guān)節(jié),例如Joint4,設(shè)置RotationZ為90,圓柱體隨骨骼發(fā)生了彎曲,如圖13-38所示。圖13-38彎曲骨骼<6>執(zhí)行Skin→EditSmoothSkin→PaintSkinWeightsTool命令,打開ToolSettings對(duì)話框。<7>在對(duì)話框中,打開SkinPaint選項(xiàng)卡。在Influence卷展欄中,顯示所有的關(guān)節(jié)名稱,如圖13-39所示。<8>在Influence選項(xiàng)組中,選取joint3。在場(chǎng)景視圖中可以觀測(cè)到受關(guān)節(jié)影響的范圍,顏色越白,受影響的力度越大,如圖13-40所示。<9>運(yùn)用PaintSkinWeightsTool,涂抹關(guān)節(jié)的折痕區(qū)域,結(jié)果如圖13-41所示。PaintSkinWeightsTool為改變關(guān)節(jié)的影響力度提供了一種直觀的方法。圖13-39ToolSettings對(duì)話框在PaintOperation選項(xiàng)卡Add單選按鈕可以增加對(duì)鄰近關(guān)節(jié)區(qū)域的影響力度；Scale單選按鈕,可以減小對(duì)遠(yuǎn)離關(guān)節(jié)區(qū)域的影響力度；Smooth單選按鈕,可以平滑關(guān)節(jié)的影響力度。圖13-40受影響區(qū)域圖13-41使用PaintSkinWeightsTool之后的效果Maya7.0骨骼動(dòng)畫-屈肌功能衣物的褶皺和肌肉的隆起等曲面變形都可以運(yùn)用Flexors<屈肌>功能輕易實(shí)現(xiàn)。屈肌可以用于網(wǎng)格、造型物體或者控制點(diǎn)簇,幫助生成用于關(guān)節(jié)屈伸而造成的高品質(zhì)曲面的運(yùn)動(dòng)。一般而言,屈肌主要分為3種類型：網(wǎng)格屈肌<LatticeFlexors>、雕刻屈肌<SculptFlexors>和辟集屈肌<ClusterFlexors>。也可以將屈肌分為5種類型,網(wǎng)格屈肌重新劃分為關(guān)節(jié)網(wǎng)格屈肌<JointLatticeFlexors>和骨頭網(wǎng)格屈肌<BoneLatticeFlexors>,雕刻屈肌被重新劃分為關(guān)節(jié)造型雕刻<JointSculptFlexors>和骨頭造型雕刻<BoneSculptFlexors>。其實(shí),它們之間沒(méi)有什么本質(zhì)上的區(qū)別,只是形式上不同罷了。彎曲的物體屈肌功能的使用方法如下所示：<1>可建一個(gè)球體。執(zhí)行Create→NurbsPrimitives→Shpere命令,然后在通道框中設(shè)置Spans＝6,ScaleY＝4。<2>執(zhí)行Skeleton→JointTool命令,為物體創(chuàng)建骨骼,效果如圖13-42所示。<3>選取骨骼,然后按住Shift鍵,并且選中物體對(duì)象。然扣執(zhí)行Skin→BindSkin→RigidBind命令,為骨骼蒙皮。最后,選取Joint3,并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作,結(jié)果如圖13-43所示。圖13-42為物體創(chuàng)建骨骼圖13-43旋轉(zhuǎn)骨骼<4>在視圖中選取物體對(duì)象,確定Joint3處于選中狀態(tài),然后執(zhí)行Skin→DetachSkin命令。斷開指定關(guān)節(jié)與皮膚之間的關(guān)聯(lián),通過(guò)變換工具移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)或者縮放指定關(guān)節(jié),效果如圖13-44所示。<5>撤銷上一步的斷開操作,并且將骨骼重新移動(dòng)到初始的狀態(tài),然后選中Joint2,如圖13-45所示。<6>執(zhí)行Skin→EditRigidSkin→PreserveSkinGroups→DetachSelectedJoints命令,斷開Joint2與皮膚之間的關(guān)聯(lián),然后將它移動(dòng)至一個(gè)新的位置,如圖13-46所示。圖13-44斷開關(guān)聯(lián)圖13-45恢復(fù)骨骼初始狀態(tài)<7>執(zhí)行Skin→EditRigidSkin→PreserveSkinGroups→ReattachSelectedJoints命令,重新建立Joint2與皮膚之間的關(guān)聯(lián)。<8>選擇骨骼鏈中的任意關(guān)節(jié),執(zhí)行Skin→GotoBindPose命令恢復(fù)骨骼的綁定姿勢(shì)。<9>選取Joint3,然后執(zhí)行Skin→EditR