用Maya中的表达式功能生成随机自动动画.pdf

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1、龙源期刊网 http:/ 用 Maya 中的表达式功能生成随机自动动画 作者：惠晓钟 来源：价值工程2011 年第 23 期 摘要：目的：说明在三维动画制作软件 Maya 中如何用表达式功能生成随机自动动画；方法：先分析了表达式功能的特点，然后用几个典型的示例说明表达式的动画应用；结果：说明了表达式应用过程中的几个问题；结论：通过几个自动动画示例的代码分析，说明表达式对于生成随机自动动画是可行的，有助于动画师增加动画效果，节省动画制作时间。Abstract:Objective:States how to generate automatic animation with Maya expres

2、sion.Methods:First,analyze the basic characteristics of Maya expression.And then use examples to show the typical usage of Maya expression in generating automatic animation.Results:States several problems in use of Maya expression;Conclusion:Through code analysis of several animation examples,presen

3、ts that it is feasible to generate automatic animation with Maya expression.It makes animation more interesting,and simplifies the work of animators.关键词：三维动画；Maya；表达式 Key words:3d animation；Maya；expression 中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）3-0138-02 0 引言 Maya 是业界公认的三维动画制作软件，我国的三维动漫基地普遍使用了这一

4、软件。它强大的角色动画、动力学、毛发等功能为动画制作者提供了极大的便利。我们知道，目前动画的制作无论是物体动画、还是人物角色动画都采用的是关键帧编辑方式或运动捕捉方式。尤其是第一种方式已经成为动画业的不二法门。对于一些重复性的动画，如球体的弹跳等，Maya 可以用重复循环的命令来实现。但日常生活中，除了角色的基本动作之外，还有一些随机的运动，例如人的眨眼动作、飞机飞行过程中的振动、汽车行驶中的颠簸、花瓣在水面的飘浮等，不能用简单机械的重复动画处理。本文探讨的是如何用 Maya 的表达式功能生成有趣的自动动画，为动画师节省大量时间，并增强动画的自然效果。1Maya 的表达式功能 Maya 的表达

5、式（Expression）功能的作用是向 Maya 传达指令，从而控制对象的属性随着时间变化而产生变化。对象的基本属性有三个轴向的位移（translate）、旋转（rotate）、缩放（scale）和可见性（visibility）等。要注意的是，只有可以设置关键帧并且没有被锁定的对象属性才能用表达式可以设置动画。龙源期刊网 http:/ Maya Expression有如下特点：表达式含有 Maya 全局变量，如：time（计时器）、frame（动画帧）等。语法规则与Maya 的脚本语言 MEL的语法规则一致。一般表达式是全局有效，在任意时刻都起作用，除非对 time 添加条件判断。表达式执行

6、方式是解释执行，速度不快，尤其是在场景中对象很多的情况下。表达式中所使用的对象名称与表达式关系密切，修改对象名称后，表达式会失效。要为动画场景中的某个对象设置表达式动画，可先选择动画对象，然后选择Window/Animation/Expression Editor打开表达式窗口。窗口下方的文本窗就是用来输入表达式语句的。表达式常常是很简单的一行或几行代码，就可以产生很有趣的动画效果。2 几个表达式动画典型例子 在 Maya 中，三维物体的 translateY 属性控制着物体的空间位置高度，假设要为一个球体Ball 设置在空中上下浮动的动画，可以在表达式窗口中找到 Ball 的 transla

7、teY属性，并且在输入框中键入如下代码：Ball.translate Y=sin(time)；这里 time 是一个内置函数，它以秒为单位返回系统计时器的值，sin（time）用来以时间变量为基准，返回一个按照正弦曲线变化的数值，赋给球体的高度位移参数。从而使球体随着时间的变化而上下运动。表达式也可以用来链接不同对象的属性，即一个对象的某一个属性变化引起其它对象一个或多个属性变化。一个典型的例子是创建钟表指针的动画。假设钟表的三个指针分别被命名为：secondHand（秒针），minuteHand（分针），hourHand（时针），并且已经将其旋转中心调整到钟表中心位置，旋转轴为 Z。同样，我

8、们可以利用 Maya 的内建函数 time 来实现这一功能。首先从秒针开始。我们知道秒针每秒钟转动 6度，secondHand.rotateZ=-time*6；根据三个对象的角度变化关系，我们可以将分针和时针的转动角度分别设置为：minuteHand.rotateZ=-time/10；hourHand.rotateZ=-time/600。这样，当播放动画预览时，就会看到三个指针分别以既定的速度转动。龙源期刊网 http:/ 另外一个典型的例子是用汽车车身的位移动作来控制车轮的转动。如图所示：我们希望当动画师选择车身沿着汽车行驶方向移动时，车轮能够自动旋转，而不需要动画师逐一为车轮设置关键帧。这

9、里的关键所在是将用汽车车身的移动引发车轮的转动动作，也就是要将汽车行驶的距离数据换算成车轮转动的角度值，我们可以利用半径、周长、角度以及距离之间的关系来解决这个问题。假设汽车车身命名为 cheshen，其中一个车轮对象命名为 chelun01，车轮半径为 r，汽车开动的方向为 x轴。则可以选择车轮，进入表达式窗口，在列表中选择 Chelun01.rotateZ这个属性，键入如下代码：Chelun01.rotate Z=（cheshen.translateX/2r）*360；这样，我们只要给车身制作前后移动动画，车轮就会随之自动旋转。有趣的是，如果将汽车沿 x 轴向负向拖动，车轮也会随之倒转，动

10、画效果非常自然。此外，Maya 中还有几个特殊的函数和运算符，可以用在表达式中，是动画更加有趣。例如：noise 函数用来产生燥波型动画，余数运算符%可以用来控制动作的时间间隔。下面这个表达式使用余数运算符%来控制粒子对象 balloonShap 的色彩属性 rgbPP 改变的时间。Frame 是内置全局变量，数值为当前的动画帧号，当 Maya 动画帧频率设置每秒 24 帧时，frame%24=0 表示的是每隔一秒钟。所以，这个表达式运行的效果就是每隔一秒钟，粒子系统balloonShape重新用 sphrand()函数生成一次随机颜色。if（frame%24)=0）balloonShape.

11、rgbPP=sphrand（1）；3 结论 可以看出，表达式功能对于生成简单重复的自动动画非常有用，应用得当，可以增加动画效果的丰富性和有趣性，同时，也省去了动画师手动设置关键帧动画的麻烦。需要注意的是，对于同一个物体的同一个属性，只能用一个表达式进行动画设置，而同一个表达式却可以赋予一个物体的不同属性或其它物体的属性。此外，还要注意，影响用 keys（关键帧）、set driven key（设置驱动关键）、constraint（束缚）、motion path（运动路径）等动画功能已经做了动画设置的物体属性，不能再使用表达式功能，否则 Maya 就会提示出错信息。参考文献：1（美）Tom Me

12、ade，Shinsaku Arima.Maya 完全学习手册（The Complete Reference）M.董梁，高文婷译.清华大学出版社：504-510.2David Gould.Complete Maya Programming：An Extensive Guide MEL and C+API M.北京：电子工业出版社 龙源期刊网 http:/ 3汤晓山计算机三维动画M北京：清华大学出版社，2007.4夏航.MAYA 软件中使用 MEL脚本设计粒子碰撞J.中国现代教育装备.2010.105（17）：31-34.5罗汉Maya MEL 动画编程从入门到精通M北京：兵器工业出版社，2005.6吴文哲.MEL 语言在 Maya 场景设计中的应用J.数字技术及应用.2010.3:65-67.