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MAYA万向节锁旋转原理深度解析教程

发贴时间:2015-09-16 18:01

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MAYA的旋转模式是遵守物理万向轴原则的。那什么是万向节锁呢？

其实万向节锁，是一种物理现象，就是说当物体旋转到一定角度，出现2个轴向平行重叠的现象，也就是空间显示上好像是少了一维。

骨骼的旋转模式分为：

World(世界坐标模式)：轴向参考以世界坐标为准。

Local（局部空间坐标)：轴向与局部空间坐标为准。

Object(物体自身坐标)：轴向参考以物体自身坐标为准。

Gimgal(万向轴旋转模式)：此选项只用于旋转环节，基于万向轴旋转模式。

我们建个球体，先把旋转属性打开，选择万向轴旋转。

当我们设定Orientation时候已经设定好万向轴的旋转顺序，带有层级属性，旋转层级为ZYX，那么此时当我们把Y轴设置为90度，我们会发现一个问题。对比下（如图1、2）。

图1 球体旋转1

MAYA万向节锁旋转原理深度解析教程

图2 球体旋转2

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图2的Y轴改为了90度，我们发现它蓝色的那条旋转轴线和红色的重叠了，而且产生了蓝+红 =紫的现象。当我们再旋转X和Z轴的时候，我们发现其实是一个效果了，他们都朝一个方向旋转，也就是说现在这个球只能朝2个方向旋转了。这就是我们所说的万向节锁的效果。至于为什么事旋转Y轴后会这样呢？这就要看Orientation这个选项了，万向节是有轴向运算顺序的，我们需要取中间的轴向值。

既然有顺序，那是怎么来的呢？简单一点说有顺序的原因是因为在数学计算上需要，用生活上的例子去列举的话，就像翻转箱子到70度，我们或许会X方向转一下，然后Z方向转一下，最后在Y轴方向转一下，而不会一次性到位。

MAYA内核真正几何算法是向量，我们是通过向量转换为空间点信息，旋转信息表达给操作者看，这就是人机互动。

以骨骼为例，我们打开骨骼属性，位移，旋转，缩放都是以向量出现，也就是 (vectorA ,vectorB, vectorC)。但是向量数值要匹配到到真正的物体上的时候，就需要有一个运算方式，也就是一个转换过程，这样就有了顺序的存在。

分析了万向节锁这个现象会导致什么问题出现，我们还得知道怎么去灵活运用；其实只要是做动画这个问题都是存在的，大家可能都有遇见过，只不过不知道到底是什么原因。比如在做手部动作，当腕关节旋转过多，过大的时候，会出现非正常翻转，很难调整，这个问题就是万向节锁导致的。手部的话，我们设置的时候就比较好解决，我们一般是按照默认的Orientation，只要更改一下把 Z 轴放在中间计算，因为手部Z轴旋转是不会超过90度的。当了解思路后，其他的也就可以一起解决了。