Chế bản điện tử và chế bản video - Hướng dẫn sử dụng maya 3D - Chương 1: Tổng quan về maya 3D

CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D TỔNG QUAN VỀ CHƯƠNG TRÌNH MAYA 3D Xin chúc mừng các bạn đến với thế giới đồ họa và phim qua tài liệu “HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D” do Tủ sách STK biên soạn. Có lẽ, rất nhiều bạn còn ngỡ ngàng về chương trình này không hiểu nó làm được gì, sức mạnh nó ra sao, sử dụng có dễ dàng hay không. Điều này là tất nhiên tôi cũng như các bạn trước đây chỉ biết đến chương trình 3D Studio sau đó là 3D Studio Max và hầu như ai cũng ngán ngẩm chương trình này với những lý do chính sau : 1. Cấu hình máy yêu cầu phải mạnh. 2. Tài liệu hướng dẫn về nó nói chung còn khó có thể tự học cần phải có thầy hướng dẫn. 3. Người dùng chưa có cái nhìn về mỹ thuật cũng như chưa được trang bị kiến thức về không gian 3 chiều. Với lý do thứ nhất hầu như các chương trình 3D đầy quyền năng như Maya 3D, Softimage 3D v.v gần như không ai dám nghĩ tới (Ram phải tối thiểu 98 MB, card màn hình hỗ trợ 1024 x 768) ngoài ra các chương trình này đều chủ yếu chạy trên nền Windows NT và gần đây nhất là Windows 2000. Việc cài đặt chương trình trên Windows NT rất khó nên hầu như làm nản lòng với những ai muốn thử nghiệm với nó. Cài đặt không được lấy gì thử nghiệm với nó. Nhưng trong thời điểm này các yêu cầu trên đều được khắc phục, cấu hình máy bây giờ đáp ứng được dễ dàng, Việc cài đặt đã được chúng tôi nghiên cứu và trình bày rất rõ từng bước cài đặt. Với lý do thứ hai Tủ sách STK sẽ giúp các bạn thông qua các tài liệu được biên soạn rất bài bản qua các hướng dẫn từng bước, được minh họa bằng những hình ảnh cắt trực tiếp trên máy tính nên việc tự học rất thuận lợi, các bạn mặc dầu tự học nhưng giống như có người thầy bên cạnh dẫn các bạn đi. Với lý do thứ ba Tủ sách STK sẽ giúp các bạn có cái nhìn tổng thể về không gian 3 chiều cũng như về mỹ thuật qua các bài tập ứng dụng của chương trình nhằm giúp các bạn có cái nhìn tổng quát hơn về Maya 3D. ỨNG DỤNG CỦA MAYA 3D Chương trình này dùng để dựng các cảnh phim hoạt hình. Và cụ thể hơn là 1 trong những ứng dụng của nó làm đầu băng chuyên nghiệp. Trước hết, chúng tôi mời bạn làm quen với những gì có trong chương trình này, mà nhờ nó bạn có thể làm tăng thêm phần sinh động cho những cảnh phim hoạt hình. GIAO DIỆN NGƯỜI SỬ DỤNG (USER INTERFACE) Giao diện người sử dụng (User Interface) của Maya bao gồm một số công cụ, các trình chỉnh sửa và các nút điều khiển (control). Bạn có thể truy nhập những loại này bằng các trình đơn chính hoặc sử dụng các trình đơn đánh dấu cảm nhận cảnh quan (context sensitive). Bạn cũng có thể dùng các ngăn kệ (Shelves) để lưu trữ các biểu tượng quan trọng hoặc các phím TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 6 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D nóng để tăng tốc công việc của bạn. Maya được thiết kế để cho bạn cấu hình giao diện người sử dụng như bạn thấy là thích hợp. Để làm việc với các đối tượng, bạn có thể nhập các trị số sử dụng phần nhập tọa độ hoặc bạn có thể sử dụng Manipulator 3D để tương tác. Các mấu Manipulator để cho bạn chỉnh sửa các đối tượng của bạn chỉ với một thao tác nhấp-rê. Giao diện người sử dụng của Maya hỗ trợ nhiều mức độ hoàn tác (undo) và tái hoạt (redo) và bao gồm hệ biến hóa rê-thả nhằm truy nhập nhiều bộ phận trong không gian làm việc. Bạn sẽ cùng chúng tôi tìm hiểu cách sử dụng nhiều thành phần giao diện người sử dụng khác nhau trong bài 1 và bài 5. 1. Làm việc trong không gian ba chiều (3D) Trong Maya, bạn sẽ xây dựng và linh hoạt hóa các đối tượng theo ba chiều. Ba chiều này được xác định bởi các trục cơ bản được dán nhãn X, Y và Z. Những nhãn này thay cho chiều dài (X), chiều cao (Y), và bề sâu (Z) trong cảnh phim của bạn. Những trục này được trình bày bằng màu sắc - đỏ cho trục X, xanh lục cho trục Y và xanh cho trục Z. Y X Move Rotate Scale Biến đổi điều khiển (Transform Manipulator) Z Khi định vị trí, định tỷ lệ và quay tròn các đối tượng của bạn, thì ba trục này sẽ phục vụ như những điểm tham chiếu chính của bạn. Tâm của hệ thống tọa độ được gọi là góc tọa độ (origin) và có trị số 0, 0, 0. Góc tọa độ 2. Không gian tọa độ UV (UV coordinate space) Khi bạn xây dựng các bề mặt trong Maya, chúng được tạo với chính không gian tọa độ của chúng được xác định bởi U theo một hướng này và V theo một hướng khác. Bạn có thể dùng những tọa độ này khi bạn đang làm việc với các đối tượng đường cong trên một bề mặt hoặc khi bạn đang bố trí các kết cấu trên một bề mặt. Một góc của bề mặt thực hiện vai trò như góc tọa độ của hệ thống và tất cả các tọa độ nằm trực tiếp trên bề mặt đó. Bạn có thể làm cho các bề mặt sống động nhằm làm việc trực tiếp trong không gian tọa độ UV. Bạn cũng sẽ gặp phải các thuộc tính U và V khi bạn đặt các kết cấu trên bề mặt. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 7 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D 3. Màn hình (Views) Trong phần mềm Maya, bạn hình dung các cảnh phim của bạn bằng cách sử dụng các khung màn hình cho phép bạn nhìn vào thế giới ba chiều. Các màn hình phối cảnh (Perspective) để cho bạn xem các cảnh phim của bạn như thể bạn đang nhìn nó với chính mắt của bạn hoặc thông qua các thấu kính của máy ảnh vậy. Màn hình Orthographic song song với cảnh phim và cung cấp thêm một màn hình đối tượng. Chúng tập trung trên hai trục riêng biệt và được xem như các màn hình Top, Side và Front. Trong nhiều trường hợp, bạn sẽ cần đến nhiều màn hình nhằm giúp bạn xác định vị trí thích hợp cho các đối tượng. Vị trí của đối tượng trông rất rõ trong màn hình Top nhưng lại không rõ trong màn hình Side. Maya để cho bạn quan sát nhiều màn hình cùng một lúc để giúp phối hợp những gì bạn trông thấy. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 8 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D 4. Máy quay phim (Cameras) Để đạt được một màn hình riêng biệt, bạn hãy liếc qua máy ảnh kỹ thuật số. Máy quay phim orthographic xác định màn hình bằng mặt phẳng song song và phương hướng trong khi máy quay phim phối cảnh sử dụng tầm nhìn ở một điểm (a look at point) và tiêu cự (focal lenght). Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng các khung màn hình trong bài 1 và cách tạo và linh hoạt hóa một máy ảnh trong bài 17 và 21. 5. Mặt phẳng hình ảnh (Image Plane) Khi bạn làm việc với các máy quay phim, có thể đặt các đối tượng phông đặc biệt gọi là mặt phẳng hình ảnh trên máy quay phim. Mặt phẳng hình ảnh có thể được đặt trên máy quay phim sao cho khi bạn di chuyển máy quay phim, thì mặt phẳng vẫn đứng thẳng. Mặt phẳng hình ảnh có nhiều thuộc tính cho phép bạn di chuyển theo trong khi quay phim và định tỷ lệ hình ảnh. Những thuộc tính này có thể được linh hoạt hóa để thể hiện được hình thức mà mặt phẳng đang chuyển động. Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng các mặt phẳng hình ảnh trong bài 14 khi bạn linh hoạt hóa một cảnh phông không gian cho cuộc giao chiến giữa các phi thuyền. ĐỒ HỌA PHỤ THUỘC (DEPENDENCY GRAPH) Cấu trúc hệ thống của Maya sử dụng một hệ biến hóa theo mẫu để cho bạn hợp nhất loại hoạt hình keyframe theo truyền thống, động hình học đảo ngược, động lực học và viết kịch bản theo cấu trúc dựa trên tiết điểm (node-based architecture), gọi là đồ họa phụ thuộc (dependency graph). Nếu bạn muốn thu gọn đồ họa này thành những yếu tố rỗng, bạn có thể mô tả nó như là những tiết điểm với các thuộc tính được nối kết vậy. Cấu trúc dựa trên tiết điểm mang đến cho Maya những tính chất theo mẫu linh hoạt. Dưới đây là một sơ đồ trình bày một đồ họa phụ thuộc của một hình cầu nguyên thể. Tiết điểm đầu vào theo thủ tục xác định hình dáng của hình cầu bằng cách nối kết các thuộc tính trên từng tiết điểm. 1. Tiết điểm (Nodes) Mỗi thành phần trong Maya, cho dù nó là một đường cong, bề mặt, deformer, ánh sáng, kết cấu, sự biểu diễn, một tác vụ lập mô hình hoặc một đưòng cong hoạt hình, đều được mô tả hoặc bằng một tiết điểm đơn lẻ hay một dãy tiết điểm nối kết. Tiết điểm là một loại đối tượng chung trong Maya. Những tiết điểm khác nhau được thiết kế với các thuộc tính riêng biệt sao cho tiết điểm đó có thể hoàn thành một công việc TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 9 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D riêng. Các tiết điểm xác định tất cả các loại đối tượng trong Maya bao gồm môn hình học, việc tạo bóng, và chiếu sáng. Dưới đây là ba loại tiết điểm điển hình khi chúng xuất hiện trên một hình cầu nguyên thể. 1. Tiết điểm biến đổi (Transform node) Các tiết điểm biến đổi chứa thông tin bố trí cho các đối tượng của bạn. Khi bạn dời chuyển, quay tròn hoặc định tỷ lệ, thì đây là tiết điểm mà bạn đang tác động đến. 2. Tiết điểm đầu vào (Input node) Tiết điểm đầu vào trình bày các tùy chọn hướng dẫn sự sáng tạo hình dạng hình cầu của bạn như đường bán kính hoặc endsweep. 3. Tiết điểm hình dạng (Shape node) Tiết điểm hình dạng chứa tất cả các thông tin chi tiết trình bày hình dáng thực của hình cầu. Giao diện người sử dụng của Maya trình bày các tiết điểm này với bạn theo nhiều cách. Dưới đây là hình ảnh của hộp Channel nơi mà bạn có thể chỉnh sửa và linh hoạt hóa các thuộc tính tiết điểm. 2. Các thuộc tính (Attributes) Mỗi tiết điểm được xác định bởi một dãy các thuộc tính có liên quan đến những gì mà tiết điểm đó được thiết kế để hoàn thành nhiệm vụ. Trong trường hợp của tiết điểm biến đổi, thì X Translate là một thuộc tính. Đối với trường hợp của tiết điểm shader, thì Color Red là một thuộc tính. Bạn có thể gán những trị số cho các thuộc tính đó. Bạn có thể làm việc với các thuộc tính trong một số cửa sổ giao diện người sử dụng bao gồm Attribute Editor, Channel box và Spread Sheet Editor. Một đặc trưng quan trọng trong Maya là bạn có thể linh hoạt hóa gần như mỗi thuộc tính trên một tiết điểm bất kỳ. Những trợ giúp này mang lại cho Maya một quyền năng hoạt hình. Bạn nên chú ý các thuộc tính đều được xem như những kênh (channels). 3. Các nối kết (Connections) Các tiết điểm không tồn tại trong sự cô lập. Một phim hoạt hình hoàn chỉnh mang lại kết quả khi bạn bắt đầu thực hiện những nối kết giữa các thuộc tính trên những tiết điểm khác nhau. Những nối kết này còn được biết đến như là những phụ thuộc (dependencies). Trong khi lập mô hình, những kết nối này đôi khi được xem như tổng thể dựng hình (constructions hịstory). Đa số những nối kết này đều được tạo tự động bởi giao diện người sử dụng như một kết quả của việc sử dụng lệnh hoặc các công cụ. Nếu muốn, bạn cũng có thể xây dựng và chỉnh sửa những nối kết này một cách dứt khoát bằng Connection editor, bằng cách nhập các lệnh MEL (Maya Embedded Language - Ngôn ngữ nhúng Maya), hoặc bằng cách ghi các biểu thức dựa trên MEL. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 10 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D Bạn sẽ tìm hiểu sâu hơn về các tiết điểm, các thuộc tính và các nối kết trong bài 6 nhé. 4. Trục quay (Pivots) Các tiết điểm biến đổi đều được xây dựng với một thành phần đặc biệt được biết như điểm trục quay. Cũng giống như các trục quay cánh tay của bạn quanh khuỷu tay bạn vậy, trục quay sẽ giúp cho bạn quay tròn một tiết điểm biến đổi. Bằng cách thay đổi vị trí của điểm trục quay, bạn sẽ có được những kết quả khác nhau. Các trục quay cơ bản là một điểm tĩnh tại (stationary point) mà từ đó bạn quay tròn hoặc định tỷ lệ các đối tượng. Khi thực hiện hoạt hình, đôi khi bạn cần xây dựng những thứ bậc nơi một tiết điểm biến đổi này quay tròn đối tượng đó thì tiết điểm biến đổi thứ hai định tỷ lệ. Từng tiết điểm có thể có vị trí trục quay của chính nó để giúp bạn đạt được hiệu ứng theo ý bạn. Bạn sẽ làm việc với với các trục quay tiết điểm biến đổi trong bài 7. 5. Thứ bậc (Hierarchies) Khi bạn đang xây dựng những hoạt cảnh trong Maya, bạn đã hiểu có thể xây dựng những nối kết phụ thuộc để liên kết các thuộc tính tiết điểm. Khi làm việc với các tiết điểm biến đổi hoặc những tiết điểm khớp nối, bạn còn có thể xây dựng các thứ bậc tạo một loại mối quan hệ khác nhau giữa các đối tượng. Trong một thứ bậc, thì tiết điểm biến đổi này là bậc trên đối với tiết điểm khác nữa. Khi Maya làm việc với những tiết điểm này, thì trước tiên Maya nhìn vào tiết điểm phía trên hoặc tiết điểm gốc, sau đó tìm xuống thứ bậc đó. Vì thế, chuyển động từ các tiết điểm ở trên được di chuyển xuống thành các tiết điểm thấp hơn. Trong sơ đồ dưới đây, nếu tiết điểm group1 được quay tròn, thì hai tiết điểm thấp hơn sẽ quay theo nó. Nếu tiết điểm nurbsCone được quay tròn, thì các tiết điểm trên không bị ảnh hưởng. Các thứ bậc khớp nối được dùng khi bạn đang xây dựng nhân vật. Khi bạn tạo các khớp nối, thì các trục quay khớp nối đóng vai trò như những khớp nối chân tay trong khi các xương được vẽ giữa chúng giúp ta hình dung ra một chuỗi khớp nối. Theo ngầm định, những thứ bậc này hoạt động cũng giống như các thứ bậc đối tượng. Khi quay tròn một đối tượng sẽ khiến quay tròn tất cả các tiết điểm dưới thấp cùng một lúc. Sau đây, bạn sẽ tìm hiểu thêm về những thứ bậc khớp nối và bạn cũng sẽ tìm hiểu động hình học đảo có thể đổi ngược dòng thứ bậc này như thế nào. Bạn sẽ làm việc với những thứ bậc trong bài 6 và các thứ bậc khớp nối trong bài 16. 6. Viết kịch bản MEL MEL là chữ viết tắt từ Maya Embedded Language. Trong phần mềm Maya, mỗi khi bạn sử dụng một công cụ nào đó hoặc mở một cửa sổ, là bạn đang sử dụng MEL. MEL có thể được dùng để thực hiện những lệnh đơn giản, ghi các biểu thức hoặc quá trình xây dựng sẽ triển khai tính hoạt động hiện hữu của Maya. MEL là một công cụ hoàn hảo dành cho các nhà đạo diễn kỹ thuật đang tìm cách truy nhập dễ dàng để điều chỉnh theo ý cách hoạt động của Maya cho thích hợp với những nhu cầu của một môi trường sản xuất đặc biệt. Các nhà làm phim hoạt hình còn có thể sử dụng MEL để tạo những vi lệnh (macros) đơn giản sẽ giúp tăng tốc những workflows khó khăn hoặc tẻ nhạt hơn. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 11 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D Bạn sẽ tìm hiểu cách làm việc với MEL để xây dựng những trình tự theo ý bạn trong bài 23. LÀM PHIM HOẠT HÌNH TRONG MAYA Khi bạn làm phim hoạt hình, tức là bạn mang lại sự sống cho các đối tượng. Trong Maya, có nhiều phương cách khác nhau để bạn có thể linh hoạt hóa cảnh phim và các nhân vật nhận vai trong đó. Phim hoạt hình trong Maya được đo tổng quát bằng các frames bắt chước các frames mà bạn thấy trong cuộn phim. Bạn có thể cho trình chiếu những frames này theo những tốc độ khác nhau để đạt được hiệu ứng hoạt hình. Theo ngầm định, Maya trình chiếu được 24 frames trong mỗi giây (24 hình trong 1 giây). 1. Keyframe animation Phương pháp quan trọng nhất trong việc làm phim hoạt hình được gọi là keyframe animation. Khi sử dụng kỹ thuật này, bạn xác định bạn muốn từng phần của đối tượng trông như thế nào trong một frame riêng biệt, sau đó bạn lưu giữ các thuộc tính quan trọng như những keys và sau khi bạn thiết lập nhiều keys, thì phim hoạt hình với quá trình chuyển động giữa các keys có thể được phát lại với Maya. Khi các keys được thiết lập theo một thuộc tính riêng biệt, thì những trị số được lập key đều được lưu trữ trong những tiết điểm đặc biệt gọi là các tiết điểm đường cong hoạt hình (animation curves). Những đường cong này được xác định bởi những keys ánh xạ trị số của thuộc tính đối lập với thời gian. Sau đây là một thí dụ về nhiều tiết điểm đường cong hoạt hình được nối kết với tiết điểm biến đổi. Tiết điểm này được tạo cho mỗi thuộc tính được lập phim hoạt hình. Một khi bạn có một đường cong, bạn có thể bắt đầu điều khiển tangency ở từng key để xác định chất lượng của chuyển động ở giữa những keys chính. Bạn có thể làm cho các đối tượng tăng tốc hoặc chậm lại bằng cách chỉnh sửa hình dạng của những đường cong hoạt hình này. Nói chung, độ nghiêng của đường cong đồ họa cho bạn biết tốc độ của chuyển động. Độ nghiêg dốc trong đường cong mang ý nghĩa chuyển động nhanh trong khi đường cong phẳng có nghĩa là không có chuyển động. Bạn hãy tưởng tượng người đi ván trượt tuyết đang xuống đồi. Độ nghiêng càng dốc càng làm tăng tốc độ trong khi những phần phẳng hơn sẽ làm chậm tốc độ lại. Chúng ta sẽ tìm hiểu cách thiết lập các keys trong bài 1 và cách chỉnh sửa các đường cong hoạt hình trong bài 2. Sau đó bạn tiếp tục thiết lập các keys trong suốt phần còn lại của phần Tìm hiểu Maya. 2. Đường dẫn hoạt hình (Path animation) Đường dẫn hoạt hình được xác định ngay từ tên gọi của nó. Bạn có thể gán một hay nhiều đối tượng sao cho chúng di chuyển dọc theo đường dẫn được người ta vẽ như một đường cong trong không gian ba chiều. Sau đó bạn có thể sử dụng hình dáng đường cong đó và những mốc (markers) đường dẫn để chỉnh sửa và vặn vẹo chuyển động đó. Chúng ta sẽ tìm hiểu cách thiết lập và chỉnh sửa đường dẫn hoạt hình trong bài 14. 3. Hoạt hình hư kháng (Reactive animation) TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 12 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D Hoạt hình hư kháng là một thuật ngữ được dùng để mô tả phim hoạt hình mà trong đó sự linh hoạt của đối tượng này được dựa trên sự sống động của một đối tượng khác. Một thí dụ cho kỹ thuật này là làm chuyển động các bánh răng mà khi quay tròn một bánh răng này sẽ khiến cho bánh răng kia cũng phải quay tròn theo. Sau đó bạn có thể thiết lập những keys trên bánh răng thứ nhất và tất cả những bánh răng còn lại cũng sẽ tự động linh hoạt. Sau này, khi bạn muốn chỉnh sửa hoặc vặn vẹo các keys đó, thì chỉ cần một đối tượng hoạt động thì những đối tượng còn lại cũng cập nhật một cách tương tác, nghĩa là chúng cũng chuyển động theo. Trong Maya, bạn có thể thiết lập hoạt hình hư kháng bằng một số công cụ bao gồm những gì được phát họa dưới đây : a. Set Driven Key Công cụ này để cho bạn thiết lập thuộc tính một cách tương tác trên một đối tượng để điều khiển một hay nhiều thuộc tính trên một đối tượng khác. Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng Set Driven Key trong bài 2, 9, và 19. b. Biểu thức (Expressions) Biểu thức là những kịch bản cho phép bạn nối kết các thuộc tính khác nhau trên những tiết điểm khác nhau. Bạn sẽ tìm hiểu cách tạo các biểu thức này trong bài 4 và 16. c. Constraints Constraints để cho bạn thiết lập một đối tượng trỏ đến (point to), hướng đến (orient to) hoặc nhìn vào một đối tượng khác. Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng constraints trong bài 9 và 16. d. Các kết nối (Connections) Những thuộc tính có thể được liên kết trực tiếp với một thuộc tính khác bằng các nối kết tiết điểm phụ thuộc. Bạn có thể tạo loại nối kết trực tiếp này bằng Connection Editor. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách thực hiện những loại nối kết này trong bài 6. e. Động lực học (Dynamics) Một kỹ thuật hoạt hình khác nữa là động lực học (dynamics). Bạn có thể thiết lập các đối tượng trong cảnh phim Maya của bạn sống động dựa trên các hiệu ứng vật lý như những va chạm, trọng lực, và gió. Bạn thiết lập những biến số khác nhau như bounciness, sự ma xát (friction) hoặc vận tốc ban đầu (initial velocity). Khi bạn cho phát lại cảnh phim, tức là bạn chạy một sự mô phỏng để xem tất cả những phần đó phản ứng với các biến số như thế nào. Kỹ thuật này cho bạn một chuyển động tự nhiên, sẽ khó khăn đối với keyframe. Bạn có thể sử dụng động lực học với những đối tượng cơ thể cứng nhắc, những hạt hoặc các đối tượng cơ thể mềm. Đối tượng cơ thể cứng nhắc (Rigid body objects) là những đối tượng không cần được biến dạng. Bạn thiết lập loại mô phỏng này bằng cách thiết kế các đối tượng như những cơ thể hoặc hoạt động hoặc cứng nhắc thụ động. Các cơ thể hoạt động phản ứng với động lực học, trong khi những cơ thể thụ động chỉ đóng vai trò như những đối tượng va chạm dành cho các cơ thể hoạt động. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 13 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D Để mô phỏng các hiệu ứng như gió hoặc trọng lực chẳng hạn, bạn sử dụng các trường (fields) thuộc động lực học được bổ sung cho cảnh phim rồi sau đó được nối kết với các đối tượng của bạn. Hạt (particles) là những phần thật nhỏ có thể được dùng để tạo những hiệu ứng như khói, lửa hoặc những vụ nổ. Những điểm này được tỏa vào cảnh phim nơi chúng cũng được tác động bởi các trường thuộc động lực học. Cơ thể mềm là những bề mặt mà bạn muốn làm biến dạng trong suốt quá trình mô phỏng. Để tạo một cơ thể mềm, bạn sẽ phối hợp một bề mặt với một loạt các hạt. Các hạt này phản ứng với sức ép động lực học giúp làm cho bề mặt đó biến dạng. Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng động lực học hạt trong bài 4 và 15. LẬP MÔ HÌNH TRONG MAYA Những đối tượng bạn muốn làm phim hoạt hình trong Maya thường được xây dựng hoặc bằng các bề mặt NURBS hoặc các tấm lưới đa giác. Maya cung cấp cho bạn cả hai loại hình học này để cho bạn có thể chọn phương pháp thích hợp nhất cho công việc của bạn. 1. Đường cong NURBS (NURBS curves) NURBS viết tắt từ chữ non-uniform rational b-splines là một thuật ngữ kỹ thuật dùng cho đường cong spline. Bằng cách lập mô hình với các đường cong NURBS, bạn có thể đặt ra những điểm điều khiển và môn hình học uyển chuyển sẽ được tạo bằng những điểm này như những điểm hướng dẫn. Dưới đây là đường cong NURBS điển hình với những phần quan trọng được dán nhãn : Những thành phần then chốt này xác định các yếu tố quan trọng góp phần cho một đường cong hoạt động ra sao. Hình học NURBS có được tính linh hoạt và năng lực là nhờ khả năng của bạn chỉnh sửa hình dạng hình học bằng các nút điều khiển này. Khi môn hình học của bạn trở nên phức tạp hơn, là bạn nhận thêm những nút điều khiển. Về lý do này, thì tốt hơn hết là xây dựng môn hình học đơn giản hơn, sao cho bạn có thể dễ dàng điều khiển hình dạng đó. Nếu bạn cần hình học phức tạp hơn, thì các nút điều khiển có thể được chèn thêm sau này. 2. Bề mặt NURBS (NURBS surfaces) Các bề mặt được xác định bằng môn toán học giống như những đường cong, ngoại trừ giờ đây có trong hai chiều - U và V. Bạn đã tìm hiểu về điều này có trong phần không gian tọa độ UV ở bài trước. Dưới đây là một số thành phần cấu thành của một bề mặt NURBS điển hình : Về cơ bản, những hình dạng phức tạp có thể được khắc họa bằng loại bề mặt này khi bạn kéo hoặc đẩy các nút điều khiển để tạo dáng cho bề mặt đó. Bạn sẽ tìm hiểu cách lập mô hình với môn hình học NURBS trong bài 7, 13 và 18. 3. Hình đa giác (Polygons) Hình đa giác là một loại hình học khác nữa, khả dụng trong phần mềm Maya. Trong khi các bề mặt NURBS thêm vào (interpolate) hình dạng của hình học một cách tương tác, thì các mắt lưới đa giác vẽ hình học trực tiếp vào các chỏm điều khiển. Khi một mắt lưới đa giác được trình diễn, thì nó được thêm vào để hình dáng sắc xảo hơn. Dưới đây là một số thành phần được tìm thấy trên một mắt lưới đa giác : TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 14 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D Bạn có thể xây dựng nhiều mắt lưới bằng cách kéo ra (extruding), định tỷ lệ và bố trí các mặt đa giác để xây dựng thành các hình dạng. Sau đó bạn có thể trau chuốt hình dạng đó để có được hình dáng hệ thống hơn cho mô hình của bạn. Bạn sẽ tìm hiểu cách xây dựng một mô hình đa giác trong bài 12. 4. Tổng thể dựng hình (Construction history) Khi bạn tạo những mô hình mẫu trong phần mềm Maya, thì những bước dựng hình khác nhau đều được ghi lại như những tiết điểm có tính phụ thuộc nơái kết với bề mặt của bạn. Trong hình minh họa dưới đây, người ta sử dụng một đường cong để tạo ra một bề mặt xoay tròn được. Maya giữ được tổng thể này bằng cách tạo những điểm phụ thuộc giữa đường cong, tiết điểm xoay tròn và tiết điểm hình dạng. Khi bạn chỉnh sửa sẽ làm cho đường cong và tiết điểm xoay tròn cập nhật hình dạng cuối cùng. Nhiều tiết điểm trong số này đi kèm với những bộ thao tác (manipulator) đặc biệt giúp cho việc cập nhật các thuộc tính tiết điểm được dễ dàng hơn. Trong trường hợp xoay tròn, các bộ thao tác khả dụng đối với đường trục và đôùi với góc quét của sự xoay tròn. Sau này bạn có thể xóa đi tổng thể để cho bạn chỉ còn làm việc với tiết điểm hình dạng mà thôi. Nhưng bạn đừng quên rằng những tiết điểm phụ thuộc có các thuộc tính có thể được làm sống động. Thế nên, bạn sẽ mất một số quyền năng nếu bạn xóa đi tổng thể này. Bạn sẽ cùng chúng tôi tìm hiểu cách làm việc với tổng thể này trong các bài tập 6, 12 và 13. NHỮNG BIẾN DẠNG Những bộï biến dạng (deformers) là các loại đối tượng có thể được dùng để tái tạo hình dạng những đối tượng khác. Bằng cách sử dụng những bộ biến dạng, bạn có thể cho thêm tính chất bóp bẹp và căng dãn ra vào cảnh hoạt hình của bạn. Một đặc trưng nữa có tác động mạnh trong bộ biến dạng của Maya là chúng có thể được xếp lớp đối với những hiệu ứng phức tạp hơn. Bạn cũng có thể liên kết các bộ biến dạng vào các bộ khung hoặc tác động chúng với động lực học thân mềm. Sau đây là phần liệt kê một số loại bộ biến dạng chủ yếu khả dụng trong phần mềm Maya. 1. Mạng, giàn (Lattices) Lattices là những khung bên ngoài có thể được áp dụng cho các đối tượng của bạn. Sau đó nếu bạn đổi hình dạng khung thì đối tượng cũng bị biến dạng theo. Bạn sẽ tìmhiểu cách làm việc với những mạng, giàn trong bài hướng dẫn 10, 12, 16 và 19. 2. Đối tượng khắc họa, chạm trỗ (Sculpt objects) Các đối tượng điêu khắc để cho bạn làm biến dạng bề mặt của nó bằng cách khắc lên nó một đối tượng khác. Bạn có thể đạt được những biến dạng bề mặt sinh động, bằng cách linh hoạt hóa vị trí của đối tượng điêu khắc. Bạn sẽ cùng chúng tôi tìm hiểu cách làm việc với một flexor điêu khắc trong bài 16. 3. Clusters Cluster là những nhóm Cvs hoặc các điểm giàn được xây dựng thành một bộ riêng rẽ. Cluster được cho điểm trục quay của chính nó và có thể được dùng để lôi kéo các điểm TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 15 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D clustered. Bạn có thể gắn thêm trọng lượng cho Cvs trong một cluster để đạt được những hiệu ứng phức tạp hơn. Bạn sẽ tìmhiểu cách làm việc với các Cluster trong bài 20. 4. Hoạt hình nhân vật (Character animation) Trong Maya, hoạt hình nhân vật tiêu biểu bao hàm cả việc hoạt hình của các mặt phẳng sử dụng các chuỗi khớp nối bộ khung và đảo ngược các mấu động hình học để giúp điều khiển sự chuyển động. Cùng môït lúc, các mắc xích có thể được thiết lập để hoạt động với những đối tượng điêu khắc đặc biệt và những giàn (lattices) được biết như những công cụ flexors. Những công cụ này cho phép bạn thực hiện những sự biến dạng mặt phẳng giúp tăng thêm tính hiện thực cho nhân vật của bạn. 5. Bộ khung và các khớp nối (Skeletons and joints) Như bạn đã cùng chúng tôi tìm hiểu, các dãy khớp nối bộ khung thực ra là những thứ bậc. Một bộ khung được chế tạo từ các tiết điểm khớp được nối kết với nhau bên ngoài bởi những biểu tượng xương. Các thứ bậc này cho phép bạn tập hợp hoặc liên kết theo hình học nhằm tạo ra những sự biến dạng mặt phẳng của bạn. 6. Động hình học đảo ngược (Reverse kinematics) Theo ngầm định, các dãy khớp nối hoạt động giống như bất kỳ thứ bậc nào khác. Sự quay tròn một khớp sẽ làm chuyển động luôn các tiết điểm khớp nối bên dưới. Điều này được biết như động hình học tiến tới (forward kinematics). Trong khi phương pháp này có tác động mạnh, thì nó khiến cho ta gặp nhiều khó khăn trong việc đặt chân của nhân vật xuống hoặc làm chuyển động bàn tay để điều khiển cánh tay. Động hình học đảo ngược cho phép bạn làm việc với thứ bậc theo hướng ngược lại. Bằng cách đặt một mấu IK chạy từ khớp khởi đầu đến khớp cuối thì bạn có thể điều khiển dãy khớp đó thuận lợi hơn. Có ba loại bộ giải (solvers) trong Maya - đó là IK spline, dãy IK riêng rẽ (In single chain) và mặt phẳng quay IK (IK rotate plane). Từng cái trong số những bộ giải này được thiết kế nhằm giúp bạn điều khiển những sự quay khớp sử dụng mấu IK như là mục đích. Khi mấu IK chuyển động, thì bộ giải IK xác định những sự quay khớp để cho khớp cuối cùng chuyển động đến vị trí mấu IK. Các bộ giải riêng biệt có những cần điều khiển độc đáo của chính chúng. Một ít trong số những bộ giải này được vẽ ra dưới đây : 7. Bộ giải chuỗi xích riêng lẻ (Single chain solver) Bộ giải chuỗi xích riêng lẻ cung cấp một cơ cấu tiến tới thẳng để bố trí tư thế và làm sống động cho một chuỗi (chain). Bằng cách di chuyển mấu IK, chuỗi xích sẽ cập nhật sao cho các khớp nối cùng nằm trên một mặt phẳng. Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng bộ giải chuỗi xích riêng lẻ IK trong bài 20. 8. Bộ giải mặt phẳng quay (Rotate plane solver) Bộ giải mặt phẳng quay cho bạn điều khiển nhiều hơn. Với bộ giải này, mặt phẳng hoạt động như mục tiêu đối với tất cả các khớp nối có thể được chuyển động bởi việc quay bằng thuộc tính vặn xoắn những hoặc bằng cách chuyển động mấu vector cực (pole vector handle). Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng bộ giải mặt phẳng quay IK trong bài 16. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 16 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D 9. Bộ giải IK spline (IK spline solver) Bộ giải IK spline giúp bạn điều khiển chuỗi xích bằng đường cong spline. Bạn có thể chỉnh sửa CVs trên spline để cập nhật sự quay của các khớp nối trong chuỗi xích. Bạn sẽ tìmhiểu cách sử dụng bộ giải IK spline trong bài 9 và 20. 10. Tạo lớp da cho nhân vật Một khi bạn đã xây dựng một bộ khung, bạn có thể nối liền bộ da cho bề mặt nhân vật của bạn sao cho chúng thay đổi hình dáng theo sự quay của các khớp. Trong Maya, bạn có thể sử dụng hoặc tạo lớp da mềm hoặc cứng. Phần da mềm sử dụng các cluster có trọng lượng trong khi lớp da cứng thì không. Bạn sẽ tìm hiểu cách sử dụng lớp da mềm trong bài 9 và tạo lớp da cứng trong bài 18. 11. Flexors Trong nhiều trường hợp, việc tạo lớp da cho nhân vật không phải là những biến dạng thực sự của sản phẩm trong các vùng khớp nối của nhân vật. Bạn có thể sử dụng các flexors để bổ sung mức độ biến dạng thứ yếu này vào việc phồng lên và xẹp xuống của nhân vật. Bạn sẽ tìm hiểu cách làm việc với các flexors trong bài 16. TRÌNH DIỄN (RENDERING) Một khi các nhân vật của bạn đã được thiết kế, bạn có thể áp dụng thêm màu sắc và kết cấu, sau đó trình diễn với ánh sáng thực. 1. Các nhóm đổ bóng (shading groups) Trong Maya, bạn bổ sung thêm các bản đồ kết cấu và những hiệu ứng trình diễn khác bằng các nhóm đổ bóng. Nhóm đổ bóng là một mạng các tiết điểm phụ thuộc cùng nối kết với nhau thành một tiết điểm nhóm đổ bóng. Ngay cả những bề mặt đã được gán và những ánh sáng có liên quan là một phần trong nhóm đổ bóng. Bạn có thể nghĩ nhóm đổ bóng như là một loại bucket (xô) mà trong đó bạn đặt tất cả các tính chất về màu sắc, kết cấu và chất mà bạn muốn tô điểm trên bề mặt nhân vật của bạn. Sau đó bạn nhúng bề mặt đó vào chiếc xô và ném thêm vào một hay hai ánh đèn và thế là đạt đưọc hiệu ứng sau cùng. Bạn sẽ tìm hiểu cách tạo các nhóm đổ bóng trong bài 3, 11, 12, 13 và 21. 2. Bản đồ kết cấu (Texture maps) Để bổ sung chi tiết cho các nhóm đổ bóng của bạn, bạn có thể lập bản đồ kết cấu với nhiều thuộc tính khác nhau. Một vài thuộc tính trong số này bao gồm cả sự rung động, tính trong suốt, và màu sắc. Bạn sẽ tìm hiểu cách lập bản đồ kết cấu các đối tượng trong bài 3 và 11. Những kỹ thuật lập bản đồ khác sẽ được sử dụng trong bài 12 và 13. 3. Chiếu sáng (Lighting) Trước khi trình diễn một cảnh hoạt hình, bạn có thể chiếu sáng các cảnh đó bằng một số ánh sáng, phần ánh sáng này giúp bạn bổ sung thêm tâm trạng và bầu không khí cho cảnh diễn theo nhiều cách như ánh sáng của nhà nhiếp ảnh vậy. Maya cho phép bạn xem trước ánh sáng dàn dựng của bạn một cách tương tác khi bạn lập mô hình, hoặc bạn có thể trình diễn để xem hiệu ứng cuối cùng. Bạn có thể bắt đầu việc áp dụng ánh sáng trong bài 3. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 17 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D 4. Chuyển động rung (Motion blur) Khi một máy ảnh thực “chộp” lấy một cảnh đối tượng đang chuyển động thì hình ảnh khi được rửa ra thường bị rung nhòe. Hiệu ứng làm rung chuyển động bổ sung thêm phần sống động cho hoạt cảnh và có thể được dùng trong Maya. Maya có hai loại hiệu ứng làm rung chuyển động là solution 2 1/2D và solution 3D (ba chiều), bạn sẽ dùng cả hai loại chuyển động rung trong quyển sách này. 5. Phần cứng trình diễn (Hardware rendering) Maya bao gồm cả hiệu ứng phần cứng trình diễn giúp cho bạn xem những hình ảnh được trình diễn trên màn hình để xem trước những cảnh hoạt hình của bạn. Bạn cũng có thể sử dụng công cụ trình diễn (renderer) để biểu diễn một số hiệu ứng hạt (particle effects), các hiệu ứng này có thể được phối hợp vào phần mềm trỉnh diễn hình ảnh trong hình học của bạn. 6. Vật đệm trình diễn (A-buffer rendering) ? Ngầm định, Maya sử dụng công cụ trình diễn A-buffer cho phần mềm trình diễn (software rendering). Kiểu trình diễn này giúp cho bạn xem những cảnh được tạo bóng với những bóng đổ và chuyển động rung. Phương pháp trình diễn này rất quan trọng đối với hầu hết các nhu cầu trình diễn của bạn. Nếu bạn muốn các hiệu ứng phản xạ (reflection) và khúc xạ (refraction), bạn cần mở hiệu ứng raytracing. 7. Trình diễn hiệu ứng phát tia ? (Raytrace rendering) Hiệu ứng raytracing giúp bạn đưa cả hiệu ứng khúc xạ và phản xạ vào cảnh phim của bạn. Maya có công cụ raytracer chọn lọc nghĩa là chỉ có những đối tượng hoặc những nhóm đổ bóng có khả năng raytrace mới sử dụng đến công cụ trình diễn này. Hiệu ứng phát tia chậm hơn ngầm định A-buffer và sẽ chỉ được dùng khi nó đòi hỏi cải tiến cảnh phim. 8. Công cụ trình diễn (renderer) hoạt động ra sao ? Công cụ trình diễn của Maya hoạt động bằng cách xem xét cảnh phim qua máy ảnh. Sau đó nó thực hiện một phân đoạn (section) hoặc tile (lập ô quân cờ) rồi phân tích có hoặc không thể trình diễn phân đoạn đó. Nếu có thể, nó sẽ phối hợp thông tin được tìm thấy trong nhóm tạo bóng tối (hình học, ánh sáng và mạng tạo bóng tôùi) với thông tin Render Global, và toàn bộ các ô quân cờ đều được trình diễn. Khi công cụ trình diễn di chuyển trên phân đoạn kế tiếp, nó lại lần nữa phân tích tình huống. Nếu nó gặp phải một ô có thông tin nhiều hơn nó muốn xử lý vào một lúc nào đó, nó sẽ ngắt ô đó thành ô nhỏ hơn và trình diễn. Khi bạn đang sử dụng hiệu ứng phát tia (raytracing) thì trước tiên mỗi ô quân cờ sẽ được trình diễn với A-buffer, sau đó công cụ trình diễn (renderer) mới tìm những phần tử cần thiết cho việc phát tia. Nếu nó tìm ra điều gì đó, nó sẽ xếp lớp trong những phân đoạn đã phát tia. Khi nó kết thúc, bạn sẽ có được hình ảnh sau cùng, hoặc nếu bạn đang trình diễn một cảnh hoạt hình, thì đó là một chuỗi hình ảnh. Bạn sẽ tìm hiểu việc trình diễn các cảnh dựng hình trong bài 3, 11, 15, 17 và 22. 9. IPR Maya bao gồm công cụ trình diễn ảnh thực tương tác (Interactive Photorealistic Renderer) nhằm cung cấp cho bạn sự hồi tiếp (feedback) nhanh nhằm lập kết cấu (texturing) và cập nhật ánh sáng (lighting updates). Bạn sẽ sử dụng đến IPR trong bài 11. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 18 CHẾ BẢN ĐIỆN TỬ VÀ CHẾ BẢN VIDEO - HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MAYA 3D CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ MAYA 3D Thế là giờ đây bạn đã có kiến thức cơ bản về Maya rồi nhé, biết Maya được thiết kế để làm gì, thì đây là lúc bạn có thể bắt đầu làm việc trực tiếp với hệ thống. Những khái niệm vừa trình bày trong phần giới thiệu này giúp bạn hiểu thêm nhiều hơn khi lần đầu bạn làm việc với chúng. Bạn đừng quên đặt thư mục “TỰ HỌC MAYA” vào thư mục dự án sao cho bạn có được các tập tin hỗ trợ giáo trình một cách dễ dàng. Nhưng bạn không lo, vì nếu chưa làm điều này, bạn vẫn có thể hoàn tất phần khởi động (Getting Started) mà không cần đến các tập tin hỗ trợ. Đi kèm với bộ phần Maya cơ bản gồm 3 đĩa CD-ROM cách trình bày tương tự như trong cách trình bày của đĩa này. Trong thời gian chưa có sách hướng dẫn các bạn có thể mua đĩa tại Tủ sách STK để xem trước. Xin chúc bạn thành công. TỦ SÁCH STK (ĐT 088334168–- 0903728344) BIÊN SOẠN : KS PHẠM QUANG HUY 19