如今,计算机技术飞速发展日新月异。而在计算机领域中,计算机动画也从一个新事物迅速成长为领军行业,动画已经进入三维动画和CG时代,广泛应用在电影、电视、医疗、军事、教育等很多领域。在艺术方面,计算机成为现代艺术家的新型工具,动画师们因此摆脱了传统动画沉重而烦琐的工作,转而将更多精力用于创造性工作上。从另一方面看,动画产业的发展对计算机工程师又提出了更高的要求,从而也促进了三维动画软件的诞生和发展。Maya作为当今主流的三维动画制作与渲染软件之一,在影视、电视、广告和游戏等领域中有很广泛的应用,其强大的功能和易用性得到专业人士的共识。尤其是它的动力学模拟系统,包括刚体、柔体、流体力学、皮毛和毛发,再结合使用强大的脚本编辑语言,使Maya成为一个强大的特效制作工具。然而,Maya同时也是一款极其复杂的软件程序包,它的动力学系统也很难掌握。然而,由于Maya具有很强的可编程性和可扩展性,我们可以开发有针对性的外部插件用以化解这个矛盾。通过开发特效插件简化MAYA操作来达到某种特殊效果,将会大大缩短三维动画的制作时间,减少类似重复工作。本文主要通过对Maya外部插件的研究以实现提高三维动画特效制作效率的目的。此插件的具体目标是:迅速而可靠地实现用户目标物体与目标粒子之间的特殊幻化成形。“幻化成形”这一特效形式已应用在许多媒体中,如粒子变形,面模型离散化为粒子模型、路径约束的粒子聚合等动画特效。本文的研究重点和主要成果有:1、通过调查研究目前国内外特效中运用较多的幻化成形方式及制作过程,以此作为MAYA幻化成形插件设计的可靠依据,并在设计中优化。2、在幻化成形插件的设计中,采用Maya内部的脚本语言Mel编写程序控制幻化成形的过程,包括粒子发射器的建立,粒子的发射,粒子的数量、速度、形状等参数的设定,空气动力场对粒子的影响等等。3、在设计中,重点研究了粒子幻化成形路径的计算,为此设计了一套算法,包括控制粒子在各种路径中的运动过程以及控制粒子成形后在目标模型上均匀地分布等。并依据此算法编写了程序达到了幻化成形插件的具体目标。4、在设计完成后,又利用此插件进行了测试。测试内容主要包括了对各种幻化路线的测试、实例替代的测试、方向控制的测试、粒子聚合方式的测试及压力测试等项目。从测试结果看,利用幻化成形插件粒子可以按指定的幻化路线变形,能以目标模型实现粒子实例替代的效果,对粒子运动的方向等都可以控制,即此插件基本达到了设计的预期目标。