XX  论  文

题    目： 3dmax、maya、cinema 4d之间的对比 

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摘    要

伴随着图像技术的发展，虚拟的图像正在构成我们生活现实的重要组成部分，构成奇观化的社会现象。动漫成为这种图像生产的代表，以一个个时尚面貌引领潮流，塑造了不同时代的文化气息和文化感知。没有人相信制作动漫不需要软件，在三维动画日渐流行的当代，出现了很多相应的制作软件，它们有着各自的优缺点，有着自己擅长的领域，同时，他们也有很多相互关联的内容。本文介绍了三维制作软件3dmax、maya、ciname 4d之间的对比，通过比较了解各软件的优缺点。

关键词： 3dmax；maya；cinema 4d；对比

Abstract

With the development of image technology, the virtual image is an important part of our life, and it is a spectacle of social phenomenon. Animation has become a representative of the image production, with a fashion look to lead the trend, to shape the cultural atmosphere and cultural perception of different times. No one believes that the production of animation does not require software. In the increasingly popular three-dimensional animation, there are a lot of corresponding production software, they have their own advantages and disadvantages, they are good at the field, at the same time, they also have a lot of interrelated content. This paper introduces the three-dimensional software 3DMAX, Maya, ciname 4D contrast, through a comparative understanding of the advantages and disadvantages of the software.

Keywords: 3dmax；maya；cinema 4d；contrast

第1章 绪论

1.1 课题背景

随着互联网技术的不断发展，网络的普及率迅速提高，动漫的传播范围越来越广泛，致使更多的人开始关注三维动画。同时，有很多的产业公司也开始使用三维动画来宣传、介绍它们的产品，三维动画能够生动形象的展示产品的成果；三维动画也可以模拟一些危险的安全知识教程等。

酷炫的三维动画的制作软件有很多种，目前最具代表性的有3d max、maya、cinema 4d，各种软件都有自己的优缺点，如何更好地使用这些软件来做出精美的三维动画，就需要比较它们之间的各种性能，选择适合自己的软件。

1.2 常见的三维制作软件

1.2.1  3d max

3D Studio Max，常简称为3d Max或3ds MAX，是Discreet公司开发的（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于DOS操作系统的3D Studio系列软件。在Windows NT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。3D Studio Max + Windows NT组合的出现一下子降低了CG制作的门槛，首先开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如《X战警II》，《最后的武士》等。在Discreet 3Ds max 7后，正式更名为Autodesk 3ds Max，最新版本是3ds max 2017。

1.2.2  maya

Autodesk Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。Maya功能完善，工作灵活，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。

Maya售价高昂，声名显赫，是动画制作者梦寐以求的制作工具，掌握了Maya，会极大的提高制作效率和品质，调节出仿真的角色动画，渲染出电影一般的真实效果，向世界顶级动画师迈进。

Maya 集成了Alias、Wavefront最先进的动画及数字效果技术。它不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。Maya可在Windows NT与SGI IRIX操作系统上运行，在目前市场上用来进行数字和三维制作的工具中，Maya 是首选解决方案。

1.2.3  cinema 4d

Cinema 4d字面意思是4D电影，不过其本身还是3D的表现软件，由德国Maxon Computer开发，以极高的运算速度和强大的渲染插件著称，很多模块的功能在同类软件中代表科技进步的成果，并且在用其描绘的各类电影中表现突出，而随着其越来越成熟的技术受到越来越多的电影公司的重视，可以预见，其前途必将更加光明。

Cinema 4D 应用广泛，在广告、电影、工业设计、等方面都有出色的表现，例如影片《阿凡达》有花鸦三维影动研究室中国工作人员使用Cinema 4D制作了部分场景，在这样的大片中看到C4D的表现是很优秀的。它正成为许多一流艺术家和电影公司的首选，Cinema 4D已经走向成熟。

第2章  模块插件

2.1  3d max

Brazil：十分优秀的MAX高级渲染器。

Insight：全局光渲染器。

Raymax：优秀的光线追踪渲染器。

Power Solids：倒角及布尔运算插件。

Paint moddifier：制作石头及异性物件的工具。

Creature creator：怪兽生成器。

Digital people：人物制作插件。    

3DPainter Prototype：直接在3D模块上面绘制贴图的插件。

Deep paint：强大的贴图编辑工具（软件，有MAX接口）。

Tree Factory：树木制作插件。

Atomizer：喷雾器，可以拾取物体作为离子发射。

2.2  maya

Maya中的模块组件分为Maya Complete和Maya Unlimited两部分。

2.2.1  Maya Complete 所包含的模块 

Modeling：业界技术领域的 NURBS 、 POLYGON 和 SUBDIVISON 工具。

Artisan：高度直觉化、用于数字雕塑的画笔，可以对NURBS 和 POLYGON 进行操作。

Animation：Trax 非线性动画编辑器，逆向动力学(IK)，强大的角色皮肤连接功能，高级的变形工具。

Paint Effects：独一无二的技术，让您非常容易产生最复杂、细致、真实的场景。

Dynamics：完整的粒子系统加上快速的刚体、柔体动力学。

Rendering：具有胶片质量效果的交互式渲染，提供一流视觉效果。

Script：

1、Mel：Maya内建个性化程序语言，基于C++和Javascript。

2、Pyhton：从Maya 8开始引入并支持。Python是一种跨平台简单易用而又功能强大的编程语言。

3、Pymel：Maya 2010中，将MEL跟PYTHON结合，推出的全新脚本语言。

2.2.2  Maya Unlimited 所包含的模块

Cloth：最快、最精确地模拟多种衣服和其他布料。

Advance Modeling：附加的NURBS 和细分建模工具加工建造精确、真实的模型。

Match Moving：用Maya制作的三维元素准确地匹配原始拍摄素材。

Fur：可用画笔超乎想象地完成短发及皮毛的写实造型及渲染。

Maya Composer LE：运行在SGI IRIX 工作站上的版本，是 Maya Composer 的离线合成系统。

2.3  cinema 4d

MoGraph 系统：在 Cinema 4D 9.6 版本中首次出现，他将提供给艺术家一个全新的维度和方法，又为 Cinema 4D 添上了一个绝对利器。它将类似矩阵式的制图模式变的极为简单有效而且极为方便，一个单一的物体，经过奇妙的排列和组合，并且配合各种效应器的帮助，你会发现单调的简单图形也会有不可思议的效果。

毛发系统：Cinema 4D 所开发的毛发系统也是起今为止最强大的系统之一。

Advanced Render：高级渲染模块。Cinema 4d 的渲染插件非常强大何以渲染出极为逼真的效果。

BodyPaint 3D：三维纹理绘画使用这个模块可以直接在三维模型上进行绘画，有多种笔触支持压感和图层功能，功能强大。

Dynamics：动力学模块提供了模拟真实物理环境的功能，通过这个模拟的空间可以实现例如重力、风力、质量、刚体、柔体等效果。

MOCCA：骨架系统，多用于角色设计。

NET Render：网络渲染模块，可以将几台电脑用网络连接起来，进行同时渲染，可以大大增加渲染速度。

PyroCluster：云雾系统。

Sketch & Toon：二维渲染插件，可以模拟二维的效果，例如马克笔效果、毛笔效果、素描效果等。

Thinking Particles：粒子系统。

第3章  建模

3.1  3d max    

MAX中基本上有三种建模方法，即多边形，面片及NURBS建模，运用好这三种方法的任意一种都可以得到想要的模型，他们都有各自的特点，在设计中作出恰当的选择将大大提高建模的效率。

多边形建模是目前比较流行的建模方法，多边形建模也可以说成是细分建模或是网格建模，通过对模型网格的编辑加上细分修改器将可以得到任意形状的模型。对室内设计而言多边形建模可以应付99.9%的建模需求，其实，大多数的事物都能使用多边形建模，使用足够的细节，就可以创建任何表面，其中有些模型，更适合于用多边形方法建立。例如，建筑模型是最常见的多边形模型，如果一味的为模型增加细节，就会出现模型面数过多导致渲染很慢的情况。

面片建模是MAX提供的另一种表面建模技术，面片即Bezier（贝塞尔）面片的简称。面片不是通过面构造，而是利用边界定义的，这意味着边界的位置及它们的方向决定着面片的内部形式，Bezier技术使面内部的区域变得光滑。面片模型的最大好处是用较少的细节表示出很光滑、更与轮廓相符的形状。它的不足是有一些局限性，如果以特定的方式建模，这些局限性就会出现问题。面片可以从基本几何体或面片网格建起，但应用面片编辑器可以将多边形对象转换成面片表面，这样就可以将多边形网格变成一个具有许多节蹼的大的面片，除了最简单的多边形网格，这种方法在大多数情况下都是不适用的。

NURBS建模方法不仅擅长于光滑表面，也适合于尖锐的边。几乎每个人都可以用NURBS技术建立自己的三维模型，与面片建模一样，NURBS允许创建可被渲染但并不一定必须在视图上显示的复杂细节。这意味着NURBS表面的构造及编辑都相当简单，它的表面是由一系列曲线及控制点确定的，编辑能力根据使用的表面或曲线的类型而有所不同，凡是能想出来的东西都能用NURBS方法建模。NURBS建模的好处是它具有多边形建模方法及编辑的灵活性，但是不依赖复杂网格的细化表面，在这方面，它跟面片建模有一定的相似性。NURBS建模的弱点是很难指出它有什么严重的问题，当然，如果只需要创建一个盒子，用多边形建模就是最方便的，这样只有4个面，如果用NURBS建模就会产生多余的面，也就是说，它不适合创建看起来比较坚硬的表面。

3.2  maya

Maya的模型主要有两类：polygon和nurbs，可以在maya的polygon模块和nurbs模块中找到它们的操作命令。Polygon可以在绝大多数场合下应用，nurbs因为UV处理不方便，所以用的比较少，只有在一些特殊的场合下用，比如粒子的goaIU之类的属性可以结合nurbs来做些效果。

Maya的建模方法基本跟3d max的建模方法一样，基本建模方法也分为三种：NURBS曲线建模、多边形建模和细分面建模。但是如果需要建立高精度的模型，基于maya的基本建模方法是实现不了的，这时候可以借助第三方软件：如ZBrush、XNormal等软件来实现高精度模型的建模。

以人物角色为例，maya中建模的大概过程是：首先在maya中建个大致的形体，主要是用PLY制作的；接着给创建好的人体穿衣服，这样做是为了让形体更加准确；再给做好的模型绑定骨骼，摆好相应的动作；继续建模，模型做好后，分好UV，使用UVLAYOUT来分UV；最后导入到Zbrush中调整细节，在ZB中有个Subtool层，可以把模型分层放入，这样能够减轻电脑的负担，做细节的时候有个LAYER层可以使用，能够随意的增加细节，如果觉得不合适也可以删掉这个层，非常方便。

3.3  cinema 4d

在建模方面，cinema 4d比MAX的多边形建模更加方便，但是，不如MAYA的曲面建模好，相对应的，maya也没有C4D的多边形建模好，C4D素有“多边形之王”的称号。

C4D建筑师版其中一个令人兴奋的功能是虚拟漫游插件，通过它可以交互式地操作游览做好的建筑模型。虚拟漫游工具包含一个智能碰撞检测系统，使用户通过鼠标和键盘轻松地穿行于建筑物之中，碰撞检测能够快速地从物体中添加或者移除，并且可调台阶高度的功能可以使你攀登楼梯。

第4章  渲染

渲染（Render）是CG的最后一道工序（除了后期制作），也是最终使图像符合3D场景的阶段。

4.1  3d max

在使用3d max制作动画或者游戏特效时，往往需要渲染多帧或者渲染成影片格式，使物体更加真实形象。运用3d max的Vray渲染器对模型进行渲染时，主要内容为：

1.启动场景文件和渲染器，启动3d max，打开Vray基础.max.的场景文件；

2.对渲染器的设置，在打开的“材质/贴图浏览器”对话框中选择VR材质，选中“覆盖材质”复选框，取消选择“默认灯光”复选框的勾选；

3.对材质增添颜色，将漫射颜色设置为白色，增添“替代材质”；

4.对材质的渲染和最终测试，设置好相关参数后，按F9键对摄影机视图进行渲染，取消对“覆盖材质”的勾选，再次按F9键对摄影机试图进行渲染。

4.2  maya

maya也可以直接渲染出avi格式的，只是不能压缩。maya着重于动画影视，因此，渲染动画的方法为：

1.打开render setting里设置动画格式avi或tga等等，avi是视频，tga一般为单帧的图像序列；

2.设置从第几帧开始渲染（start frame）和渲染到第几帧结束（end frame）；

3.选择需要渲染的摄影机，如果自己创建了摄影机的话，否则使用默认的透视图摄影机；

4.设置完毕，关闭渲染设置窗口，切换到渲染模块，找到批渲染点击开始渲染。

渲染器的设置大致分为：

1.设置渲染属性；

2.转到Maya Software中，Quality设置为Prodution Quality,其他不变；

3.清除多余的材质和贴图，打开材质面板删除无用的材质，在贴图面板里，把所有贴图的路径找到并确认好贴图；

4.把Outliner清理干净；

5.设置层跟渲染层；

6.渲染层归类。

4.3  cinema 4d

C4D渲染引擎效果好速度快。C4D拥有世界闻名的快速渲染引擎AdvanceRender（高级渲染器），这个引擎具备强大的渲染能力而又具有多样性，包括许多重要的功能，如全局照明、焦散、光能传递、HDRI、3S等等。在硬件要求上，它比其他的三维软件要求要低，但是却能取得更好的渲染效果，因此，即使很多用惯了其他3D软件的人，也愿意在C4D的高速引擎中渲染。

C4D内置基于Ray-Trace（光影追踪）的AdvanceRender（高级渲染器），其Scanline（扫描线）渲染方式至今仍然是世界上速度最快、真实感最强、操作最简单的非GI（非全局照明）渲染解决方案。C4D自己的渲染引擎渲染的室内、室外效果一点不比3DMAX的VRAY差。

第5章  应用领域

5.1 3d max

3d max由于在国内比较流行，使用的人群比较多，因此应用的地方也很广泛，不过偏向于效果图制作，室内装修建模、工业产品设计和建筑建模最具代表性。

3d max的建模能力比较强，动画能力比较弱，所以经常作建筑室内室外效果图，建筑设计、装修、广告、影视、三维动画、多媒作、辅助教学以及工程可视化等领域。有时还用于制作游戏，可以自己修改游戏里面的任何3d模型的样子。

5.2 maya

maya可以提供完美的3d建模、动画、特效和高效的渲染功能，另外，maya也被广泛的应用到了平面设计领域，maya软件的强大功能正是那些设计师、广告主、影视制片人、游戏开发者、视觉艺术设计专家、网站开发人员们极为推崇的原因。

maya主要应用的商业领域有：

1. 平面设计，主要有：包装设计，销售及市场营销领域，印刷物广告制作，培训及证书的制作，产品可视化及动画，打印目录文件；

2. 电影特技，如蜘蛛侠，黑客帝国，指环王等；

3. 网站资源开发；

4. 游戏设计及开发，三维动漫。

5.3 cinema 4d

C4D具有工程师版和建筑师版两种，拥有特别定制的工作界面和工具。工业产品设计是最广泛的，和其他多个三维制图软件结合都很好，其次是室内装潢效果图和室外效果图，用的也不少。目前C4D主要用于电视包装、影视后期、广告、特效等方面，经常和一些剪辑、特效软件配合使用。

在建模方面，C4D和MAX的多边形建模很相似，做东西的效率主要看哪个软件更加熟练，对于贴图绘制方面，C4D比MAX强大，C4D内置的bodypaint3D模块，这个是一直都在业界广受好评并且具有“三维PS”美誉的强大纹理贴图绘制软件。

第6章  总结

通过从模块插件、建模、渲染和应用领域4个方面对三种软件进行比较，可以明显的发现这三种软件各自的优缺点。

3DMAX最大的优点是简单好学，建模很好用，渲染具有极强的真实感，工作灵活，制作效率极高，而且用户众多，插件多，能够拓展出很多功能。缺点就是动画方面比较弱，太依赖插件。

MAYA的强项是和动画相关的制作，内容丰富，功能非常全面，缺点是内容过于复杂，学习难度大，上手比较难，必须要背很多的表达式代码，很多简单的东西就被复杂化了。

C4D比3DMAX更好学，达到同样的熟练度，3DMAX需要半年，MAYA最少需要三年，C4D大概三个月就可以熟练掌握。在功能方面，其实和MAYA差不多，不过C4D的表达式都是按钮似的，只要用线一连就可以了，而且C4D可以和PS、AI、AE等软件直接完美结合，建模、材质和动画都很强，而且自带tp粒子。唯一的缺点就是只能靠自己学，而且教程不多。

所以，如果是做建筑类的模型就选择3d max，建模好，效率高；如果做专业的动漫，则maya比较突出；C4D虽然比较容易，界面亲切，但是在国内并不是主流，可交流知识的人比较少。

致    谢

参考文献

[1] 范欢，高婷婷. 《浅析Maya中的建模与贴图技巧》[J].硅谷，2011

[2] 田静海.《三维动画基础入门Autodesk Maya[M]》.高等教育出版社，2011

[3] 赖义德，邓诗元.《三维动画设计之光影渲染》.2010

[4] 张之益.《现代动漫技术与“大动漫” 》.中国文化报.2010.4

[5] 张帆，李岭等.《3dsmax基础与实例教程[M]》.北京：化学工业出版社，2008