課題骨骼、控制器裝配——臺燈骨骼的制作授課人課型新授課時1課時教學目標知識目標：通過本任務的制作，要求掌握如下內(nèi)容：能夠熟練的進行骨骼的制作，建立物體與關(guān)節(jié)間的層次關(guān)系，對關(guān)節(jié)進行關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)方向與范圍的限定。能力目標：能夠自己進行骨骼的制作并利用骨骼進行復雜動畫的制作情感目標：培養(yǎng)學生觀察思維能力和自主學習、團結(jié)協(xié)作的意識。教學重點骨骼的制作教學難點骨骼對對象的控制教學方法任務驅(qū)動教學法教學手段多媒體課件、多媒體廣播教學系統(tǒng)內(nèi)容與過程教師活動學生活動導入新課【出示影片：】創(chuàng)設情景思考問題：注意觀察動畫片中動物、物品的運動有什么區(qū)別？(有效提問)【導入課題：骨骼、控制器裝配——臺燈骨骼的制作】課前播放引導啟發(fā)欣賞、思考并回答問題出示任務分析任務一、任務出示請跟著老師進行骨骼的制作對臺燈進行骨骼的約束保存自己的任務成果為后面的綜合任務做鋪墊二、任務分析1、制作分析通過對模型的分析，可以發(fā)現(xiàn)所示的臺燈有三個關(guān)節(jié)，可以對這些關(guān)節(jié)進行骨骼裝配。使用【JointTool（關(guān)節(jié)工具）】命令完成臺燈骨骼的制作使用【Outliner（大綱）】命令完成骨骼的配置使用【DegreeofFreedom(自由度設置)】命令完成對關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)方向和范圍的限定。2、工具分析使用【Skeleton(骨骼）】/【JointTool（關(guān)節(jié)工具）】命令，創(chuàng)建骨骼。使用【W(wǎng)indows(窗口)】/【Outliner（大綱）】建立物體與關(guān)節(jié)間的層次關(guān)系。使用【W(wǎng)indows(窗口)】/【AttributeEditor(屬性編輯器)】命令的【DegreeofFreedom(自由度設置)】選項，設置關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)方向與范圍。引導學生分析任務明確本節(jié)課教學任務根據(jù)提問回答問題任務一的完成任務一：臺燈骨骼的制作【任務分析】骨骼系統(tǒng)是骨骼對象的一個有關(guān)節(jié)的層次鏈接，可用于設置其它對象或?qū)哟蔚膭赢嫛Ｔ谠O置具有連續(xù)皮膚網(wǎng)絡的角色模型動畫方面，骨骼尤為有用?？梢圆捎谜蜻\動學或反向運動學為骨骼設置動畫。骨骼與角色模型之間的關(guān)系可以理解為木偶和鋼絲的關(guān)系。在動畫方面，非常重要的一點是要理解骨骼對象的結(jié)構(gòu)。骨骼的幾何體與其鏈接是不同的，每個鏈接在其底部都有一個軸點，骨骼可以圍繞軸點旋轉(zhuǎn)。移動子骨骼時，實際上是在旋轉(zhuǎn)其父級骨骼?！局R準備】一．JointTool(關(guān)節(jié)工具)該工具用于創(chuàng)建鏈接骨骼的關(guān)節(jié)，用戶可以單擊菜單【Skeleton(骨骼)】/【JointTool(關(guān)節(jié)工具)】命令右側(cè)的按鈕，打開關(guān)節(jié)工具屬性窗口二、InsertjointTool(插入關(guān)節(jié)工具)該工具可以在任何關(guān)節(jié)鏈插入關(guān)節(jié)。操作方法如下：（1）單擊菜單【skeleton】/【InsertjointTool】命令。（2）按住需要插入的父關(guān)節(jié)處向下拖動便會在父子關(guān)節(jié)間創(chuàng)建新的關(guān)節(jié)。三、RerootSkeleton(重置根骨骼)通過改變根關(guān)節(jié)，從而改變整個骨骼的層級組織。四、RemoveJoint(移除關(guān)節(jié))除了根關(guān)節(jié)外，可以移除任何關(guān)節(jié)并使父關(guān)節(jié)的骨骼延伸到該關(guān)節(jié)的子關(guān)節(jié)。注意不能移除已經(jīng)蒙皮的關(guān)節(jié)。五、Disconnectjoint(分離關(guān)節(jié))可以打斷根關(guān)節(jié)之處的任何關(guān)節(jié)，將骨骼分為兩個骨骼。六、connectJoint(連接關(guān)節(jié))用戶可以使用一個關(guān)節(jié)的根關(guān)節(jié)去結(jié)合另一個根關(guān)節(jié)以個的任何關(guān)節(jié)來連接兩個骨骼，也可以從一個骨骼的關(guān)節(jié)來連接另一個骨骼的根關(guān)節(jié)來連接兩個不同的骨骼的關(guān)節(jié)。七、MirrorJoint(鏡像關(guān)節(jié))一組或多個連接的關(guān)節(jié)稱為肢體鏈。鏡像是選中對象的平面對稱復制【任務實施】操作步驟：1.打開“project8\taideng\taideng.mb”,如圖8-2所示。將其另存為“taideng-ok.mb”,為下一步的操作作好準備。圖8-2打開臺燈文件2.單擊【Skeleton(骨骼)】/【JointTool(關(guān)節(jié)工具)】命令右側(cè)的按鈕，彈出【ToolSettings(工具設置)】窗口，觀察【Jointsettings(骨骼設置項)】面板中的【Orientation(方向軸)】選項是否為“none（無方向）”，否則設為“none”。不要關(guān)閉面板，如圖8-3所示。圖8-3參數(shù)面板3.在視圖中的任意位置單擊鼠標左鍵就可以創(chuàng)建關(guān)節(jié)，可在底座建立Joint1.4.在【ToolSettings(工具設置)】窗口，設置【Jointsettings(骨骼設置項)】的【Orientation(方向軸)】選項為“xyz”。5.依次建立joint2、joint3、joint4、joint5，按enter鍵完成創(chuàng)建。完成的骨骼鏈如圖8-4所示。圖8-4關(guān)節(jié)鏈的建立6.單擊菜單【W(wǎng)indow】/【Outliner(大綱)】命令，打開【Outliner】窗口。在此窗口中進行操作，選擇相應的物體作為相應節(jié)點的子物體。7.按CTRL鍵選擇物體“base1”和“polysurface9”,然后選擇骨骼節(jié)點”joint1”,單擊鍵盤上的“P“鍵，將“base1”和“polysurface9”作為節(jié)點”joint1”的子物體，如圖8-5所示。圖8-5建立物體與節(jié)點的父子關(guān)系注意：同時選擇幾個對象對立父子關(guān)系，最后選擇的對象為父對象。按“P“鍵，相當于執(zhí)行【edit】/【parent】命令。8.使用相同的方法，將模型polysurface5、nurbsspere4,作為骨骼節(jié)點joint2的子物體，如圖8-6所示。圖8-6建立二級父子關(guān)系9.將模型polysurface7、polysurface4、polysurface3,作為骨骼節(jié)點joint3的子物體。10.將模型Hood、Bull、polysurface6、nurbsspere2四個對象作為骨骼節(jié)點joint4的子物體。至此完全設置完畢，如圖8-7所示。圖8-7建立父子關(guān)系11.選擇節(jié)點joint3，選擇【W(wǎng)indow】/【AttributeEditor(屬性編輯器)】命令，打開屬性編輯器，在【joint】面板中的【DegreesofFreedom(自由度)】選項中，取消對“X“、”Y“的選擇，如圖8-8所示，使關(guān)節(jié)joint3只能在Z的方向上旋轉(zhuǎn)。至此，臺燈的骨骼裝配完成。圖8-8限制旋轉(zhuǎn)自由度出示玻璃杯教師啟發(fā)引導講解，分析制作方法教師巡視讓學生到教師機做操作評價教師啟發(fā)引導并提問個別思考回答參考學案個別操作全體實踐操作學生參考學案作出回答教學評價〖作品評價〗根據(jù)所學的知識及同學的點評，對自己的作品進行自評打分，并認真分析原因：任務一評估細則自評教師評1關(guān)節(jié)的建立2骨骼與對象的綁定3骨骼旋轉(zhuǎn)的限制設定4關(guān)鍵幀的設置5關(guān)節(jié)常用命令的使用6案例制作效果任務綜合評估教師啟發(fā)引導講解巡回指導操作評價觀察思考個別操作全體實踐操作參考學案課堂小結(jié)1.使用【Skeleton(骨骼）】/【JointTool（關(guān)節(jié)工具）】命令，創(chuàng)建骨骼，一條關(guān)節(jié)鏈只能有一個根關(guān)節(jié)。2.使用【W(wǎng)indows(窗口)】/【Outliner（大綱）】建立物體與關(guān)節(jié)間的層次關(guān)系。注意對象名稱的使用。3.使用【edit】/【parent】可以使選中的對象產(chǎn)生父子關(guān)系，最后選中的對象為父對象。3.使用【W(wǎng)indows(窗口)】/【AttributeEditor(屬性編輯器)】命令的【DegreeofFreedom(自由度設置)】選項，設置關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)方向與范圍。共同回顧歸納總結(jié)師生共同歸納本節(jié)課所學作業(yè)根據(jù)所提供的素材完成以下作業(yè)制作臺燈的骨骼并嘗試控制臺燈的運動。嘗試根據(jù)皮克斯的片頭動畫制作臺燈的運動。實戰(zhàn)提高練習分層完成作業(yè)課題骨骼、控制器裝配——對臺燈進行控制器裝配授課人課型新授課時1課時教學目標知識目標：通過本任務的制作，能夠操作視圖中完成任意對象的顯示與隱藏，掌握約束的合作方法與操作步驟和控制器的簡單裝配。能力目標：能夠自己進行骨骼的簡單裝配情感目標：培養(yǎng)學生觀察思維能力和自主學習、團結(jié)協(xié)作的意識。教學重點骨骼的簡單裝配教學難點骨骼的簡單裝配教學方法任務驅(qū)動教學法教學手段多媒體課件、多媒體廣播教學系統(tǒng)內(nèi)容與過程教師活動學生活動導入新課【出示影片：】創(chuàng)設情景思考問題：利用父子關(guān)系進行骨骼的控制有什么優(yōu)點和缺點？(有效提問)【導入課題：骨骼、控制器裝配——對臺燈進行控制器裝配】課前播放引導啟發(fā)欣賞、思考并回答問題出示任務分析任務一、任務出示請跟著老師進行骨骼的裝配對臺燈進行骨骼的約束保存自己的任務成果為后面的綜合任務做鋪墊二、任務分析1、制作分析通過骨骼的建立與綁定，已經(jīng)可以通過骨骼對臺燈進行控制，但對于骨骼的控制較為麻煩，可以通過控制器的裝配，通過控制器來控制對象的運動，制作出符合實際運動情況的動畫。2、工具分析使用窗口菜單【Show(顯示)】來設置窗口對象的顯示。使用菜單【Constrain(約束)】/【Point(點約束)】來設置方向上的約束。使用菜單【Constrain(約束)】/【Orient(方向)】來設置方向上的約束。使用菜單【Modify(修改)】/【FreezeTransformations(凍結(jié)轉(zhuǎn)換)】來進行參數(shù)初始化。引導學生分析任務明確本節(jié)課教學任務根據(jù)提問回答問題任務一的完成任務二對臺燈進行控制器裝配【任務分析】骨骼系統(tǒng)是骨骼對象的一個有關(guān)節(jié)的層次鏈接，可用于設置其它對象或?qū)哟蔚膭赢?。在設置具有連續(xù)皮膚網(wǎng)絡的角色模型動畫方面，骨骼尤為有用。可以采用正向運動學或反向運動學為骨骼設置動畫。骨骼與角色模型之間的關(guān)系可以理解為木偶和鋼絲的關(guān)系。在動畫方面，非常重要的一點是要理解骨骼對象的結(jié)構(gòu)。骨骼的幾何體與其鏈接是不同的，每個鏈接在其底部都有一個軸點，骨骼可以圍繞軸點旋轉(zhuǎn)。移動子骨骼時，實際上是在旋轉(zhuǎn)其父級骨骼?！局R準備】一．【Constrain(約束)】類型在角色創(chuàng)建與動畫中，Maya包括9種類型的約束。1.Point(點約束)使用點約束，用戶可以將一個對象的位置約束到一個或多個對象的位置。2.Aim(目標約束)目標約束能約束對象的方向，使對象總是瞄準其它對象。3.Orient(方向約束)方向約束引起一個對象跟隨一個或多個對象的方向。4.Scale(縮放約束)縮放約束可以使一個對象跟隨一個或多個目標對象的的縮放而縮放。5.Parent(父子約束)它將約束對象視為父對象，被約束對象的移動和旋轉(zhuǎn)都將隨父對象變化而變化。6.Geometry(幾何體約束)使用幾何體約束，可以將對象約束到曲面或曲線上。它可以將幾何體限制到NURBS表面、多邊形表面和NURBS曲線上。7.Normal(法線約束)法線約束可以約束對象的方向，使對象方向與NURBS曲面或多邊形曲面的法線矢量對齊。8.Tangent(切線約束)切線約束可以約束對象的方向，使對象總是指向曲線的方向。9.PoleVector(矢量約束)矢量約束也稱極矢量約束，它是用來控制IK旋轉(zhuǎn)平面手柄的極向量?！救蝿諏嵤坎僮鞑襟E：1.打開Maya,單擊菜單【File】/【Open】打開“project8\constrain\taideng_constrain.mb”，如圖7-13所示，將文件另存為“taideng_constrain_ok.mb”。圖8-13已裝配骨骼的臺燈2.選擇“top”視圖，在工具欄的“Curves”標簽中選擇工具，創(chuàng)建一個圓形曲線，命名為CC1,用以控制節(jié)點Joint1的運動。3.使用相同的工具創(chuàng)建四個圓形曲線，分別命名為CC2、CC3、CC4,分別來控制Joint2、Joint3、Joint4，在Front視圖中調(diào)整四個圓形曲線的位置，使之與相應的節(jié)點高度，如圖8-14所示。圖8-14繪制控制曲線4.在persp視圖窗口中單擊【show】菜單，將“NURBSSurfaces”與“polygons”前面的對勾去掉，隱藏窗口中的曲面和多邊形，將骨骼顯示出來，如圖8-15所示。圖8-15隱藏曲面和多邊形5.選擇CC1為約束對象，再選擇Joint1作為被約束對象，單擊菜單【Constrain(約束)】/【Point(點約束)】命令設置約束，從而實現(xiàn)CC1對Joint1的位置約束。如圖8-16所示。圖8-16為Joint1設置點約束6.選擇CC2為約束對象，再選擇Joint2作為被約束對象，單擊菜單【Constrain(約束)】/【Orient(方向)】命令設置約束，實現(xiàn)CC2對Joint2的位置約束。如圖8-17示。圖8-17為Joint2設置方向約束7.選擇CC3為約束對象，再選擇Joint3作為被約束對象，單擊菜單【Constrain(約束)】/【Orient(方向)】命令右邊的按鈕，打開Orient屬性窗口，設置Offset(偏移)為Z軸-90度，使骨骼方向與曲線成90度夾角，Constraintaxes為Z軸，如圖8-18所示。圖8-18Orient屬性窗口8.單擊按鈕，建立約束關(guān)系，使cc3與Joint3建立在Z軸上的旋轉(zhuǎn)約束關(guān)系，如圖8-19所示。圖8-19為Joint3設置Z軸方向約束注意：（1）因為節(jié)點Joint3已經(jīng)進行了旋轉(zhuǎn)自由度的限制，所以對CC3應該做相應的限制，否則約束不能建立。（2）因為骨骼方向與約束曲線地方向上的差異，因此在設置約束時應進行相應的修正，否則會出現(xiàn)骨骼變向，如圖8-20所示。圖8-20未修正錯誤偏差9.選擇CC4為約束對象，再選擇Joint4作為被約束對象，單擊菜單【Constrain(約束)】/【Orient(方向)】命令設置約束，實現(xiàn)CC4對Joint4的位置約束。如圖8-21所示。圖8-21為Joint4設置約束10.移動CC1,會發(fā)現(xiàn)其它的三個曲線并沒有移動，應當為曲線和骨骼設置父子關(guān)系以。選擇CC4,加選Joint3,按P鍵，使其建立父子關(guān)系。如圖8-22所示。圖8-22為CC4與Joint3建立父子關(guān)系11.繼續(xù)選擇CC3與Joint2,CC2與Joint1,Joint1與CC1,分別建立父子關(guān)系，如圖8-23所示。圖8-23建立控制器注意：為了便于日后的操作，可調(diào)整控制器至合適位置，在進行約束之前，選中曲線,單擊菜單【Modify(修改)】/【FreezeTransformations(凍結(jié)轉(zhuǎn)換)】，進行對數(shù)初始化。出示玻璃杯教師啟發(fā)引導講解，分析制作方法教師巡視讓學生到教師機做操作評價教師啟發(fā)引導并提問讓學生注意操作并進行跟做個別思考回答參考學案個別操作全體實踐操作學生參考學案作出回答教學評價〖作品評價〗根據(jù)所學的知識及同學的點評，對自己的作品進行自評打分，并認真分析原因：任務二評估細則自評教師評1約束的理解2約束的設置3約束的編輯修改4能夠使用約束進行動畫的制作5任務的制作效果任務綜合評估教師啟發(fā)引導講解巡回指導操作評價觀察思考個別操作全體實踐操作參考學案課堂小結(jié)1.使用約束，用戶可以基于一個或多個“目標”對象的位置、方向或縮放來控制被約束的對象的相應屬性另外，可以對對象強加特殊的限制，建立動畫自動設置過程。2.在角色創(chuàng)建與動畫中，Maya可以包括9種類型的約束。(1)Point(點約束)(2)Aim(目標約束)(3)Orient(方向約束)(4)Scale(縮放約束)(5)Parent(父子約束)(6)Geometry(幾何體約束)(7)Normal(法線約束)(8)Tangent(切線約束)(9)PoleVector(矢量約束)3.約束其它操作有RemoveTarget(移除目標)、SetRestPosition(設置初始位置)和ModifyConstrainedAxis(修改約束軸)，對于已經(jīng)建立的不適宜的約束可以通過這些命令來進行調(diào)整。4.建立約束時應該注意類型的選擇和目標的設定方式。共同回顧歸納總結(jié)師生共同歸納本節(jié)課所學作業(yè)根據(jù)所提供的素材完成以下作業(yè)對臺燈完成骨骼的裝配。嘗試利用骨骼裝配根據(jù)皮克斯的片頭動畫制作臺燈的運動。實戰(zhàn)提高練習分層完成作業(yè)課題骨骼、控制器裝配——使用蒙皮進行手臂的骨骼綁定授課人課型新授課時1課時教學目標知識目標：通過本任務的制作，掌握使用【IKHandleTool（IK手柄控制）】命令為關(guān)節(jié)添加反向動力控制器的方法，掌握使用【SmoothBind（光滑綁定）】命令綁定骨骼和對象及使用【detachSkin(分離蒙皮)】命令解除骨骼綁定。能力目標：能夠自己進行骨骼的蒙皮并能夠?qū)?quán)重進行調(diào)整情感目標：培養(yǎng)學生觀察思維能力和自主學習、團結(jié)協(xié)作的意識。教學重點骨骼的蒙皮教學難點骨骼的蒙皮權(quán)重設置教學方法任務驅(qū)動教學法教學手段多媒體課件、多媒體廣播教學系統(tǒng)內(nèi)容與過程教師活動學生活動導入新課【出示影片：】創(chuàng)設情景思考問題：動畫中人物的肌肉運動與骨骼是如何有機結(jié)合的？(有效提問)【導入課題：骨骼、控制器裝配——使用蒙皮進行手臂的骨骼綁定】課前播放引導啟發(fā)欣賞、思考并回答問題出示任務分析任務一、任務出示請跟著老師對手臂進行骨骼的蒙皮對手臂進行骨骼的權(quán)重設置保存自己的任務成果為后面的綜合任務做鋪墊二、任務分析1、制作分析對骨骼系統(tǒng)進行動畫設置相當于產(chǎn)生了木偶鋼絲支架的動態(tài)效果，要使骨骼帶動角色模型產(chǎn)生運動效果則需要為骨骼進行蒙皮處理。使用【JointTool】為手臂添加骨骼。使用【IKHandleTool（IK手柄控制）】命令在關(guān)節(jié)中建立反向動力學控制器。使用【SmoothBind（光滑綁定）】命令綁定骨骼和手臂模型。2、工具分析使用【Skeleton(骨骼）】/【JointTool(關(guān)節(jié)工具)】命令為手臂添加骨骼使用【Skeleton(骨骼）】/【IKHandleTool（IK手柄控制）】命令使在關(guān)節(jié)間創(chuàng)建反向動力控制器。使用【SmoothBind（光滑綁定）】命令綁定手臂和骨骼。引導學生分析任務明確本節(jié)課教學任務根據(jù)提問回答問題任務一的完成任務三使用蒙皮進行手臂的骨骼綁定【任務分析】手臂與骨骼的有機結(jié)合需要使用蒙皮對骨骼進行綁定，而權(quán)重的設置將使骨骼對肌肉的控制程度更加合理化。骨骼與角色模型之間的關(guān)系可以理解為木偶和鋼絲的關(guān)系。在動畫方面，非常重要的一點是要理解骨骼對象的結(jié)構(gòu)。骨骼的幾何體與其鏈接是不同的，每個鏈接在其底部都有一個軸點，骨骼可以圍繞軸點旋轉(zhuǎn)?！局R準備】一、SmoothBind(平滑蒙皮)平滑蒙皮通過幾個關(guān)節(jié)影響相同的可變形對象來提供平滑的、有關(guān)節(jié)連接的變形效果二、RigidBind(剛體蒙皮)剛體蒙皮通過關(guān)節(jié)影響一系統(tǒng)列可變形對象點而提供關(guān)節(jié)連接的變形效果。對于剛體蒙皮，一個關(guān)節(jié)就會影響每個可控點，這會導致產(chǎn)生僵硬的彎曲效果【任務實施】操作步驟：1．單擊菜單【File】/【Open】命令，打開“project8/skin/scenes/arm.mb”文件,如圖8-31所示。將文件另存為“arm-OK.mb”。圖8-31手臂模型2.轉(zhuǎn)換至TOP視圖，單擊【Skeleton】/【JointTool】命令，對手臂模型的關(guān)節(jié)部位模型結(jié)構(gòu)進行骨骼系統(tǒng)創(chuàng)建，如圖8-32所示。圖7-32創(chuàng)建骨骼系統(tǒng)3.切換至透視圖，通過對骨骼關(guān)節(jié)進行移動和旋轉(zhuǎn)操作，使骨骼與手臂模型相匹配，如圖8-33所示。圖8-33調(diào)整骨骼與模型的位置說明：在為用色時行骨骼創(chuàng)建和編輯時，為了操作的方便，可以在視圖菜單中單擊【Shading(明暗)】/【X-Ray(X射線)】命令，將模型以一般