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2. Maya入門教程（四）
上次講了Maya中的Hotbox的用法以及坐標系統，認識了視圖的種類以及視角的操縱方式。這次介紹的是3D動畫基礎物件的模型以及模型的變換概念。
我們在電腦動畫中所看到的所有景物都是由Model(模型)所構成，3D模型是以定義的方式構建而成的，如果這個模型定義得比較精細和准確，我們就可以在軟體中通過各個角度來檢視它。
模型分類
電腦動畫中所使用的模型大致上可以分為三類，分別是實體模型，表面模型和粒子系統模型。
實體模型Solid Modeling：要求比較高，因為除了定義了外形以外，它還需要對物體的物理特性做准確的描述和定義，比如：體積、密度、質量、慣性等實體物質所擁有的特性資料。比如下圖中的實心球體，剖開以後可以得到兩個實心半球體。
這種模型通常會被用在工程上，提供給工程師很多關於物體物理特性的信息。
表面模型Surface Modeling：這是動畫中常常使用的模型類型。它是由表面來定義外部形狀的模型，而對它的物理特性要求並沒有太高。類似於兵乓球這種厚度比較薄的物體。
如下圖中的球體，如果構建的是表面球體模型，那麼切開後得到的是兩個碗狀的半球體
但是和乒乓球不同的是，表面模型構建的物體的那層表面的厚度是零。由於並不包含像實體模型那樣的大量物理特性，所以運算方式相對簡單，這也是它在電腦動畫中使用比較廣泛的原因。
粒子系統模型Particle System Modeling：區別於上面的兩種模型，粒子系統模型沒有表面，沒有質量，甚至連外形也是不固定的。它是一種用於處理短暫現象的制圖方式。
比如火焰、煙霧、雲彩這種沒有固定外形的物件就需要使用粒子系統模型來構建。
動畫製作程序
由於模型是動畫產生的媒介，所以在一般的認知中，先構建好物體模型，再來賦予這個模型一個合理的動作似乎是製作動畫的正常程序。但實際上，因為模型的建構方式會影響動作的呈現，而動畫製作的需求也會影響到模型建構的方式，所以在對模型進行構建的時候要考慮動作的需求，因此實際工作中，動作製作與模型構建是相輔相成互相調整製作完成的。
架構技術的基本概念
在製作3D模型時，可以數據化的實體資料是容易處理並表現出來的，但是卻難以呈現主觀的概念。比如，想讓電腦製作出一個「迷人」的「美女」形象，它應該是根本就沒有辦法處理的，但是如果說，我想製作一個「半徑XX的圓柱形」就可以很容易的被構建出來，所以在Maya中製作3D動畫模型是需要採用可數字化的概念也就是基本的幾何形狀Geometry來製作的。
和學習2D圖形的繪制之初需要學習幾何體的繪制一樣，3D軟體中所購建出的一切物體都是用最基本的幾何體構建而成的，這些基本的幾何體被稱為「幾何原型Geometric Primitives」。
例如：四個細長的圓柱體和一個薄薄的長方體就可以組成一個簡單的桌子。
而鉛筆也可以看成是用圓錐體和圓柱體組合而成的。
通常構建一個物體都是按照嚴格的程序來進行的，首先選定需要使用的幾何原型，然後定義該幾何原型所處的坐標位置，長寬高等數據，這些數據叫做參數Parameters。
Maya中建構幾何體的方式
Maya中構建幾何體主要有兩種方式：NURBS與Polygon。
NURBS意思是非均勻性分布雲形曲線。這種建模方式利用數學函數來產生曲線或者曲面，然後以控制點來構建處理這些平滑曲線或曲面，適合運用於需要流線造型的模型。
Polygon是多邊形建模，利用很多多邊形平面以不同的角度組合來構成模型。
以上兩種方式各有各適合的領域，在大多數情況下也可以相互轉換。
NURBS包含了球體Sphere、立方體Cube、圓柱體Cylinder、圓錐體Cone、平面Plane、環面Torus、圓Circle、正方形Squard幾種幾何原型。
而Polygon的幾何原型則包含了球體Sphere、立方體Cube、圓柱體Cylinder、圓錐體Cone、平面Plane、環面Torus、三稜柱Prism、四棱錐Pyramid、圓管Pipe、螺旋體Helix、足球體Soccer Ball以及正多面體Platonic Solids。
要使用Maya中提供的幾何原型的話可以直接使用Shelf里的建模工具。
分別使用NURBS或者Polygon頁簽來選擇模型構建的方式，點選所需要的幾何圖形，比如球體，接下來將滑鼠移動到視圖區域中，在想要放置模型的位置按住滑鼠左鍵並拖拽滑鼠，就能夠建構出一個球體：
但是Shelf中並沒有包含所有的幾何原型，因此，可以通過主選單里的Create選項，展開Nurbs Primitives或者Polygon Primitives子選單選擇需要的幾何原型。
從主選單選擇幾何原型的好處是其下拉子選單中的每一項都包含有設置按鈕，可以直接設置好所需要的幾何原型的各項參數以後再調用使用。
以上構建方式被稱為互動式建構Interactive Creation。這種構建方式快速方便而直接，可以很快速地完成集合物體的構建。
但是在實際操作中，製作動畫的話這樣子肯定是不行的。
動畫的製作需要對模型有更精確的控制，因此會取消互動式建構功能。
取消這項功能的方法是：
在Create選單中點開Nurbs Primitives或者Polygon Primitives，將這兩個子選單中的Interactive Creation選項取消勾選，如下圖所示。
取消互動式構建以後，Maya中構建的所有幾何原型都將依設定的參數控制。之後的教程中會詳細講解NURBS與Polygon兩種方式中的模型製作方式。
變換
在實際操作中，如果我們已經構建好了一個幾何原型，但卻不能更改它們的外形數據，或者更改它們的位置的話，那以後的工作會非常地不方便。所以在Maya軟體中我們也可以隨意地變換自己構建好的幾何原型的大小、位置以及角度。
在Maya中我們隊幾何原型進行變換時，都要依據該軟體的坐標系統來判定。比如，做移動的時候就需要使用坐標系統來判定位移。如高中幾何中所講，任何一個三維空間中的物體進行移動的時候，它的位移都需要使用XYZ軸上的三個位移數據共同限制。
同樣的，進行旋轉或者改變大小的時候，也需要給出相似的指令。
需要注意的是，在旋轉的時候，Maya中默認正方向為逆時針旋轉。就是說，如果一個物體需要繞著某一個軸旋轉某個角度的時候，那麼我們需要將這個軸線的正方向對准自己，這個物體則會繞著這個軸逆時針旋轉，如果這個軸正方向背向自己的話，物體則會順時針旋轉。
變換這里的概念很多，比如絕對坐標，相對坐標，世界坐標系，絕對變換，相對變換，固定比例變換，非固定比例變換之類的，不過如果直接這樣解釋這些概念的話並不會有什麼直接的印象，所幸變換這個編輯幾何原型的方式以後會經常用到，所以在使用的時候具體問題再具體說明吧。
不過快捷鍵還是要記住的，之前就有說過，快捷鍵使用熟練的話可以節省很多工作時間，提高工作效率。需要注意的是，所有的軟體，當你使用快捷鍵工作的時候，請將輸入法切換至英文輸入法，並關閉大寫鎖定。
變換中所用到的幾個快捷鍵整理如下：
移動：W。
在輸入W命令後，幾何體中間會出現一個坐標，稱為軸控制器，點選某個方向，該方向的軸控制器就會以黃色顯示，此時拉動滑鼠就可以對幾何原型進行相應的移動了。
如果想要對該物體進行整體移動，則需要點擊坐標中間的區域，稱為中心控制器，然後拖動滑鼠進行移動。
如圖：
X軸的高亮顯示，此時拖動滑鼠可以對物體進行X軸方向的移動。
中心控制器，點選此區域並拖動滑鼠可以對該物體進行整體移動。
在Maya2015以及新版本中，該坐標系還會有一個面控制器，可以對該物體進行單一平面上的移動。
如果你的軟體版本沒有面控制器，可以按Ctrl+某方向的軸控制器+滑鼠左鍵來控制物體在一個平面上進行移動。
旋轉：E
旋轉控制器如圖所示，選定想要變換的幾何體，輸入E，就會在該物體中心出現一個旋轉控制器，和移動的軸控制器操作方法一樣，當需要將該物體進行旋轉的時候需要選定某個方向的控制器，使其以黃色高亮顯示，接著按住滑鼠左鍵，就可以進行旋轉了。
同樣的它也分為軸控制器、外環控制器以及中心控制器三種。分別可以控制物體單軸以及整體的旋轉。
縮放R
縮放控制器的操作方式也是一樣的。
以上通過各種控制器進行變換的方式比較直觀，但是並不能精確控制變幻的變數，如果想要精確的進行控制，則需要使用Status Line右邊的Input Box。
Input Box默認是折疊起來的，點選Input Box左端的折疊圖示就可以控制其隱藏或是顯示了。
或者我們也可以使用Channal Box來控制物體變換。
（不知道Channal Box在哪的請直接看教程二）
Channal Box在沒有選定物體的時候是空白的（下圖所示）：
一旦有物體選定就會出現下圖一樣的輸入框，分別可以可以進行移動、旋轉、縮放的動作。
下次我將講解動畫原理以及關鍵影格、影格的編輯。
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mel 是maya的語言，就跟中文是咱中國人的語言一樣，所有maya的操作，不管是渲染，建立球模型，存檔，打開某窗口，都是在maya後台執行一條或者多條mel命令，所以說某高手憑借一段mel語句能完成一項很復雜的工作（比如自動裝配）就不會讓你太驚訝了。
mel學起來不難，如果你之前學過C語言，並且有良好的編程習慣（比如知道怎麼排除錯誤和設置程序斷點）那麼你學起mel會覺得很爽快，因為這個語言實在是很淺顯。
如果需要書籍，中青IT翻譯的《maya編程全攻略》，郵電出的《maya渲染技術精粹》，網上流傳甚廣的《the art of rigging 1-3》都值得好好看看，還是那句話，mel很淺顯，所以just learn it。
但是.....會用mel 不等於 會編寫復雜插件，插件的哲學是建立在簡化重復勞動的基礎上的——你首先要知道什麼工作是「重復性」的，比如你裝配一個角色，不停地給關節們重命名，這個步驟就是重復性的，是應該開發一個插件來簡化的——其次你需要知道怎麼簡化這個重復性的工作，以及誰是這個插件的用戶，如果是一個對程序一點不了解的用戶，你是否需要開發一個好看的界面——再次你需要一個嚴謹的結構，保證這個插件不管用在什麼角色身上都完美無錯，這需要你去試驗和碰壁.....
至於其他方面，渲染，建模......mel發揮的作用就更五花八門，所有的大型製作公司都有專門的RnD（研究與開發部門）負責為maya開發特殊工具。
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表達式僅僅是mel的一個小小分支而已，可以理解表達式為「時間（frame）驅動的mel微程序」 ，表達式永遠和時間是有關系的，所以如果你目的是學習基於運動的特效，粒子、流體、彈性動畫.....你必然會用到表達式。
但是對於建模之類靜態任務來說，表達式扮演的角色不如mel或python本身更明顯。
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