鸟类飞行动画

鸟类飞行动画

【教学目的】

介绍鸟类的基本运动规律，以便在Maya的实战操作中运用原理，制作鸟类的飞行及表演动画

【学习重点】

鸟类的基本运动规律

1 鸟体构造

1.1 鸟类善于飞翔的身体因素

鸟类是由古爬行类进化而来的一支适应飞翔生活的高等脊椎动物。它们的形态结构除许多同爬行类外，也有很多不同之处。这些不同之处在爬行类的基础上有了较大的发展，具一系列比爬行类高级的进步性特征。

因善于飞翔。前肢特化成专门用于飞行的器官——翅膀，后肢用于行走和支持体重。鸟的嘴由角质喙构成，用于觅食，理羽、衔物，配合灵活的颈椎，鸟类的嘴可以部分代替“手”的作用。

鸟类的身体成纺锤体，可以在飞行时减少阻力和保持重心稳定。骨髓间充满空气，具备气囊。鸟类食量很大。消化得也特别快，因而使鸟的体力特别强。此外，鸟的神经系统发达，视力强，体重相对较轻，体表被羽毛等等。

1.2 鸟类按体型分为两类

1.2.1 阔翼类

如鹰、雁、天鹅、海鸥及鹤、鹭等，这类飞禽和涉禽，一般是翅膀长而宽，颈部较长而灵活。

天鹅

它们的动作特点是：

1、以飞翔为主，飞行时翅膀上下扇动变化较多，动作柔和优美。

2、由于翅膀宽大，飞行时空气对翅膀产生升力和推力（还有阻力），托起身体上升和前进。扇翅动作一般比较缓慢，翅膀扇下时展得略开，动作有力；抬起时比较收拢，动作柔和。

3、飞行过程中，当飞到一定的高度后，用力扇动几下翅膀，就可以利用上升的气流展翅滑翔。

4、阔翼鸟的动作都是偏缓慢，走路动作与家禽相似，涉禽类腿脚细长，常踏草涉水步行觅食，能飞善走。他的提腿跨步曲伸动作，幅度大而明显。

5、大鸟翅膀上下扇动的中间过程，需按曲线运动要求来画动画。

1.2.2 雀类

如麻雀、画眉、黄莺、山雀、蜂鸟等小鸟，它们的身体一般短小，翅翼不大，最小脖子

短，动作轻盈灵活，飞行速度较快。

黄鹂

蜂鸟

它们的动作特点是：

1、动作快而急促，常伴有短暂的停顿，琐碎而不稳定。

2、飞行速度较快，翅膀扇动的频率较高，往往不容易看清翅膀的动作过程（在动画中，一般用流线虚影来表示扇翅的快速）。飞行中形体变化甚少。

3、雀类由于体小身轻，飞行过程中不是展翅滑翔，常常是夹翅飞窜。小鸟的身体有时还可以短时间停在空中，急速地扇动双翅，寻找目标。

4、雀类很少用双脚交替行走，常常是用双脚跳跃前进。

2 鸟类飞翔动画

鸟类的飞行原理是：通过翅膀的扇动，向下拍打气流，利用气流的反作用力提升自己在空中的高度，维持它的飞行。假设鸟在水平飞行。当鸟的翅膀完全伸展开时，鸟在空中的高度相对达到最底点。当鸟开始收起翅膀时，它在空中的高度相对达到最高点。鸟类的翅膀可

以收放自如，但由于生理构造的特点，翅膀中间的关节可以向下和向后弯曲。因此当鸟类拍打翅膀的时候，为了增加向下时的阻力，翅膀伸展。为了减小向上的阻力时，翅膀收缩。

这是一组鸟飞行循环动作，有前视图和侧视图。图8跟随图1，图1同样重复着这个飞行姿势，到下一次循环。注意图2、3和4翅膀有略微弯曲（避免与上面的气流冲撞），这个部分飞行动作略慢，用了更多的画幅表现，从而看上去时间比较久，在图5、6和7，翅膀完全伸展，以获得更多的浮力，图8 快速向下扑打，完全展开的翅膀，获得推力在空中穿过。

注意：不是所有的鸟类翅膀的动作都这样剧烈，这组图表现的是小型鸟类。

鸟类适应于空中的快速动作。它们是流线型的，在空中消耗最小的能量。它凭借着气流的方向，帮助飞翔动作，飞翔时腿部蜷缩着紧贴身体或朝后拖曳着。

鸟类飞行的气体动力学非常复杂，这里不必详加叙述。飞行的冲击力来自鸟翼向身体下面的空气气垫的有力一击。这时，空气阻力使用羽毛之间紧密闭拢，而翅膀的面积则尽可能地张大，最大限度地增强冲击力。鸟类胸部肌肉发达，向下的冲击很有力。控制翅膀向上的肌肉力量则要小得多。在这一动作中，翅膀部分地折叠起来，使面积缩小，而羽毛象叶片似地分开，让空气从间隙穿过。身体经常稍微的向上倾斜，在向下一击时身体略略抬高，翅膀向上时，身体有稍稍落下。

在正常的飞翔中，翅膀不是笔直地上下的。向上扑打时，翅膀略向后，向下扑打时，略向前。这与我们料想中向前飞行的翅膀动作正相反，不过向前的推动力实际上是由于翅膀表面适当的倾斜度产生的。翅膀的这种向前和向后的扑打，尤其是当鸟盘旋在空气时（这时身体几乎垂直，翅膀的扑打几乎水平）特别明显。当鸟飞升或降落在地上时也是这样。

在一个飞翔的循环动作中，向上一击和向下一击的动作时间大约一样。除非较大的鸟，向下的一击要慢些。循环的长度要看鸟的大小而定。一般说，大鸟比小鸟动作要略慢些。例如，麻雀的翅膀在一秒钟内可有12个完整的扑打，而一只苍鹭或一只鹳一秒钟只完成两次。

动画1——9是重复的飞翔动作循环。动画1身体在空中稍稍下降，当翅膀向下压时，身体稍稍上升，如6。翼梢的翎毛散开，向后拖着以产生柔韧感。注意这些翎毛在向上一击如何分开——7和8——以便于空气从中穿过。

鸟儿在拍打翅膀的同时孩子还会进行上下运动。那么究竟在什么位置上开始运动呢？

当翅膀向下运动时（1），从高空气流中获取浮力，鸟儿的身体便自然的处于气流上方。保持向下伸展的姿势在空中滑行一段时间之后（2），翅膀再向上展开。这时为了避免与上面的气流冲撞，翅膀需要略微弯曲（3），并迅速向上展开（4）。而只要瞬间偏离了气流的方向身体便会失去浮力。这时，即使是略微的倾斜，身体的位置都会下降，于是便出现了鸟类的上下运动。除了燕子、蜂鸟等动作迅速的鸟类之外，缺乏这种上下运动，便无法逼真的表现出鸟类的特征。而越是体积大，动作缓慢的鸟类，这种上下运动越显得必不可少，它凸现了鸟儿拍打翅膀的力度。

当向下扇动时鸟儿显得稍稍高于水平线，而当它向上扇动的时候稍稍低于水平线。

2 鸟类飞行的动画制作

1、首先熟悉一下这只鸟的所有可key帧层级。

2、将时间滑条位于第零帧，根据鸟类的飞行规律，摆出第一个pose。(1-8见bird_001.mb）

3、将时间滑条位于第7帧，根据鸟类的飞行规律，摆出第二个pose。

4、将第一个pose复制到第14帧。

5、选中鸟的所有的层级，在graph editor中，选中所有的动画曲线，使用copy和paste将

这个飞行循环拷贝粘贴7次，得到112帧的飞行动画。

6、选中鸟的胸骨、脖子、头部这三根骨胳，在第35帧、第42帧、第49帧上，使鸟头部抬起。

7、选中鸟的jaw这根骨胳，在第35帧、第42帧、第49帧上，使鸟嘴部张开。

8、选中鸟的舌头的骨胳，在第35帧、第42帧、第49帧上，使鸟舌头抬起。

这样，在鸟飞行的过程中，它长嘴叫了一次的动画blocking做出来了。

9、接下来，做各个部分的overlap。(以下见bird_002.mb）首先做翅膀的。选中翅膀的c到

g的骨骼，在graph editor中选中所有的曲线，往后拖三帧。

选中翅膀的f和g的骨骼，在graph editor中选中所有的曲线，往后拖一帧。

用同样的方法，使chest和neck骨骼拖后一帧。使head骨骼拖后两帧。使tailD和tailE 骨骼拖后两帧。使tailB和tailC骨骼拖后一帧。酌情对clow调整一下。

这样，我们就完成了基本的鸟类飞行动画。

【作业】

利用所学鸟类的运动规律，制作鸟类的飞行和表演动画。