实用:机械设定中提高MAYA建模精度

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本教程像悠悠之家的朋友们介绍机械设定中提高建模精度的方法和技巧，希望教程对悠悠之家的朋友们有所帮助。先看一些概念性的东西。

一，什么是机械设定

没有接触过这种设计的朋友可能一开始就这样问：什么是机械设定呢？其实简单的就CG制作方面的解释，机械设定就对现实机械的一种虚拟的归类重组，就是将现实的机械结构在人为的思想影响下，重新构建出一种与现实相近的但是幻想的机械结构，为什么说是人为的思想影响呢？这是因为机械设定的机械结构往往不是完全的真实的，在合理性上也与现实中的机械出入较大，它们都是经过了设计者的虚拟化的改造的，可以说没有一个机械设定是完全合理的,合乎逻辑的，他们都是在现实的基础之上，用人类自身的感性思维影响的结果，如果机械设定完全合理，那么，这个机械设定就是一个真正意义上的工业机械设计了，应为它已经具备了生产的设计条件：合乎逻辑合，乎物理原则,更重要的，能被生产出来实现自己被设计的功能；那么有人会问，科幻电影中的机械角色不是也被制作出来了吗？这是完全不同的，电影中科幻角色被制作出来，其实不过是个模型，只不过具有合理的机械构造外形，不可能具有工业上的使用意义，也就是说，它们不能被生产出来实现自己在科幻电影中的功能，它们被生产也只是具有模型上的展示意义罢了。就像电影《终结者》的模型只能给人观赏，却不能杀人一样，它们永远是概念艺术上的机械设定，而不是工业意义上的机械设计。现在大家对机械设定有个基本的认识了，至少不会把它和工业设计混为一谈了，下面我们就来看看这些具体的区别何在：如图为以色列的D-9军用装甲推土机，这是一个工业上的机械设计，我们可以看到，它具有很强的科幻色彩，整个车身看上去十分具有力量感，即使我们对工业设计一无所知，我们也看的出，这是一个优秀的设计，它作为一个工业设计，的确称的上是工业的结晶。

我们再来看看图，这是一张westwood的设计手稿，同样也是一辆推土机，他是张概念设计，也就是机械设定，

我们看到他同样具有十分真实的外观，所有的部件都十分的合理，对于一个普通人来说，它们具有相同的真实感，这张westwood的手稿，几乎让人相信它是一幅真的推土的素描，但是，围绕这个设定的一切核心都是外观，也就是说设计他的人不用考虑没必要给人们看见的东西，一切只为看上去合理，但是图1-1的色列的D-9军用装甲推土机却是实实在在的真家伙，它的设计者不但要设计外观，还要设计一切让推土机达到设计功用的地方，包括那些不管你看不看得到的地方；相比之下设计westwood推土机的设计者要轻松很多，他只要设计个外形看起来"像"推土机，然后就可以告诉大家是推土机了。

恩，说到这里总算说到重点，wesrwood的设计师设计了个看起来像推土机的家伙，然后就对大家说：嗨，"大家好，这是个推土机"！但是怎么让大家相信那就是推土机呢？如果他是个糟糕的设计师，那么大家就会说："天哪，它看起来糟透了，谁会认为这是推土机？"但事实是没人会反对这个设计师，大家对他的设计不会有什么疑问，大家都觉得："嗯～那真是个很酷的推土机呢！这是怎么回事？难道这个westwood的设计师骗了大家？的确是的，他的确骗了大家，让大家相信这是个真正的推土机，而实际上，世界上没有哪个厂家生产过westwood牌的推土机。

这就是我们讨论的重点了：怎么让大家相信你的机械设定是真实的东西呢？即使你跳起来对所有说你设计的东西是2045年才会有的，人们还是会相信你的话，觉得的确在2045年会出现你所设计的机械。那么，怎么做到这一点呢？

我们再来想想，机械是什么时候出现在人类历史上的？工业革命？其实在奴隶社会的简单灌溉工具就可以列为机械了，但是我们讨论真正意义上的机械，是在封建时代出现的由金属或木材制造的依靠某种能源产生动力，可以完成设计者预期的功用的装置，比如磨坊的风车，或水力磨坊，.，当然。我在这里喋喋不休不是要让大家设计风车，所以，我们的机械之旅从工业革命开始，本书的时代背景也放在重工业时代，因为，从这里开始，人类进入了令人兴奋的"金属王朝"了！

为了更好的让大家在开始赶快对机械设定产生兴趣，我们再来看看工业设计和机械设定的比拼，我嘛，当然会在一旁解说了：我们还是以westwood的设计来作例子，以后我将为大家奉上我的手绘设定作例子，在那之前我们先感受下westwood的机械设定的魅力吧！先看这里

首先，我们看到这是架飞机，，我们看看这架飞机为什么看起来真实：我们可以和图1-4作个比较：x下图是一架美军的sr 71"黑鸟"高空侦察机，我们看到这是一个三角机身的飞机，这样的外形可以让它具有很好的速度性

westwood设计师的飞机机身十分类似，都具有长长的边条翼，而且westwood的设计，其机翼的设计与f-22"猛禽"十分相似

我们可以简单得到这样的一个基本复合体公式

我们得到第一个最简单的规律：一架f-22和一架sr-71合其来，等于一架wesrwood的飞机，或者：两个真实体可以合成一个虚拟体，也就是说两个实际的工业设计如果合其来就有可能等于一个科幻的机械设定！

这是只一个复合的例子，那么，单独的工业设计是否也能被设计成科幻的机械设定呢？答案是肯定的。

如果大家看过太空堡垒，一定会对其中的骷髅战机有很深的印象，事实上那不过也是真实的工业设计的科幻式改装罢了，骷髅战机他的原型其实是美国空军的f_14雄猫式战斗机，如图

我们可以看到，这是一架太空堡垒中的骷髅战机，我们可以和下图中的f-14战斗机作个比较，它们之间有着惊人的相似，可以肯定的是f-14的设计人员不会去模仿骷髅战机，相反的骷髅战机的设计者们在f-14的身上找到了灵感，这就是一种横向的类比式的机械设定思考方法，它将现实的产物虚拟化，加入设计者自己的思想，让这些设计成为现实中无法实现的构想，但却具有现实中机械的真实的外观，让人无法否定这些虚拟设计的真实性。

不难看出，其实所谓的机械设定最重要的一点就是真实可信，真实可信的程度直接影响了一个机械设定的好坏，如何实现真实可信？就必须立足于现实，即使你的设计再稀奇古怪，也要让人们在这个设计中找到现实中的成分，或者简单的说，就是人们可以在你的设计中找到"似曾相识"的感觉，人们总是相信它们的印象和感觉，在人很多眼中，他们生活的周围就是它们生活的全部，他们在电视，互联网，电影上收集对这个世界的印象，当然也包括对机械的印象，如果你的设计让人觉得可以在其中发现那些在现实环境中出现的东西的时候，那么，他们就会觉得你的机械设定是真实可信的，这就是为什么我们所见过的最好的机械设定都有一个共同点：都具有现实元素。我们在来看看，所谓的现实元素指的是哪些东西，还是以飞机为例子，我们对现实中飞机进行一个分析，可以得到一些基本的，在飞机的设定必须服从的规律。想要为自己的动画设计飞机的话，首先，我们先得知道飞机大致外观情况：大多数的飞机都由机翼、机身、尾翼、起落架和动力装置五个主要部分组成，机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用。在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。（摘自《飞行的原理》）。为了帮助读者了解基本的机翼结构，简单归纳了从飞机产生初期到现代飞机的机翼形状。这样我们可以粗略的看到机翼的发展历程。

我们可以从这张简单的图表上看见机翼大致演化过程，作者列举这些机翼的形状的目的在于告诉读者机翼的设定可以按照这个图表行，如果你自己要设计一架飞机的话，上边的图表可以帮助你了解自己的设计将要处在的时代及这些飞机具有的时代特征，当然我们在这里不是肯定的定义这些时代的机翼就一定是这些形状的，但是我们可以就这样的一个方面透出：任何的设定都不能脱离它在现实中的时代背景和现实的形态根基。对于设定一架飞机而言，机翼的造型是对一架飞机的影响较大的部分，但是光有机翼的设定是不够的，飞机是一个总体的设计，它的所有部分都是一个有机的整体，每个部分都界定着这个设定将要处的时代和自己的风格位置，我们再来看看机身对整个造型的影响，机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。机身对整个设计以及造型的影响并不亚于机翼，我们对机身的设计同样需要基于现实的形态，但是对于人们而言机身并不是一个独立的存在，它必须机翼以及飞行器的其它部分相结合才能体现设计的完整性。下面就附图片1-10，是作者为一个动画设计的一架运输机，这是一个简单的侧视图，为了更好的区分，我特地给了这么一个侧视图，从这个侧视图当中我们可以看到这个设定的机身，具有十分宽敞的机腹，因为这是一架运输机，宽敞的机腹应该是它所具有的特点，不可能运输机会具有纤细的腰身，另外我们可以看见，它具有十分巨大的垂直尾翼，这是为它做垂直起降而设计，另外，巨大的垂直尾翼的明显有利于这样一架运输机在飞行时保持它的稳定性。

通过以上的几个实例，应该能够摸索到关于机械设定的一些基本常识，以及一些简单的设计思路。那么更加复杂的机械设定要怎样才能完成呢？那就需要对机械的基本构造有一个更深刻的了解，它需要从一些基本元素入手，去更加深刻地了解机械运动的基本规律与原理，但是，作为一个外观的概念设计者而言，并不需要去像个工程师一样，对机械工程学弄个彻底明白，它只需要我们对外形有一个基于现实理解，以便于我们在需要调动他们的时候，能够在我们的大脑中重组这些元素，而这些基于现实的元素就是一个具有真实感的机械设定的基础，任何一个机械设定者，都是调用了他们以前收集关于这些现实的机械的一些元素片段。

从这一章开始，我们将围绕一个实例来完成一个系统化的制作流程，这流程中包括一个工程飞船的机械设定，以及他的插图绘制，然后我会在建模软件之中将这个设定3d化，以及最后完成他的动画设置，在这个过程中读者将了解到有关于一个完成的设计与制作的流程。

在进行飞船设计前，我们先从几个简单的练习，这有助于帮助读者了解纯粹概念化的机械设定是怎么进行的，对于纯粹概念化的机械设定，并没有一个现实之中的实物可以参考，不像我们前面一章所提到的那样，能够利用现实中的设计素材进行形态融合式的设计，我们必须将一些基础元素进行组合拼接来完成我们所设想的机械。

首先我们通过一个简单的实例来展示一个简单的构思过程，从图2-1中，我们可以看到这是一些简单的几何体，从表面上看他们似乎没有什么更深层次的联系，他们都是彼此独立的几何体元素，其实不然，他们是我们进行设计的基本要素，如果能够合理的组合它们，他们就有可能成为一个完整的设计。

从图中我们可以看到这是一些没有关联的物体，我们要如何去组合他们呢？对于圆柱体，我们可以考虑将它设计成液压杆的形状，我们暂时把它安装在最大的立方体的两侧，我们可以试着看以下，这样会产生什么样的效果，如图2-2，我们可以看见，这是一个很基本的机械外形：

这虽然是一个很基本的机械外形，却已经基本具备了机械的一些简单的外观要素，现在看来是十分简单的，无论是组合还是外观，但是一个复杂的机械，终究归根结底是由这些简单的元素所组成，我们可以对这些元素进行不断地强化，以便于达到我们所需要的效果，这些用于强化效果的元素，仍是我们上面看到的简单元素所构成，设计者需要考虑的是使他们的组合具有合理性，这需要设计者对现实中的事物进行细致的观察，能够了解到一定的机械知识，实际上，无论是幻想中的机械设计还是现实中的机械设计，他们都是有这些最基本的简单的几何元素所构成，唯一能够影响它们合理性的因素，就在于他们组合的方式，也就是说，我们要进行机械设定，需要考虑的是组合的方式，以及所需要使用的几何元素，抓住了这两点，在继续深入细节，就能得出我们所需要的结果了，图2-3所表示的就是图2-2在细节上深入的结果。