形状和尺寸保持固定，不随事件而变化的几何体，称为刚体。刚体动画，实质上就是在 Maya 中建立一个物理模拟环境，并用它来模拟现实环境中的物体在力 ( 如说重力、风等 ) 的作用下或是在同其他物体相碰撞时所发生的情景。 NURBS 物体和多边形物体都可以转换成刚体。图 11-1 所示为刚体作用的效果。

　　图 11-1 刚体运用效果

　　刚体运用起来相当简单，例如，首先创建一个或多个刚体，然后创建一个或多个作用于刚体的力场，再给定刚体的初始位置、初始速度及冲击，最后播放动画。由 Maya 的动力学引擎在给定的初始信息基础上对刚体的运动进行计算，从而使动画趋于真实。刚体可分为被动刚体和主动刚体两种。被动刚体不受场的影响，它是主动刚体的碰撞物体，而且在参与碰撞时不会因碰撞而发生运动。被动刚体可以用关键帧技术来制作 ( 可以通过关键帧移动、旋

转、缩放被动刚体 ) 。主动刚体受场的影响，而且会因为碰撞改变运动。主动刚体不能用关键帧技术制作 , 即不能直接操作它们。

　　一般来说，与外界固定的物体（如地板和墙等），可以作为被动刚体；而各种下落的、移动的或相互碰撞的物体（如篮球和硬币），可以作为主动刚体。尽管主动刚体不能用关键帧技术制作，但是由于在动画制作过程中可以随时将刚体由被动状态变为主动状态，因此刚体动力学的优点更为突出。

　　创建刚体

　　创建刚体的方法非常简单，选中一个多边形或者 NURBS 物体，执行 Soft/Rigid Bodies → Create Passive Rigid Body 命令，则所选物体变为被动刚体，如果执行 Soft/Rigid Bodies → Create Active Rigid Body 命令，则所选物体变为主动刚体。创建刚体之后将会产生一个刚体节点，在 Outliner 窗口中可以看到这个节点，如图 11-2 所示。

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　下面是刚体的建立属性。执行 Soft/Rigid Bodies → Create Passive Rigid Body 命令或者 Soft/Rigid Bodies → Create Active Rigid Body 命令，打开 Rigid Options 对话框，如图 11-3 所示。

　　图 11-2 Outliner 窗口

　　图 11-3 Rigid Options 对话框

　　● Rigid Body Name ：设置刚体的名称。

　　● Active ：选中此时，创建的是主动刚体：撤销选中此复选框时，创建被动刚体。

　　● Particle Collision ：如果选中此复选框，粒子与主动刚体之间产生碰撞，碰撞的力量会使刚体产生运动。

　　● Mass ：设置主体刚体的质量，刚体的质量决定了碰撞时的程度。刚体的质量越大，则碰撞的效果越强烈；刚体的质量越小，则碰撞的效果越弱。

　　● Set Center Of Mass ：设置刚体的质量中心，即物体的中心，它影响着刚体的碰撞效果，尤其是反弹效果。例如，当把主动刚体的中心降低一个单位时，将它抛到被动刚体上时，它会像不倒翁一样来回摇摆；当设置 Initial Spin 的值为 0 时，主动刚体的重心决定了主动刚体围绕哪个点旋转。例如，当重心在主动刚体内部时

，主动刚体会围绕自身旋转，就像地球自转一样；当重心在球体之外时，圆球会围绕重心旋转，就像地球公转一样。

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　　● Center of Mass X 、 Y 和 Z ：设置刚体的重心位置，默认状态时主体刚体的实际重心位置。

　　● Static Friction ：设置主动刚体的摩擦力。当主动刚体运动时，必须有一个外力来克服这个摩擦力。当该值为 0 时，主动刚体可以在其他表面上*；当该值为 1 时，主动刚体的静止摩擦力最大。

　　● Dynamic Friction ：设置主动刚体在运动时所受阻力的大小。

　　● Bounciness ：设置主动刚体反弹力的大小。

　　● Damping ：设置阻力的大小。

　　● Impulse X 、 Y 和 Z ：设置推动力的大小和方向，推动力可以模拟一个巨大的外力在短时间内作用于物体之上的效果。默认状态下，推动力的作用点位于刚体的重心。

　　● Impulse

Position X 、 Y 和 Z ：设置推动力在刚体上的作用位置。

　　● Spin Impulse X 、 Y 和 Z ：设置刚体产生旋转时扭矩的大小，该值是一个矢量，可以控制方向。

　　● Initial Setting 中的选项为刚体初始设置选项，如图 11-4 所示。

　　图 11-4 Initial Setting 区域中的参数

　　● Initial Spin X 、 Y 和 Z ：设置刚体的初始角速度。

　　● Initial Position X 、 Y 和 Z ：设置刚体在场景中的初始位置。

　　● Initial Orientation ：设置场景中刚体的 X 、 Y 、 Z 轴方向。

　　● Initial Velocity X 、 Y 和 Z ：设置刚体初始速度的大小和方向。

　　● Performance Attributes 区域中的参数是刚体的操作属性，如图 11-5 所示。

　　图 11-5 Performance Attributes 区域

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　　♦ Stand In ：它包括三个选项参数： None 、 Sphere 和 Cube 。用户可以在播放动画的过程中使用立方体或者球体来替换复杂的刚体，以提高系统的性能。这些物体只是虚拟物体，它不会影响刚体的实际效果。

　　♦ Tessellation Factor ：在为刚体动力学制作动画时， NURBS 物体首先要转换为多边形物体。该文本框决定了在转换的过程中，多边形的面片数目，较低的值虽然创建出比较粗糙的几何体，但可以提高刚体动画的播放速度。

　

　♦ Collsion Layer ：碰撞层可以容纳两个或者多个碰撞刚体，同一层中的两个刚体才能发生碰撞，不互相碰撞的刚体被放置在不同的层中。在图 11-6 中，右边的圆球与圆柱体属于 Layer1 ，彼此之间是相互碰撞的，左边的圆球与圆锥体属于 Layer2 ，彼此之间是相互碰撞的，地面物体属于 Layer1 ，它与球体、圆柱体、圆锥体之间是相互碰撞的。

　　图 11-6 Collsion Layer 不同值的效果

　　♦ Cache Date ：当选中此复选框时，刚体在动画中的每一帧位置和方向数据都被存储起来。当第 1 次播放动画时，刚体解算器计算刚体的位置和方向，当第 2 次播放动画时，缓存中的数据被启用，这样可以大大提高动画的播放速度。

　　下面是制作一个刚体动画的实例。具体操作步骤如下：

　　(1) 创建一个新场景。创

建一个 NURBS 平面并且将其调整到与 Maya 栅格大小相当。然后创建一个半径为 1 的 NURBS 球体，并且把它移到平面上方。如图 11-7 所示。

　　图 11-7 创建一个新的场景

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　　(2) 选中平面，进入 Dynamics 模块，执行 Soft/Rigid Bodies → Create Passive Rigid Body 命令。现在所选平面成为被动刚体。

　　(3) 选中 NURBS 球体，执行 Soft/Rigid Bodies → Create Active Rigid Body 命令，所选小球成为主动刚体。

　　(4) 为了使动力模拟可以正常播放，播放速度设置为 Free ，以便物理引擎计算进入到下一帧所需的

数据。选择 Window → Setting/Preferences → Preferences 命令并选择 Setting/Timeline 命令，或者单击位于屏幕右下方的 Animation Preferences 按钮，都可以激活同一个对话框。在 Preferences 对话框的 Playback 区域，设置 Playback Speed 为 Real-time ，如图 11-8 所示。

　　图 11-8 Prefernece 对话框

　　(5) 除了为物体添加刚体节点之外，还要为主体刚*作出初速度和运动方向，这样才能发生刚体动画。选择 Dynamics|Fields → Gravity 命令。然后打开 Dynamics Relationships 窗口 (Window → Relationship Editors →

Dynamics Relationships 命令 ) ，选择窗口左边 Outliner 中的 nurbsSphere1 ，并且确保在所选窗口右边框内的 gravityField1 是高亮显示，如果不是高亮显示，单击 gravityField1 使它成为高亮显示。如图 11-9 所示。

　　图 11-9 Dynamics Relationships 窗口

　　提示：

　　如果在创建重力场之前就选中球体，那么二者会自动建立关系。如果这时有其他未被选择的主动刚体，它们将不受这个场的影响。

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　　下面回倒并且播放动画，小球会落向地板并且反弹起来。如果动画结束得太快以至于看不到这些，那么将动画的帧数增加到 200 帧以上。

　　现在对物体检查其刚体设

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