Трехмерная графика и анимация, открывающие двери в захватывающий мир виртуальной реальности, занимают особое место среди компьютерных технологий, а пакет Maya справедливо считается одним из лучших (и, увы, одним из самых сложных в изучении) в области трехмерного моделирования, анимации и рендеринга. Он обладает всеми необходимыми средствами для создания игровых миров и анимационных роликов и потому используется рядом разработчиков компьютерных игр и незаменим в компьютерной мультипликации и художественной анимации. Более того, Maya позволяет внедрять фотореалистичные элементы в обычные фильмы, открывая дорогу применению разнообразных спецэффектов, которые невозможно, слишком дорого или чересчур опасно воспроизвести в действительности. Созданная в среде Maya трехмерная анимация часто используется при разработке демонстрируемых по телевидению рекламных роликов, телевизионных заставок и клипов. Дизайнерам данный пакет предоставляет средства фотореалистической визуализации для анализа разрабатываемого проекта, проведения презентаций и создания маркетинговых материалов. Maya также может использоваться в судебной медицине, когда возникает необходимость продемонстрировать воссозданную последовательность происходивших событий, что актуально, например, в отношении автомобильных аварий. Также Maya находит применение в архитектуре и промышленности для визуального представления самых разных моделей, начиная от обычных флаконов и заканчивая автомобилями и самолетами.
Пакет Maya достаточно сложен в освоении и имеет огромное число настроек, инструментов и меню — их значительно больше, чем в любом из конкурирующих пакетов, например в 3D Studio MAX. Даже простое перечисление инструментария займет немало времени и вместе с тем не даст ни малейшего представления о нюансах работы. Поэтому знакомиться с возможностями пакета мы будем последовательно и на конкретных примерах, а на первом уроке просто попытаемся немного освоиться с интерфейсом программы, экспериментируя с простыми геометрическими объектами.
Теоретические аспекты работы


Для работы в программе предназначена стандартное для Windows-программ главное командное меню и целая серия панелей инструментов, которые располагаются со всех четырех сторон рабочего окна и занимающие большую часть рабочего пространства (рис. 1). С помощью панелей инструментов обеспечивается быстрый доступ к любому элементу интерфейса, к инструментам панелей, а также к любым командам главного меню.


[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 1. Фрагмент окна Maya при первом запуске
Командное меню расположено в верхней части окна программы и является динамическим, так как часть входящих в него команд изменяются при смене режима работы — первые 6 пунктов меню: File (Файл), Edit (Редактирование), Modify (Изменение), Create (Создание), Display (Отображение) и Window (Окно) одинаковы для всех режимов. Всего предусмотрено 4 режима работы: Animation (Анимация), Modeling (Моделирование), Dynamics (Динамика) и Rendering (Рендеринг). Нужный режим выбирается из раскрывающегося списка, расположенного в левой верхней части окна программы (рис. 2) — сегодня все эксперименты мы будем проводить в режиме Rendering. Переключать режимы можно и с помощью функциональных клавиш F2, F3, F4 и F5. При необходимости некоторые из пунктов меню могут быть превращены в плавающие панели, что позволяет иметь под рукой наиболее часто используемые наборы инструментов. Пункты меню, для которых данное преобразование возможно, отмечены в верхней части двойной линией — для превращения пункта меню в панель достаточно щелкнуть на этой двойной линии (рис. 3).


[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 2. Установка режима работы

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 3. Пример пункта меню, которое может быть превращено в плавающую панель (слева), и соответствующая ему панель (справа)
Наиболее часто используемые панели и палитры загружаются при начальном запуске программы — они отмечены на рис. 4. Прямо под командным меню находится строка состояния (Status Line), в самом начале которой как раз и располагается выше рассмотренный список смены режима. В ней размещаются большинство переключателей и кнопок, необходимых для управления объектами и запуска часто применяемых функций. Ниже расположена панель Shelf (Полка) с самыми разнообразными вкладками — на ней находятся инструменты для создания объектов и их деформации, команды управления анимацией и рендерингом и т.д. Слева расположена панель Tool Box, где преимущественно объединены команды для выполнения операций перемещения, вращения и масштабирования объектов, а также кнопки вариантов отображения окон проекций. В нижней части программного окна расположены палитры Time Slider и Range Slider, позволяющие управлять анимацией. А существенная по размерам область экрана в правой части окна содержит редактор атрибутов Attribute Editor, предназначенный для редактирования объектов. Любую из панелей можно скрыть, щелкнув на треугольнике в ее левом верхнем углу. За открытие/скрытие названных панелей (их называют универсальными) отвечает строка меню UI Elements (Универсальные элементы) из меню Display (Отображение — рис. 5). Кроме того, в правом верхнем углу программного окна имеются кнопки для быстрого открытия/закрытия панелей Attribute Editor, Tool Settings и Channel Box/Layer Editor (рис. 6).



[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 4. Загружаемый по умолчанию набор панелей

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 5. Открытие/скрытие универсальных панелей

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 6. Кнопки быстрого открытия/закрытия панелей
Вызывать любые команды можно, не прибегая к командному меню, панели Shelf и пр., а через так называемое меню оперативного доступа, что зачастую оказывается быстрее. Вызов сокращенного варианта данного меню осуществляется при нажатии и удерживании в течение некоторого промежутка времени клавиши Пробел, а вызов полного варианта — в результате последующего щелчка на кнопке Hotbox Controls (Элементы управления меню оперативного доступа) (рис. 7).


[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 7. Сокращенный вариант меню быстрого доступа
Все создаваемые в программе элементы называют объектами, и к объектам относятся не только любые геометрические тела, но и формы, камеры и источники света и др. Объектами можно управлять, модифицируя их произвольным образом, объединяя в группы, связывая друг с другом и пр., и добиваясь в конечном счете создания нужной сцены. Процесс создания объектов называется моделированием. Моделирование осуществляется в окнах просмотра проекций, которые и занимают основную часть экрана и позволяют рассмотреть объекты с разных позиций и в различных проекциях. По умолчанию на экране отображается одно прямоугольное окно, соответствующее проекции Perspective (Перспектива). Для одновременного появления четырех окон проекции — Тор (Сверху), Side (Сбоку), Front (Спереди) и Perspective (Перспектива) можно нажать клавишу Пробел или щелкнуть на кнопке Four View палитры Tool Box. Повторное нажатие клавиши Пробел (при предварительной активизации нужного окна проекции) позволяет развернуть на весь экран любую другую проекцию. В Maya существует достаточно большее число вариантов компоновок проекций, для выбора которых предназначена команда Panels=>Layouts (Панели=>Компоновка) из меню окна проекций (рис. . По умолчанию при открытии программы устанавливается режим работы с одним окном проекции Perspective. При желании можно изменить режим загрузки режима по умолчанию, выбрав нужный вариант компоновки из списка команды Panels=>Saved Layouts (Панели=>Сохранение компоновки) — рис. 9.



[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 8. Выбор варианта компоновки проекций

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 9. Сохранение варианта компоновки проекций в качестве варианта, загружаемого по умолчанию
Любое окно проекции может быть сохранено, что в ряде случаев поможет сэкономить время — например гораздо быстрее по окончании настройки положения объектов (но перед редактированием других характеристик, что может потребовать, в частности, изменения угла обзора) сохранить нужные проекции, чтобы затем иметь возможность их быстро восстановить. Для сохранения конкретной проекции активизируйте окно данной проекции и выберите из меню окна проекции команду View=>Bookmarks=>Edit Bookmarks (Вид=>Закладки=>Редактирование закладок — рис. 10) и введите имя закладки. Объекты отображаются в окнах проекций либо в виде каркасов, либо с раскрашенной поверхностью (рис. 11) — изменение режима отображения объектов осуществляется через меню Shading (Затенение) окна конкретной проекции. За установку режима каркасного отображения отвечает команда Wireframe (Каркас) — ей соответствует горячая клавиша 4, а режима тонированной раскраски — Smooth Shade All (Сглаживать все, горячая клавиша 5). Кроме того, предусмотрена возможность изменения размеров окон проекции, реализуемая обычным для окон образом.

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 10. Сохранение проекции

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 11. Отображение объекта в виде каркаса (слева) и с тонированной поверхностью (справа)
Все объекты делятся на категории, выбор которых осуществляется из панели Shelf (Полка) с помощью соответствующих кнопок или через командное меню Create (Создание — рис. 12), в котором находится список всех базовых визуализируемых объектов. К числу таких объектов можно отнести сплайны, полигоны, источники света, камеры, кривые и пр. В каждой категории существует целый список разнообразных объектов, например в категории NURBS Primitives (NURBS-примитивы) и Polygon Primitives (Полигональные примитивы) входят Sphere (Сфера), Cube (Куб), Cylinder (Цилиндр), Cone (Конус), Plane (Плоскость) и Torus (Topус).


[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 12. Выбор объекта из группы через командное меню

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Создание и простейшее редактирование примитивов


Простейший способ создать трехмерный объект — воспользоваться подходящим примитивом, например из категории Polygon Primitives (Полигональные примитивы) или NURBS Primitives (NURBS-примитивы). Создавать и редактировать объекты можно в любой проекции, но некоторые возможности редактирования в разных проекциях отличаются друг от друга. Принцип создания любого примитива одинаков — достаточно указать нужный примитив на панели Shelf или в меню Create, и он тут же появится. По умолчанию все объекты создаются в начале координат, после чего их можно переместить в любое место пространства.
Любой объект может состоять из большего или меньшего числа составных элементов, а значит, иметь разный уровень детализации, от чего зависит его внешний вид в окне проекций. В Maya предусмотрено три варианта детализации: низкая, средняя или высокая — выбор нужного варианта осуществляется путем нажатия клавиш 1, 2 и 3 соответственно (рис. 13). Стоит отметить, что вид объектов, ребра которых не имеют кривизны (например, плоскость или куб), не зависит от режима детализации.


[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 13. Вид объектов при низком (слева) и высоком (справа) режимах детализации
Каждый созданный объект имеет имя и обладает некоторыми параметрами. Под параметрами объекта понимается набор свойств, описывающих объект в трехмерном пространстве, например его координаты, длина, ширина и высота. Параметры могут задаваться в процессе создания объекта в окне опций либо затем корректироваться в окне каналов (Channel Box) или в окне редактора атрибутов (Attribute Editor) — в последнем предоставляется гораздо больше возможностей для редактирования. Чтобы определить нужные параметры объекта непосредственно в процессе его создания, следует щелкать не на соответствующей объекту строке меню Create, а на расположенном справа от названия типа объекта квадратике (рис. 14). В этом случае перед созданием объекта открывается диалоговое окно с параметрами выбранной команды, в котором можно отредактировать установленные по умолчанию параметры инструмента (рис. 15). Чтобы восстановить исходные параметры создания объектов, воспользуйтесь командой Edit=>Reset Settings (Правка=>Восстановить настройки) из командного меню окна параметров объекта (рис. 16). Следует отметить, что изменить любые параметры любого объекта можно в любой момент времени, так как в программе запоминаются все этапы их создания и редактирования.



[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 14. Вызов диалогового окна с параметрами объекта

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 15. Корректировка параметров создаваемого объекта

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 16. Восстановление параметров создания объектов
Создание примитивов


В качестве объекта для первого эксперимента выберем сферу из категории NURBS-примитивов. Для создания сферы откройте на панели Shelf вкладку Surfaces и щелкните на объекте NURBS Sphere — в центре открытого по умолчанию окна проекции Perspective появится маленькая сфера (рис. 17). А теперь создайте полигональный торус, но с предварительным вводом его параметров — для этого щелкните на квадратике в строке меню Create=>NURBS Primitives=>Torus (Создание=>NURBS примитивы=>Торус) и измените параметры торуса примерно как на рис. 18. Проведите рендеринг созданной сцены, щелкнув в строке состояния на кнопке Render the current frame (Рендеринг текущего кадра) — рис. 19.



[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 17. Появление созданной сферы

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 18. Настройка параметров торуса

[Вы должны быть зарегистрированы и подключены, чтобы видеть это изображение]

Рис. 19. Вид сцены после рендеринга
Простые варианты выделения и редактирования примитивов


]