Copy UV 注意事項

如果你想把一個 polygon 模型的UV複製到另外一個一摩一樣的模型的話, Maya 的 Mesh->Copy Mesh Attributes 就是你的好幫手. 可是你可能不知道的是,就算形狀,點數,線數,面數一模一樣的模型,也不見得可以成功的把 UV複製過去,因為Copy UV成功條件有三個:

1. 兩個模型的點數,線數,面數是一樣的.
2. 兩個模型的點順序和面順序是一樣的.
3. 兩個模型的 face winding order 是一樣的.

face winding order

我們就拿以下三個 case 來做範例...

A, B, C, D 這四個模型的點數,線數,面數都一樣,形狀也一模一樣(除了 D 是反方向). 我們就用 Copy Mesh Attributes 來把 A 的 UV 複製到 B, C, D 看看吧.


case1 : A 複製到 B

A可以成功的把 UV 複製到 B, 因為 它們都符合 (1), (2), (3) 這三個條件.



case2 : A 複製到 C

A 和 C 雖然 符合條件 (1) , 但不符合條件 (2), 所以 Copy UV 失敗了. C 因為作過某些更動(裡如 split, combine 等等的動作) 使得 vertex order 或face order 變得跟 A 不一樣. 如果你遇到這種 情況的話就必須用其他方法複製(例如 Mesh ->Transfer Attributes),除非你手動寫程式把 順序轉回跟A 一樣 再複製.


case3 : A 複製到 D

A和D 符合 條件(1) , (2) ,可惜的是它們不符合(3), 因為 D 這模型是用 scale = -1 去複製的,導致它們的 face winding order 相反. 這種 case 常常發生 (在做對稱模型時健模師通常都會先做一邊然後用 scale = -1 來複製另一邊). 這樣的話如果你直接用 Copy Mesh Attribtues 也是會失敗(注意左邊模型D 手臂的貼圖很明顯是錯的). 好消息是這種 case 還有得救. 你需要執行以下四個步驟:

• 先把 D 的 normal 翻轉 (Normal->Reverse). 執行這步驟之後,條件 (3) 就符合了.
  
• 執行 Copy Mesh Attributes
• Delete History.
  
• 再把 D 的 normal 翻轉一次.

用完之後你會發現雖然出來的 UV 方向是反的 (D的 UV是紅色, A的是藍色), 但出來的貼圖變正確了.


網路上有一個拆 UV 軟體叫 Zebruv, 其中一個功能就是讓你可以輕鬆診對 case 1 和 case來Copy UV. 它可以自動判斷兩個模型是否相反的,然後再做適當的處理. 除此之外,它也可以做多個模型 UV 複製 (maya的 copy mesh attribute 只讓你一對一複製).

何謂 non-manifold 問題

簡單來說,一個模型被稱為 non-manifold 如果它不能被攤開成一片連續的2D 平面.


2-manifold geometry :可以被攤開成一片連續的2D 平面



non-manifold geometry : 必須被攤開成多片連續的2D 平面


non-manifold 的模型通常會造成後續的許多麻煩,例如 bevel無效,subdivision 失敗, render 錯誤等等的問題,所以建模時必須注意並且盡量避免做出non-manifold模型.

基本上一個non-manifold 模型會有至少以下三個因素之一:

non-manifold edge : 一個線(edge) 連到三個以上的面



non-manifold vertex :

• 兩個以上的面分享一個點卻沒分享任何線, 或
• 造成 non-manifold edge 的點

lamina face : 兩個以上的面分享共同的點和線



如何用 mel 程式來偵測non-manifold問題.

non-manifold vertex:

{
string $selected[]=`ls -sl`;
string $nmv[] = `polyInfo -nmv $selected`;
if(size($nmv)>0)
{
    select -r $nmv;
    warning("polygon has non-manifold vertices");
}
};

non-manifold edges :

{
string $selected[]=`ls -sl`;
string $nme[] = `polyInfo -nme $selected`;
if(size($nme)>0)
{
    select -r $nme;
    warning("polygon has non-manifold edges");
}
};

lamina faces:

{
string $selected[]=`ls -sl`;
string $lf[] = `polyInfo -lf $selected`;
if(size($lf)>0)
{
    select -r $lf;
    warning("polygon has lamina faces");
}
};

Maya 的 cleanup 功能 (Mesh->Cleanup...) 可以自動幫你移除掉 non-manifold / lamina faces ,可是出來的結果可能不是你預期的,所以還是建議手動把這些問題解決.

MakeHuman : 人物生產器

如果你像我ㄧ樣,連一個基本人物模型都做不出來的人,看到這套軟體應該會很高興吧.它叫做 "MakeHuman", 一個 免費(open source) 軟體. 用一些預訂參數 (性別,年齡,體重等) 以及手動調整,就可以做出一個形狀不錯的模型.

MakeHuman 介面

但你可能會擔心:用這種軟體生出來的模型可以用嘛?佈線會不會很糟呢?這是合理的憂慮,因為很多類似的軟體可以生出很好看的模型,可是因為佈線太糟了,最後還是廢掉. 可是MakeHumant產生出的模型佈線還不錯,拿來做動畫應該不會有太大的問題.

MakeHuman 輸出的 3d 模型

軟體介面感覺上還蠻簡單直覺的. 幾乎所有功能都可以用滑鼠來操作. 模型調整介面分成大(macrodetail), 中(detail), 小(microdetail) 三個部份.

適用年齡,體重設定來改變人物體型

你也可以手動細調模型的形狀

除了快速建模,你也可以直接用 pixie, aqsis, 或 POVRay 來 render, 只是要先裝好那些算圖軟體就是了. 未來版本據說也會支援擺 pose,輸出各種3D格式功能.目前軟體只能輸出 obj / bvh 格式.輸出的方法是在主要介面裡(不是在 export 介面)按下 'e' . obj / bvh 檔將會在 跟 makehuman.exe 檔的同樣目錄裡出現.

MakeHuman 官方網頁 : http://www.makehuman.org/blog/index.php

python : 偵測一個點是在某個模型內或外

有一位cgtalk 的網友寫了一個 python function, 使用 maya python API 來偵測一個點是在模型裡面或外面 (point inside object) . 這程式還沒經過加速改善,所以處理大量data可能會有點慢,可是一般來說應該還蠻好用的.

import maya.OpenMaya as OM
from math import fmod

def pyRayIntersect(mesh, point, direction=(0.0, 1.0, 0.0)):

  OM.MGlobal.selectByName(mesh,OM.MGlobal.kReplaceList)
  sList = OM.MSelectionList()
  #Assign current selection to the selection list object
  OM.MGlobal.getActiveSelectionList(sList)

  item = OM.MDagPath()
  sList.getDagPath(0, item)
  item.extendToShape()

  fnMesh = OM.MFnMesh(item)
  raySource = OM.MFloatPoint(point[0], point[1], point[2], 1.0)
  rayDir = OM.MFloatVector(direction[0], direction[1], direction[2])
  faceIds = None
  triIds = None
  idsSorted = False
  testBothDirections = False
  worldSpace = OM.MSpace.kWorld
  maxParam = 999999
  accelParams = None
  sortHits = True
  hitPoints = OM.MFloatPointArray()
  #hitRayParams = OM.MScriptUtil().asFloatPtr()
  hitRayParams = OM.MFloatArray()
  hitFaces = OM.MIntArray()
  hitTris = None
  hitBarys1 = None
  hitBarys2 = None
  tolerance = 0.0001
  hit = fnMesh.allIntersections(raySource, rayDir, faceIds, triIds, idsSorted, worldSpace, maxParam, testBothDirections, accelParams, sortHits, hitPoints, hitRayParams, hitFaces, hitTris, hitBarys1, hitBarys2, tolerance)

  result = int(fmod(len(hitFaces), 2))

  #clear selection as may cause problem if the function is called multiple times in succession
  #OM.MGlobal.clearSelectionList()
  return result

測試程式:

from pymel.core import *




def testIntersect():

  sel = ls(sl=1)




  container = sel[0]

  checkInsideObj = sel[1]  




  allVtx = ls(str(checkInsideObj)+'.vtx[*]',fl=1)

  allIn = []

  start = timerX()

  for eachVtx in allVtx:

      location = pointPosition(eachVtx,w=1)

      test = pyRayIntersect(container,location,(0,1,0))

      if(test):

          allIn.append(eachVtx)

   

  elapsedTime = timerX(startTime = start)



  print "time :",elapsedTime

  select(allIn,replace=1)

Transfer maps: 轉移貼圖(texture)功能

Maya 的 transfer maps 可以把一個模型的貼圖 (或細節,或occlusion)轉到另外一個模型上. 模型彼此貼的越緊,轉出來的貼圖就會越準確.

範例:

左邊是Maya的標準 poly sphere, 右邊是 smooth 過後的 poly cube. 你可以注意到這兩個模型不管是面數,線型,和 UV 都不一樣 (但是大小跟位子是差不多的),所 pSphere1 的貼圖如果直接貼到 pCube1 上,效果就會很不一樣. 現在我們來把 pSphere1 的貼圖轉到 pCube1 上吧.

->執行 Rendering->Lighting/Shading->Transfer Maps[]





設定簡易說明:

*Target Mesh : 要接收新貼圖的模型(pCube1). 點選你要用的模型,然後按 add selected.
*Source Mesh : 原本已經有貼圖的模型 (pSphere1) . 點選你要用的模型,然後按 add selected.
*Output Map : 想要轉過去的貼圖類別.

• 轉模型細節 : normal 或 displace
• 轉貼圖顏色: diffuse 或 shaded
• 轉透明度 : alpha
• 轉occlusion : Ambient

我們現在只想用單存顏色,所以按下diffuse.
*Diffuse Color map & File format : 貼圖路徑 和格式
*Map width & height : 貼圖大小
*Transfer in : World space (兩個模型都在同一個位子上)
*Sampling quality :數值越大效果就越好,但會算越久
*Filter size : 轉出來的貼圖要比較 模糊(blur) 或 銳利 (sharp). 數值越大就會越 blur
*Filter Type : Gaussian (相對下最好的演算法)
*Fill texture seams : 轉出來的貼圖在 UV 邊緣上要多算幾個 pixel (避免render出來有接縫). 通常 4 到 8 個 pixel 就夠了.

->按下 bake 或 bake and close.




算出來的結果. pCube1 這個模型有了很類似 pSphere 的貼圖 !

Maya import obj : 點順序

對有些軟體或工具來說,一個模型的 點順序 (vertex order) 是很重要的. 例如 Copy Mesh Attributes. 兩個模型雖然點數面線數都一摩一樣,但如果點的 順序不一樣的話 copy mesh attributes 這功能就會失敗或轉錯. Zbrush 也是這樣 .很多使用者抱怨 用maya改完 UV 後把模型重新 import 到 Zbrush ,如果你再把 subdivision 調上去,整個模型就會爆炸. 這也是是因為 vertex order 已經改變了.
在 Maya import obj 的設定裡有一個很重要的選項叫做 "Create multiple objects". 如果這選項被打勾了,Maya就會試著把模型分成好幾個 group, 也會改變到 vertex order.所以說如果你在意 點順序 的話 (例如要把模型再送到 zbrush) 那就不要打勾 這 "Create multiple objects" 選項. (聽說maya 2009 SP1 已經把這問題解決,但我還沒試過).


Maya8.5 import obj 介面


Maya2008 import obj 介面

檢查 模型是否封閉

以下的 mel 程式可以幫你把模型所有的邊線 (border edge / border loop) 選起來, 讓你檢查模型是否有你不想要的 border edge (例如兩個點(vertex) 沒接好之類的問題 ).

{
   polySelectConstraint -mode 3 -type 0x8000 -where 1;
   string $selectedEdge[] = `ls -sl`;
   polySelectConstraint -disable;
 
   if(size($selectedEdge)>0)
       for($eachEdge in $selectedEdge)
           warning("border Edge: " + $eachEdge+"\n");
   else
       print "no border\n";
}

Smart Bake : 減少 bake simulation 的key frame 數量

之前我有寫過如何使用 simplify curve 來減少 key frame 的 數量. 如果你覺得這招有點麻煩,這裡有個好消息: 我發現 Maya 2009 的 bake simulation 有個新功能叫做 smart bake. 它可以自動幫你只產生"有用"的keyframe, 減少 key frame 數量.

主要參數: Fidelity Keys Tolerance -> 數值越小,出來的 animation curve就會越準,可是key 數量也會越多.




用之前的範例 來做 bake simulation 的結果. 上面是沒有使用 smart bake, 下面是有使用 smart bake, 並且把 Fidelity Keys Tolerance 設成 1.0% .

Maya Booleans 成功訣竅

Maya Booleans 可以說是很不穩定的一個功能.不管是 union, difference, 或 intersection,執行完之後整個模型常常都會消失,或是出現不是你想要的結果.




那要如何讓 Booleans可以成功執行呢? 以下有幾個步驟可以參考:

1. 把洞補起來,尤其是形狀複雜的洞.



2. 檢查 normal 方向是否正確.



4.Edge/Face的密度如果差太多,試試看把face較少的模型 smooth 一兩下.



3. 如果模型的 scale 太小,試試看把 scale 用大一點.



4. freeze transformation



5. 把 history 殺掉



執行完這些步驟之後boolean 的成功率就會提高不少.

import 之後如何移除物件的 namespace

當你把某個maya檔 import 到另外一個maya檔裡, 而且 import 選項裡有把 "use namespaces" 打勾 ( maya本身是建議你把它打勾,為了避免物件名稱衝突而造成的問題), import 完之後你就會發現物件名稱前面多了一個字串 再加一個冒號 (或多個).這東西叫做"namespace".




如過你覺得這些字串太長了,你不需要,或production 規定名稱不能有namespace, 那以下的 mel 程式可以把 這些 namespace 去掉.

{
 string $allNodes[] = `ls -l`;

string $allNamespaceNodes[];

for($each in $allNodes)
{
      if(`gmatch $each "*:*"` && (`nodeType $each` != "reference") && (!`referenceQuery -isNodeReferenced $each`))
         $allNamespaceNodes[size($allNamespaceNodes)] = $each;
 
}

int $nodeLevel[];

int $maxLevel=-1;
int $index = 0;
for($each in $allNamespaceNodes)
{
     string $tokens[];
     int $numToken =tokenize($each,"|",$tokens);
     $nodeLevel[$index] = $numToken;
     if($numToken > $maxLevel)
         $maxLevel = $numToken;
     $index+=1;
}

 print("nodes to be renamed: "+size($allNamespaceNodes)+"\n");

int $index = $maxLevel;
while($index>=1)
{
     int $index2=0;
     for($each in $allNamespaceNodes)
     {
         if($nodeLevel[$index2] == $index)
         {
             if((`nodeType $each` != "reference") && (!`referenceQuery -isNodeReferenced $each`))
             {
                 string $tokens[];
                 int $numToken = tokenize($each,":",$tokens);
                 string $shortName = $tokens[$numToken-1];
             
                 int $index=1;
                 string $newName = $shortName;
                 while(`objExists $newName`)
                 {
                     $newName = $shortName+$index;
                     $index+=1;
                 }
                 print ($each+" -> ");
                 string $result;
                 string $command = "rename "+$each+" "+$newName;
                 int $test = catch( $result = eval($command));
                 print ($result+"\n");
             }
         }
     
         $index2+=1;
     }
     $index-=1;
}
}

nb : 這個程式只把 import 物件的namespace 去掉, reference 物件 的 namespace 還是會保留.


執行完之 這些 namespace 就消失了.


-> 如何把以上的mel 程式變成一個shelf 按鈕.

Prescale UV : 調整UV <-> 模型相對 比率

Prescale UV 是 Maya 2008 extension 2 新增功能. 它的用途是來調整模型與 UV shell 的相對比率. UV 比率不正確會造成上貼圖的困難度增加(除非你是故意的)


臉部 與 嘴巴 UV 大小 比率差太多.

Prescale UV 這功能是 " 隱藏" 在 UV texture editor 的 Polygons->Layout[] 或 Menu 的 Edit UVs->Layout[] 裡頭.




->Layout objects : Single or Multiple Objects (non-overlapping)
這選項可以讓你針對一個或多個物件做 prescale & layout

->Prescale : World
用模型真正的 scale 來做調整UV

->Rotate : None / 90 degrees / Free
調整UV時要不要把 UV Shell 做 rotation (為了得到最佳 layout).


執行完之後模型與UV比率就會比較正確.


上完一張基本貼圖,你會發現嘴部與臉部的 pattern 是比較均勻的 (相對來說,prescale 之前的嘴部 pattern 太大了).

模型 normal 被鎖著

如果你發現模型的 shading 看起來怪怪的, 可是 face normal 方向卻是正確的.. 那有可能是模型normal 被鎖著了.

正面看模型好像凹進去,但側面看卻好像凸出來. face normal 方向沒問題.


要解決這問題不難. 你只需要把模型選起來,然後執行 Normals -> Unlock Normals 或是 Normals->Set to Face . 模型的 shading 應該就會恢復正常.

當機之後 暫存檔要到拿找

如果Maya當機之後就跳掉沒什麼訊息的話,那就沒救了. 可是如果出現這種視窗:



表示你還有機會救回那個檔案. 那要到拿找呢? 預設資料夾是在:

Windows XP : C:\Documents and Settings\[帳號]\Local Settings\Temp
linux : /usr/tmp


或你可以在 Maya 下此指令來得知暫存檔是在哪:

getenv "TMPDIR";

暫存檔有日期時間,看哪個是最接近你當機時間那就是它了.

小技巧: 用舊的Maya打開較新版本的檔案

Maya 的預設是不讓你打開較新版本檔案的. 例如說你要用 Maya8.5 打開 2008的檔案, Maya會吐出"Unknown Maya file version:2008 . line 0: Error reading file" 這些訊息,然後就放棄了. 你需要到 File->Open Scene[] 選項裡把 Ignore Version 勾起來, 然後按下 Apply. 改完設定再試一次, Maya 雖然還是會吐出一些錯誤訊息,但它會繼續試著把檔案開起來.

簡化動畫曲線 ( animation curves )

當你把某個物件的動畫 bake 之後 (edit->keys->bake simulation), 你會發現動畫的每一個 frame 都會有 key. 如果這是你的final animation (雖然在 production 時幾乎沒有所謂的"final") 那就沒什麼問題. 如果你之後還需要改變動畫, 你就會發現你的 animation curve 都是塞滿 key, 要對它做修改的話好像乾脆重做都比較快 :sad:.

沒關係,Maya的 graph editor 裡就是有個功能專用來處理這種事. 這功能叫做 Curves->Simplify curve. 它可以把"不必要"的 key 刪掉,只留下真正對一個curve 有"貢獻"的keys.神奇吧!

話不多說,我們就來用看看!

-> 首先在maya裡產生一顆球與一個平面.



-> 把球變成一個 active rigid body (選取球然後執行 Soft/Rigid Bodies -> Create Active Rigid Body)

-> 把平面變成一個 passive rigid body (選取平面然後執行 Soft/Rigid Bodies -> Create Passive Rigid Body)

-> 加 gravity 在球身上(選取球然後執行 Fields->Gravity)

執行到這裡,你把animation 往前跑的話 球就會在平面上彈跳.我們現在要把球彈跳的動畫bake 成 keyframe.

-> 選取球的 translate channels, 然後執行 Edit->Keys->Bake Simulation []



-> maya 把動畫bake 完之後,打開 graph editor. 在 translateY 的 animation curve 你會發現每一個 frame 都有 key的. 我們現在要做的是減少這些 key 的數量並且可以維持 animation curve 的形狀.



-> 執行 Curves->Simplify Curve[]


simply curve 的演算法有兩種 :classic & Dense data. 建議使用 Dense data,因為 Dense data 比較適合對密集 keyframe 狀況 做簡化.
time tolerance : 數值越高,出來的key數量就越少,形狀差異越大.

-> 按下 apply 或 simplify



出來的結果, key 數量果然減少了,而且球的動畫根原來的相較之下差異並不大.之後要修動畫的時候,這種 animation curve 就好修多了.