Maya的粒子替換功能和高級的MEL命令colorAtPoint(4)

來源：火星時代作者：學習：11077人次

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網(wǎng)名：老船長 QQ：149090900

導言：
本教程主要涉及Maya的粒子替換功能，其中用到較高級的MEL命令colorAtPoint，從而用貼圖的亮度控制粒子替換的縮放效果。為了達到可以使用貼圖的亮度要求，這里還使用了粒子目標功能，利用粒子目標的gaolU和gaolV屬性作為讀取貼圖亮度的輸入?yún)?shù)等等。

新建一個場景，選擇Create->NurbsPrimitives->Plane（創(chuàng)建->曲面幾何體->平面），創(chuàng)建一個Nurbs平面，調(diào)整為長方形，X軸縮放為15，Z軸縮放為10。（圖01）

圖01

選擇Particles->Create Emitter（粒子->創(chuàng)建發(fā)射器），創(chuàng)建一個獨立的粒子發(fā)射器，發(fā)射器的發(fā)射數(shù)量為100，其它保持默認。（圖02）

圖02

選擇粒子Particle1，加選Nurbs平面NurbsPlane1，選擇Particles->Goal（粒子->目標）后面得小方塊，打開粒子目標選項盒，設(shè)置目標權(quán)重為1，點擊Create為粒子創(chuàng)建目標，播放效果如圖。（圖03）

圖03

默認情況下粒子都是被目標物體吸附到物體的點上，這里需要將粒子整齊的排列到平面上，所以要為粒子添加goalU和gaolV屬性，在粒子的屬性編輯器里找到每粒子屬性卷展欄（Per Particle Array Attributes）和下邊的添加動態(tài)屬性卷展欄（Add Dynamic Attributes），點擊General按鈕，打開添加粒子動態(tài)屬性窗口，在Particle粒子標簽找到gaolU和gaolV屬性。（圖04）

圖04

點擊添加粒子動態(tài)屬性窗口下邊的OK按鈕，添加goalU和goalV屬性。在每粒子屬性卷展欄里找到新添加的屬性。（圖05）

圖05

這里因為要粒子橫向排列70，縱向排列50，一共需要70×50（3500）個粒子，所以把粒子的最大數(shù)量屬性max Count設(shè)置為3500。然后為粒子編寫表達式，在每粒子屬性卷展欄里找到新添加的屬性，在其中一個右邊的方框里點右鍵，在彈出菜單中選Creation Expression打開創(chuàng)建時表達式編輯窗口，為goalU和goalV編寫表達式：

goalU=particleId%70/69.0;
goalV=int(particleId/70)/49.0;（圖06）

圖06

表達式是根據(jù)粒子的ID號屬性為每個粒子計算出一個目標U和目標V的數(shù)值，從而使粒子整齊的排列在平面上。將時間滑塊，設(shè)置為1到1000，播放動畫到862幀的效果。（圖07）

圖07

選擇粒子，選擇Solvers->InitialState->Set for selected（解算器->初始化->初始化選擇的物體），將粒子當前的狀態(tài)初始化為開始的狀態(tài)，使粒子在回到第一幀時還是有3500個粒子。（圖08）

圖08

選擇Create->Polygon Primitives->Cube（創(chuàng)建->多邊形幾何體->方形），創(chuàng)建一個盒子，調(diào)整它的長寬高都為0.2，效果如下。（圖09）

圖09

選擇新創(chuàng)建的盒子，選擇Particles->Instancer（replacement）（粒子->粒子替換）后面的小方塊，打開粒子替換選項盒，使用默認設(shè)置，點擊Create，創(chuàng)建粒子替換。（圖10）

圖10

選擇小方盒子pCube1，按Ctrl+H將其隱藏。接下來是創(chuàng)建一個2D貼圖，可以是程序紋理，也可以是文件紋理，然后用MEL命令讀取貼圖的亮度，最后用這個亮度值控制粒子替換的縮放。選擇Windows->Rendering Editors->Hypershade（窗口->渲染編輯窗口->超級濾光器窗口）。（圖11）

圖11

創(chuàng)建一個noise程序紋理，設(shè)置noise1的Depth Max（最大深度）為1，F(xiàn)requence（頻率）為5，Noise Type（擾亂的類型）為Perlin Noise。（圖12）

圖12

選擇粒子，打開粒子屬性編輯窗口，在添加動態(tài)屬性卷展欄（Add Dynamic Attributes）里，點擊General按鈕，打開添加粒子動態(tài)屬性窗口，在New粒子標簽添加新屬性，名字：scl，數(shù)據(jù)類型：Vector，屬性類型：Perparticle（array）。（圖13）

圖13

點擊OK添加新屬性scl，在新屬性右邊的方框里點擊右鍵，在彈出菜單中選擇Runtime After Dynamics，打開運行時動力場之后表達式編輯窗口，編寫表達式：

float $u=goalU;
float $v=goalV;
float $c[]=`colorAtPoint -o A -u $u -v $v noise1`;
scl=<<1,1,(1+($c[0])*5)>>;（圖14）

圖14

應(yīng)用新屬性scl作為粒子替換的縮放控制屬性，在粒子的屬性編輯器里，找到Instancer（GeometryReplacement）粒子替換卷展欄，在Scale的控制選項里選擇自定義的屬性scl。（圖15）

圖15

這時的被表達式讀取的貼圖還只是個單幀圖片，并不是貼圖序列，所以還沒動畫效果。（圖16）

圖16

可以給noise1程序紋理的time屬性寫一個表達式，使其有動畫效果，使粒子替換產(chǎn)生波浪般起伏效果。在Hypershade的textures貼圖標簽里，選擇noise1節(jié)點，在noise1的屬性編輯器里找到Time屬性，右鍵打開表達式編輯窗口，為其寫表達式：

noise1.time=time*0.5；（圖17）

圖17

這時播放，會看到動畫效果。也可以使用貼圖序列來控制粒子替換的縮放。筆者這里準備了一個貼圖序列，現(xiàn)在就把這個貼圖序列讀取到Maya中。在Hypershade里，創(chuàng)建一個文件紋理。（圖18）

圖18

在文件紋理file1的屬性編輯器里的image Name后面的小按鈕上點擊，打開紋理瀏覽窗口。（圖19）

圖19

選擇序列的第一個文件，點擊Open，打開文件紋理，然后在屬性編輯器里勾選Use Image Sequence，這時會為該文件紋理自動創(chuàng)建一個表達式。（圖20）

圖20

文件貼圖已經(jīng)就緒，現(xiàn)在只要修改粒子的表達式，使其讀取新創(chuàng)建的文件紋理file1，而不讀取程序紋理noise1就可以了。打開粒子表達式編輯窗口，修改表達式。（圖21）

圖21

注意：colorAtPoint命令可以返回貼圖的RGBA（紅、綠、藍和亮度）四種顏色信息，如果表達o后面只有一個大寫A，就是只返回亮度信息，如果是RGBA就是會全部返回四個顏色信息，因為筆者使用的貼圖序列的亮度信息不是很理想，所以這里就使用了貼圖的紅色信息。

修改完表達式，點擊Edit按鈕，這時視圖里的效果。（圖22）

圖22

在Hypershade里，創(chuàng)建一個blinn材質(zhì)球?qū)⑵涓督o替換粒子的物體pCube1，修改材質(zhì)球的屬性。（圖23）

圖23

創(chuàng)建一盞聚光燈，強度設(shè)置為0.8，打開光線跟蹤。（圖24）

圖24

再創(chuàng)建一盞補光和背景光，燈光強度分別為0.2和0.3。顯示燈光效果。（圖25）

圖25

在全局渲染設(shè)置里設(shè)置產(chǎn)品級別，打開光線跟蹤，渲染效果。（圖26）

圖26

這時觀察渲染出來的圖像會看出來是一個很朦朧的臉型，但感覺好像有點不舒服，因為頭發(fā)眼睛和嘴都是是凹進去的，而不是凸出來的，這樣的原因是因為我們讀取的貼圖的紅色，二頭發(fā)的顏色是很暗的顏色，很暗的顏色里面紅色的數(shù)值很低（當然綠色和藍色在很暗的顏色里也很低，這跟效果沒關(guān)系，不過讀者也可以嘗試讀取貼圖的綠色和藍色做為粒子替換縮放的控制數(shù)值）。如圖所示是本例中讀取的貼圖的紅色信息。（圖27）

圖27

最終的粒子替換的Z軸的縮放就是根據(jù)這張貼圖的紅色數(shù)值來決定的，這就很容易看出，頭發(fā)和眼睛的紅色值很低，那樣這些部位肯定就是凹下去了，解決的方法很多，可以用后期軟件先處理貼圖序列，也可在Maya里使用程序節(jié)點提取紅色信息，再翻轉(zhuǎn)它，但這里還可以修改一下表達式來達到預期的效果。先選擇粒子，在每粒子屬性卷展欄里打開表達式編輯窗口，修改表達式。（圖28）