将Alembic构架嵌入基于Maya的三维动画制作流程的二次开发和应用

1、将 构架嵌入基于的三维动画制作流程的二次开发和应用国家中影数字制作基地 高 磊【摘要】 本文阐述了开源三维存储格式 的工作原理及其在基于 的制作流程中的二次开发和应用。【关键词】 引言于存储和分发科学数据的一种自我描述、 多对象文件格式。的 底 层 就 是 调 用 来 储 存 和 管理几何数据的， 充分发挥了 多维数组记录 结构和分组结构的特性。因此，的 意 义 并不仅仅是一个 分 层 采 样的数据存储格式。 它可以更高效地使用内存及磁三维软件 共 享 存 储 格 式 一 直 是 （计 算 机 图制作中的难点， 虽然可以使用 、 等充换文件格式， 但这种方式的效果和效率已经不足现今的制作需求。

2、 年，和 两 家 公 司 联盘空间， 在不影响结果的前提下读写最小量的数据，发了开源的三维数据存储、共享构架 。以加速工作流程的生存效率。在制作流程中的位置在基于 的 制 作 流 程 中， 并 不 一 定 会 用 到的三维 软 件，也 不 会 被 作 为 共 享 三 维的文件格式使用。 本文将着重阐述在这种情况何使用 。理论与实践关于 是一 个 开 放 的 计 算 机 图 形 交 互 构 架，版本 为 ， 包 括 一 个 库、 一 个 文 件和若干程序插件。能将复杂的三维动画 场 景 烘 焙成 一 个序的几何结果， 其过程类似于将三维场景渲染张图片。可 以 忽 略 三 维 软 件 用 来 创

3、建图形的错综复杂的关系图， 只针对于计算结果图基于 的三维动画制作流程高效的存储。在基于 的三维动画 制 作 流 程 中（图 ），说到 ， 就 不 得 不 提 。 是所在的 环 节 更 类 似 于 动 画 缓 存， 将 动 画 场景烘焙为 格式。 由于 文 件 本 身 不国国家超 级 计 算 应 用 中 心（） 开 发， 用能存储 材 质 信 息， 需 要 在 新 的 文 件 中 导 入，并给模型赋予材质贴图， 然后再将带有 缓 存和材质贴图的 文件传递给下面的环节。在 中的功能 的 字 面 意 思 是 净 化 器， 我 们 要 用 做的正是 净 化 场 景。 在 中 要 使 静 止 的 模型

4、变成动画， 无论是骨骼绑定、 记录关键帧、 使 用变形器或者进行动力学解算， 这些操作都会产生 大量的节点。 这些节点在反复的修改和后续制作过 程中， 往往是造成各种错误的根源， 同时也容易产 生无用的垃圾节点， 从而占用更多的系统资源， 给 后续环节的 制 作 带 来 了 很 多 不 便。 的 使 用 则有效地改善了这一问题。杂， 但涉及角色设定、 材质、 动画等相关的节点共 个， 连接数为。图 中， 通过我们的工具保存为 格式，保留了全部的材质和动画， 节点数精简至 个， 连接数为。 节 点 和 连 接 数 量 的 减 少， 意 味 着 运 算 量和资源占用大幅度降低， 使后续工作的效率得

5、到 提高。工具开发及问题解决 和 中都整合了 插件， 但并 不 是 最 新版本。 公司 目 前 使 用 的 是 ， 所 以 需 要 自行编译 。 源 码 包 可 以 从 的 官 网 下载， 根据说明文档， 可以编译出 的 静 态 库和 插件。官方的 插件只提供了一个 节 点 和简单的导入导出命令， 这并不能满足制作流程的 需求， 因此我们在其基础之上进行了二次开发。 操 作非常简便， 只需勾选参数、添加物体、点击转换按 键，工具就会自动将现有场景转换为一个新的 文件，只包含模型、材质以及 动画缓存，非常 干净。 插 件 基 于 、 和 开 发， 分 为 三 个 部 分： 节 点、 命令和界面。

6、） 节点由于流程使用了 内置的 作 为 渲染器， 为了 便 于 渲 染， 几 何 体 依 然 使 用 的 节点，节点的功能仅仅是读取 文件作为缓存。 因为 的 节点属性非 常多， 复杂的结构和大量的数据计算严重影响了 的使用效率。如果使用 作为外部渲染器， 则可以开发 读取 文件的自定义 节点， 仅用于显 示几何体。 同时 开 发 自 定 义 命 令 匹 配 模 型 和 材 质。 导出 文 件， 利 用 的 进行渲染。 这种方式可以大幅度提升几何体在 中的显示速度， 利于灯光环节的制作。 使用 作为渲染器也可以尝试类似的方法。） 命令图角色节点图图 格式角色节点图举一个简单的例子， 图 所示是

7、一个角色的节 点图。 这是 个 帧 的 角 色 坠 落 动 画， 动 画 并 不 复官方插件有导入和导出两个命令， 可以用 节点读 取。 分 开 导 出 可以减小动画缓存的 体积， 加快读取速度。为了导入时更 简 便， 我 们 的 工 具 在 导 出 的同时， 会自动导出该场景的材质。导入命令部分， 主要增加了材质的导入和匹配 功能。 前文已经提到 格式不能储存材质信 息， 导入 文件之后， 场景中的模型使 用 的 都是 默认材质， 所以要导入材质文件和模型 进行匹配。 这个材质文件可以是单独的， 也可以是 从带材质的场景中导出的。） 界面图 所示为工具的图形界面， 分为三个部分。第一部分是

8、， 包含了导出命令 的参数， 这里针对现有项目进行了精简， 只保留了 用得到的。第二部分是 列表， 可以添加和 删除要导出的动画物体， 静态物体可以选择自动导 出或不导出。第三部分是输出参数， 包 括 和 文件的输出路径。结论作为 新兴的三维数据存 储 格式， 已 经 渐渐被大家熟悉和接受。 诸多三维软件和渲染器都 对其开放了接口或进行了整合。 将 嵌入只 基于 的流程或许并不是最佳的方案， 也不能 发挥出其全部的特性， 但这个方案确实解决了我们 现有流 程 中 存 在 的 一 些 问 题。 可 以 预 见， 的出现将会使三维动画的制作流程在效率方面有质的飞跃。 ?“；” 和 “；” 来 查 询， 这里不再多做介绍。 我们的自定义命令也在功能的基础上进行了修改。导出命令方面， 增加了几何体类型的 选 择， 可过 不 需 要 的 类 型， 加