Maya教程：Maya 2012新功能评测

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导言：
相对于maya2011的改头换面，maya2012既是上一版本的完善，同时也是更多新功能的集合体—尤其是动画和动力学特效上的改进最引人注目的。

建模
多边形建模功能上，增加了ProjectCurveOnMesh（投射曲线至网格），InteractiveSplitTool（交互式切分工具）。ProjectCurveOnMesh将NURBS模块下的ProjectCurveOnSurface功能（曲线对几何体表面的投射）应用到了Polygon模块，可通过变换曲线的外形而改变投射到多边形表面的曲线形态，提高了NURBS和Polygon的交互使用功能。

配合ProjectCurveOnMesh功能，SplitMeshWithProjectedCurve可将多边形上的投射曲线转为多边形线条：选择多边形和投射产生的曲线，执行该命令即可。（图01）


图01

InteractiveSplitTool是原有的多边形切分工具的增强版，可直观的显示点间的线条连接。默认情况下软件会以线条中点的吸附作为点位置的判断，用户可更改工具属性中的吸附容差，以满足建模需要。（图02）


图02

对于常用的多边形挤压操作，Maya2012增加了三个常用的参数调节手柄（通常可在通道栏的polyExtrudeFace历史节点中调节）。（图03）


图03



渲染
自从maya2011增加了Viewport2.0后，Maya对于一些显卡驱动出现了硬件显示的不兼容，因此在升级软件的同时，用户可能需要从新选择合适的显卡驱动（最新的不一定兼容）。

Maya设计者似乎已经完全放弃MayaSoftware渲染器的开发，因为我们非但没有在新版本的maya中看到任何与之有关的功能改进（Maya默认材质仍然不具备反射或折射模糊的功能），反而在使用过程中出现更多的“不适应”。例如，在MentalRay渲染器加载的情况下，Maya2012体积光（VolumeLight）的照明信息无法被MayaSoftware渲染器识别。

不加载MentalRay渲染器时，MayaSoftware可进行正常渲染。（图04）


图04

加载了MentalRay渲染器之后，只有使用MentalRay渲染器才能正常渲染体积光照明效果，使用MayaSoftware甚至导致软件崩溃。（图05—07）


图05


图06


图07



Maya2012新增了一个用于渲染Viewport2.0视图的硬件渲染器Maya Hardware 2.0，可将Viewport2.0高质量预览下的场景进行硬件截图渲染，包括模型布线。（图08）


图08

Maya2012以插件的形式（Substance.mll），增加了两个实用的2D纹理节点：Substance和SubstanceOutput。SubstanceOutput是Substance在导出贴图时自动创建的内置节点，因此我们不需要手动加入它。（图09）


图09

通过Substance节点，将Maya安装时生成的纹理库文件加载，可以得到丰富的预设纹理。 （图10）


图10

当选择合适的纹理后，开启材质的光影属性，如Diffuse，Specular，Normal等，将得到相应的材质纹理效果。按钮灰色表示没有SubstanceOutput节点被连接，绿色表示正常连接，橙色表示SubstanceOutput节点被创建，但是没有正常连接。（图11）


图11



Maya2012再次提升了MentalRay的RenderPass功能。除了使用渲染层中的渲染通道，我们还可以直接在超材质编辑器中使用新增的RenderPass节点，并且配合RenderTarget节点可实现渲染通道效果的直接浏览（在这之前，要看到渲染通道的效果必须使用BatchRender批渲染）。（图12—14）


图12


图13


图14

注意：
1、如果执行批渲染，一定要在RenderView的单帧渲染试图中关闭RenderTarget（设置为None），否则批渲染会将所选的渲染通道渲染两次。
2、通过节点连接，其实就相当于常规的RenderPass操作，只是节省了中间的操作步骤。



动画
虽然从Maya7.0时引入并一直发展到Maya2011，但FBIK并没有得到多数用户的支持，原因就在于FBIK系统的复杂性。Maya2012增强了HumanIK系统的功能，并取代了FBIK骨架系统。尽管HIK系统的创建有点繁琐，但是它提供了直观的控制器界面，并通过IK图标（黄色的关节外观）来替代过去FBIK的FK骨架，降低了动画曲线调节的复杂性。HIK系统的效应器和FBIK是一样的，不过它支持AutoKey（自动设置关键帧）。（图15）


图15

FBIK并不是被废除，而是被整合到HIK系统中，因此对于FBIK知识的了解还是很重要的。

动画曲线编辑器也增加了不少功能，例如可使用工具对动画曲线进行X,Y轴的偏移，可直接对动画曲线执行右键InsertKey（插入关键帧）的快捷操作，隔离选定的动画曲线等。（图16—18）


图16


图17


图18

Maya2012之前，对运动物体创建MotionTrail（运动轨迹），仅仅是观看物体的运动曲线变化，无法直接对运动轨迹曲线进行编辑操作。Maya2012可对运动轨迹进行关键帧和切线角度的编辑，让我们更容易匹配物体的运动路径。选择运动物体，执行Animate->CreateEditableMotionTrail。（图19、20）


图19


图20



动力学特效
内核系统由于支持了多核碰撞解算，因此速度上是提升了很多。但对于n粒子，存在一个比较严重的BUG，那就是在大量粒子和被动物体进行碰撞时，会发生个别粒子穿透碰撞物表面的现象。（图21）


图21

布料系统对于Rigidity和DeformResistance参数进行了额外的功能扩展，用于模拟刚体碰撞。当这两个参数值大于0，通过开启UsePolygonShells（使用多边形外壳），可以将同一个布料 节点下的物体转为刚体。不过开启这项功能，布料物体间将不再计算自身碰撞，因此通常要设置较大的Rigidity和DeformResistance值来固定布料刚体的形态。（图22）


图22

在布料的QualitySettings区块下，新增了一个CollideLastThreshould的参数，用于减少布料的错误碰撞。不过要注意，只有设置了Rigidity，DeformResistance或者InputAttract数值时该功能才起作用。通常遇到快速运动时，设置Threshould数值大于1可有效的解决布料错误碰撞的问题；数值尽量不要小于0.2。此外，很多布料参数也加入到权重贴图的绘制列表中。（图23）


图23

尽管Maya2011时加入了流体方格自适应的功能，但是存在着结算精度不足的问题。Maya2012进一步优化AutoResize功能，增加了ResizeInSubsteps（子步数适应）和AutoResizeMargin（边缘自适应）的功能。前者是增加网格自适应的精度，后者则是在流体密度和容器边缘之间增加一定数量的流体方格，实现自然的过渡，尤其是低密度且快速运动的流体。（图24）


图24



此外，Maya2012的流体还添加了很多新功能。如DynamicSimulation区块下的EmitInSubsteps，会增加流体的子步数发射功能，在模拟快速发射的特效，如爆炸时会很有用。就像n粒子系统的液态模拟功能，流体系统也首次加入了LiquidsSimulation（液态模拟）。通过这个新功能，流体可轻松的模拟液体特效，尽管细节上仍有不足。各属性的作用如下。（图25）


图25

Liquid and Air 液体和气体：通过设置液体和气体的分界值来模拟液体或气体。

Density Based Mass 密度基于质量：通过流体密度来改变流体的质量。

Liquid Min Density 液体最小密度：定义液体和气体的分界。流体密度小于设定值为气体，高于设定值则为液体。气体是可压缩的，而液体是不可压缩的。

Liquid Mist Fall 液体薄雾下落：高密度流体对低密度流体的向下力强度，增大该值，也就增大向下力的强度。向下力和重力不一样，它是应用于流体密度方格中的。当制作水花和液体薄雾效果时，该参数会很有用。

Mass Range 质量范围：当使用DensityBasedMass方式模拟的时候，该属性用于决定流体质量和密度之间的关系。数值越高，密度越大的区域质量就越大，就像空气和水的关系。

Density Tension 密度张力：将流体密度推至一个圆球状，类似液体的表面张力。高数值会使得流体密度产生独立的簇。密度张力不会影响流体像素中的速度。使用HighDetailSolve解算时，密度张力可以解决一些异常问题。

Tension Force张力力场：基于方格的密度，应用一个力场来模拟表面张力。张力力场和密度张力差不多，只是张力力场会增加一些速度到流体方格中。

Density Pressure 密度压力：应用一个向外推开的力场来计算作用于流体密度的ForwardAdvection（正向水平对流）的强度。该属性用于保存流体的总容积，确保没有密度损失。如果没有足够的密度压力，流体会出现塌陷或消减。Density Pressure和ContentsDetails下Density的Pressure属性是一样的。

Density Pressure Threshold 密度压力阈值：定义应用于每个流体方格中的密度压力的密度值。当流体方格中的密度低于阈值，将不会有密度压力被计算。该属性和ContentsDetails下的Density的DensityPressureThreshould属性一样。



Air/Fuel Ratio
ContentsDetails下的Fuel区块增加了Air/FuelRatio的属性。设置燃料燃烧殆尽所需要消耗的空气量。例如，燃烧一罐汽油需要的空气量比通常燃料还多15倍。要模拟汽油火焰，应该设置Air/FuelRatio为15。当该属性值为0，火焰的燃烧会变得一致，就像是通过自身产生氧气进行燃烧。

DMM和physx（Nvidia显卡物理加速系统）的引入。在此版本之前，这两个动力学特效系统是以外部插件的形式与maya交互的，当maya的动力学系统中包含了这两个外来的优秀插件，用户将得到更多的CG解决方案。Maya内部的刚体和柔体系统自从诞生以来，就没进行过大的改进，只能应用于一些要求不是很高的特效；NCloth的加入，改善了柔体模拟布料的流程，而DMM破碎系统和物理加速系统的引入，则提升了Maya制作刚体碰撞与柔体碰撞的功能。不过Maya内置的DMM有限制，只支持1500个四面体；如果用户需要更多数量的几何体进行破碎碰撞，则需要另外支付费用。（图26—28）


图26


图27


图28

另外，Maya的Visor预设库中，增加了EffectsAssets栏，内置了20个特效范例，可快速生成常用特效。（图29）


图29

总结
相对于Maya2011，Maya2012虽然增加了更多的新功能，但是软件的稳定性却降低不少。可以看出，Maya的开发者很专注于提高软件的功能，但有点操之过急。目前而言，Maya2012更像是个新功能的尝鲜版，很难普及到一些工程当中，只能期待Maya2012.SP1或者maya2013时，官方能修正这些为数不少的程序BUG。（图30）


图30