BÁO CÁO BÀI T P L N Ậ Ớ
MÔN CÔNG NGH PH N M MỆ Ầ Ề
Đề tài: Ứng dụng công nghệ 3D xây dựng phim
hoạt hình
, tháng 5 năm 2012
MỤC LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Giáo trình:
- Làm quen với maya
- Maya từ A-Z
2
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
- Cơ sở lý thuyết Maya
Từ trang web http://archcva.com, http://docx.vn, http://www.scribd.com và các
trang web khác
Các trang web về đồ họa 3D:
Diễn đàn về 3D Việt Nam và trên thế giới
http://area.autodesk.com
www.3dviz.vn
http://kyxaoviet.com
www.3dtotal.com
http://www.3dcafe.com
http://dohoavn.net
http://vizva.vn
http://3dconkien.com
http://cgterminal.com
http://www.arena-multimedia.vn
Thư viện đồ họa
http://www.zcool.com.cn
http://www.creativecrash.com
http://www.3dshop.com

thu hút với tên gọi Flipbook.
Hoạt hình sáp – mô hình sáp được chụp ở vị trí và tư thế khác nhau để tạo
nên chuyển động.
Hoạt hình rối - các nhân vật cử động thông qua sự điều khiển của người
khiển rối. Lúc trước không phổ biến lắm vì người ta có thể đến xem diễn xuất
trực tiếp tại rạp. Các phim hoạt hình rối giờ đây áp dụng hiệu ứng hình ảnh âm
thanh làm con rối sống động hơn và thu hút một bộ phận không nhỏ các khán
giả nhỏ tuổi. Vì số lượng hình rất nhiều nên các bộ phim hoạt hình truyền thống
tốn nhiều năm để hoàn thành.
Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam công nghệ 3D đang trên đà phát triển
rất mạnh mẽ. 3D có mặt trong hầu hết tất cả mọi lĩnh vực của cuộc sống. Hẳn
không ai bây giờ còn xa lạ gì với những cụm từ như: phim 3D, hình ảnh 3D,
kính 3D, ti vi 3D, siêu âm hình ảnh 3D Trong đó hoạt hình 3D là một xu
hướng làm phim rất được yêu thích hiện nay. Hoạt hình 3D được làm 100%
bằng vi tính. Như tên gọi, các nhân vật và cảnh nền đều được xây dựng trong
môi trường đồ họa 3D. Hoạt cảnh được lập trình với sự trợ giúp các chương
trình làm hoạt hình 3D chuyên biệt. Shrek, Final Fantasy The Spirit Within, Up,
Ice Age là ví dụ điển hình của thể loại này.
Với hoạt hình 3D, phải dựng hình nhân vật, môi trường, chất liệu, ánh
sáng, và các yếu tố cần thiết khác trước, và những nhân tố này sẽ được sử dụng
suốt (các cảnh trong) bộ phim. Nhân vật sau khi được dựng (model) đầy đủ, sẽ
được gắn xương (rig/bipe), nhưng xương muốn kéo theo mô hình thì phải gắn
da (skin), và da phải có chất liệu (texture) mới như thật và đẹp được, nếu cần có
thể thêm tóc và lông (hair, fur), sau đó phải có ánh sáng thì phim kết xuất
(render) ra mới thành một hình hoàn chỉnh. Đôi khi cần các hiệu ứng đặc biết
4
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
như nước, khói, lửa, … thì cũng phải dùng các công cụ trong phần mềm 3D,
cũng như lập trình mới ra kết quả như mong muốn. Rất nhiều công đoạn, nên
các phim 3D cần nhiều người, và họ chuyên từng khâu riêng biệt.

Trong mỗi bộ phim đều có các nhân vật, nhân vật chính và nhân vật phụ.
Các nhân vật này hoạt động trong nhiều cảnh trí khác nhau. Trước khi tạo phim,
người ta cần phác thảo kỹ lưỡng hình dáng của các nhân vật trong phim trên
giấy. Ví dụ, hãng phim hoạt hình Walt Disney cần làm phim hoạt hình về chuột
Mickey, trước hết người ta sẽ phác thảo trên giấy xem hình dáng của chuột
Mickey phải như thế nào. Hình dáng này phải được cân nhắc, chỉnh sửa thật kỹ
và có những nét đặc trưng cho bộ phim. Công việc này gọi là vẽ model sheet.
Ngoài các nhân vật, người ta cũng cần phác thảo trước các vật thể xuất hiện
trong phim như thế nào.
3 Vẽ storyboard
Sau khi đã có kịch bản và hình dáng các nhân vật trong phim, bước tiếp
theo là vẽ storyboard, hay có thể gọi là tạo kịch bản hình ảnh. Công việc này
giống như là vẽ truyện tranh trên giấy. Từ những khung ảnh dùng để kể lại câu
chuyện trên giấy sẽ cho thấy rõ từng cảnh trong phim sẽ thể hiện như thế nào và
cũng từ đó cho thấy rõ sự phân cảnh trong phim. Một phân cảnh trong phim
được gọi là một scene.
4 Vẽ background
Đây là bước tạo cảnh nền cho phim. Dựa trên storyboard, người ta cũng
sẽ thấy có bao nhiêu bối cảnh sẽ xuất hiện trong phim. Để cho các bối cảnh này
hợp lý và đẹp mắt, các cảnh đó cũng sẽ được vẽ ra trước trên giấy hay hiện nay,
người ta cũng có thể dùng một phần mềm đồ họa 2D nào đó để vẽ ra trước. Ví
dụ, trong phim có cảnh trong một khu rừng, thì cần phác thảo trước khu rừng đó
sẽ có những cây cối như thế nào, Công việc này cũng giống như để quay một
bộ phim, đạo diễn phải đi chọn một cảnh thích hợp để quay vậy. Để làm một bộ
phim 3D, khung cảnh này sau khi phác họa cũng phải được tạo lại thành không
gian 3 chiều trên máy tính vì khi các nhân vật diễn trong bối cảnh đó có thể quay
ở bất cứ góc quay nào.
6
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
5 Modelling

8 Camera
7
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
Đội ngũ đồ họa có nhiệm vụ “biên dịch” cốt truyện vào trong môi trường 3
chiều. Uốn nắn, xử lý hành động của từng nhân vật cho phù hợp với các cảnh
quay tương ứng. Bằng cách dùng một, hoặc nhiều camera ảo để ghi lại những
diễn biến tâm lý và những điểm nhấn cần có cho từng trường đoạn cụ thể. Các
góc quay như vậy thường được bố trí rất đa dạng. Nó hỗ trợ cho bộ phận biên
tập trong công tác chọn lọc, cắt xén nhằm đạt được hiệu quả dẫn truyện tốt nhất.
9 Light
Sử dụng công nghệ ánh sáng, mọi hình ảnh đồ họa sẽ trở nên rực rỡ hơn như
đang đứng dưới ánh đèn sân khấu. Nguồn sáng chính, nguồn sáng phụ, nguồn
sáng tâm điểm và cả mức sáng tối của môi trường đều được xác định cẩn thận để
nhấn mạnh trạng thái cảm xúc cho từng cảnh phim. Bố cục ánh sáng lấy cảm
hứng và được dựa trên các “kịch bản màu sắc” của bộ phận nghệ thuật.
10 Render
Giai đoạn render là giai đoạn chuyển đổi toàn bộ dữ liệu số trên máy tính như
góc quay, khung cảnh, màu sắc, cử động, v.v thành một thước ảnh trên một
cuộn phim.
Cuối cùng để thành một bộ phim hoàn chỉnh: Những biên tập viên sẽ giám
sát quá trình hoàn chỉnh bộ phim cùng với công đoạn lồng ghép nhạc nền, lồng
tiếng, thu âm. Những chuyên gia hiệu ứng sẽ xử lý phần kỹ xảo điện ảnh. Còn
các chuyên viên hình ảnh sẽ lưu lại những cảnh quay cần thiết cho nhiều dự án
quảng bá và tiếp thị bộ phim.
II. Tìm hiểu AutoDesk Maya 2012 xây dựng phim hoạt hình 3D
2.1 Tìm hiểu chung
MAYA được lấy tên từ một khái niệm của đạo Hindu và đạo Phật, có nghĩa là
“Mẹ Sáng Tạo”. Được hai hãng Alias và WaveFront phát triển từ giữa những
năm 1995 và hcinhs thức được ra mắt năm 1998. Ngay từ khi mới ra đời Maya
đã tạo ra một cuộc cách mạng trong công nghệ 3D. Dựa trên nền tảng là một

the Ring”, “Titanic”, “Shrek” đều có sự góp mặt của Maya.
2.2 Các thành phần chính trong Maya
Để làm việc với Maya, có các trình đơn chính như sau:
- Animation: Những công cụ để làm
hoạt cảnh.
- Polygons: những công cụ để tạo,
sửa vật thể 3D.
- Rendering: Những công cụ quy
định về việc gán vật liệu và kết xuất.
- Dynamics: Bộ công cụ giúp tạo ra
những hiệu ứng đặc biệt.
- nDynamics: Những công cụ tạo
hiệu ứng đặc biệt với các vật thể
Nucleus.
- Surfaces: Tạo vật liệu cho vật thể.
9
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
2.3 Dựng phim hoạt hình trong Maya
Để dựng một bộ phim hoạt hình trong Maya cũng như trong các phần mềm về
3D khác (VD: 3Ds Max). Tất cả các đều theo tiến tình đã nói ở trên. Chi tiết hơn
tỏng Maya được xây dựng như sau:
2.3.1 Modeling nhân vật.
Đây là bước rất quan trọng. Khi một nhân vật được modeling tốt, có
những đường lưới đẹp và chuẩn thì sẽ mang lại một nhân vật hoàn chỉnh. Khâu
này chiếm thời gian tương đối dài. Nhân vật có đẹp hay không, có ngộ nghĩnh
hay không tất cả phụ thuộc vào bước này.
Dùng các polygons có sẵn để tạo hình nhân vật. Nhân vật có hình dạng
như thế nào thì sẽ modeling từng thành phần của nhân vật đó.Ví dụ như: đầu,
chân, tay Trong Maya có sẵn các polygons cơ bản như:
Sphere Cylinder Cube Cone

này có thể bao gồm các nút bề mặt (texture) và tọa độ để áp lên bề mặt (UV ),
loại vật liệu (material) và thậm chí cả nguồn sáng có liên quan. Để chi tiết cho
Shading group. Ta có thể áp ảnh texture lên nhiều thuộc tính khác nhau như:
bmp (độ gồ ghề bề mặt), độ trong suốt và màu sắc. Những ảnh bề mặt sẽ bị ảnh
hưởng bởi tọa độ UV của bề mặt đối tượng.
Những loại vật liệu khác nhauđược áp dụng cho những kết cấu khác nhau.
Sự khác biệt lớn nhất giữa các loại vật liệu chính là cách mỗi loại điều khiển độ
phản chiếu khi kết xuất. Có 3 loại chính, cơ bản của Maya sau:
- Lambert: Đây là loại vật liệu cơ bản nhất và không hề có bất kỳ thông
số nào về độ phản chiếu. Đây là loại vật liệu lý tưởng cho những bề mặt
không phản quang. Loại bề mặt này có thể tron suốt và bị khúc xạ khi
dò tia nhưng sẽ không có tia phản xạ.
- Blinn: Đây là loại vật liệu thường được dùng với độ phản chiếu cao và
với những thuộc tính như Eccentricity và Soecular Rolloff. Vật liệu này
khá giống với vật liệu Phong với độ phản chiếu sắc nét hơn. Đây là loại
vật liệu thương hay sử dụng cho thủy tinh và kim loại.
12
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
- Phong: Vật lệu Phong thêm vào vật liệu Lambert một thuộc tính phản
chiếu khá sắc nét. Kích thước, cường độ của ảnh sáng phản chiếu được
điều khiển bởi thuộc tính đường cong Cosine Power. Vật liệu này cũng
có thể phản xạ với ảnh Map môi trường hay dò tia. Đây là vật liệu
thường dùng để mô phỏng chất dẻo.
Ngoài ra còn có rất nhiều những vật liệukhác.
Ví dụ: Tạo một bức tường với một bức ảnh(texture) như sau
:
B1: Tạo một object Cube.
B2: Gán vật liệu với chế độ Blinn bằng cách:
- Chọn đối tượng bằng chuột phải >> Assign new Material >> Blinn.
- Chỉnh sửa trong phần attributes để thay đổi một số thông số theo

những nút con của nó nhưng không làm ảnh hưởng đến nút cha.Đây được gọi là
động lực học thuận. Phương pháp này được dùng trong mô phỏng những chuyển
động mang tính máy móc.
Để mô phỏng những chuyển động mang tính thực, như chuyển động của
bàn tay, bàn chân chúng ta dùng phương pháp động lực học đảo. Cho phép ta
làm theo thứ tự ngược lại của hệ thống thứ bậc. Bằng việc đặt những điều khiển
IK, nối từ khớp xương đầu tới khớp xương cuối. Ta có một giải pháp tốt hơ để
điều khiển xương. Maya cũng cấp cho người dùng 3 giải pháp điều khiển IK đó
là:
- IK single chain
- IK spline
- Ik rotate plane
Mỗi giải pháp này được thiết kế để điều khiển việc quay của các khớp, khi
cần điều khiển IK được di chuyển, những giải pháp IK này sẽ quyết định
việc quay của các xương để xương cuối luôn hướng tới cần điều khiển IK.
Mỗi giải pháp này đều có cách điều khiển riêng.
Hệ thống xương của cơ thể người được cho trong hình sau:
Hệ thống các xương cơ bản của
cơ thể người
15
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
Hệ thống xương chi tiết của cơ
thế người
2.3.3.2 Gắn xương cho nhân vật
Khi hệ thống xương đã được thiết lập, chúng ta có thể gắn da cho
nhân vật bằng cách gắn hệ thống xương này với bề mặt, điều khiển những
bề mawth này với việc quay của khớp. Có hai giải pháp: Soft skinning và
hard skinning. Sự khác biệt ở 2 phuowg pháp này là việc sử dụng những
bó cơ và khối lượng của những bó cơ này ở soft skinning. Trong một số
trường hợp việc tạo da không đem lại kết quả như ý muốn, chúng ta phải

Path maker: Những điểm đnáh dấu trên đường cong được mang số thứ tự
của frame. Thông thường có 2 path marke chuẩn cho mooixdudowngf cong là
frame đầu và cuối. Ứng với điểm đầu và điểm cuối của path curres.
• Trax Animation
Phương thức này cho phép ta tạo những đoạn chuyển động tren những layer
khác nhau, hoặc trộn những đoạn chuyển động khác nhau. Phương pháp này
được thực hiện thông qua hệ thống bảng Trax editor.
• Reactive Animatio (chuyển động tương tác)
Phương pháp này dùng để mô tả chuyển động của một đối tượng này bị phụ
thuộc vào chuyển động của một đối tượng khác. Ví dụ như sự chuyển động của
2 bánh xe được gắn với nhau bởi răng cưa. Có 3 cách để thiết lập chuyển động
tương tác: Set driven key (cho phéo đặt 2 thuộc tính là driver và Driven cho 2
17
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
thuộc tính phụ thuộc nhau), Expresssion (Là những đoạn mã MEL cho phép liên
kết thuộc tính khác nhua trên những nút khác nhau), Constraint ( Thiết lập mối
liên hệ giữa các đối tượng bằng cách: point at ; orient to; look at), Connection
(các thuộc tính dược liên kết trực tiếp cới nhau thông qua những liên kết phụ
thuộc được thể hiện qua bảng connection editor).
2.3.4 Xử lý ánh sáng, thiết lập đèn và camera, kết xuất ra phim.
Bước này để hoàn thiện sản phẩm để xuất ra kết quả cuối cùng với đầy đủ
chất liệu, ánh sáng
2.3.4.1 Light
Trong Maya, hỗ trợ cho người dùng các loại nguồn snags sau:
• Abient Light
• Directional Light
• Point Light
• Spot Light
• Area Light
+)Volume Light

Giống như những ánh đèn trong các Studio chụp hình. Đây là 1 loại nguồn ánh sáng được sử
dụng phổ biến trong Maya. Hướng nguồn sáng Area light được chiếu dựa vào một mũi tên để
chỉ hướng.
2.3.4.2 Camera
Để ghi lại các thước phim, hay nói cách khác là các góc, khía cạnh của một vật.
Trong Maya cung cấp cho người dùng 4 loại camera:
- Camera
- Camera and Aim
- Camera Aim and Up
- Stereo Camera
20
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
Mặc dù maya có 4 camera để cho phép chúng ta nhìn thấy khung cảnh trong
một panel: 1 camera phối toàn cảnh (presp).) và 3 camera chiếu thẳng ( từ các vị
trí trên đầu (Top), bên hông(side) và trước mặt ( front) để phù hợp với các cách
nhìn mặc định vào khung cảnh. Chúng ta nhìn thông qua các camera này khi
chúng ta modeling, animate, share và texture các đối tượng.
Thông thường chúng ta không sử dụng 4 camera mặc định này để render một
khung cảnh (chúng ta tạo ra 1 hoặc nhiều camera để thực hiện việc render này.
Sự khác biệt giữa camera rendering và các camera khác đó là cho phép render
khung cảnh của chúng ta.
Camera của maya không hạn chế về kích thước và trọng lượng nên chúng
ta có thể di chuyển camera đến bất kỳ vị trí nào trong khung cảnh, thận chí bên
trong một đối tượng rất nhỏ.
- Camera
Với loại máy ảnh này, chúng ta chỉ nhìn thấy những biểu tượng máy ảnh.
Nói chung, vì máy ảnh này một cách tự do xoay và mất theo dõi của vector "up",
nên sử dụng nó chỉ khi kết nối máy ảnh với một đối tượng cho hoạt hình, máy
ảnh được đặt trong một nơi cố định .
- Camera and Aim

– motion blur 2D1/2 hoặc 3D. Ta cũng có thể sử dụng cả 2 loại motion blur.
2.3.4.4 Rendering
Đây là quá trình hoàn thành của một khung cảnh để đưa ra sản phẩm cuối
cùng. Maya cung cấp cho người dùng các loại render sau:
*) Hardwware rendering
Cho phép ta nhìn thấy ảnh đã được render rên màn hình để xem trước
những hoạt cảnh. Cũng có thể sự dụng Hardware rendering để render một cố
hiệu ứng đặc biệt. Những hiệu ứng này sau đó có thể hợp lại thành hình ảnh đã
được render vói software.
*) Software rendering
Cho hình nh ch t l ng cao nh t, cho phép chúng ta t o ra nh ng k t quả ấ ượ ấ ạ ữ ấ ả
tinh vi nh t.ấ
23
Th c hi n: Nhóm 6 K49 HCNTTự ệ Đ
- X lý tính toán th c hi n trong CPU ( trái ng c v i hardware renderingử ự ệ ượ ớ
x lý trên card đ ho . B i vì nó không b h n ch b i card đ ho c aử ồ ạ ở ị ạ ế ở ổ ạ ủ
máy tính, softvare rendering th ng thì linh ho t h n. Tuy nhiên có h nườ ạ ơ ạ
ch là software rendering th ng chi m nhi u th i gian h n.ế ườ ế ề ờ ơ
- Chính xác là render nh th nào là tu thu c vào software rendering nàoư ế ỳ ộ
chúng ta s d ng và nh ng h n ch riêng c a nóử ụ ữ ạ ế ủ
- Maya có 2 lo i software render:ạ
o Maya software render.
 Software render là render cao c p (renderer đa ti u trình).ấ ể
Nó d a trên c s c a công ngh renderer xây d ng tr cự ơ ở ủ ệ ự ự
ti p trên May ph thu c v i ki n trúc đ ho , đi u đó có ngh aề ụ ộ ớ ế ồ ạ ề ĩ
các node đ c tr ng c a software renderer có th k t n iặ ư ủ ể ế ố
tr c ti p v i các node đ c tr ng khác troong Maya. Nó cungự ế ớ ặ ư
c p tính ngh thu t cao đ gi i quy t rendering yêu c uấ ệ ậ ể ả ế ầ
cao.
 Software rendering là m t render h n h p (k t h pộ ỗ ợ ế ợ

*) Mental ray
Là một ứng dụng kết xuất đồ họa với chất lượng dùng cho sản phẩm
chuyên nghiệp được phát triển bởi mental images (Berlin, Đức)
Đặc điểm chủ yếu của Mental ray là đạt được hiệu năng cao trong hỗ trợ
xử lý song song trên cả các hệ thống đa nhân cũng như tại các trạm render. Phần
mềm này dùng kỹ thuật tăng tốc như quét dòng cho việc xác định bề mặt ở cấp
độ sơ cấp và sự phân vùng không gian nhị phân cho các tia kế tiếp (cấp độ thứ
cấp). Nó cũng hỗ trợ tụ quang và tính toán chiếu sáng tổng thể chính xác về mặt
vật lý dựa trên họa đồ quang tử. Bất kỳ sự kết hợp nào giữa tán xạ, tính sáng
bóng, cũng như phản chiếu gương và sự truyền dẫn đều có thể được mô phỏng.
Mental ray được thiết kế để tích hợp vào ứng dụng của hãng thứ 3 thông
qua giao diện lập trình ứng dụng hoặc dùng chương trình độc lập xử lý định
dạng tập tin 3D .mi dành cho quá trình kết xuất hàng loạt. Cho tới thời điểm này
có nhiều chương trình tích hợp sẵn bộ kết xuất đồ họa này như Autodesk
Maya, Autodesk 3ds Max, AutoCAD, Revit,Softimage XSI, Side Effects
Software's Houdini, SolidWorks và CATIA của Dassault Système. Tất cả những
phần mềm trên đều cung cấp thư viện định dạng vật liệu viết riêng cho chính
chúng (đề cập ở dưới). Tuy định dạng vật liệu trong mental ray phân hóa như
vậy, nhưng bất kỳ tập tin .mi nào cũng được xử lý như nhau độc lập với phần
mềm tạo ra chúng.
Mental ray hoàn toàn có thể lập trình theo mục đích sử dụng, hỗ trợ các
phân đoạn phụ kiên kết với nhau cũng như các định dạng vật liệu được viết
bằng C hoặc C++. Đặc điểm này có thể giúp tạo khối hình học ngay trong quá
trình kết xuất của bộ kết xuất đồ họa, các hoa văn thủ tục, các họa đồ giả nổi và
họa đồ tạo khối, các hiệu ứng khí quyển, áp suất và ánh sáng theo khối, môi
trường, thấu kính máy ảnh, các nguồn sáng.
Các công cụ render của Maya hoạt động bằng cách nhìn tổng thể camera
của cảnh. Sau đó nó ấy một vùng chọn hoặc một chóp để phân tich cho dù có thể
réder hay không với vùng chọn đó. Nếu có thể no sẽ tổng hợp những thông tin
tìm thấy tròn Shading group (hình hoc, ánh sáng và shading nnetwwork) với