2011年11月29日 星期二

【3D MAX教學】角色動畫&骨架

迪士尼的角色動畫原則如下:
Squash and stretch(壓縮與伸展)
Anticipation(準備動作)
Exaggeration(誇張表現)
Straight ahead and pose to pose(連續動作與重點動作)
Follow through and overlapping(跟隨動作與重疊動作)
Slow in and slow out(平滑開始與結束)
Arcs(圓弧動作)
Secondary action(第二動作)
Timing and Weight(時間控制與量感)
Staging(演出/佈局)







基本觀念
1.Bone System是一連串有關節、階層鏈結關係的骨架物體。

2.Forward KinematicsFK)正向關節運動
FK意指動作是由階層鏈結最上端向下來作用,由父 物件來帶  動子物件,以手臂來說,我們要先調整上臂,接著移動小臂,  然後是手掌,這樣的動畫調整控制就屬於FK,當階層鏈結複  雜或較長時,使用FK方式調Key將十分複雜且困難。

3.Inverse KinematicsIK)逆向關節運動
IK就是動畫的控制是逆向階層關係,也就是說是由子物件來帶動父物件的動作,同樣的手臂運動,我們只需要移動手到達定位,小臂及上臂會依我們預設的限制產生連動動作,在階層鏈結複雜及長的鏈結時使用較為直覺。


人體骨架基本觀念

1. 建立骨架時需加以正確命名,避免事後混淆。
2. 任何物件都可以作為Bone使用在物件Properties參數視窗中,可以啟動作為Bone的功能。
3. 參考相關人體解剖書籍,確切瞭解人體關節位置及運動限制。
4. 製作非人類角色時,亦需收集相關資料。
5. 熟習卡通動畫原理,善加利用Motion Capture Data
6. 多看多觀察。

角色動畫製作流程


骨架系統-Bone System



IK Solver

何謂IK Solver
IK Solver是一個運算解決器,提供在逆向關節中一個階層鏈結的RotatePosition的運算結果,使IK能夠正確運作,不同的IK Solver有其各自的屬性與運算工作流程,這些都顯示在Hierarchy面板及Motion面板中, 由於IK Solver是以Plugin外掛形式加入在3DS MAX中,因此使用者可以擴充IK Solver的功能或是創建自己IK Solver


IK Solver作用原理
一般來說IK Solver以下列方式運作,一組階層鏈結的部分IK
Chain(如股關節至腳踝或肩膀至手腕),在IK Chain的末端
有一個Gizmo物件,通稱為標的,標的可以多樣化的方式製
作動畫,通常是配合Constraint使用,無論標的點怎樣移動,
IK Solver會旋轉拉伸移動IK Chain的關節以使IK Chain末端的
End Effect符合標的物所在位置。


IK Solver之類型
HI SolverHistory Independent Solver):
對於Cjaracter Animation而言HI Solver是較佳的方式,在依個複雜的階層鏈結中, HI Solver可以同時用在多個分支的IKChain之上,例如腳踝至骨盆,腳趾至腳踝。
由於HI Solver的演算法則是歷史-獨立型態,不管Animation的複雜度與長度,對HI Solver來說在第2000 Frame與第10Frame其運算速度是相同的,I Solver在工作視窗中較為穩定且沒有Jitter

IK Limb Solver:
這是只作用於兩根Bone鏈結的IK Solver,在工作視窗中是一個高速且精確的IK Solver,主要是作為遊戲角色的手腳動畫使用,在SDK中有IK Limb Solver的組成語法,可以配合遊戲引擎輸出骨架使用。

HD SolverHistory Dependent Solver):
HD Solver的演算法則是歷史-依賴類型,當動畫長度增加時,越後面的Frame會需要越多的運算時間,較適用於簡單的階層鏈結或及較短的動畫之中。
由於HD Solver容許在IK動畫中包含可滑動的關節特性,因此也是於製作機械的運動型態,至於HI Solver只有在使用FK用動方式時才容許Slide Joint

Spline IK Solver
以一條Spline曲線定義一組骨骼或其他鏈結物件的曲率,Spline IK曲線中的頂點稱作節點,可以移動節點,並對其設置動畫,來更改該曲線的曲率。
Spline節點數可能少於骨骼數,這樣便於使用幾個節點製作長型多骨骼結構的姿勢或動畫。
Spline IK的應用性比其他IK Solver來得靈活。由於節點可以在3D 空間中隨意移動,因此,簡單鏈結的結構可以進行複雜的變形。




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