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Maya 3D:從零到英雄/Maya 的功能

來自華夏公益教科書,開放的書籍,為開放的世界

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Maya 的功能

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雖然大多數 Maya 專案的最終產品是二維 (2D) 光柵影像,出現在平坦的表面上(無論是顯示器、電影螢幕還是紙張),但這些影像被稱為“3D”,因為它們呈現了深度的錯覺。換句話說,觀察影像的人很容易區分哪些部分應該更近,哪些部分應該更遠。

一個例子

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這是一個使用 Maya 製作的逼真的靜態影像。

仔細觀察建築物。

  • 由於它被電腦螢幕遮擋,你可以判斷帳篷是在螢幕後面而不是前面
  • 物體頂部和底部的邊緣似乎向樹的底部匯聚的方式,讓你可以判斷牆壁和你的視角之間的角度。
  • 你的大腦將牆壁的深色部分解釋為陰影,讓你可以估計光源的位置,即使太陽在影像的框架之外。

雖然可以使用 2D 圖形軟體(或畫筆)手工製作深度錯覺,但 Maya 提供了一種更簡便的方法。

作者在電腦中構建了一個虛擬的 3D 世界,然後使用 Maya 渲染場景(將其轉換為 2D 影像)。

3D 製作流程中的步驟

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製作上面這樣的影像,首先需要兩個主要步驟

  • 建模,也就是建立你的小型 3D 世界,也稱為模型場景。這涉及定義物體的幾何形狀,使其看起來像由特定的材質製成,設定燈光,以及定義相機視角。
  • 渲染,也就是從相機的視角實際生成世界的影像(如果你願意,可以將場景“拍攝”下來),供你的觀眾欣賞。

3D 通常用於製作,不僅是單個靜態影像,還有動畫。這需要一些額外的步驟

  • 繫結 — 設定一個繫結,即一種變形(改變形狀)角色的方式,可以透過各種可重複的方式來逼真地模擬關節運動、面部表情和其他類似於現實生活中的人或動物的動作。
  • 擺姿勢 — 使用之前建立的動畫繫結,隨著時間的推移,編排 3D 場景中物體及其部件的位置。
  • 渲染現在涉及建立一整套,表示隨著時間的推移產生的運動,而不僅僅是單個靜態幀。

但這還不是全部。為了使上面的結果看起來更逼真,通常還需要額外的過程

  • 雕刻 — 一種更具機理的模型物體方式,就像用泥土塑造物體一樣。這會產生更復雜、不規則的形狀,模擬自然界中真實存在的物體,而不是隻存在於數學世界中的乾淨、簡單、幾何形狀的物體。
  • 紋理繪製 — 你可能熟悉那些讓你可以在 2D 數字畫布上繪製圖像的程式。這些程式通常用於 3D 製作中,用於建立紋理,這些紋理被“包裹”在 3D 物體的表面,以使其外觀更加有趣。3D 程式通常還允許直接在這些物體的表面上進行繪製,因此可以立即觀察到設計的效果,而無需經過單獨的將影像繪製在平坦的表面上然後包裹的步驟序列。
  • 物理建模 — 模擬真實世界物體在真實世界力作用下的行為,例如硬球碰撞、軟布在重力作用下懸掛在障礙物上、水流和傾瀉。這些方面都有可用的數學公式,可以產生非常接近現實生活的結果,你需要的只是計算它們的計算能力。
  • 動作捕捉,或動作捕捉:製作看起來像真人動作(行走、跑步、跳舞等)的逼真動畫可能很困難。因此,人們採用了捕捉真人演員動作的技術,用特殊的標記貼在他們身體上的關鍵點上進行拍攝,並進行電腦處理來跟蹤這些標記的運動,並將它們轉換為動畫繫結的相應運動。
  • 合成 — 在這裡,3D 渲染與真實的攝影/實景鏡頭合併,使其看起來像是渲染的模型位於真實世界場景中,或者反過來,真人演員位於渲染的場景中。如果以適當的技巧進行,尤其要注意匹配燈光和陰影的效果,觀眾將無法區分什麼是真實,什麼是虛假!

為了使混合更復雜,有兩種型別的渲染

  • 即時渲染是在嚴格的時間限制下進行的渲染,通常用於互動式應用程式,如影片遊戲。例如,如今大多數遊戲玩家認為螢幕必須每秒更新 60 次,才能渲染流暢的運動,並對玩家的動作做出足夠快的響應。這些時間限制對可以使用的渲染技術的型別施加了重大限制。
  • 非即時渲染是時間限制不那麼嚴格,質量是最重要的因素。例如,在製作單個靜態幀時,花費幾分鐘或幾小時並不重要,因為最終影像的美觀和細節是值得的。在渲染好萊塢級別的電影時,每幀可能仍然需要花費幾個小時,但使用包含數百甚至數千臺機器的渲染農場,這些機器同時處理不同的幀,使整個序列可以在幾周內完成。

其他資源

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3D 模型資源

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華夏公益教科書