教程-附加內(nèi)容01-路徑動畫

教師郭啟晨、楊知君職稱初級專業(yè)影視動畫專業(yè)三維方向授課項目路徑動畫授課地點電腦機房教學(xué)時數(shù)3教學(xué)對象動畫專業(yè)二年級學(xué)生課程名稱：三維動畫制作技術(shù)一、教學(xué)內(nèi)容：1、路徑動畫和關(guān)鍵幀動畫的區(qū)別2、路徑動畫的制作原理3、參數(shù)詳解——時間線、參數(shù)長度、跟隨4、路徑動畫軸向的設(shè)置二、教學(xué)目標：1、使學(xué)生掌握路徑動畫的設(shè)置方法2、使學(xué)生掌握路徑關(guān)鍵幀的設(shè)置方法3、使學(xué)生掌握對象跟隨功能、創(chuàng)建晶格三、教學(xué)重點、難點：重點：路徑動畫的設(shè)置方法難點：路徑動畫中的對象跟隨功能與在路徑上創(chuàng)建晶格四、教學(xué)手段和方法：1、教材、教案、多媒體課件相互配合進行教學(xué)2、項目單卡、實訓(xùn)指導(dǎo)書引導(dǎo)學(xué)生進行思考和規(guī)范操作3、展示工程案例，使學(xué)生確立行業(yè)標準4、軟件的操作使用統(tǒng)一規(guī)范、方便以后流程化的生產(chǎn)制作5、實物、輔具幫助學(xué)生理解五、本次教學(xué)設(shè)計路徑動畫是對象的移動和旋轉(zhuǎn)屬性設(shè)置動畫的一種方式，它是通過一條NURBS曲線指定為對象的運動路徑來實現(xiàn)的。隨著曲線方向的改變，對象自動從一邊旋轉(zhuǎn)到另一邊。如果對象是幾何體，也可以根據(jù)曲線的輪廓自動變形一．創(chuàng)建路徑動畫1.創(chuàng)建一個簡單的路徑動畫①創(chuàng)建一個簡單的圓錐體（pcon1）。②創(chuàng)建一條NURBS曲線，這條曲線就是圓錐體運動的路徑。③首先選擇圓錐體，然后按住鍵盤“Shift”鍵并選擇曲線。④選擇Animate>MotionPath>AttachtoMotionPath命令。⑤按下時間欄的Play按鈕播放對象動畫。此時，圓錐體移動到曲線上。同時在曲線兩端會出現(xiàn)帶有數(shù)字的兩個運動路徑標志，這些標記指示圓錐體在起始和終點的位置和時間。另外，選擇圓錐體后，在GraphEditor窗口中同樣有動畫曲線。這個曲線是圓錐體motionPath1節(jié)點中的UValue屬性。我們可以調(diào)整動畫曲線，來改變圓錐體在曲線上的運動速度或者距離。2．AttachtoMotionPath選項窗口選擇Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath命令,打開選項窗口●ParametricLength（參數(shù)長度）設(shè)置Maya沿著曲線定位物體的方式，共有兩種方式：參數(shù)間距方式和參數(shù)長度方式。勾選此選項，是參數(shù)間距方式，不勾選此選項，則是參數(shù)長度方式。我們用下面的圖例就可以清楚地理解兩種方式的不同。上面的小球運動方式是參數(shù)間距運動方式：小球是沿著曲線的U參數(shù)的間距運動。在圖中。左邊的U參數(shù)間隔短，右邊的U參數(shù)間隔長，因為小球在每個間隔的運動時間是一樣的，所以小球在曲線上做變速運動。下面的小球運動方式是參數(shù)長度運動方式：小球總是沿著曲線的長度的百分比勻速地運動。●Follow（跟隨）當(dāng)此項打開時，Maya將會計算對象沿曲線運動的方向。Maya使用前向量和頂向量來計算對象的方向。并把對象的局部坐標軸和這兩個向量對齊，以便在對象沿曲線移動時Maya知道對象的指向。在曲線的任意點，前向量都和曲線的切線對齊，并指向?qū)ο蟮倪\動方向。頂向量與切線是垂直的?！馞rontAxis（前方軸）設(shè)置哪個對象的局部坐標軸和前向量對齊。當(dāng)對象沿曲線運動時，設(shè)置對象的前向方向?！馯pAxis（上方軸）設(shè)置對象的哪個局部坐標軸和頂向量對齊。當(dāng)對象沿曲線運動時，設(shè)置對象的上方方向。頂向量和由WorldUpType設(shè)置的全局頂向量對齊?！馚ank（傾斜）此選項可使對象在運動時，向著曲線的曲率中心傾斜（就像摩托車在轉(zhuǎn)彎時總是向里傾斜）。該項只有在Follow項打開時才有效，并且此項也會影響對象的旋轉(zhuǎn)運動。路徑動畫會根據(jù)路徑曲線的彎曲自動計算出應(yīng)該出現(xiàn)的傾斜程度。我們可使用BankScale（傾斜縮放）和BankLimit（傾斜限制）調(diào)整傾斜度。3．沿運動路徑設(shè)置動畫當(dāng)我們沿路徑曲線移動物體時，物體處于曲線上的不同點處，那么怎樣為物體設(shè)置不同的旋轉(zhuǎn)屬性呢？我們將用實例來進行解釋。實例：沿曲線行駛的汽車我們可以用MotionPathManipulatorTool(運動路徑操縱工具)手動地沿路徑曲線移動對象來創(chuàng)建一個路徑動畫。我們現(xiàn)在準備創(chuàng)建一架汽車沿一條曲線行駛的動畫。⑴準備沿著一個要沿路徑行駛的汽車。⑵為汽車創(chuàng)建路徑曲線。⑶選擇汽車，然后按住鍵盤“Shift”鍵，選擇曲線，選擇Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath，打開選項窗口。⑷設(shè)置TimeRange項為Start，并設(shè)置StartTime為1.0，確定Follow項處于打開狀態(tài)，其他選項用Maya默認的即可。然后按下Attach按鈕。4．沿曲面上的曲線動畫路徑動畫可以使用表面（NURBS）上的曲線作為路徑曲線。操作流程與全局空間的曲線上動畫是一樣的，然而在控制對象的上方向時，這種動畫具有特殊的靈活性。實例：緊貼地面行駛的汽車①準備沿著一個要沿路徑行駛的汽車。②選用Create>NURBSPrimitives>Plane命令，創(chuàng)建NURBS平面。③調(diào)整平面上的點，使NURBS平面大致成為一片簡單的地面③選擇這個地面，選擇Modify>MakeLive命令。然后選擇Create>PencilCurveTool命令，在這個地面上畫出一條曲線。④選擇汽車，按住Shift鍵，然后選擇創(chuàng)建的曲線。⑤選擇Animate>Paths>AttachtoMotionPath命令，打開選項窗口。確認Follow和FractionMode處于打開狀態(tài)，并設(shè)置UpDirection為Normal。單擊Attach按鈕。⑥單擊Play觀看動畫。汽車緊緊貼著地面沿著繪制出的曲線行駛。二.設(shè)置路徑關(guān)鍵幀使用Animate>MotionPath>SetPathKey命令我們可使用關(guān)鍵幀的動畫流程來動畫對象的位置的設(shè)置動畫，這時創(chuàng)建的是一個路徑動畫，而不是動畫曲線。實例操作：⑴選擇一個要設(shè)置動畫的汽車，移動它到開始的位置，并把當(dāng)前時間設(shè)置到第1幀。⑵選擇Animate>MotionPaths>SetMotionPathKey命令，我們可以看到在時間1.0處有了一個位置標記，說明含有單個CV點的曲線已被創(chuàng)建。⑶改變當(dāng)前時間為第10幀，然后移動汽車到第10幀時希望的位置。⑷再次選擇Animate>MotionPaths>SetMotionPathKey命令。這時我們看到一條從第1幀處到汽車當(dāng)前位置的曲線，該位置即為第10幀新標記的地方。⑸我們可以繼續(xù)為汽車的位置設(shè)置動畫。動畫設(shè)置完后，就可以使用在前面描述的所有其它路徑動畫工具來精確地修改汽車的基礎(chǔ)路徑動畫。⑹或者，我們還可以在其他任一時間移動汽車到新的位置上，再次選擇MotionPaths>SetPathKey命令，則曲線形狀將會改變，現(xiàn)在標記就會在汽車的新位置上。三.使用FlowPathObject對象跟隨路徑功能如果已經(jīng)沿路徑曲線動畫了幾何體（NURBS面或者多邊形對象），那么我們可以設(shè)置對象在運動時，使對象隨路徑曲線形狀的改變而改變，從而創(chuàng)建一種比較真實的效果。使用FlowPathObject命令可以圍繞在先前路徑動畫中動畫的對象創(chuàng)建晶格。有兩種方式來創(chuàng)建晶格：在路徑動畫的對象上創(chuàng)建晶格；在路徑動畫的路徑曲線上創(chuàng)建晶格。兩種方法都可以達到同樣的效果。但是我們將會發(fā)現(xiàn)：如果以后要在晶格上添加一些變形來達到分層的變形效果，則在這兩種方式中有一種將是非常方便的。實例操作:①創(chuàng)建一NURBS圓柱體和一簡單的曲線，如下圖。②選擇圓柱體，按住鍵盤“Shift”鍵并選擇路徑曲線，然后選擇Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath，打開選項窗口，參數(shù)用Maya默認，按Attach按鈕。現(xiàn)在，圓柱體已經(jīng)沿著曲線運動了。③在圓柱體處于選擇狀態(tài)時，選擇Animate>MotionPaths〉FlowPathObject，打開選項窗口：其中，在LatticeAround選項部分就是兩種類型的晶格變形：Object選項是圍繞對象創(chuàng)建晶格。Curve選項是圍繞路徑曲線創(chuàng)建晶格。這里我們選擇Object，按Flow按鈕，則我們圍繞圓柱體創(chuàng)建了一個晶格，④播放動畫。我們可以看到晶格和圓柱體一起沿路徑曲線運動，當(dāng)曲線的曲率變化時，晶格的形狀發(fā)生改變，從而使圓柱體發(fā)生變形。⑤同樣，我們也可以選擇Curve選項，圍繞曲線建立晶格。在這種情況下，圓柱體將跟隨圍繞曲線的晶格當(dāng)對象通過晶格的不同部分時使圓柱體變形。下面是3種不同的晶格的對比沒有使用FlowPathObject命令。使用FlowPathObject命令（圍繞對象建立晶格）。使用FlowPathObject命令（圍繞路徑曲線建立晶格）。游動的鯊魚——路徑動畫學(xué)習(xí)目標：如何使用MotionPath;如何增加MotionPathKey;如何使用FlowPath;如何改進路徑的分段速率。海洋中有許多生物的游移，它的運動方式是非常特殊的，像蛇行、鯊魚類游動….等等，甚至在陸地上也有沿著軌道賽車….等等，這些我們都可以利用路徑運動來做設(shè)定。制作一條鯊魚運動的路徑將本教程附帶的場景文件shark.mb文件調(diào)入場景。切換至頂視圖，我們可以看到一條灰色曲線（是一條平面曲線）。點選Show>Polygon，將此視圖中的Polygon物體（鯊魚）隱藏，下面我們利用現(xiàn)成的曲線來“描”出一條運動路徑。選擇CVCurveTool，在頂視圖從原點開始，沿著灰色的曲線描出一條新的運動路徑。如下圖所示：注意：開始的4個點必須成一條直線，這樣會有利于魚體的運動。我們再選擇這條曲線，按F8進入component:point選擇狀態(tài)，選取CVs點在別的視圖中調(diào)整這條曲線，使它成為立體的合適的運動曲線。注意不要動前面4點。見下圖所示：讓鯊魚在曲線路徑上游動打開Hypergraph視窗，點選鯊魚“Shark”，再Shift加選curve2(新繪制的路徑曲線)。注意要選擇鯊魚的最上一級。進入Animation模塊，點選Animate>MotionPaths>AttachtoMotionPath，打開其參數(shù)選項窗，設(shè)置如下：按Attach按鈕。此時可以按Playback按鈕，鯊魚就會硬梆梆地沿著路徑游動，時間是1—300幀。使用FlowPath命令在Hypergraph視窗再選擇Shark，選擇Animate>FlowPathObject，參數(shù)選相視窗設(shè)置如下：按下Flow按鈕，在路徑上會產(chǎn)生一個Lattice，如下圖所示：但是這個Lattice并不能滿足真正運動的曲率，所以我們必須給Lattice增加段數(shù)。選擇這個新建的Lattice，在ChannelBox中UDivision的參數(shù)，它就是這條路徑長度的變形晶格數(shù)。沿著路徑曲線的經(jīng)格變得很平順：關(guān)閉場景中的Deform的顯示，我們看到鯊魚平滑地在路徑上勻速游動：4．調(diào)整動畫如果你希望鯊魚在曲線上進行變速運動，比如200幀前的游動的速度較快些（也就是通過的路徑較長），后面的速度較慢些（也就是通過的路徑較短）。我們可以用下面的辦法來達到。我們將Frame移至第200幀，選擇Shark節(jié)點，點選Animate>MotionPath>SetMotionPathKey命令。這時我們看到場景中