Maya动画设计与制作(配光盘)(21世纪计算机科学与技术实践型教程) pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：Maya动画设计与制作(配光盘)(21世纪计算机科学与技术实践型教程)

定价：49.00元

作者：矫桂娥 等

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-09-01

ISBN：9787302323600

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书以先进的教学理念、宝贵的动画制作经验以及原创的经典案例，循序渐进地介绍Maya动画设计和制作的相关知识，主要内容包括Maya的基本概念、建模、绑定、动画、灯光、材质、渲染以及综合案例，通过详尽的操作步骤以及偏重于制作方法和技巧的讲授，切实地提高读者的实际操作能力。
　　本书可作为各类高等学校的数字媒体、动漫、多媒体、图形图像等专业的教材，也可作为3D爱好者及从事影视动画、游戏制作人员的参考书。

目录

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章 3D与计算机图形简介
1.1 认识CG世界
1.2 核心概念
1.3 三维制作基本流程
1.4 三维技术的现状及未来发展趋势

第2章 工作环境
2.1 Maya界面
2.2 Maya视窗操作
2.3 Maya菜单
2.4 自定义工作环境

第3章 建模
3.1 NURBS曲面建模
3.1.1 曲线的编辑
3.1.2 曲面的编辑
3.1.3 NURBS吊灯的制作
3.1.4 NURBS制作自行车
3.2 Polygon多边形建模
3.2.1 常用命令
3.2.2 多边形道具的制作
3.2.3 多边形昆虫的制作
3.2.4 影视卡通角色制作
3.3 UV编辑
3.3.1 理解UV
3.3.2 UV基本映射的用法
3.3.3 UV Texture Editor窗口
3.3.4 编辑UV的常用命令

第4章 绑定
4.1 变形器工具
4.1.1 Bend——弯曲变形
4.1.2 Flare——扩张变形
4.1.3 Sine——正弦变形
4.1.4 Squash——挤压变形
4.1.5 Twist——扭曲变形
4.1.6 Wave——波浪变形
4.2 人体骨骼建立
4.2.1 创建骨骼工具
4.2.2 创建人体骨骼
4.3 约束与限定
4.3.1 腿部设置
4.3.2 手臂设置
4.3.3 身体设置
4.4 蒙皮与权重
4.4.1 蒙皮
4.4.2 权重
4.5 表情创建
4.5.1 牙齿与眼睛的控制
4.5.2 面部肌肉的控制
4.5.3 Blendshape的创建
4.5.4 制作表情控制面板

第5章 动画
5.1 路径动画
5.2 基础动画
5.2.1 小球弹跳动画制作
5.2.2 卡通道具的动画表演
5.2.3 设置摄像机镜头
5.3 两足运动
5.3.1 两足动画基础
5.3.2 案例角色两足动画制作
5.3.3 人物运动
5.4 四足动画
5.4.1 马的奔跑状态

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字影像艺术：三维建模、渲染与合成技法》 引言 数字影像艺术，作为当代视觉传达与内容创作的核心驱动力，已渗透于电影、游戏、广告、建筑可视化、虚拟现实等诸多领域。它不仅是对现实世界的模拟与重塑，更是想象力的自由驰骋与情感的生动表达。本书旨在为渴望掌握数字影像艺术精髓的学习者提供一套系统、深入的学习路径。我们将从三维世界的基石——建模出发，层层递进，直至将静态模型转化为富有生命力的动态画面，并通过后期合成将一切整合为令人惊叹的视觉盛宴。 本书不对任何特定的三维软件进行冗余的教程式介绍，而是着重于讲解跨越软件界限的通用理论、核心技法与创作理念。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解三维数字影像制作的内在逻辑，并具备将任何一款主流三维软件应用到极致的能力。 第一篇：三维世界的构建——建模与材质 第一章：雕塑与构建——三维建模的艺术与科学 建模是三维数字世界的基础，是赋予虚拟空间形态与生命的起点。本章将深入探讨三维建模的多种核心技法，并分析其在不同应用场景下的选择与权衡。 多边形建模（Polygon Modeling）：这是最常见、最灵活的建模方式。我们将详细讲解点、边、面的基本构成，以及挤出（Extrude）、倒角（Bevel）、切割（Cut）、连接（Connect）、桥接（Bridge）等一系列基础操作。重点在于如何通过有序的网格划分（Topology）来控制模型的细节、变形能力与渲染效率。我们会探讨低多边形（Low-poly）与高多边形（High-poly）建模的策略，以及如何通过雕刻（Sculpting）技术来细化模型表面细节。 NURBS建模（Non-uniform Rational B-Splines）：NURBS以其平滑的曲面表现力，在汽车、产品设计等领域有着广泛应用。本章将介绍曲线和曲面的数学原理，以及如何通过控制点（Control Points）、节点（Knots）和权重（Weights）来精确地定义复杂曲面。我们将讲解拉伸（Loft）、扫掠（Sweep）、蒙皮（Skin）等NURBS特有的建模工具，并阐述其与多边形建模在应用上的互补性。 数字雕刻（Digital Sculpting）：数字雕刻如同使用数字黏土一样，允许艺术家以直观、富有表现力的方式塑造模型。本章将介绍各种雕刻笔刷（Brushes）的原理与应用，如标准（Standard）、黏土（Clay）、刮削（Scrape）、平滑（Smooth）等，以及如何利用图层（Layers）和遮罩（Masks）来精确控制雕刻细节。我们将重点分析生物、角色、有机形态等建模的雕刻流程与技巧。 程序化建模（Procedural Modeling）：程序化建模通过算法和规则来生成模型，能极大地提高效率并实现高度的随机性和变化性。本章将介绍基于节点（Node-based）或脚本（Scripting）的程序化建模思路，包括如何利用分形（Fractals）、噪声（Noise）、规则系统（Rule-based systems）等来生成地形、建筑、植物等复杂的场景元素。 模型拓扑优化：无论采用何种建模方式，良好的拓扑结构都是至关重要的。我们将深入探讨什么是“干净”的拓扑，包括四边面（Quads）的重要性、避免N-gons（多边形面）和T-junctions（T形连接）的原则，以及如何进行拓扑重构（Retopology）以优化模型的变形、UV展开和渲染性能。 UV展开与贴图准备：UV展开是将三维模型映射到二维平面上，以便绘制纹理贴图的关键步骤。本章将讲解UV坐标系统、UV岛（UV Islands）、接缝（Seams）的放置策略，以及如何最小化拉伸（Stretching）和重叠（Overlapping）。我们将讨论不同类型的UV布局，并为后续的纹理绘制打下基础。 第二章：色彩的灵魂——材质与纹理的艺术 材质与纹理赋予三维模型真实的触感、色彩和表面细节，是提升模型真实感与表现力的核心要素。 PBR（Physically Based Rendering）材质基础：PBR是当前主流的材质渲染理论，它模拟了光线与真实世界表面交互的物理过程。本章将详细讲解PBR的核心参数：反照率（Albedo/Base Color）、金属度（Metallic）、粗糙度（Roughness）、反射率（Specular）、法线贴图（Normal Map）、高度图（Height Map）、环境遮蔽（Ambient Occlusion）等，并解释它们如何协同工作以产生逼真的视觉效果。 纹理的生成与应用： 程序化纹理（Procedural Textures）：利用算法生成的纹理，具有无限分辨率和可控性。我们将介绍噪声（Noise）、渐变（Gradients）、细胞（Cellular）等基本程序化纹理生成器，以及如何通过节点编辑器（Node Editor）组合它们来创建各种材质，如木材、石头、金属等。 扫描纹理（Scan-based Textures）：利用现实世界物体的扫描数据制作的纹理，能提供极高的真实感。我们将介绍如何使用基于物理的渲染扫描库，以及如何对扫描纹理进行后期处理和优化。 手绘纹理（Hand-painted Textures）：通过数字绘画工具直接在模型UV上绘制的纹理，提供了最大的创意自由度。本章将讲解绘画软件（如Photoshop, Substance Painter）的基本用法，以及如何根据PBR流程绘制反照率、粗糙度、金属度等贴图。 法线贴图与置换贴图（Normal & Displacement Maps）：它们是模拟表面细节的关键。我们将深入讲解法线贴图如何欺骗眼睛，产生凹凸感，而置换贴图则能在渲染时真正改变模型几何体，产生更强的体积感。 Substance Suite（Painter/Designer）工作流程：我们将简要介绍Substance Painter和Substance Designer作为当前行业内领先的材质创作工具，它们如何通过层级堆叠、智能材质（Smart Materials）和程序化生成，极大地简化和提升了材质制作的效率与质量。 材质的细化与表现：除了基础参数，我们还将探讨如何通过添加污垢（Dirt）、划痕（Scratches）、磨损（Wear）、指纹（Fingerprints）等细节贴图，来丰富材质的表现力，使其更具故事感和真实感。 第二篇：生命的律动——动画原理与表现 第三章：时间的魔法——动画基础理论与关键帧技法 动画是赋予静态三维模型生命力的过程，是讲述故事、传递情感的艺术。本章将深入探讨动画的基本原理和核心技法。 动画的十二法则（The Twelve Principles of Animation）：我们将详细解析由迪士尼动画师提出的十二条经典动画法则，包括挤压与拉伸（Squash and Stretch）、预备动作（Anticipation）、构图（Staging）、连续动作与关键姿势（Follow Through and Overlapping Action）、缓入缓出（Slow In and Slow Out）、弧线（Arcs）、次要动作（Secondary Action）、时间（Timing）、预置（Posing）、剪切（Staggering）、夸张（Exaggeration）与骨骼（Solid Drawing）。理解这些法则，是创作出流畅、自然、富有表现力的动画的关键。 关键帧动画（Keyframe Animation）：这是最核心的动画制作方式。我们将讲解关键帧的创建、编辑与插值（Interpolation）方法。重点在于如何通过设置关键帧来捕捉物体运动的起始、结束和关键变化点，以及如何利用曲线编辑器（Graph Editor/Dope Sheet）来精细调整动画的速度、节奏与平滑度。 曲线编辑器与缓动（Graph Editor & Easing）：曲线编辑器是动画师的“画笔”，能够精确控制动画曲线的形状，从而实现细腻的缓入缓出效果。我们将深入讲解线性（Linear）、贝塞尔（Bezier）、步进（Stepped）等曲线类型，以及如何通过调整切线（Tangents）和曲线形态，来创造出各种生动的运动轨迹。 运动捕捉（Motion Capture）基础：虽然本书不侧重于捕捉技术本身，但理解其原理对于动画师至关重要。我们将简述运动捕捉数据如何被采集、清理、应用到三维骨骼中，以及如何对其进行后期编辑和优化。 动画的周期性与循环（Cycles）：对于角色行走、奔跑等重复性动作，理解如何制作流畅的动画周期是至关重要的。我们将讲解如何设计动作的起始与结束姿势，以及如何确保周期动画的无缝衔接。 第四章：角色活化——角色动画的深度探索 角色动画是三维动画中最具挑战性也最富魅力的领域之一。本章将聚焦于如何让虚拟角色拥有灵魂。 骨骼与绑定（Skeletons & Rigging）：骨骼系统是角色动画的基础。我们将讲解如何构建层次化的骨骼结构，以及如何使用约束（Constraints）、IK（Inverse Kinematics）和FK（Forward Kinematics）等工具来创建易于控制的绑定系统。重点在于如何设计一套高效、灵活的绑定，以支持各种表演需求。 面部动画（Facial Animation）：面部表情是角色情感传递的窗口。我们将探讨基于骨骼的面部绑定（Bone-based）和基于表情混合（Blend Shapes/Morph Targets）的面部动画技法。重点在于如何捕捉和再现人类细微的面部表情变化，以及如何通过口型同步（Lip Sync）来增强角色的真实感。 表演与叙事（Performance & Storytelling）：动画不仅仅是技术，更是表演。本章将引导读者思考如何通过角色的体态（Posture）、眼神（Eye Focus）、肢体语言（Body Language）来传达情绪、意图和故事。我们将分析优秀角色动画的案例，学习其叙事手法。 重心的运用（Center of Gravity）：保持角色在运动中的重心稳定，是创造可信动画的关键。我们将讲解如何追踪角色的重心变化，以及如何在动画制作中体现这一点。 表演的层次感：一个优秀的动画角色，其表演往往具有多层次。我们将探讨如何通过主动作（Primary Action）和次要动作（Secondary Action）的配合，来丰富角色的表演细节，使其更加生动有趣。 第五章：动力学与特效——模拟真实世界的物理规律 除了手动关键帧动画，动力学模拟能够帮助我们高效地创建如布料、流体、粒子等复杂的物理现象。 刚体动力学（Rigid Body Dynamics）：模拟物体之间的碰撞、堆叠、弹跳等。本章将讲解如何设置刚体属性，如质量（Mass）、摩擦力（Friction）、弹性（Bounciness），以及如何控制碰撞体的形状（Colliders）。 软体动力学（Soft Body Dynamics）：模拟具有形变的物体，如布料（Cloth）、橡皮筋（Rubber）、果冻（Jelly）等。我们将重点讲解布料模拟的参数设置，如分辨率（Resolution）、碰撞（Collision）、风力（Wind）、重力（Gravity）等，以及如何控制其褶皱和飘动效果。 粒子系统（Particle Systems）：用于创建如烟（Smoke）、火（Fire）、水滴（Water Droplets）、雪花（Snowflakes）等大量微小元素的特效。本章将讲解粒子发射器（Emitters）、粒子属性（Attributes）、力场（Forces）和渲染器（Renderers）等核心概念，以及如何通过参数调整来创造千变万化的粒子效果。 流体模拟（Fluid Simulation）：模拟水（Water）、烟雾（Smoke）、火焰（Fire）、爆炸（Explosion）等复杂的流体行为。我们将介绍流体模拟的基本原理，以及如何通过网格分辨率、粘度（Viscosity）、湍流（Turbulence）等参数来控制流体的运动形态。 布娃娃系统（Ragdoll Physics）：模拟角色在受力后的非受控运动，常用于角色死亡或被击飞的场景。我们将讲解如何设置布娃娃关节（Joints）、限制（Limits）和质量（Mass）来实现逼真的坠落效果。 第三篇：视觉的融合——渲染与后期制作 第六章：光影的诗篇——渲染技术与流程 渲染是将三维场景转化为二维图像的过程，是最终视觉效果的决定性环节。 渲染引擎简介：我们将概述不同类型渲染引擎的特点，如基于CPU的渲染（CPU Rendering）与基于GPU的渲染（GPU Rendering），实时渲染（Real-time Rendering）与离线渲染（Offline Rendering）。 全局光照（Global Illumination - GI）：GI是模拟光线在场景中多次反射，从而产生柔和阴影和环境色彩溢出的技术。我们将深入讲解光子映射（Photon Mapping）、光线追踪（Ray Tracing）、渐进式光子追踪（Progressive Photon Mapping）、体积光（Volumetric Lighting）、屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）等GI算法的原理与应用。 光照的艺术：本章将重点讲解不同类型灯光（如点光源、聚光灯、平行光、区域光）的特性，以及如何通过三点布光法（Three-Point Lighting）、明暗对比（Chiaroscuro）、环境光（Ambient Lighting）等经典布光技巧，来塑造场景的氛围、突出主体、引导观众视线。 渲染通道（Render Passes/AOVs）：将场景的颜色、深度、法线、反射、阴影等信息分离渲染出来，为后期合成提供极大的灵活性。我们将讲解常用渲染通道的含义与作用，如Z-Depth、Normals、Diffuse、Specular、Reflection、Shadow、Ambient Occlusion等。 相机设置与景深（Camera Settings & Depth of Field）：模拟真实相机的焦距（Focal Length）、光圈（Aperture）、景深（Depth of Field）等参数，能够极大地增强画面的真实感与电影感。 渲染优化策略：针对复杂的场景，渲染时间可能非常漫长。本章将提供一系列渲染优化技巧，包括场景简化、纹理压缩、采样设置调整、降噪（Denoiser）的使用等。 第七章：色彩的调和——后期合成与视觉增强 后期合成是将渲染出的图像素材进行整合、调整与美化的过程，是最终作品完成度的关键。 合成软件基础：我们将简要介绍主流合成软件（如After Effects, Nuke）的基本界面与操作逻辑。 层级合成（Layered Compositing）：将不同渲染通道、素材进行叠加、混合（Blending Modes）、遮罩（Masks）与抠像（Keying）操作。 颜色校正与分级（Color Correction & Grading）：调整图像的亮度、对比度、饱和度，以及运用色彩风格（Look）来统一画面风格，营造特定的情绪和氛围。我们将讲解RGB曲线、色阶（Levels）、色调/饱和度（Hue/Saturation）、色彩平衡（Color Balance）等工具的应用。 运动图形（Motion Graphics）：将静态的二维或三维元素进行动态化处理，创造出富有表现力的视觉信息。我们将探讨文字动画、图形动画、转场（Transitions）的设计与实现。 特效叠加与整合：将模拟产生的特效（如爆炸、烟雾、粒子）与主镜头进行无缝融合，处理好光照、色彩、运动的匹配。 画面锐化与降噪：根据需要对画面进行适度的锐化处理，或者去除因渲染或合成过程中产生的噪点，以提升画面的清晰度。 输出与编码：根据最终的发布平台（如电影、网络视频、游戏），选择合适的视频编码格式（Codec）、分辨率（Resolution）、帧率（Frame Rate）和比特率（Bitrate）。 结论 《数字影像艺术：三维建模、渲染与合成技法》不是一本简单软件操作手册，它是一门关于如何观察世界、理解光影、掌握叙事、并用数字语言将想象力变为现实的艺术与科学。通过系统学习本书内容，读者将能够建立起一套扎实的三维数字影像制作理论基础，并具备灵活运用各种工具与技术，独立完成从概念构思到最终输出的完整创作流程。我们鼓励读者在掌握基础理论后，积极实践，勇于探索，不断挑战自我，最终在数字影像艺术的广阔天地中，找到属于自己的独特声音与创作风格。