三維特效動畫的創(chuàng)新設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：三維動畫特效是指使用電腦軟件制作出立體的虛擬的特殊效果。特效一般包括聲音特效和視覺特效。三維動畫特效的融入增強了影片的視覺沖擊力，引起觀眾共鳴，所以三維動畫特效對于影片來說是至關(guān)重要的，鑒于此，本文基于Maya技術(shù)進行三維粒子特效的設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：校園漫游系統(tǒng)、Unity 3d技術(shù)

三維動畫特效不僅可以制作動畫電影，還能夠完成實拍不能解決的影視鏡頭，不會受到天氣季節(jié)等因素影響，且可修改性較強，質(zhì)量要求也更易受到控制，能夠?qū)λ憩F(xiàn)的故事與產(chǎn)品起到前所未有的視聽沖擊作用，本文采用Maya中的粒子技術(shù)進行魔幻彩虹特效動畫和噴泉特效動畫實現(xiàn)。

1.魔幻彩虹動畫實現(xiàn)

使用Maya的Mel語言和表達(dá)式、粒子生命設(shè)置魔幻彩虹動畫。

（1）彩虹的基本形態(tài)

選擇Caihong為其color通道添加Ramp貼圖，Ramp過渡顏色右下向上依次為紅橙黃綠青藍(lán)紫，選擇Caihong為其創(chuàng)建物體發(fā)射器，發(fā)射器命名為fx_Caihong_Emitter1，粒子命名為fx_Caihong_particle1，發(fā)射器類型選擇surface表面發(fā)射，勾選Need parent UV，發(fā)射器速度為0，其他保持默認(rèn)。播放動畫，粒子數(shù)量較少，可以對粒子發(fā)射數(shù)量rate（100.0）做動畫，300幀之前為1500，301幀為0，選擇Caihong，Ctrl+H將其隱藏，播放觀看動畫效果。（2）彩虹顏色設(shè)定

將Caihong的Ramp貼圖賦予粒子發(fā)射器的顏色通道，并為粒子添加RGB PP每粒子屬性為<-arrayMapper4.outColorPP。將粒子fx_Caihong_particle1的渲染類型改為MultiPoint，將Multi Count調(diào)整為50，Multi Radius調(diào)整為1，其他保持不變。播放動畫，按6鍵顯示材質(zhì)，觀看效果。

打開粒子發(fā)射器的屬性窗口，為其Texture Rate添加Ramp，并勾選應(yīng)用貼圖發(fā)射屬性，調(diào)整Ramp類型為U Ramp，調(diào)整顏色的過渡為Exponential UP，調(diào)整Ramp顏色由下向上黑白漸變，并對selected Position制作關(guān)鍵幀動畫，黑色位置的關(guān)鍵幀動畫為1～150幀，selected Position數(shù)值過渡為1～0，白色位置的關(guān)鍵幀動畫為51～200幀，selected Position數(shù)值過渡為1～0.001，播放動畫，觀看效果，彩虹逐漸出現(xiàn)。301幀后右側(cè)的粒子數(shù)量要比左側(cè)的多，因為發(fā)射器是依據(jù)貼圖的U方向，從右向左發(fā)射的。

（3）控制粒子生命

利用表達(dá)式控制每粒子生命lifespanPP，在控制lifespanPP之前需要將粒子的生命類型調(diào)整為lifespanPP only在每粒子屬性窗口中右鍵單擊Creation鍵在運行中寫入表達(dá)式 "fx_caihong_particleShape1.lifespanPP=fx_caihong_particleShape1.lifespanPP"、 "fx_caihong_particleShape1.lifespanPP=time；"，為了在視圖中顯示粒子的生命數(shù)值，先將粒子發(fā)射器的每秒發(fā)射率在曲線編輯器中修改為100，然后將粒子的渲染類型改為Numeric，并在Attribute name中輸入lifespanPP（也可以輸入position、velocity等每粒子屬性，此處默認(rèn)每粒子屬性為particleld），播放動畫觀看效果，粒子在沒受到擾動場的影響時生命隨時間運動，一旦受到擾動場粒子生命將不再改變。

在表達(dá)式中可以省略粒子的名稱，只寫每粒子的屬性即可，當(dāng)每粒子的速度等于0時，每粒子的生命將會隨著時間的改變而改變。Else{lifespanPP= lifespanPP；}是說每粒子速度一旦不為0，也就是受到擾動場影響的時候，粒子的生命數(shù)值為此時的時間，不會再隨時間改變而改變現(xiàn)在播放動畫發(fā)現(xiàn)粒子在場景中存活的時間較長，如果想讓粒子在沒有受到擾動場影響時一直生存，一旦受到擾動場影響便開始隨機死亡，讓粒子在沒有速度的時候等于時間，一旦粒子有了速度，讓它的生命在每幀的基礎(chǔ)上乘以0.98～0、99之間的隨機數(shù)，粒子生命效果控制完成，如果個人感覺粒子生命短的話，可以在If（velocity==0）的情況下讓lifespanPP乘以更大的數(shù)值；如果lifespanPP=time的情況下感覺粒子生命長的話，可以在else語句中讓lifespanPP乘以更小的數(shù)值。

（4）控制彩虹兩端的透明效果

對粒子兩側(cè)的透明進行控制，選擇粒子彩虹，打開其屬性窗口，為其添加每粒子透明屬性O(shè)pacityPP，接著為其添加Ramp貼圖，Ramp貼圖的InputU不做任何調(diào)整，InputV依據(jù)ParentU，調(diào)整好后創(chuàng)建Ramp貼圖。

編輯OpacityPP中的Ramp，將Ramp上下兩端調(diào)整為黑色，中間為灰色，其明度數(shù)值約為0.3，最后將Ramp的Interpolation過渡類型調(diào)整為Smooth光滑，調(diào)整完成后觀看粒子彩虹左右兩端的透明過渡。

（5）制作彩虹飄散效果

選擇粒子彩虹，為其添加Turbulance擾動場，打開屬性，修改Turbulance field name為fx_caihong_tur調(diào)整Magnitude為50，Attenuation為0，F(xiàn)requency為0.8，將Volume shape為Cube體積類型。

選擇擾動場，將擾動場的縮放Scale X調(diào)整為6，Scale Y調(diào)整為16，Scale Z調(diào)整為34，將Translate Y調(diào)整為-7，并對Translate X做位移動畫，動畫時間為300～500幀，過渡數(shù)值為40～-30，播放動畫到400幀，觀看粒子彩虹飄散效果。想讓粒子在場景中消完后死亡消失，首先嘗試控制粒子死亡的方法。將粒子的生命類型Lifespan Mode調(diào)整為Constant模式，然后調(diào)整Lifespan為5，隨機生命Lifespan Random為2，播放觀看效果。endprint

2.噴泉動畫實現(xiàn)

使用Maya中的粒子制作噴泉場景動畫。

（1）方向粒子發(fā)射器：在場景中創(chuàng)建Directional方向粒子發(fā)射器，在Emitter發(fā)射屬性編輯面板中調(diào)整方向的x、y、z軸參數(shù)值為（0，1，0），并調(diào)整擴散參數(shù)值為0.2，這樣粒子將沿Y軸進行發(fā)射并產(chǎn)生一定程度的擴散效果。

（2）粒子下落：單擊場Fields下的重力Gravity命令，粒子受到重力作用產(chǎn)生下落效果。在大綱視圖下，選擇粒子particle1并在emitter屬性中調(diào)整Speed速度值為15。

（3）多流線型粒子：粒子渲染類型為多流線型。設(shè)置當(dāng)前渲染類型并調(diào)整多重數(shù)量為4和多重半徑0.8、拖尾尺寸參數(shù)為2，開啟顏色疊加產(chǎn)生亮度疊加效果。

（4）粒子碰撞：創(chuàng)建平面對象并置于粒子下方，選擇粒子并按下Shift鍵加選地面對象，制造碰撞，使粒子與平面產(chǎn)生碰撞效果。選擇粒子，在其Geoconnector節(jié)點屬性面板中設(shè)置阻力為0.5和摩擦力參數(shù)為0.2。

選擇粒子并打開粒子碰撞事件編輯器窗口，在事件類型中調(diào)整為Split分裂方式，在事件類型中調(diào)整分裂出來的子粒子數(shù)量為6和擴散值為1以及繼承速度0.6，創(chuàng)建碰撞事件產(chǎn)生分裂效果。

選擇產(chǎn)生的粒子2并調(diào)節(jié)粒子渲染類型為多流線類型，調(diào)整多重數(shù)量10、多重半徑0.5、拖尾尺寸1.5，開啟顏色疊加。

（5）動力學(xué)關(guān)系：打開窗口，在關(guān)系編輯器中的動力學(xué)關(guān)系窗口中選擇產(chǎn)生的particle2粒子節(jié)點，在右側(cè)選擇Gravity Field節(jié)點，這樣將在二者之間建立起連接關(guān)系。從而使在碰撞之后產(chǎn)生的粒子受到重力作用將以較低的高度彈起。對粒子動畫效果進行預(yù)覽效果如圖所示。

粒子顏色設(shè)置圖

參考文獻(xiàn)：

[1]張明明.基于Unity3d虛擬校園漫游的研究與實現(xiàn)[D].云南：云南大學(xué)，2014：53-61.

[2]蔡翊.基于Unity3d的金絲峽地質(zhì)公園虛擬旅游系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D].西安：西安科技大學(xué)，2013：77-85.

作者簡介：

趙艷 198204山東費縣 女 漢 山東濟南 研究方向 影視動畫、數(shù)字媒體技術(shù) 本科 山東協(xié)和學(xué)院 副教授endprint