基于Maya的人物角色行走运动的设计
Maya动画课程设计
Maya动画课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解Maya软件中动画制作的基本原理和操作流程。
2. 学生掌握关键帧设置、动画曲线编辑、角色绑定和动画控制器等核心概念。
3. 学生了解并掌握动画运动规律，如重力、惯性、弹跳等物理现象的模拟。
技能目标：1. 学生能够独立操作Maya软件，完成基础角色的行走、跑步、跳跃等动作动画制作。
2. 学生通过实践学会分析并解决动画制作过程中遇到的技术问题。
3. 学生掌握动画项目的时间管理和协作沟通技巧，形成团队合作的初步意识。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对动画制作的兴趣，激发创新思维，提高审美能力。
2. 学生通过动画创作，学会观察生活，关注细节，培养耐心和细心的品质。
3. 学生在团队协作中，学会相互尊重、支持和帮助，形成积极向上的学习氛围。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重学生动手能力和创新思维的培养。
学生特点：六年级学生，具备一定的计算机操作基础，对动画制作有一定兴趣，好奇心强，喜欢探索新事物。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，强调操作技能的培养，同时关注学生情感态度价值观的引导。
通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在完成课程学习后，具备一定的动画制作能力和团队协作意识。
二、教学内容1. Maya软件基础操作：介绍界面布局、工具栏、视图操作等基本功能，让学生熟悉软件环境。
- 教材章节：第一章 软件概述与界面布局- 内容：界面自定义、工具栏使用、视图操作、快捷键设置。
2. 动画制作原理与流程：讲解动画制作的基本原理，如关键帧、动画曲线等，并介绍完整的动画制作流程。
- 教材章节：第二章 动画基础- 内容：关键帧设置、动画曲线编辑、时间滑块的使用、动画预览。
3. 角色绑定与控制器：学习角色绑定方法，掌握控制器的基本使用。
- 教材章节：第三章 角色绑定与控制器- 内容：骨骼与关节、控制器创建与编辑、约束与驱动。
4. 动画运动规律：学习重力、惯性、弹跳等物理现象在动画中的模拟。
MAYA软件的动画角色设计和实现
MAYA软件的动画角色设计和实现Maya软件是一款强大的三维计算机图形软件，它广泛用于电影、视频游戏、动画等领域的角色设计和实现。
在Maya中，设计师可以使用各种工具和功能来创建精美、逼真的动画角色，包括建模、绑定、动画、渲染等方面。
下面将详细介绍在Maya中进行动画角色设计和实现的过程。
接下来是角色绑定的环节。
角色绑定是指将角色的模型和骨骼进行连接，使得角色可以根据骨骼的动作而产生相应的形变。
在Maya中，可以使用绑定工具和功能来完成角色绑定的工作。
首先，设计师需要在角色的模型上创建骨骼系统，通过划分关节、连接骨骼、设定约束等方式来构建骨架。
然后，将模型与骨骼进行连接，即将模型的顶点通过皮肤绑定等方法绑定到骨骼上，使得骨骼的动作可以导致模型的相应变化。
绑定完成后，可以进行一些调整和优化，如调整权重、改善皮肤绑定等，以实现更加自然和流畅的动作。
最后是角色渲染和输出。
在Maya中，可以使用渲染工具和功能将角色的模型和动画输出为图像或视频序列。
通过设定渲染参数、灯光设置、材质贴图等方式，可以实现对角色的外貌效果进行加工和改善，并生成高质量的渲染结果。
设计师可以选择不同的渲染引擎和渲染设置，如Mental Ray、Arnold、V-Ray等，以满足不同的需求。
渲染完成后，可以将渲染结果输出为图像序列或视频文件，用于后期剪辑和合成，或直接用于游戏、电影等制作中。
综上所述，Maya软件提供了丰富的工具和功能，可以实现动画角色设计和实现的全过程。
通过Maya，设计师可以进行角色建模、绑定、动画制作以及渲染输出等环节，创造出精美、逼真的动画角色形象。
Maya的强大功能和灵活性使得角色设计与实现的过程更加便捷和高效，为动画制作提供了有力支持。
Maya人物角色动画技巧
Maya人物角色动画技巧动画是一种艺术形式。
3D动画的过程可以包括各种软件应用程序中的一些非常技术性的工具和工作流程。
但是像Maya这样的工具，也提供了一些非常强大的加速动画工作流程的方法。
这些工具和工作流调整可以提高你的生产力，让你更多地专注于你的项目。
我们来看一下这几个简单的工作流程小窍门。
隔离动画频道当创建动画，特别是复杂的人物动画时，你可能会在很多不同的频道发生很多动作。
人物将上下移动，从一边到另一边，以不同的轴旋转，身体的不同部位将以不同的方式和不同的时间移动。
随着所有这一切，有时可能难以确定和处理问题。
通过隔离特定通道，你可以暂时将任何与你尝试排除故障的动作，直接相关的动作禁用。
例如，假设我们想在这角色的运行周期中隔离出这个角色的边对边动作。
我们可以选择我们要查看的控件并打开Graph Editor。
在这种情况下我们要隔离的动作是Translation X。
所以我们可以选择所有其他频道并且禁用，并选择Curves>Mute Channel。
在这些频道被禁用的情况下，你只能看到角色的侧向动作，也就是Translation X，允许你根据需要调整曲线和时间。
完成后，只需选择已禁用频道，然后选择Curves>Unmute Channels，然后返回查看整个动画。
这可能是一个很好的方法来钻入问题领域，而不会影响任何其他动画曲线。
隔离部分绑定从模型的角度隔离动画不同方面的这种技术显得更便捷。
正如我们所讨论的，你的动画可能会在视觉上发生，从上半身的动作到手臂和腿的动作。
很多时候，在投入到动画的其他方面之前，最好可以先确定整体动作。
例如，如果一个角色在场景周围移动，你可以在确认腿部细节之前对上身移动的动画进行动画化。
选择你要“关闭”的身体的区域，然后进入Layer Editor。
选择Layers>Create Layer From Selected。
这将将该几何放置在其自己的图层上，允许你根据需要打开或关闭几何的可见性。
人物行走的基本规律
3.2 正常走路的设计原理
首先画出两个接触点
在正常保守 的走路中 胳 膊与腿的方 向总是相反 这样身体才 能平衡 有力
接触
接触
然后我们加上过渡位置 中间位置或“小原画” 即中间过程
过渡位置 （略高于中间点）
腿在过渡位置 时正好往上 它就准备把骨 盆 身体和头 部都稍微抬高 一点
接着是下降位置 弯曲的腿承受重量
3.7 练习作业
作业内容及要求
1、设计一组侧面正常逐步向前 走路的循环动作
2、设计一组含有空间幅度并做夸 张 的走路动作
3、要求动作设计准确 合理 流畅
过渡位置向下，左腿变成这样
双腿叉开插入5号图作为中 间画,13号图向上,脚平伸
产生的结果
这全在于对时间点和空间幅度的控 制由此引申出来的姿势无穷无尽
脚平伸
延迟腿的动作
举例:踮起脚尖的蹑手蹑脚
这种走路姿势脚步翻 的很快，脚像火花 塞一样上拍下降:必 须用一拍一这个动 作可以做成4格,即 每秒6步，适合于快 的节奏。
1
对
行
走
行走是身体向前扑并
的
同时站稳不致摔倒的
认
过程
识
行走时身体往往会
倾斜走得越慢身子
越平衡走前行走
人物行走最显著的特征就是手足运动呈交叉反向运动
右手前
左手前
左腿前
右腿前
错误的姿势 左手前 左腿前
人在走路的时候身体躯干呈现出高低起伏的状态
３
设
计
节
节奏是让动作好看的关键
动 画 动画运动设计 ANIMATION
动画运动设计人物行走运动设计
一、人物行走的规律 1、对行走的认识 2、掌握重力感 3、掌握设计节奏 4、脚部动作的规律 5、手臂动作的规律
《高级动画制作技术》教案——04章_制作人型角色的走路动画.docx
教案四：制作人型角色的走路动画 一、教学基本情况 授课基本信息 课程名称 高级动画制作技术 授课单元 04JM作人型角色的走路
动画
授课班级 授课学时 12
授课地点 授课形式 多媒体教学模式.理论+实践
参考教材、1.敦材选用 《Maya角色动画规律及设定（第2版）》杨桂民编人民邮电出版社 螃教师自编讲义
2.弁考资料 《动画师生存手册一原动画基础教程》理杳德-威廉姆斯中国背年出版社 《动画一一角色的运动和动作》克里斯-韦伯斯特人民邮电出版社 《动画师之路-经典动画原理学习手册》王博人民邮电出版社名迪士尼黄金圣典B活尔特-斯坦奇菲尔德人民邮电出版社
学内容 1 .r好走路动画的原埋（运动规律）：
2 .掌握走路动画9Pose制作；
3 .制作写实人物的走路动面；
4,制作卡通风格的走路动Ah
学情分析 I、从之前的一技术操作”思维，转换到如今在熟悉相关理论之后的“设计创意”思维，这种转变造成知识点、相关技术
行时不好量化，学生容易产生迷茫、无所适从； 2、课时并不算多•课匕有限时间内.学生无法通过大量练习实现思维的转换,这需要在课前引导和课后方面下功夫： 教学平台与资源 教学目标与重 知识目标 技能目标 索质目标
教学目标 1、理解传统动用理论中关于
“人物走路”的运动规律：2、了解各种类型和风格的走路动作: 3、了解：维角色动画的制作流程
及相关概念： 4、
B1.ocking.Po1.ishingxPosing.ExtrcmcPosc∙.InBeHreenPose等概念： 5、理解写实人物走路的运动规
律和注意小项： 6、理解K通风格走路的运动规
律和注意事项：
1、观看经典动画走路相关；
2,临摹经典动画里的型要Pose：
3、制作“双胭球”的走路动：
1.制作半身行走的关位Pose： 5、进行重心网整：
6、进行腿部调整：
7,进行动箱的前期规划：
8、制作第一阶段大Pose： 9、进行下半身调整：
Maya技巧分享：如何制作逼真的角色动画？
Maya技巧分享：如何制作逼真的角色动画？Maya技巧分享：如何制作逼真的角色动画？随着计算机技术的不断发展，动画制作变得越来越真实。
要制作逼真的角色动画，需要使用强大的三维动画软件，例如Maya。
在未来的2023年，Maya将更加强大，可以帮助动画师们实现更多的想象和创意。
下面我们将分享一些在Maya中制作逼真角色动画的技巧和经验。
1. 使用真实物理真实物理是制作逼真动画的重要因素之一。
Maya中有许多物理模拟工具，例如Hair和nCloth。
使用这些工具可以模拟人物的物理行为，例如头发、衣服和皮肤的运动。
我们可以在Maya中创建真实的布料和毛发模型，然后使用动画控制器调整它们的动作。
例如，在Maya中创建一条衬衫的布料模型，我们可以通过调整相应动画控制器的数值，让衣服在角色移动时自然地随之晃动。
我们也可以使用Hair工具创建逼真的头发，通过调整动画控制器的数值，让头发在风中飘动，或者在人物行走时跟随头部的动作。
2. 动作捕捉技术动作捕捉技术是将现实中的人物动作转化为数字形式。
Maya中的动作捕捉工具可以让我们将现实中观察到的人物动作数字化，便于我们在Maya中进行后期制作。
动作捕捉技术可以大大减少手动调整动画的时间和精力，使动画的制作更加高效。
3. 关键帧动画关键帧动画是手动调整动画的常用方法之一。
在Maya中，我们可以使用关键帧动画来调整人物的运动。
关键帧动画可以在物理模拟和动作捕捉数据之外，增加一些特殊的运动和细节。
例如，我们可以使用关键帧动画来调整人物的表情和手势，以及人物的触地动作和跳跃运动。
4. 人物模型的设计人物模型的设计对逼真动画的制作非常重要。
在Maya中，我们可以通过人物模型的设计来实现逼真的动画效果。
例如，我们可以调整人物的身体比例，改变人物的肌肉形态，或者增加人物的细节模型，如指甲和皮肤纹理等。
这些细节可以让角色看起来更加真实，使动画更加逼真。
总结在未来的2023年，Maya技术将变得更加强大，可以帮助动画师们创造更加惊人的作品。
人物行走运动规律和动画制作
3、接下来弯曲的腿伸直了，身体的重心移动到了最高点，同时后腿向前 移动，处于与前腿交叉的位置，我们称之为“规律剖析 • 常规行走动画练习
行走的运动规律剖析
• 行走可看作从一个平衡到另一个平衡的转变,转变的过程是极纯熟并且 巧妙地移动身体重心并使身体向前运动,继而双腿交替向前以防止身体 跌倒的一系列动作。
1、前脚后跟着地的瞬间,身体的重心处于两腿之间.这个画面一般是行走 循环中的唯一平衡状态.两腿之间的距离决定了跨步的长度,将这个长 度乘以二就是一个完整循环的移动距离。而这一姿势也是重心由后向 前转移的中间阶段。
4、后腿经过交叉的位置，继续前迈，身体的重心也随之前移。整个身体 处于接近跌倒的状态。
5、然后悬空的脚跟着地，就又转换成下一个平衡姿态。这时身体和第一 个平衡状态成左右镜象对称。这时就完成了一步，也就是1/2个循环。 接着做完剩下的1/2个循环就完成了整个循环。
图解：
常规行走动画练习
结合3Dmax的character studio的biped骨骼系 统来进行整个行走动画的制作流程讲解.
maya跑步动作循环
这个文档解释如何通过编辑动画曲线来创建跑步循环。
这个过程可以在任何的3D软件中通过编辑动画曲线来实现。
文档中提到的“轴”可能因所使用的软件而发生变化。
虽然我用MAY A来做这个教程，但我会说明3d studio max中的轴。
这个练习使用的时间（帧）是20帧（每步10帧）。
软件的时间设置要调整为24帧/秒（电影）。
我们将使用20帧来简化这个练习，主要是因为主要的姿势（main pos e）是0-5-10-15-20。
引言据我所知有两种主要的动画循环的方法：姿势（pose）和分别动画身体的不同的部分。
这个教程将基于第二种方法，分别动画身体的每一个部分来创建循环运动。
首先，如果你没有用这种方法做过动画循环，而是用姿势到姿势（和我一样），用这种方法可能会有一点陌生。
一旦你理解了（方法）并且用这种方法来创建循环，最终效果将非常好。
不言而喻，这个文档的作者没有开发出这项“技术” 或者制作循环的方法，这种方法在专业动画师中是众所周知的。
要完成这个教程需要有动画曲线运用的中高级知识。
时间/间距我们在相应的轴开始动画臀部的向上和向下（TZ_3DMAX，TY_MAYA）。
上图是TY上的粗略曲线。
要获得一个好的“timing”，你需要设置更多的帧。
最重要的是（包括在循环的其他所有部分所依赖的）想象臀部是一个弹跳的球，尝试去给予其重量和节奏。
我们应该优化这个运动直到我们满意为止，但也不要过于要求自己，因为我们将在后面来优化这个动画曲线。
溜冰当我们完成臀部的运动后，我们接着来做脚的动画，就好象它是一个走循环。
这条曲线是一只脚的TZ曲线。
另一只脚的TZ曲线应该是同样的曲线，但是是反转的曲线。
我们在TZ方向上动画脚的位移，或者是相关的属性。
想象一下，当你完成这一步骤时，你应该可以看到这一段动画中的节奏。
高点姿势和过渡姿势这时候你应该保存文件。
如果我们做错了什么，我们可以恢复。
4楼好的，下一步不是调节动画曲线。
我们要用手来调姿势。
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计算机与现代化 2010年第3期J I S UANJ I Y U X I A NDA I HUA总第175期文章编号:100622475(2010)0320023203收稿日期:2009211201作者简介:邱亚萍(19842),女,江西临川人,集美大学诚毅学院助教,硕士,研究方向:动画原创设计及研究。
基于Maya 的人物角色行走运动的设计邱亚萍(集美大学诚毅学院,福建厦门360121)摘要:阐述在M aya 软件中制作人物角色行走的流程以及一些相关注意事项。
通过分析人体行走过程的重要特征,详细论述人物角色行走动画的制作过程,探讨M aya 技术在人物角色行走动画中的应用技巧。
关键词:M aya;角色行走;动画制作中图分类号:TP317.4 文献标识码:A do i:10.3969/j .issn .100622475.2010.03.007D esi gn of CharactersW a lk i n g M ovem en t Ba sed on M aya TechnologyQ I U Ya 2p ing(Chengyi College,J i m ei University,Xia men 360121,China )Abstract:This paper expatiates the p r ocess of making characters walking,as well as s ome related considerati ons with M aya s oft 2ware .Based on analysis of characteristics of hu man walking,this paper circu m stantiates such ani m ati on p r oducti on p r ocesses,and discusses app licati on skills adop tingMaya technique in such p r ocess .Key words:Maya;characters walking;ani m ati on making0 引 言Maya 是美国Aut odesk 公司出品的世界顶级的动画软件,广泛用于影视制作、游戏开发、角色动画、网页设计和广告创意等领域,是有史以来最大的商业3D 图形应用软件。
Maya 在复杂性和功能性上都远超其他3D 动画软件,其强大的3D 建模、动画、纹理、灯光和渲染以及动力学模块吸引了无数计算机动画人员深入探索。
三维角色动画是计算机动画技术中最具挑战性的课题之一,主要涉及到建模、运动控制和绘制三个过程,其中运动控制难度最大。
首先,人体的运动自由度极大;其次,人体的任何动作都是许多因素协同作用所致;第三,每个角色都有自己的个性,如何体现角色个性是关键所在;第四,由于人类行走是最常见的运动,因此角色运动中任何细微的不协调都很容易被观者所察觉。
本文针对目前仿真人体直立行走过程中存在的缺陷(如动作不自然问题、姿态转变存在突变现象等),分析在Maya 中人体的运动模型及直立行走的控制方法,并对人体运动控制过程进行探讨,有效提高人体运动的自然性和真实感。
1 人体行走过程分析目前,国外对三维人物角色运动控制的研究主要采用三种方式:(1)关键帧方法;(2)运动捕捉技术;(3)基于仿真的运动控制方法。
本文对人物角色运动控制的研究是基于仿真的,着重于人物角色步行运动控制方法的研究。
为在动画场景或虚拟环境中生成人物角色的动态步行运动,必须进行如下工作:把步行运动过程简化为一个固定周期的重复运动,综合设计这一个固定周期内人物角色的步态轨迹;运用某种控制方法实现周期内人物角色对期望步态轨迹的跟踪控制;分析相邻运动周期之间的切换条件,控制人物角色实现连续稳定的周期性步行运动。
24 计 算 机 与 现 代 化2010年第3期人体行走运动是一个复杂的行为过程,它是人的身体在腿的转动运动的带动下进行移动。
在人体行走的这一循环的、周期的运动过程中,一些重要特征会发生变化,如下:(1)身体重心的上下变化:人体在行走过程中,身体的重心会随着下肢的运动而发生周期性的上下运动。
(2)身体的旋转动作:人体是一个动态的平衡体,就如一个上下有两个横杠(肩部和跨部)、中间是一节弹簧连接的平衡体。
当跨部发生旋转动作时,肩部会随之发生相反的动作加以平衡。
(3)身体重心的左右偏移及身体的侧旋:在行走的过程中,身体的重心除了上下移动外,还会随着两腿的交错循环发生左右偏移,同时身体会有轻微的侧旋动作,以保持身体的平衡。
(4)手臂的摆动动作:随着下肢循环交错的动作,手臂会出现周期性的摆动以平衡身体,当右脚在前时,左手会相应地摆动到身体前方;反之亦然。
(5)脚的动作:脚从身体的后部移动到身体的前部,如以脚踝为点将脚的运动轨迹描绘下来,大致会出现一条抛物线的形状。
脚的起步动作速度一般较缓,中间位置加快,落地时也较快。
2 人体行走的动画制作流程人体行走是一个很复杂的过程,不仅仅要使脚移动,还有臀部、脊骨、胳膊、肩膀和头都要做同步移动来维持平衡。
掌握身体各部分的变化是设计好人物行走动画的关键。
根据以上对人体行走过程的分析,在Maya 软件界面上制作人体行走的动画过程如图1所示。
图1 人体行走的动画制作流程具体操作步骤如下:(1)建立模型,本文中直接在Maya 的界面导入已完成的人体模型,如图2所示。
(2)进行人物角色骨骼装配及全身I K 骨骼装配,检查角色骨骼装配设置是否正确(如后背、根关节),然后将手柄固定状态解除,双手的Fastness状态图2 Maya 界面下的人体模型打开,如图3所示。
图3 人体模型角色骨骼装配(3)设定时间。
在制作过程中以“格”(或“帧”)为单位(1秒=24格),设定时间为24格。
(4)调整起始姿势。
在第0帧的位置选择右脚向前移动,左脚向后移动;分别设置左右脚的后脚跟、脚尖的角度、Z 轴距离,如图4所示。
图4 人体模型的起始姿势(5)设置运动关键帧。
首先在草图中画出脚的两个接触点,如图5(a )所示。
分别在左右脚第0帧和24帧位置上按S 键设置关键帧(初始姿势和结束姿势要保持一致)。
选择根关节,分别在第0、12、24帧设置关键帧,其中第12帧两只脚正好同时着地,根 2010年第3期邱亚萍:基于M aya 的人物角色行走运动的设计25 关节状态跟起始、结束状态一样,如图5(b )所示。
图5 人体模型行走时脚的动作(6)为了保证左右脚关键帧设置一样,使用copy和paste 命令。
根据人行走步伐是交替进行的原理,点击右键将左脚第0帧动作进行copy,在右脚第12帧位置执行paste 命令,如图6所示。
图6 第12帧人体右脚的动作(7)利用同样的方法对左脚关键帧进行设置,点击右键将右脚第0帧动作进行copy,在左脚第12帧位置执行paste 命令。
(8)行走时脚会完全落地,在第3帧调整数值至右脚放平状态设关键帧,然后在第6帧调整左脚的数值,如图7所示。
图7 第6帧人体左脚的动作(9)设置右脚的行走关键帧,方法如步骤(8)。
(10)执行windo w →p layblast 命令,勾选vie wer中I m age vie wer 项,对人物行走动画进行预演。
(11)为防止脚行走发生滑动影响效果,需要调节动画曲线。
打开右脚图改编辑器,删除曲线上多余的关键帧及调整曲线光滑度,修改动画曲线类型,如图8所示。
图8 右脚图改编辑器的修改(12)如法炮制,修改左脚的动画曲线类型。
(13)人体行走的动画制作流程完成后,就可以得到逼真的人体行走动画。
图9为人体在一个行走周期的动画截图。
图9 Maya 界面中人体行走动画3 结束语本文在分析人体行走控制原理的基础上,采用Maya 软件作出了较为逼真的人物角色行走动画。
该制作过程实观起来比较简单,能够真实、自然地实现人体行走运动,具有一定的交互功能。
不足之处是交互功能有限,只能够实现中性的行走运动,不能够实现行走运动的个性化、感情化,这些不足之处也是笔者下一步工作的努力方向。
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