Пришло время сделать первый шаг в царство Maya и приступить к созданию собственного мира. Изучая возможности программы, не ограничивайтесь чтением справочных пособий. Освоение пойдет намного быстрее, если пытаться использовать функции программы на практике. Непосвященным кажется, что создание сцен не требует больших усилий, но как вам предстоит убедиться, это не так. Необходимо задействовать не только свои творческие способности, но и логическое мышление. Можно создать потрясающую сцену, но отсутствие эффективной организации создаст проблемы вашим коллегам или другим пользователям, которым придется с ней работать. Мало того, вряд ли вам удастся отредактировать сцену, вернувшись к ней через несколько месяцев после создания.
Мы собираемся познакомить вас с типичными этапами построения сцены с начала и до конца. Даже при наличии у вас некоторого опыта работы с программой Maya все равно остаются вещи, с которыми нужно познакомиться. Одним из лучших способов изучения новых методик является наблюдение за работой других. Иногда таким способом можно узнать об альтернативных способах выполнения различных задач.
В этой главе вам предлагается замечательная возможность своими руками создать сцену от начала до конца. Вы сможете прочувствовать процесс работы с программой, выполняя следующие действия:
Ключевые термины
Изопараметрические кривые (Isoparm). Кривая на NURBS-поверхности, дающая представление о ее топологии.
Вершина (Vertex). Безразмерная точка в трехмерном пространстве или на плоскости. Сегменты, соединяющие вершины, называются ребрами. Три и более ребер, соединенных в многоугольную форму, являются гранями, на основе которых строятся поверхности.
Управляющие вершины (Control vertices). Точки, определяющие форму NURBS-кривой.
Материал (Material). Набор характеристик, присваиваемых поверхности геометрической модели для придания ей сходства с поверхностью реального объекта.
Трассирование (Raytracing). Метод визуализации, позволяющий имитировать свойства материала зеркально отражать окружающие его предметы или преломлять световые лучи, проходящие сквозь материал. Также этот метод используется для получения более реалистичных теней от объектов.
Динамика (Dynamics). Имитация физических явлений. Вместо анимации объектов вручную создаются поля, действующие на объект, а затем программа вычисляет поведение объекта.
Динамика упругих тел (Soft body dynamics). Результат воздействия сил или полей на сжимаемые объекты. Например, удар такого объекта о стену вызывает не только его отскок, но и временную деформацию.
Проект (Project). Способ систематизации информации о сцене. Проект включает в себя несколько папок, содержащих файлы сцены и вспомогательные файлы, например, с созданными для объектов сцены материалами.
Программа Maya замечательно работает со структурой проекта. Если определить какую-нибудь папку в качестве корневой, программа затем самостоятельно создаст дочерние папки, систематизируя различные файлы, возникающие в процессе работы над сценой.
Но это не значит, что вы освобождаетесь от обязанности планировать структуру проекта. Если сесть и сразу приступить к созданию объектов, то из этого не выйдет ничего хорошего. Скорее всего, в итоге вам придется начать все с самого начала. Большинство аниматоров, работающих с компьютерной графикой, сначала делают наброски сцены на бумаге.
Вашим первым проектом станет моделирование шлюпки, плывущей по волнам океана. Вам предстоит смоделировать океан и шлюпку, назначить им подходящие материалы, анимировать шлюпку и визуализировать полученную сцену.
Упражнение. Первые шаги
В Maya работа над любой сценой начинается с создания нового проекта. Имейте в виду, что на прилагаемом к книге компакт-диске есть файл с фильмом, в котором каждый шаг данного упражнения объясняется по мере его выполнения.
ПРИМЕЧАНИЕ
В именах объектов или проектов Maya запрещено использовать пробелы. Вы можете использовать знак подчеркивания (например, new_scene) или чередование строчных и прописных букв (например, NewScene).
Систематизация папок с файлами проекта
В процессе создания нового проекта вы заставляете программу точно определить используемую по умолчанию файловую структуру. Задав корневую папку проекта, вы указываете, где находится информация о каждом из компонентов сцены. Внимательно посмотрите на папки, созданные в корневой папке вашего проекта. В большинстве случаев их назначение понятно из названия. Одной из самых важных является папка scenes, в которой находятся файлы сцены и вспомогательная информация о проекте.
Кроме того, в процессе работы над проектом важно сохранять сцену после каждого внесения в нее изменений. В этом случае у вас будет возможность вернуться к любой из предыдущих стадий проекта, просто открыв нужный файл. В Maya 4 появилась возможность сохранения файлов с именами, включающими возрастающие номера версий. Для включения этой функции щелкните на квадратике, расположенном справа от команды Save Scene (Сохранить сцену) меню File (Файл), и установите в появившемся окне диалога флажок Incremental Save (Сохранение с возрастающими именами). В результате внутри папки scenes будет создана папка incrementalsave, предназначенная для сохранения резервных копий сцены, имена которых имеют возрастающие числовые расширения (например, filenameOOO.mb, filenameOOl.mb и т. д.). По умолчанию число таких копий неограниченно, но, за-цав их предельное число, вы сэкономите дисковое пространство.
Рис. 4.1. Окно диалога New Project
Создание элементов сцены
Теперь, когда вы создали проект, сохраните сцену под именем ch04oceanScene. Это делается при помощи команды Save Scene (Сохранить сцену) меню File (Файл). В процессе выполнения данного упражнения вы можете сохранять сцену так часто, как считаете нужным. Оптимально делать это после выполнения нескольких операций над любым из объектов сцены.
Для того чтобы открыть сохраненный файл, выберите команду File > Project > Set (Файл > Проект > Настроить). Также можно воспользоваться командой Recent Projects (Последние проекты) меню File (Файл), которая дает доступ к списку последних редактировавшихся проектов.
Теперь вы готовы приступить к созданию сцены! Для начала смоделируем волны океана и заставим их двигаться. Это делается по следующей схеме:
Упражнение. Создание водной глади
Первым шагом при создании любого объекта является выбор лежащего в основе типа геометрии. Для моделирования водной поверхности вполне подойдет плоскость. В данном упражнении мы используем NURBS-плоскость, так как для объектов этого класса существует возможность автоматического разбиения на большее число фрагментов. Как уже упоминалось, это необходимо для создания небольших волн на поверхности воды.
ПРИМЕЧАНИЕ
Использование меню оперативного доступа вместо различных наборов меню может значительно ускорить процесс работы. Для одновременного включения меню всех режимов необходимо выбрать команду Hotbox Controls > Show All (Элементы управления меню оперативного доступа > Показать все). Это избавит вас от необходимости нажимать клавиатурные комбинации для перехода между режимами анимации, визуализации, моделирования и пр. Впрочем, для данного упражнения оставьте меню оперативного доступа в заданном по умолчанию виде.
Рис. 4.2. В окне диалога NURBS Plane Options можно изменить параметры создаваемой плоскости
СОВЕТ
Если сейчас скрыть координатную сетку, плоскость будет видна более отчетливо. Это можно сделать, выбрав команду Grid (Сетка) меню Display (Отображение).
Рис. 4.З. Используйте окно диалога Soft Options, чтобы указать, какое именно упругое тело нужно создать
Рис. 4.4. Окно диалога Outliner демонстрирует структуру и компоненты сцены
Упражнение. Анимация водной поверхности
Теперь заставим частицы упругого тела двигаться. Можно сделать так, чтобы они перемещались назад и вперед, но полученное в результате движение воды будет наводить на мысли о качающейся ванне. К счастью, в Maya есть возможность имитации различных сил (например, ветра или силы тяжести), которые способны изменять состояние упругого тела, даже если оно остается статичным. Для воспроизведения динамики движения воды используется поле Turbulence (Турбулентность). Вам нужно изменить два параметра: Magnitude (Величина), определяющий силу поля, и Attenuation (Затухание), влияющий на распространение волн по поверхности плоскости. Например, при нулевой величине затухания волны будут распространяться по поверхности равномерно, в то время как ее увеличение приводит к уменьшению силы волн по мере удаления от центра воздействия.
ПРИМЕЧАНИЕ
Обратите внимание, что после выделения упругого тела вид окна каналов изменится. Это связано с тем, что в окне каналов показываются все атрибуты
частиц, которые могут быть отредактированы. Доступ к этим свойствам можно получить также на вкладке WaterPlanePartideShape окна диалога Attribute Editor (Редактор атрибутов), вызываемого с помощью клавиатурной комбинации Ctrl+a.
ПРИМЕЧАНИЕ
Альтернативной возможностью создания поля, действующего на упругое тело, является использование окна диалога Dynamic Relationships (Динамические связи), вызываемого командой Window > Relationship Editors > Dynamic Relashionships (Окно > Редакторы связей > Динамические связи). Более подробную информацию об этом можно найти в главе 13.
Рис. 4.5. Изменение параметров поля Turbulence в окне каналов
ВНИМАНИЕ
После просмотра анимации не забудьте вернуть ползунок таймера анимации к нулевому кадру. Это можно сделать, щелкнув на крайней левой кнопке в группе кнопок воспроизведения анимации. В противном случае последующие преобразования будут применяться к деформированной поверхности, что может исказить конечный результат.
СОВЕТ
Теперь вы можете самостоятельно добавить в сцену другие поля, например Air (Атмосфера) или Vortex (Водоворот), и снова воспроизвести анимацию. Кроме того, интересный эффект может дать тонкая настройка параметров поля Turbulence (Турбулентность). Попробуйте изменить значения параметров Frequency (Частота), Attenuation (Затухание) и Magnitude (Величина).
Если воспроизведение анимации происходит слишком медленно или недостаточно плавно, попытайтесь изменить его скорость. Причиной этого может быть также недостаточная мощность вашего компьютера. Щелкните на кнопке Animation Preferences (Параметры анимации), расположенной справа от ползунка диапазона.
Появится окно диалога Preferences (Параметры), у которого в списке Categories (Категории) выбран вариант Timeline (Временная шкала), как показано на рис. 4.6.
Рис. 4.6. Изменение скорости воспроизведения анимации в окне диалога Preferences
В разделе Playback (Воспроизведение) находится раскрывающийся список Playback Speed (Скорость воспроизведения), в котором можно выбрать подходящий вариант. Нажмите кнопку Save (Сохранить) для сохранения сделанных изменений.
СОВЕТ
Если воспроизведение анимации все еще происходит слишком медленно, попробуйте воспользоваться проигрывателем. Щелкните на квадратике, расположенном справа от команды Playblast (Проигрыватель) меню Window (Окно), укажите параметры воспроизведения и нажмите кнопку Playblast (Воспроизвести). В результате кадры будут скопированы из окна проекции и показаны с помощью служебной программы FCheck (Контроль файлов) или проигрывателя, по умолчанию используемого в вашей операционной системе. Это безошибочный способ проверки скорости воспроизведения анимации.
Упражнение. Создание поверхности
В этом упражнении вы узнаете о том, как организовать элементы сцены путем создания слоев. Также вы убедитесь, что группировка объектов облегчает процесс выделения элементов в окнах диалога Outliner (Структура сцены) и Hypergraph (Просмотр структуры).
Рис. 4.7. Используйте редактор слоев для систематизации элементов сцены
ПРИМЕЧАНИЕ
Выделение объекта WaterPlane в любом из окон проекции не приведет к выделению остальных элементов группы. Однако нажатие клавиши t после щелчка на любом из элементов группы выделит всю группу. Группировка создает узел, расположенный на более высоком уровне иерархии, вместо того чтобы просто связать объекты в единое целое.
ПРИМЕЧАНИЕ
Клавиши со стрелками также можно использовать для выделения остальных объектов, связанных в группу. Например, раскройте ветвь дерева иерархии WaterGroup и выделите строчку WaterPlane. Нажимайте клавиши ← и →, и вы увидите, как маркер выделения перемещается на названия других объектов, расположенных на том же уровне иерархии. Нажатие клавиши ↑ приводит к выделению предка текущего выделенного объекта, а нажав клавишу ↓, вы выделите его потомка.
ПРИМЕЧАНИЕ
Если у вас есть графический планшет производства фирм Wacom, Intuos или Graphire, имеет смысл им воспользоваться, потому что с его помощью намного проще управлять инструментом Scultp Surface (Моделирование поверхностей). Откройте окно диалога Tool Settings (Параметры инструмента) этого инструмента на вкладке Stroke (Штрихи) и установите переключатель раздела Stylus Pressure (Нажим на перо) в положение Opacity (Непрозрачность), Radius (Радиус) или Both (Оба), установив тем самым зависимость упомянутых параметров от силы давления на кисть.
Рис. 4.8. Окно диалога Tool Settings для инструмента Sculpt Surface
Рис. 4.9. Результат применения инструмента Sculpt Surfaces к плоскости GroundPlane
Упражнение. Создание шлюпки
Теперь пришла пора создать шлюпку, которая будет перемещаться по поверхности воды. Для ее построения мы используем NURBS-кривые. Скройте все слои в сцене и нажмите клавишу Пробел для перехода к четырехоконной конфигурации.
ПРИМЕЧАНИЕ
При работе с окнами проекции в Maya имеет значение положение указателя мыши. В данном случае, чтобы изменить масштаб конуса в определенном окне проекции, достаточно поместить указатель мыши в его пределах и нажать клавишу f.
Рис. 4.10. Объект, полученный в результате перемещения расположенных снизу управляющих вершин конуса
Рис. 4.11. Результат масштабирования рядов управляющих вершин вдоль оси X в окне проекции Тор
Рис. 4.12. Теперь внутренняя часть шлюпки расположена внутри ее наружной оболочки
Рис. 4.13. С помощью метода опорных сечений на месте зазора между внутренней и внешней частями шлюпки формируются участки поверхности
ПРИМЕЧАНИЕ
Помните, что можно менять уровень детализации изображения, нажимая клавиши 1,2 и 3.
ПРИМЕЧАНИЕ
С помощью окна диалога Outtiner (Структура) легко можно удалить лишние объекты. Поочередно выделяя элементы списка в этом окне, смотрите, какой объект оказывается выделенным в окне проекции. В некоторых случаях может потребоваться нажать клавишу f, чтобы сфокусироваться на этом объекте. Если выделение имени объекта в списке не приводит к выделению объекта в окне проекции, смело можно нажимать клавишу Delete. Но соблюдайте осторожность, чтобы не удалить жизненно важную часть сцены. В данном упражнении таковой является целевая плоскость.
Теперь пришло время создать траекторию движения шлюпки. Нарисовав кривую на поверхности WaterPlane, вы заставите ее деформироваться вместе с этой поверхностью.
Упражнение. Моделирование перемещения шлюпки вдоль траектории
Процесс анимации шлюпки состоит из двух этапов: создание траектории движения и связывание объекта с этой траекторией.
Рис. 4.14. Пример построения CV-кривой, которая будет использоваться в качестве траектории движения шлюпки
Рис. 4.15. Изменение положения опорной точки шлюпки приводит к тому, что она появляется над поверхностью воды
Рис. 4.16. Новая ориентация шлюпки при движении вдоль траектории
ПРИМЕЧАНИЕ
Если в процессе воспроизведения анимации движение шлюпки оказывается рваным, то причина может быть в слишком большой плотности управляющих вершин на траектории движения.
Упражнение. Создание камеры
В этом упражнении вам предстоит визуализировать сцену с точки зрения человека, находящегося в шлюпке. Для этого нужно создать камеру и поместить ее в шлюпку.
Рис. 4.17. В месте расположения фиксатора будет располагаться камера
ПРИМЕЧАНИЕ
Причина, по которой нельзя было связать камеру со шлюпкой в иерархиче-скую цепочку, состоит в том, что объект-потомок наследует атрибуты объекта-предка. В итоге, решив, например, изменить размеры шлюпки при помощи инструмента Scale (Масштабировать), вы заодно измените размеры камеры.
Рис. 4.18. Фиксатор ограничивает вращение камеры
Пришло время сделать объекты сцены более привлекательными. Материалы не только позволяют сделать поверхность цветной, но и добавляют ей такие характеристики, как зеркальные блики или прозрачность. Назначая материалы объектам сцены, можно выделить их друг относительно друга и придать им более реалистичный вид. В этом разделе вам предстоит узнать, как создаются и назначаются материалы в окне диалога Hypershade (Редактор узлов). В этом окне диалога также можно редактировать узлы, связанные с визуализацией, то есть текстуры, материалы, источники освещения, специальные эффекты и т. п. В упражнении этого раздела вы назначите материалы объектам сцены и произведете эскизную визуализацию, чтобы посмотреть, каким образом их требуется отредактировать. Работа с материалами неотделима от использования источников света, так как последние оказывают влияние на вид материалов.
Упражнение. Создание источников света и назначение материалов
Перед тем как приступить к визуализации сцены, необходимо создать хотя бы простейшую систему освещения. В этом упражнении будет создан направленный источник света, имитирующий солнце. Затем вы назначите текстуры объектам сцены.
Рис. 4.19. Вариант компоновки окон проекции, наилучшим образом подходящий для работы с текстурами
Рис. 4.20. Результат импорта материала OceanWater Назначение материалов и освещение сцены
Рис. 4.21. Выделение области, которая будет автоматически обновляться в процессе интерактивной фотореалистичной визуализации
Рис. 4.22. Узел place3dTexture_boat определяет размещение текстуры на поверхности шлюпки
Рис. 4.23. Результат настройки положения узла place3dTexture_boat
Работа над сценой практически закончена. Осталось только добавить дополнительные источники света и визуализировать полученный результат. Так как освещение сцены является сложной задачей, которой мы плотнее займемся в главе 9, мы подготовили для вас файл с уже настроенными источниками света.
Упражнение. Импорт источников света и визуализация сцены
Вы можете продолжить выполнение предыдущего упражнения.
Рис. 4.24. Настройка параметров визуализации в окне диалога Render GLobals
Просмотр результатов визуализации
В данном упражнении результатом визуализации стала последовательность статичных картинок. Теперь поговорим о том, как можно осуществить их просмотр. Пришло время познакомиться со служебной программой FCheck (Контроль файлов), которая является проигрывателем, встроенным в Maya. В программу загружается последовательность визуализированных кадров для просмотра.
После установки Maya на ваш компьютер значок программы FCheck (Контроль файлов) появился в меню Start (Пуск). Выберите команду Start > Programs > Maya > FCheck для запуска данной программы, а затем выберите в меню File (Файл) ее окна команду Open Animation (Открыть анимацию). Найдите в появившемся окне диалога файл OceanWorld001.tif и нажмите кнопку Open (Открыть), чтобы приступить к просмотру анимации.
В качестве альтернативного способа можно предложить сохранить анимацию в файле формата AVI и воспроизводить ее с помощью стандартного проигрывателя.
В этой главе вы сделали первый шаг к полноценному использованию программы Maya, получив представление о многочисленных методиках и инструментах, используемых для создания сцен. Применив всего лишь один из многочисленных методов анимации, вы создали замечательную сцену. Кроме того, по ходу дела вы узнали о следующих методах и понятиях:
Постоянная систематизация результатов вашего труда является хорошей привычкой, которая впоследствии облегчает работу над сценой и позволяет экономить время. Теперь пришла пора заняться детальным изучением каждой из стадий создания проекта: моделирования, назначения материалов, освещения, анимации и визуализации.