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布料綁定篇之Maya卡通角色制作

來(lái)源：火星時(shí)代 | 責(zé)任編輯：傳說(shuō)中的落葉 | 發(fā)布時(shí)間： 2017-09-05 16:21 | 瀏覽量：

本節(jié)匯寶盆為大家?guī)?lái)的是：布料綁定篇之Maya卡通角色制作
完成了表情制作和骨骼綁定，接下來(lái)是制作布料的動(dòng)力學(xué)特效。

Maya卡通角色制作

教程思路

1.制作布料的初始形態(tài)。

2.Hair系統(tǒng)模擬布料。

3.nCloth系統(tǒng)。

4.約束的使用。

5.單位比例的設(shè)置。

6.布料碰撞層的使用。

7.骨骼蒙皮（smoothBind）和布料（nCloth）的關(guān)系。

8.布料吸附（InputMeshAttract）和布料剛性（Rigidity）的區(qū)別。

9.Maya2011新增加的約束功能PointOnPoly。

10.布料問(wèn)題的解決。

11.創(chuàng)建布料緩存。

12.綁定動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)到角色骨骼。

1.制作布料的初始形態(tài)

制作服裝上的蝴蝶結(jié)裝飾時(shí)，我使用的是布料系統(tǒng)解算完成。首先，賦予模型nCloth屬性，通過(guò)約束動(dòng)畫(huà)，將布料解算到一定程度后復(fù)制當(dāng)前的模型，最后再刪除原模型和布料系統(tǒng)。

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2.Hair系統(tǒng)模擬布料

并不是所有的布料都用到nCloth系統(tǒng)，因?yàn)槟菢咏馑慵嚷秩菀壮鲥e(cuò)；碰撞效果并不明顯的頭戴、耳邊掛飾、胸前蝴蝶結(jié)、鞋子后的蝴蝶結(jié)，我采用的是Hair系統(tǒng)+線性IK控制骨骼的方式。操作方法可參考：頭發(fā)，尾巴的動(dòng)力學(xué)制作--骨骼與動(dòng)力學(xué)曲線的結(jié)合技術(shù)。

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3.nCloth系統(tǒng)

選擇角色身上的其他服裝模型，轉(zhuǎn)為動(dòng)力學(xué)布料：nMesh->Create nCloth，選擇預(yù)設(shè)的silk（絲綢）；選擇角色身體，執(zhí)行nMesh->CreatePassiveCollider。
內(nèi)核系統(tǒng)下的PassiveCollider被動(dòng)碰撞體和剛體系統(tǒng)的被動(dòng)剛體差不多，但它可以將已綁定的幾何體作為被動(dòng)剛體，范圍相對(duì)較廣。

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4.約束的使用

選擇裙子上部的點(diǎn)，執(zhí)行nConstraint->Transform，創(chuàng)建一個(gè)變形約束，固定裙子上部。當(dāng)裙子衣服的表面沒(méi)有什么大的變化，使用Transform比Point toSurface執(zhí)行效率高。

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布料的約束是很靈活的，既可以用來(lái)固定布料，還可以用來(lái)模擬布料的碰撞和撕裂效果。裙子，袖口以及肩膀兩側(cè)的飄帶，除了使用約束來(lái)固定一端，我還選擇布料模型所有點(diǎn)以及角色身體，執(zhí)行nConstraint->SlideOnSurface，通過(guò)約束來(lái)模擬碰撞。場(chǎng)景中，會(huì)出現(xiàn)布料點(diǎn)到被動(dòng)物體之間的最近連線，表示約束的計(jì)算距離。

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使用約束模擬布料碰撞，可以關(guān)閉布料節(jié)點(diǎn)的Collide功能，模擬速度很快；不過(guò)缺點(diǎn)是沒(méi)有反彈，摩擦，粘性，推進(jìn)力等參數(shù)可調(diào)節(jié)，適用于較為光滑的布料效果。

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當(dāng)完成了約束設(shè)置，為了不影響畫(huà)面，我們可以去掉布料約束節(jié)點(diǎn)下的DisplayConnections的勾選，隱藏場(chǎng)景中的約束。

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5.單位比例的設(shè)置

因?yàn)槟Ｐ偷膱?chǎng)景比例是“模型：實(shí)物=1:10”，因此將內(nèi)核系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的SpaceScale設(shè)置為0.1。而Substeps和MaxCollisionIterations可在稍后的模擬中適當(dāng)提升數(shù)值。

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6.布料碰撞層的使用

裙子上的飾物除了本身的運(yùn)動(dòng)，還會(huì)和裙子之間產(chǎn)生影響，這就為綁定增加一些難題。首先分析效果，排除一些可以忽略的因素。腰間掛帶、裙子、裙子上的掛帶都會(huì)受到風(fēng)力的影響，彼此之間也會(huì)相互碰撞；從運(yùn)動(dòng)效果上，可以制作如下：腰間掛帶、裙子、裙子上的掛帶的碰撞層（CollisionLayer）數(shù)值為1，紐扣碰撞層為0，角色身體為0（因?yàn)榻巧眢w直接是被動(dòng)碰撞物體，因此不用刻意設(shè)置）。碰撞層的優(yōu)先級(jí)從高到低的順序，是根據(jù)碰撞層數(shù)值的從小到大排列的，如碰撞層為1會(huì)推開(kāi)碰撞層為2的布料物體，而不會(huì)受到碰撞層為2的布料物體的反作用力影響；默認(rèn)的nucleus內(nèi)核節(jié)點(diǎn)下的CollisionLayerRange 設(shè)置為4，表示布料之間的碰撞層的差值小于4才可發(fā)生碰撞作用。

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7.骨骼蒙皮（smoothBind）和布料（nCloth）的關(guān)系

布料系統(tǒng)的布料或被動(dòng)碰撞物體可執(zhí)行蒙皮操作，盡管它們?cè)趧?dòng)畫(huà)開(kāi)始后將不會(huì)考慮蒙皮效果，但在第0幀的時(shí)候，可以通過(guò)蒙皮來(lái)進(jìn)行布料初始形態(tài)的設(shè)置，這樣就可以省下角色從綁定時(shí)的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)到所需狀態(tài)時(shí)的解算過(guò)程。如果先生成布料，然后對(duì)場(chǎng)景中的布料物體執(zhí)行蒙皮，計(jì)算結(jié)果將是錯(cuò)誤的。這是因?yàn)椴剂舷到y(tǒng)和柔體的Duplicate,makeCopySoft方式一樣，會(huì)隱藏原始物體，將復(fù)制的物體執(zhí)行動(dòng)力學(xué)解算（也就是當(dāng)賦予了模型布料屬性，當(dāng)前的模型并不是原始的模型）。我們可以選擇布料物體，執(zhí)行nMesh->DisplayInputMesh來(lái)查看原始物體。當(dāng)最先創(chuàng)建布料，那么要進(jìn)行蒙皮時(shí)，應(yīng)該通過(guò)此方法，將原始物體和關(guān)節(jié)進(jìn)行蒙皮操作。

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內(nèi)核節(jié)點(diǎn)默認(rèn)是從第1幀開(kāi)始解算，用戶可根據(jù)需要改變，參數(shù)位于內(nèi)核形節(jié)點(diǎn)下的TimeAttributes的StartFrame。

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8.布料吸附（InputMeshAttract）和布料剛性（Rigidity）的區(qū)別

布料吸附和布料剛性看似效果一樣，但布料吸附對(duì)蒙皮后的布料具有很重要的意義—保持布料和蒙皮效果的同步，而布料剛性只是保持布料在解算之前的初始形狀的級(jí)別。當(dāng)啟用了InputMeshAttract（大于0時(shí)），不光是第0幀，執(zhí)行動(dòng)畫(huà)時(shí)，骨骼蒙皮的效果都會(huì)直接作用于布料物體上，而吸附程度取決于InputMeshAttract的數(shù)值以及其對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)屬性貼圖。盡管布料的InputMeshAttract可設(shè)置大于1的數(shù)值，但是取值不要大于2，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致解算異常緩慢。一旦開(kāi)啟了InputMeshAttract，需要配合一定的InputAttractDamp數(shù)值，因?yàn)樽枘崾悄芰课盏囊粋€(gè)重要參數(shù)，要避免布料解算時(shí)產(chǎn)生的跳躍或穿插現(xiàn)象，需要一定的阻尼。

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9.Maya2011新增加的約束功能PointOnPoly

使用物體上的點(diǎn)控制其他物體，可使用布料約束，柔體彈簧，或者一些MEL語(yǔ)句；不過(guò)Maya2011給我們提供了很大的便利，它增加了PointOnPoly（多邊形點(diǎn)約束）這樣一個(gè)實(shí)用的功能。因此制作衣服紐扣這樣的特殊約束動(dòng)畫(huà)，除了使用布料約束，新約束也是個(gè)不錯(cuò)的方法。角色腰帶的小球就是普通的幾何體通過(guò)PointOnPoly被約束在布料物體上。

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10.布料問(wèn)題的解決

相對(duì)于頭發(fā)，布料解算時(shí)出現(xiàn)的穿插現(xiàn)象是比較麻煩的，很難從根本上解決，只能根據(jù)需要適時(shí)提高解算精度或隱藏在鏡頭畫(huà)面以外。執(zhí)行解算前，模型之間的間隔一定要大于布料之間的碰撞厚度；如果出現(xiàn)一些模型穿透跳躍，可以啟用布料節(jié)點(diǎn)下的TrappedCheck，檢測(cè)碰撞異常并自動(dòng)修復(fù)，但這會(huì)增加計(jì)算時(shí)間；使用滑動(dòng)約束（slideOnSurface）模擬布料碰撞；對(duì)布料的smooth圓滑操作，應(yīng)該是在布料創(chuàng)建了緩存后再進(jìn)行；使用Maya2011新增加的碰撞強(qiáng)度（CollideStrength）貼圖，對(duì)容易發(fā)生穿插的區(qū)域設(shè)置碰撞強(qiáng)度；結(jié)合布料多個(gè)屬性，進(jìn)行權(quán)重貼圖繪制，如InputMeshAttract，Rigidity，StretchResistance等。

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11.創(chuàng)建布料緩存

布料緩存單個(gè)文件最大不能超過(guò)2G，因此通常都會(huì)選擇Onefile per frame的文件形式。

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12.綁定動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)到角色骨骼

將所有動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)附加到骨骼系統(tǒng)中，使它們能跟隨角色發(fā)生運(yùn)動(dòng)，操作如下：
毛發(fā)系統(tǒng)的毛囊節(jié)點(diǎn)，動(dòng)力學(xué)曲線的輸出曲線，柔體系統(tǒng)的原始幾何體，布料系統(tǒng)的約束節(jié)點(diǎn)，將這些關(guān)鍵元素作為運(yùn)動(dòng)骨骼的子級(jí)即可（使用約束的方法也可以）。

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【總結(jié)】

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進(jìn)行布料模擬，可以使用動(dòng)力學(xué)曲線，柔體，nCloth來(lái)完成。
nCloth系統(tǒng)與模型的單位比例有很大的關(guān)系，因此在布料綁定前，一定要將模型縮放至合適的比例大小再進(jìn)行。
nCloth系統(tǒng)的約束是布料效果的一個(gè)重要功能，它的作用往往要高于布料屬性設(shè)置，所以要善于利用。

下一篇將介紹場(chǎng)景渲染合成篇之Maya卡通角色制作，敬請(qǐng)期待……

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