本教程向朋友們介紹MAYA表達式控制動力學動畫之小雞搶食場景的方法，群體動畫是表達式或MAYA mel語言的強項，下面我們來做一個追逐的表達式練習，感興趣的朋友可以看看。
用小雞搶食的情景來說明。
一群小雞在覓食，突然一只小雞發現一只小蟲，其他小雞過來搶食，于是就會出現一群小雞追逐一只小雞的場景，在具體的測試中，我用一個球體代表叼著小蟲的小雞，其他的小雞用圓錐表示。下面詳細說明整個制作過程。
1．首先制作場景，建立一塊崎嶇不平的地面，代表小雞的球體和圓錐。如圖。
2．隨機的在地面上排布 "小雞"。．為了上小雞們能夠貼在地面并且是隨著地面坡度而發生相應的角度傾斜，將小雞們與地面進行法
線約束和幾何體約束，如圖。
4．打開表達式編輯窗口，定義各小雞初始位置。
for($k=1;$k<41;$k=$k 1)
{
if(frame==1)
{$tx[0]=ball.translateX;//
$tx[1]=ball1.translateX=7.9;
$tx[2]=ball2.translateX=3;
$tx[3]=ball3.translateX=-0.8;
$tx[4]=ball4.translateX=1.3;
$tx[5]=ball5.translateX=-2;
$tx[6]=ball6.translateX=-4.3;
$tx[7]=ball7.translateX=8.8;
$tx[8]=ball8.translateX=16.02;
$tx[9]=ball9.translateX=12.0;
$tx[10]=ball10.translateX=5.2;
$tx[11]=ball1.translateX=-7.9;
$tx[12]=ball2.translateX=13;
$tx[13]=ball3.translateX=-10.8;
$tx[14]=ball4.translateX=21.3;
$tx[15]=ball5.translateX=-12;
$tx[16]=ball6.translateX=-14.3;
$tx[17]=ball7.translateX=28.8;
$tx[18]=ball8.translateX=10.02;
$tx[19]=ball9.translateX=18.0;
$tx[20]=ball10.translateX=15.2; $tz[0]=ball.translateZ;
$tz[1]=ball1.translateZ=1;
$tz[2]=ball2.translateZ=3.347;
$tz[3]=ball3.translateZ=8.908;
$tz[4]=ball4.translateZ=0.736;
$tz[5]=ball5.translateZ=2.525;
$tz[6]=ball6.translateZ=-2.145;
$tz[7]=ball7.translateZ=4.207;
$tz[8]=ball8.translateZ=0.542;
$tz[9]=ball9.translateZ=6.277;
$tz[10]=ball10.translateZ=5;
$tz[11]=ball11.translateZ=-1;
$tz[12]=ball12.translateZ=-3.347;
$tz[13]=ball13.translateZ=-8.908;
$tz[14]=ball14.translateZ=-0.736;
$tz[15]=ball15.translateZ=-2.525;
$tz[16]=ball16.translateZ=-10.145;
$tz[17]=ball17.translateZ=-4.207;
$tz[18]=ball18.translateZ=-5.542;
$tz[19]=ball19.translateZ=16.277;
$tz[20]=ball20.translateZ=15;
具體定義值根據當時各小雞法線和幾何體約束后其位移通道的參數來定義，需要一些耐心，如果小雞更多的話，需要耐心更多，我知道我的方法很笨。有朋友知道簡單方便的定義方式嗎？
5．下面進行核心的算法說明，在追逐中，不管小雞當時在什么方位，他們的目標都為有蟲的小雞，另外小雞不能相互穿過，所以在后面的小雞若要躍過前面的小雞，需要改變奔跑的方向，找空當穿插追逐。
for($j=1;$j<41;$j=$j 1) {$dz[$j]=$tz[$j]-$tz[0];
$sign[$k]=sign($vz[$k])*sign($tz[$k]-$tz[$j]);
$dx[$j]=abs($tx[$j]-$tx[$k]);
if((abs($dz[$k]-$dz[$j])<5)
&&($sign[$k]>0)&&($dx[$j]<=5))
{ $lz[$k]=abs($dz[$k]-$dz[$j]);
$lz[$k]=min($lz[$k],$zz[$k]);
$zz[$k]=$lz[$k]; $code[$k]=$j;
$n[$k]=$n[$k] 1; }
}
這段程序是避免小雞們相互穿插的，通過判斷各小雞相對其它小雞的位置及距離，決定其加速或減速或改道。在這個練習中，我定義的小雞個體半徑為1個單位，所以我定義小雞前面若5個單位內有其他小雞，它會考慮改變速度或方向。
if((abs($dz[$k]-$dz[$j])<5)
&&($sign[$k]>0)&&($dx[$j]<=5))
其中$lz[$k]是用來表示小雞前其他小雞在z軸方向相對其最近的距離。$n[$k]表示在同一幀中，某小雞前面（z軸方向）其他小雞距其距離小于5單位的個數。以上是用按照序號逐個小雞遍歷方式比較得出結果，因此在小雞數量較多或小雞速度較快時，會有較大的誤差，有朋友知道根本解決問題的方法嗎？
if($n[$k]==0)
$aFz[$k]=15 0*abs($dz[$k]/3);
else
$aFz[$k]=15 0*abs($dz[$k]/3)-$k1*(7-$lz[$k]);
if($tz[$k]<$tz[0])
$aFz[$k]=-$aFz[$k];
if(($lz[$k]<3)&&($n[$k]>0))
$afz[$k]=8*$k2*$vz[$k] 10*sign($vz[$k]);
else
$afz[$k]=$k2*$vz[$k];
$az[$k]=$aFz[$k]-$afz[$k];
if(($lz[$k]<2)&&($n[$k]>0))
$vz[$k]=$vz[$code[$k]];
else
$vz[$k]=$vz[$k] $az[$k]*$t; $tz[$k]=-$vz[$k]*$t-0.5*$az[$k]*$t*$t $tz[$k];
這段是定義各小雞在z軸方向奔跑加速度和速度及位置的程序。其中$aFz[$k]表示其他小雞相對有蟲小雞的主動加速度，$afz[$k]表示其他小雞在奔跑中因速度和前面障礙而產生的反向阻礙其追逐的加速度。
if(($lz[$k]<2)&&($n[$k]>0))
$vz[$k]=$vz[$code[$k]];
其中的這句表示如果某小雞前面有小雞與之距離小于2個單位時，強制其速度與前面的這只小雞相同，從而避免穿插。另外式中的一些系數和參數大多是試驗確定的，并不是最合理的定義。
$lx[$k]=$tx[$k]-$tx[$code[$k]];
$dx[$k]=$tx[$k]-$tx[0];
$aFx[$k]=-3*($dx[$k]/5) 0.05*sign($dx[$k]);
if(($lx[$k]<2)&&($n[$k]>0)&&($lz[$k]<2))
{$afx[$k]=-5*sign($lx[$k])*((2.5-$lx[$k])/2)*((2.5-$lx[$k])/2) $k3*$vx[$k];
$ax[$k]=0;}
else if(($n[$k]>0)&&($lz[$k]>=2))
$afx[$k]=-0.1*sign($lx[$k])*((5-$lx[$k])/2) $k3*$vx[$k];
else
$afx[$k]=$k3*$vx[$k];
$ax[$k]=$aFx[$k]-$afx[$k];
$vx[$k]=$vx[$k] $ax[$k]*$t;
$tx[$k]=$tx[$k] $vx[$k]*$t 0.5*$ax[$k]*$t*$t;
這段是定義各小雞在x軸方向奔跑加速度和速度及位置的程序。各變量含義與前類似。
最后，給各小雞的實體進行賦值，如下：
ball.translateX=$tx[0];
ball1.translateX=$tx[1];
ball2.translateX=$tx[2];
ball3.translateX=$tx[3];
ball4.translateX=$tx[4];
ball5.translateX=$tx[5];
ball6.translateX=$tx[6];
ball7.translateX=$tx[7];
ball8.translateX=$tx[8];
ball9.translateX=$tx[9];
ball10.translateX=$tx[10];
ball11.translateX=$tx[11];
ball12.translateX=$tx[12];
ball13.translateX=$tx[13];
ball14.translateX=$tx[14];
ball15.translateX=$tx[15];
ball16.translateX=$tx[16];
ball17.translateX=$tx[17];
ball18.translateX=$tx[18];
ball19.translateX=$tx[19];
ball20.translateX=$tx[20]; ball1.translateZ=$tz[1];
ball2.translateZ=$tz[2];
ball3.translateZ=$tz[3];
ball4.translateZ=$tz[4];
ball5.translateZ=$tz[5];
ball6.translateZ=$tz[6];
ball7.translateZ=$tz[7];
ball8.translateZ=$tz[8];
ball9.translateZ=$tz[9];
ball10.translateZ=$tz[10];
ball11.translateZ=$tz[11];
ball12.translateZ=$tz[12];
ball13.translateZ=$tz[13];
ball14.translateZ=$tz[14];
ball15.translateZ=$tz[15];
ball16.translateZ=$tz[16];
ball17.translateZ=$tz[17];
ball18.translateZ=$tz[18];
ball19.translateZ=$tz[19];
ball20.translateZ=$tz[20];
同時還可以打印一些具體參量以便分析檢查小雞們的運動情況。
print("l:" $lx[2] " " $lx[5] " " $lx[10]
" n:" $n[1] ", " $n[2] ", " $n[3] ", " $n[4] ", " $n[5] ", " $n[6] ", " $n[7] ", " $n[8] ", " $n[10] "/n"
" dx:" $dx[2] " " $dx[5] " " $dx[10] "/n"
" aFx:" $aFx[2] " " $aFx[5] " " $aFx[10] "/n"
" ax:" $ax[2] " " $ax[5] " " $ax[10] " " "/n"
" afx:" $afx[2] " " $afx[5] " " $afx[10] "/n"
" vx:" $vx[2] " " $vx[5] " " $vx[10] "/n"
" tx:" $tx[2] " " $tx[5] " " $tx[10] "/n");
最后給出全部表達式的程序，供參考。
global float $tx[],$tz[],$dx[],$dz[],$lx[],$lz[],$vx[],
$vz[],$aFx[],$afx[],$aFz[],$afz[],$ax[],$az[],$t=0.053,
$sign[],$zx[],$zz[],$k1=0.5,$k2=0.5,$k3=2,$k4;
int $code[],$i,$j,$k,$m,$n[]; for($k=1;$k<41;$k=$k 1)
{
if(frame==1)
{$tx[0]=ball.translateX;//
$tx[1]=ball1.translateX=7.9;
$tx[2]=ball2.translateX=3;
$tx[3]=ball3.translateX=-0.8;
$tx[4]=ball4.translateX=1.3;
$tx[5]=ball5.translateX=-2;
$tx[6]=ball6.translateX=-4.3;
$tx[7]=ball7.translateX=8.8;
$tx[8]=ball8.translateX=16.02;
$tx[9]=ball9.translateX=12.0;
$tx[10]=ball10.translateX=5.2;
$tx[11]=ball1.translateX=-7.9;
$tx[12]=ball2.translateX=13;
$tx[13]=ball3.translateX=-10.8;
$tx[14]=ball4.translateX=21.3;
$tx[15]=ball5.translateX=-12;
$tx[16]=ball6.translateX=-14.3;
$tx[17]=ball7.translateX=28.8;
$tx[18]=ball8.translateX=10.02;
$tx[19]=ball9.translateX=18.0;
$tx[20]=ball10.translateX=15.2; $tz[0]=ball.translateZ;
$tz[1]=ball1.translateZ=1;
$tz[2]=ball2.translateZ=3.347;
$tz[3]=ball3.translateZ=8.908;
$tz[4]=ball4.translateZ=0.736;
$tz[5]=ball5.translateZ=2.525;
$tz[6]=ball6.translateZ=-2.145;
$tz[7]=ball7.translateZ=4.207;
$tz[8]=ball8.translateZ=0.542;
$tz[9]=ball9.translateZ=6.277;
$tz[10]=ball10.translateZ=5;
$tz[11]=ball11.translateZ=-1;
$tz[12]=ball12.translateZ=-3.347;
$tz[13]=ball13.translateZ=-8.908;
$tz[14]=ball14.translateZ=-0.736;
$tz[15]=ball15.translateZ=-2.525;
$tz[16]=ball16.translateZ=-10.145;
$tz[17]=ball17.translateZ=-4.207;
$tz[18]=ball18.translateZ=-5.542;
$tz[19]=ball19.translateZ=16.277;
$tz[20]=ball20.translateZ=15; for($i=1;$i<41;$i=$i 1)
{$aFz[$i]=$afz[$i]=$vz[$i]=$az[$i]=$n[$i]=0;
$z[$i]=$lz[$i]=5;
$aFx[$i]=$afx[$i]=$vx[$i]=$ax[$i]=0;
$lx[$i]=3; } } if(frame>=1)
{
$tz[0]=ball.translateZ;
$tx[0]=50*noise(0.006*frame);
$dz[$k]=$tz[$k]-$tz[0];
$n[$k]=0;
$z[$k]=5;
{for($j=0;$j<41;$j=$j 1) {$dz[$j]=$tz[$j]-$tz[0];
$sign[$k]=sign($vz[$k])*sign($tz[$k]-$tz[$j]);
$dx[$j]=abs($tx[$j]-$tx[$k]);
if((abs($dz[$k]-$dz[$j])<5)
&&($sign[$k]>0)&&($dx[$j]<=5))
{
$lz[$k]=abs($dz[$k]-$dz[$j]);
$lz[$k]=min($lz[$k],$zz[$k]);
$zz[$k]=$lz[$k]; $code[$k]=$j;
$n[$k]=$n[$k] 1; }
}
} }
if($n[$k]==0)
$aFz[$k]=15 0*rand($k) 0*abs($dz[$k]/3);
else
$aFz[$k]=15 0*abs($dz[$k]/3)-$k1*(7-$lz[$k]);
if($tz[$k]<$tz[0])
$aFz[$k]=-$aFz[$k];
if(($lz[$k]<3)&&($n[$k]>0))
$afz[$k]=8*$k2*$vz[$k] 10*sign($vz[$k]);
else
$afz[$k]=$k2*$vz[$k];
$az[$k]=$aFz[$k]-$afz[$k];
if(($lz[$k]<2)&&($n[$k]>0))
$vz[$k]=$vz[$code[$k]];
else
$vz[$k]=$vz[$k] $az[$k]*$t; $tz[$k]=-$vz[$k]*$t-0.5*$az[$k]*$t*$t $tz[$k]; $lx[$k]=$tx[$k]-$tx[$code[$k]];
$dx[$k]=$tx[$k]-$tx[0];
$aFx[$k]=-3*($dx[$k]/5) 0.05*sign($dx[$k]);
if(($lx[$k]<2)&&($n[$k]>0)&&($lz[$k]<2))
{$afx[$k]=-5*sign($lx[$k])*((2.5-$lx[$k])/2)*((2.5-$lx[$k])/2) $k3*$vx[$k];
$ax[$k]=0;}
else if(($n[$k]>0)&&($lz[$k]>=2))
$afx[$k]=-0.1*sign($lx[$k])*((5-$lx[$k])/2) $k3*$vx[$k];
else
$afx[$k]=$k3*$vx[$k];
$ax[$k]=$aFx[$k]-$afx[$k];
$vx[$k]=$vx[$k] $ax[$k]*$t;
$tx[$k]=$tx[$k] $vx[$k]*$t 0.5*$ax[$k]*$t*$t; }
ball.translateX=$tx[0];
ball1.translateX=$tx[1];
ball2.translateX=$tx[2];
ball3.translateX=$tx[3];
ball4.translateX=$tx[4];
ball5.translateX=$tx[5];
ball6.translateX=$tx[6];
ball7.translateX=$tx[7];
ball8.translateX=$tx[8];
ball9.translateX=$tx[9];
ball10.translateX=$tx[10];
ball11.translateX=$tx[11];
ball12.translateX=$tx[12];
ball13.translateX=$tx[13];
ball14.translateX=$tx[14];
ball15.translateX=$tx[15];
ball16.translateX=$tx[16];
ball17.translateX=$tx[17];
ball18.translateX=$tx[18];
ball19.translateX=$tx[19];
ball20.translateX=$tx[20]; ball1.translateZ=$tz[1];
ball2.translateZ=$tz[2];
ball3.translateZ=$tz[3];
ball4.translateZ=$tz[4];
ball5.translateZ=$tz[5];
ball6.translateZ=$tz[6];
ball7.translateZ=$tz[7];
ball8.translateZ=$tz[8];
ball9.translateZ=$tz[9];
ball10.translateZ=$tz[10];
ball11.translateZ=$tz[11];
ball12.translateZ=$tz[12];
ball13.translateZ=$tz[13];
ball14.translateZ=$tz[14];
ball15.translateZ=$tz[15];
ball16.translateZ=$tz[16];
ball17.translateZ=$tz[17];
ball18.translateZ=$tz[18];
ball19.translateZ=$tz[19];
ball20.translateZ=$tz[20]; print("l:" $lx[2] " " $lx[5] " " $lx[10]
" n:" $n[1] ", " $n[2] ", " $n[3] ", " $n[4] ", " $n[5] ", " $n[6] ", " $n[7] ", " $n[8] ", " $n[10] "/n"
" dx:" $dx[2] " " $dx[5] " " $dx[10] "/n"
" aFx:" $aFx[2] " " $aFx[5] " " $aFx[10] "/n"
" ax:" $ax[2] " " $ax[5] " " $ax[10] " " "/n"
" afx:" $afx[2] " " $afx[5] " " $afx[10] "/n"
" vx:" $vx[2] " " $vx[5] " " $vx[10] "/n"
對于這個程序僅僅是練習的東西，還有很多問題，例如雖然考慮到了小雞們的穿插情況，但實際運行中依然有可能出現這樣的問題。我想應該每幀都要對小雞們重新排序，然后按新的次序關系計算相互的影響，前面簡單的按照初始定義的序號為次序計算是不太妥當的，有時間再改改，還有就是計算頻率還是太低，現在每幀計算一次，如果可以每幀計算多次應該會好很多，由朋友知道如何定義每幀的計算次數嗎？當然希望有朋友可以提出更好的方法來。
表達式可以考慮繼續完善和擴展，例如可以考慮以單個小雞的奔跑方向來定義各小雞的局部坐標，再根據這個局部坐標來計算小計的奔跑動作；可以給各小雞添加不同的屬性，例如可以使每個小雞的體質不同；可以給整個場景添加圍欄控制，使小雞們在一定的范圍內奔跑；可以考慮有小雞搶到了小蟲，小雞們追逐對象改變的效果；可以考慮用這個表達式模擬其他追逐情況或大隊人馬沖鋒的情景。希望朋友們做出更多更好的效果來。
