MAYA快速入门教程3

nURBS建模

简介

NURBS（非均匀有理B 样条线）使用数学方法描述非常适合3D 应用程序的曲线和曲面。NURBS 的特点是它们能够产生平滑的有机形状。

可以使用多种方法快速对NURBS 曲面进行建模和编辑。使用一条或多条NURBS 曲线（定义了想要用于曲面的形状的轮廓）创建NURBS 曲面，然后使用特定的构建方法创建完成的曲面。

NURBS 曲线和曲面有多种应用，是工业设计人员和汽车设计人员的首选曲面类型，在工业设计和汽车设计中往往需要包含最少数据的平滑形状来定义特定形状。NURBS 曲线是为动画对象定义平滑运动路径的理想选择。采用NURBS 时，可对曲面建模，然后将其转化为多边形网格。

在本章中，您将了解有关在Maya 中使用NURBS 曲线和曲面的一些基本技术。本章包括以下课程：

?第1 课旋转曲线来创建曲面：简介

?第2 课雕刻NURBS 曲面：简介

?第3 课放样曲线来创建曲面：简介

课程准备

若要确保课程按所述方式运行，请在开始之前执行下列步骤：

1.如果尚未下载课程文件，请从https://www.360docs.net/doc/4410161479.html,/maya-tutorials下载。

将Getting Started 2013 Lesson Files Zip 文件复制到本地驱动器并解压缩该文件夹。

2.创建新项目，如下所示：

?选择“文件> 项目窗口”(File > Project Window)，然后单击“新建”(New)按钮。

?单击“位置”(Location)字段中的文件夹图标以导航到

GettingStartedMaya2013LessonData文件夹，这样会将创建的项目保存在该文件夹中。

?在“当前项目”(Current Project)下输入NURBS。

?单击“接受”(Accept)。

NURBS 项目现在已创建。

3.在开始每个课程之前，请选择“文件> 新建场景”(File > New Scene)以创建新的

场景。

4.确保“构建历史”(Construction History)图标（位于菜单栏下方）处于启用状态：

。（如果该图标处于禁用状态，则会出现一个大X。）

5.选择“曲面”(Surfaces)菜单集。除非另有说明，本章中有关进行菜单选择的说明都假

设已选择“曲面”(Surfaces)菜单集。

注意

学习本节的课程之前，请通过选择“创建> NURBS 基本体> 交互式创建”(Create > NURBS Primitives > Interactive Creation)，确保基本体的“交互式创

建”(Interactive Creation option)选项处于禁用状态。也就是确保菜单项旁边不会出现复选标记。

6.在“选择工具”(Select Tool)处于活动状态时通过打开“工具设置编辑器”(Tool

Settings Editor)并禁用“软选择”(Soft Selection)，确保“软选择”(Soft Selection)处于禁用状态。

第一课：旋转曲线来创建曲面

简介

创建NURBS 曲面的一种简单方法是为所需格式的轮廓创建一条曲线，然后使用Maya 中提供的各种NURBS 曲面工具之一创建一个曲面。在本课程中，将使用NURBS 曲线和“旋转工具”(Revolve Tool)创建蛋架。

在本课程中，您将了解如何：

?使用控制顶点(CV) 创建方法创建一条NURBS 曲线。

?在建模时将栅格用于视觉参考。

?确定NURBS 曲线的起点和终点及其方向。

?使用旋转工具创建旋转NURBS 曲面。

?更改NURBS 曲面的显示着色平滑度。

?当NURBS 曲面的初始剖面曲线通过构建历史链接到该曲面时，可通过编辑该剖面曲线来编辑NURBS 曲面。

创建剖面曲线

旋转是常用的建模方法，类似于在旋转的陶钧上塑造花瓶。首先必须在正交视图中创建剖面曲线，然后使用旋转工具来创建曲面。

创建剖面曲线

1.确保已完成课程准备中的步骤。

2.选择“面板> 布局> 四个窗格”(Panels > Layouts > Four Panes)以便可以

查看场景的多个视图。

3.选择“创建> CV 曲线工具”(Create > CV Curve Tool)。

这是绘制曲线最常用的工具。

4.在前视图中，单击图中所示编号位置。确保第一个和最后一个位置位于栅格的Y 轴上

（前视图栅格的最粗垂直线）。

此外，在位置9、10 和11 的相同点上分别单击一次。这是创建曲线中的尖锐点或角所必要的。

若要更改最新单击点的位置，可以使用鼠标中键拖动该点。

5.（Windows 和Linux）单击位置13 之后，按Enter 键结束曲线的创建。

(Mac OS X) 按Return 键结束曲线的创建。

在场景视图中单击的点将成为已完成曲线的控制顶点(CV)。CV 是操纵以改变曲线形状（或曲面）的点。这些点通常位于远离曲线的位置。

要能够在使用“CV 曲线工具”(CV Curve Tool)单击CV 位置时，精确地预测曲线将放置的位置，这需要一些练习。一旦学会了该方法，您将能够创建和编辑具有优美对称的曲线。

默认情况下，必须至少单击四个点才能使用“CV 曲线工具”(CV Curve Tool)创建曲线。

对于Maya 中的某些高级操作，您需要了解曲线的起点和曲线方向的含义。曲线的起点是绘制曲线时创建的第一个CV。曲线的起点用小空心框在第一个CV 处表示，创建曲线时可见。曲线方向显示在曲线起点后的第二个CV 上，创建曲线时用一个小U 图标表示。

创建旋转在形曲面

使用“旋转成形曲面”(Revolve surface)工具，曲线将绕轴旋转，由此创建曲面。用户可以定义旋转轴。

创建旋转成形曲面

1.选择曲线之后，选择“曲面> 旋转”(Surfaces > Revolve)。这将从旋转的剖面曲

线中创建蛋架曲面。在透视视图中查看结果。

Maya 不会删除剖面曲线。在下一个步骤中，您将编辑剖面曲线来改变曲面的形状。

2.选择曲面，然后在“通道盒”(Channel Box)中将其重命名为Eggholder。

3.将指针放在透视视图中，按5 键（对应“着色> 对所有项目进行平滑着色处

理”(Shading > Smooth Shade All)）。

这会将蛋架显示为着色曲面而不是透视视图中的线框。

分别按1、2 和 3 键切换不同的显示平滑度。（这些热键对应“显示>

NURBS”(Displ ay > NURBS)菜单项下的菜单项(“粗糙”(Rough) /“中

等”(Medium) /“精细”(Fine))）。

平滑度越精细，使用复杂模型时对交互式性能的影响越大。

平滑度显示仅影响场景视图。渲染图像将以高质量平滑度显示，无论该设置如何。

编辑旋转成形曲面

基于旋转的曲线创建曲面后，可以重新定形原始创建曲线来重新定形曲面。这样是有可能的，因为在执行旋转操作之前，已启用Maya 的“构建历史”(Construction History)功能。

如果原始创建曲线位于其他现有曲线和曲面中间，那么选择原始创建曲线可能会富有挑战性。“大纲视图”(Outliner)是一个编辑器，该编辑器对于快速检查场景的结构和组件很有用。“大纲视图”(Outliner)对于在与此类似的情形下选择对象也是很有用的。

编辑包含构建历史的曲面

1.选择“窗口> 大纲视图”(Window > Outliner)。

将显示“大纲视图”(Outliner)，并会在场景中显示一个项目列表。

2.在“大纲视图”(Outliner)中，通过在列表中已旋转的曲线(curve1) 的名称上单击，

选择该曲线。

在场景视图中将亮显该曲线。

3.在前视图中，单击鼠标右键，然后从标记菜单中选择“控制顶点”(Control Vertex)。

将显示曲线的CV。

4.选择并移动一个或多个CV，以根据需要调整曲线形状。

如果在前视图中选择其中一个CV 时遇到问题，那么必要时可在推拉和翻滚摄影机之后选择该CV。

该操作会修改蛋架的形状，因为蛋架通过其构建历史链接到曲线的形状。

5.如果需要，请保存场景以供将来查看。

6.关闭“大纲视图”(Outliner)窗口。

课程总结

本课程中介绍了一些与NURBS 建模相关的基本方法：

?旋转曲线是创建具有放射状对称形式（控制盘、花瓶、玻璃、柱子等）的曲面的最简单方式。

?NURBS 曲面是由互连曲线形成的网。创建曲线用于创建并在随后修改曲面（如果需要）。

?熟练绘制和编辑曲线是NURBS 建模的重要部分。

?栅格是构建和修改曲线的有用辅助。

应该知道的一些其他要点包括：

?无法渲染曲线，因此对曲线执行的操作始终是对创建和编辑曲面的补充。

?除了移动曲线的CV 来改变其形状外，还可以切割、附加、延伸、闭合和平滑曲线。

?通过旋转的曲线创建曲面后，可以在组件级别编辑该曲面，方法是移动该曲面上的CV 或缩放该曲面上的CV 组，以自定义该曲面的形状。（需要禁用构建历史，才能执行该操作。）

第二课：雕刻NURBS

简介

除了使用曲线创建NURBS 曲面外，还可以使用“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)在Maya 中编辑和雕刻曲面和基本体对象。

“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)可用于以交互方式推动或拉动曲面区域，以创建相对于曲面的凸雕或浮雕区域。

在本课程中，您将使用“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)从NURBS 基本体球体中雕刻出卡通脸和卡通头，从而了解有关这些工具的一些基本概念。

在本课程中，您将了解：

?“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)的基本雕刻操作（推动、拉动、平滑、松弛和擦除）。

?在雕刻期间等参线密度可能会如何影响曲面细节。

?如何增加NURBS 曲面的曲面细分数量，以帮助进行曲面雕刻。

?如何更改“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)的笔刷半径。

?“不透明度”(Opacity)和“最大置换”(Max Displacement)如何影响雕刻操作。

?如何将几何体从预先存在的文件导入到当前场景中。

为雕刻准备曲面

因为头部大致为球形，所以可以创建球体基本体作为创建头和面的快速起始点。

为雕刻准备球体

1.确保已完成课程准备中的步骤。

2.选择“创建> NURBS 基本体> 球体”(Create > NURBS Primitives >

Sphere) > 。在选项窗口中，选择“编辑> 重置设置”(Edit > Reset Settings)并

输入下列值，然后单击“创建”(Create)按钮：

?半径(Radius)：6

?截面数(Number of Sections)：30

?跨度数(Number of Spans)：30

3.半径(Radius)将以栅格单位设定球体大小。值为6 时将创建大到足够使用栅格进行

大小比较的球体。

4.“截面数”(Numbe r of Sections)将设定垂直曲线的数量，称为球体的等参线。等参

线将显示曲面形状的轮廓。曲面的等参线越多，该曲面具有的CV 就越多。（默认情况下，不显示CV）。CV 越多，编辑曲面时的精度就越高。“跨度数”(Number of Spans)将设定水平等参线的数量。

5.CV 过多的缺点就是比较难以对较大区域进行平滑形状更改。CV 多也意味着使用曲面

时要花的处理时间较长。曲面最好具有能满足需要且尽量少的CV。

6.我们为本课程选择了30 作为截面数和跨度数，因为经验表明该数值可用于显示充足的

面部细节，而不会减慢处理能力适中的工作站上的Maya 处理。

7.注意

8.在线框显示模式中，如果从“显示> NURBS”中选择“精细”(Fine) 或“中

等”(Medium)，将显示比实际跨度数和截面数更多的等参线。曲面将以更高的精度直观显示，但额外的等参线没有CV 且无法进行编辑。

9.选择球体，然后在“通道盒”(Channel Box)中将其命名为Egghead。

10.在球体的一侧90 度旋转球体（旋转Z：90）。该操作将放置球体CV，为简单头和

面的建模做好准备。您可在本课稍后的内容中了解原因。

11.若要使Egghead 为椭圆形状，请将球体的“缩放X”(Scale X)设定为1.3 左右。

可以选择性地将Egghead 移动到栅格上方，从而使栅格不会干涉Egghead 视图。此外，放置透视视图，使“视图轴”(View Axis)的Z 轴指向您。

修改表面材质以更方便地进行查看

因为您将在本课程中进行细微的曲面建模，所以使用明亮的高光显示Egghead 有助于清楚地查看所做更改的效果。在接下来的步骤中，会将Blinn 材质指定给Egghead，以赋予其表面明亮的高光。该步骤没有说明，因为着色主题是稍后课程中的关注点。

指定Blinn 表面材质

1.选定Egghead 后，按5 以显示具有平滑着色处理的表面。

2.在Egghead 上单击鼠标右键，然后选择“指定新材质”(Assign New Material)。

3.单击显示的“指定新材质”(Assign New Material)窗口中的“Blinn”。

将立即为Blinn 材质显示“属性编辑器”(Attribute Editor)。

4.在“公用材质属性”(Common Material Attributes)区域中，将“颜色”(Color)

属性滑块向右拖动到约3/4 的位置。

5.在“镜面反射着色”(Specular Shading)区域中，将“偏心率”(Eccentricity)设定

为0，然后关闭窗口。

基本雕刻方法

在接下来的步骤中，您将熟悉“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)的功能。借助该工具，可以使用鼠标或光笔来推动、拉动或平滑曲面的形状，而无需选择或显示CV。练习完雕刻曲面后，您将擦除练习笔划，然后开始雕刻蛋头的特征。

使用基本雕刻操作练习雕刻

1.选定蛋头后，选择“编辑NURBS > 雕刻几何体工具”(Edit NURBS > Sculpt

Geometry Tool) >。在“工具设置”(Tool Settings)窗口中，单击“重置工

具”(Reset Tool)，并确保已显示“雕刻参数”(Sculpt parameters)。

在“雕刻参数”(Sculpt Parameters)区域中有许多用于雕刻曲面的操作。每个操作都将对鼠标或光笔相对于曲面法线拖动（笔划）的曲面区域产生影响：

?“推动”操作将压低笔划区域中的曲面。

?“拉动”操作将提升笔划区域中的曲面。

?“平滑”操作将减少拖动位置的凹凸或隆起。

通过将笔刷半径内所有特征与附近所有其他特征平均化，实现“平滑”。

?“松弛”操作将在凹凸上进行绘制，以松弛大多数位置不当的曲面特征。

与“平滑”不同，“松弛”仅通过平均化最大曲面异常实现，所以总体形状将保持不变。

?“收缩”操作将顶点向工具光标的中心拉动。

收缩有助于更加明晰地定义现有的折痕。

?“擦除”操作将消除其他五个操作的效果。

“擦除”操作可以向前擦除到上次保存场景的时候，也可以擦除到上次单击“擦除曲

面”(Erase Surface)右侧“更新”(Update)按钮的时候。

2.在曲面上尝试使用这六个操作中的每一个。不要考虑结果。只需熟悉对鼠标笔划的响应。

默认情况下，“推动”和“拉动”笔划将在法线相对（垂直）于曲面的方向上变形曲面。若要更精确地创建生成的变形，请在前视图、侧视图或顶视图中使用“推动”和“拉动”笔划，同时在单独的透视视图中检查结果。经常翻滚透视视图，以获得最佳的视觉反馈。

当将鼠标光标放置于曲面上时，光标将更改为显示当前执行操作名称缩写的红色雕刻图标。

例如，Ps 表示“推动”。

红色图标也会显示受笔划影响的区域半径。“半径(U)”(Radius (U))值将更改半径。

3.选择“擦除”(Erase)操作，然后单击“整体应用”(Flood)按钮。这样即可擦除所有更

改。

4.选择“拉动”(Pull)操作并输入0.25 的“半径(U)”(Radius (U))，然后在一对水平

等参线之间进行拖动，拖动不得横跨任一等参线。

该操作不会产生效果，因为笔划半径未与任一等参线的CV 相接触。无论使用哪个操作，都只有CV 会受笔划的影响。

5.将“半径(U)”(Radius (U))更改为2，然后重复之前的笔划。

笔划将改变曲面，因为半径与CV 发生重叠。如示例所示，需要确保半径大到足以影响所需的CV。在一次雕刻会话中，多次更改半径很常见。

如果希望影响较小区域且不增加半径，则可以通过插入更多等参线将CV 添加到区域中。

您将在后面的课程中执行该操作。

6.与之前操作一样，对曲面的更改整体应用擦除。

7.选择“半径(U)”(Radius (U))为0.5 的“拉动”(Pull)操作。沿垂直等参线进行拖

动。为进行比较，请沿水平等参线进行拖动。

注意关闭曲面等参线的亮显，使曲面改动更易于查看。在“首选项”(Preferences)（“窗口> 设置/首选项> 首选项”(Window > Setting/Preferences >

Preferences)）中，选择“显示”(Display)类别，并将“着色曲面上的线

框”(Wireframe on Shaded)设定为“无”(None)。

与水平笔划相比，垂直笔划创建出的隆起较细，因为垂直等参线的密度较大。基础CV 的数量及其位置将对笔划结果产生影响。

提示

或者可以使用热键调整“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)的半径。将工具移动到对象上，按住 B 热键并向左或向右进行拖动。对象上带数值半径值的圆形表示工具的大小。在对象上绘制笔划，以试验新的大小。

8.与之前操作一样，对曲面的更改整体应用擦除。

9.旋转摄影机视图，使“视图轴”的X 轴指向您。再次绘制一个垂直的“拉动”笔划。

当笔划接近蛋头的中心时，将出现一个折点。在许多等参线收敛于单点（称为极点）的区域中，要对称地改变曲面比较困难。雕刻曲面时，始终要考虑等参线的位置。通常，在等参线均匀、规律分布的位置进行雕刻。

10.再次擦除所有更改，然后重新定位摄影机视图，使“视图轴”(View Axis)的Z 轴指向

您。

提示

如果“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)处于选定状态，但要操作的曲面未处于选定状态，请在曲面上单击鼠标右键，然后从标记菜单中选择“选择”。

其他雕刻方法

现在您已了解一些基本功能，在开始对面部特征进行建模之前，您将了解其他一些有用的方法。练习其他雕刻方法

1.在雕刻几何体工具的“雕刻参数”(Sculpt Parameter)区域中，将“最大置换”(Max

Displacement)设定为2。

2.绘制一个垂直“拉动”笔划。

3.将“最大置换”(Max Displacement)更改为1。

4.在附近绘制另一个垂直笔划。

“最大置换”(Max Displacement)设定使用单个笔划推动（或拉动）曲面CV 的最大距离。

5.擦除对曲面的更改。

6.将“最大置换”(Max Displacement)设定为2。

7.绘制一个垂直“拉动”笔划。

8.将“不透明度”(Opacity)从默认值1 设定为0.2。

9.在附近绘制另一个垂直笔划。

一处隆起高于另一处隆起。“不透明度”(Opacity)值”可缩放“最大置换”(Max

Displacement)的影响。例如，如果“不透明度”(Opacity)为0.2，每个笔划仅具有约

0.2 倍的“最大置换”(Max Displacement)设置效果。

通常，在推动或拉动时最好使用较低的“不透明度”(Opacity)值。可以使用多个笔划逐渐增加变形。

如果希望只影响曲面的一小块区域，请使用鼠标单击而不是在区域上绘制笔划。如果笔刷的“半径(U)”(Radius (U))和“不透明度”(O pacity)较小，可能需要单击两条等参线的最近相交点。

10.如果“不透明度”(Opacity)设定为1，请再次擦除对曲面的所有更改。

提示请考虑使用带光笔的电子绘图板。使用光笔可以更自然地绘制曲面更改，因为它感觉上就像一支笔。使用光笔可以设定一个可使“半径”(Radius)或“不透明度”(Opacity)因光笔压力而异的选项。例如，可以使用重笔划而不是轻笔划创建更大的“半径”(Radius)。

若要执行该操作，请显示“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry Tool)的“笔

划”(Stroke)选项卡。对于“光笔压力”(Stylus Pressure)，请选择“不透明

度”(Opacity)、“半径”(Radius)或“二者”(Both)。“半径”是常见的选择。如果选择“半径”(Radius)，“雕刻”选项卡上的“半径(U)”(Radius (U))值将设定最大半径，而“半径(L)”(Radius (L))为最小值。浏览各种设置。

如果使用鼠标，请将“光笔压力”(Stylus Pressure)设定为“无”(None)。“半径

(U)”(Radius (U))设定固定半径。“半径(L)”(Radius (L))将被忽略。

雕刻鼻子

现在开始雕刻秃头的面部，首先雕刻一个简单的鼻子。

为角色雕刻鼻子

1.定位透视视图，使“视图轴”(View Axis)的Z 轴指向您。

2.重置“雕刻几何体工具”(Sculpt Geometry tool)。

3.选择“拉动”(Pull)操作并设定以下选项：

半径(U) (Radius (U))：1 不透明度(Opacity)：0.2

4.选择“高斯”(Gaussian)笔刷轮廓设置，使您的笔划具有暗淡的软边：

5.在秃头中点上方，垂直向下绘制笔划以创建鼻梁，距离大约为两条水平等参线之间的距

离（参见下图）。使用若干笔划构建鼻梁。水平向鼻尖右侧绘制笔划几次，然后向鼻尖左侧绘制笔划几次，从而创建鼻孔。

若要构建小区域，请将笔划图标定位在此处，然后单击鼠标而不是拖动。翻滚视图以在每次绘制笔划或单击后检查结果。

如果笔划创建凹凸的曲面，请启用“平滑”(Smooth)操作并单击“整体应用”(Flood)一次或两次以平滑曲面上的所有笔划。因为“不透明度”(Opac ity)是0.2，所以“平

滑”(Smooth)操作很细微。或者，也可以通过仅对选定区域绘制笔划来平滑该区域。通常，在使用推动和拉动笔划时定期平滑曲面。

因为鼻子区域中的等参线数量相对较少，所以只能创建一个宽大而圆滑的简单鼻子。如果要创建更尖锐的特征（例如，凹陷鼻孔或尖锐的隆起），将需要在鼻子区域中插入等参线。雕刻嘴部介绍如何插入等参线。

雕刻眼眶

眼眶为眼睛提供插入物和背景。

为角色雕刻眼眶

1.选择“推动”(Push)操作。

2.使其他设置与鼻子的设置相同。

3.若要创建一对相同的眼眶，请显示“工具设置”(Tool Settings)窗口中的“笔

划”(Stroke)设置并启用“反射”(Reflection)。

4.将“反射轴”(Reflection Axis)设定为X，然后将雕刻图标定位在秃头上。

将在秃头上显示一对相同的“推动”图标。

5.根据需要调整眼眶的定位。在所需的位置单击鼠标多次。

注意

如果反射设置在NURBS 曲面的任一侧上不以同一方向推动或拉动，可以调整“引用向量”(Reference Vector)来改变这些操作的方向。在“雕刻参数”(Sculpt

Parameters)区域中，选择“UV 向量”(UV Vector)并启用“启用UV 向量调

整”(Enable UV Vector Adjustment)。单击并向左或向右拖动鼠标以调整U 和V 引用向量的方向。

雕刻眉毛

眉毛帮助定义脸部显得可怖或亲切的程度。

为角色雕刻眉毛

1.选择“拉动”(Pull)操作。使用与眼眶相同的选项设置，包括“反射”(Reflection)。

2.将雕刻图标放置在眼睛上方并绘制水平笔划。如有必要，单击构建眉毛所需的位置。如

有必要，请平滑眉毛。

雕刻嘴部

在本课程中为原始球体指定30 个截面和30 个跨度后，嘴部区域中的等参线之间的空间较大，从而无法为唇部创建精细的形状。

为解决该问题，必须在雕刻之前在嘴部区域插入等参线。

插入其他等参线

1.在蛋头上单击鼠标右键，从标记菜单中选择“等参线”(Isoparm)。

2.从“工具箱”(Toolbox)中，选择“选择工具”(Select Tool)。

3.单击鼻子下方的水平等参线，然后按住Shift 键并单击其下方的随后两条等参线，使它

们变为黄色。