Работа с костями и оболочками

Связанная иерархия образуется при установке связи между двумя объектами. Впоследствии это позволяет трансформировать один из связанных объектов с помощью перемещения второго. Классическим примером связанной иерархии является человеческая рука — поворот плеча сопровождается перемещением локтя, запястья и пальцев. Определение связанных иерархий позволяет существенно упростить перемещение, позиционирование и анимацию многих объектов.

Система костей представляет собой уникальный случай связанной иерархии со специфической структурой. Скелетную систему можно получить из готовой связанной иерархии, а можно создать систему костей и постепенно присоединять к ней объекты. Основным преимуществом скелетной системы является то. что для управления структурой и для ее анимации предусмотрено такое средство, как IK Solver.

На созданную систему костей можно накладывать объекты с примененным модификатором Skin (Кожа). Данный модификатор объединяет объект-покрытие с находящейся под ним скелетной системой, после чего становится возможным синхронно их перемещать и сгибать.

Построение скелетной системы

В некоторых случаях иерархию объектов проще установить перед их связыванием. Создав иерархию, вы можете быть уве-ренными в наличии связи между объектами. Один из способов построения такой иерархии — использование скелетной системы (bones system), или системы костей. Скелетная система состоит из множества взаимосвязанных объектов костей. Такие объекты обычно не визуализируются, тем не менее они могут быть визуализированы таким же способом, как в случае со сплайнами. Для управления движением объектов костей необходимо выбрать контроллер обратной кинематики (IK Solver).

Чтобы построить скелетную систему, активизируйте вкладку Create, щелкните на кнопке категории Systems (Системы), а затем на кнопке Bone (Кость). Теперь щелкните внутри окна проекции для создания основной кости. Щелчок на небольшом расстоянии от уже существующей кости позволит создать новую кость, связанную с предыдущей. Завершив создание этой структуры, щелкните правой кнопкой мыши для выхода из режима построения костей. Используя описанную выше методику, можно легко создать цепочку взаимосвязанных объектов костей.

Все созданные кости соединены концами, поэтому перенос одной кости приводит к перемещению соседних с ней костей цепочки. Кости можно также вращать, масштабировать и растягивать. При этом масштабирование скелетной системы приводит к изменению расстояния между костями.

Для разветвления иерархии костей достаточно просто щелкнуть на точке соединения или линии в режиме создания цепочки костей. Это приведет к автоматическому выделению и соединению всех дополнительных костей с предыдущей. Для создания новой кости еще раз щелкните на кнопке Bone. Последующие щелчки в окне проекции позволяют добавлять в ветвь новые кости.

Использование средства IK Solver

В разворачивающейся панели IK Chain Assignment (Назначение цепного контроллера обратной кинематики) выбирают тип обратной кинематики: определяемый историей (History Dependent), независимый от истории (IKHISolver), сустав обратной кинематики (IKLimb) и сплайн обратной кинематики (SplineIKSolver). Каждый тип контроллера может быть применен как к основной (флажок Assign To Root), так и к дочерним (флажок Assign To Children) костям. Для присвоения контроллера обратной кинематики всем костям системы необходимо установить оба упомянутых флажка. Если флажок Assign To Children не установлен, флажок Assign To Root становится недоступным.

Настройка параметров костей

Разворачивающаяся панель Bone Parameters (Параметры костей) включает параметры для корректировки размеров каждой отдельно взятой кости, в том числе ее ширину (Width) и высоту (Height). Здесь же в процентном отношении указывают конусообразность (Taper) выделенной кости.

В группе Bone Fins (Ребра костей) устанавливают параметры отображения переднего (Front Fin), заднего (Back Fin) и боковых ребер (Side Fins). Каждому ребру назначается размер (Size), а также начальная (Start Taper) и конечная (End Taper) конусообразность. Использование ребер значительно упрощает размещение и вращение костей.

В нижней части разворачивающейся панели Bone Parameters находится флажок Generate Mapping Coordinates (Генерировать координаты карты). Поскольку кости являются визуализируемыми объектами, с помошью этого параметра вы сможете применить к ним карту текстур.

Использование средства Bone Tools

Средство Bone Tools предназначено для редактирования и дальнейшей работы с ранее созданной скелетной системой. Для доступа к этому средству в главном меню программы выберите команду Character>Bone Tools (Персонаж>Средство Bone Tools). В появившемся окне представлены три разворачивающиеся панели: Bone Editing Tools (Средства редактирования костей), Fin Adjustment (Настройка ребер) и Object Properties (Свойства объекта).

Изменение порядка костей

Воспользовавшись кнопками трансформации основной панели инструментов, можно переместить, повернуть или изменить масштаб выбранной кости вместе с ее дочерними костями. Но для трансформации только родительской кости (без изменения дочерних) вам понадобится средство Bone Tools. В режиме редактирования кости (кнопка Bone Edit Mode) можно перемещать и преобразовывать выбранную кость, не оказывая при этом никакого воздействия на ее дочерние кости.

Щелчок на кнопке Remove Bone позволит удалить выбранную кость без разъединения цепочки костей. Чтобы избежать разъединения, дочерняя кость будет вытянута и соединена с ближайшей костью редактируемой цепочки костей. Если щелкнуть на кнопке Remove Bone, удерживая нажатой клавишу <Shift>, то вытянута будет не дочерняя, а родительская кость. Щелчок на кнопке Delete Bone удаляет выделеннную кость и добавляет конечную кость к последней дочерней кости.

Чтобы добавить конечную кость к кости, которая не соединена с другой костью, щелкните на кнопке Create End. Для последующей работы с контроллером обратной кинематики цепочка костей должна заканчиваться конечной костью.

С помощью кнопки Connect Buttons можно соединить выделенную кость с какой-либо другой костью. Для этого нужно выбрать кость, щелкнуть на кнопке Connect Buttons, а затем на другой кости.

Кнопка Reassign Root позволяет изменить прядок в иерархии цепочки костей. При этом конечная кость перемещается от новой родительской кости к последней дочерней.

Исправление костей

В самом начале работы с костями можно столкнуться с тем, что, например, одна из костей позвоночника созданного вами монстра слишком велика и не позволяет модели двигаться так, как было задумано. В таких случаях внести исправления в отдельно взятые кости можно с помощью кнопки Refine (Оптимизировать). Эта кнопка находится в группе Bone Tools разворачивающейся панели Bone Editing Tools.

Раскрашивание костей

Подобно другим объектам, костям можно назначить цвет или присвоить какой-либо материал с помощью редактора материалов (Material Editor). Цвет каждой отдельной кости можно изменить во вкладке Modify или с помощью средства Bone Tools.

Преобразование объектов в кости

Любой объект можно заставить действовать аналогично кости. Для преобразования выделенного объекта в кость необходимо воспользоваться разворачивающейся панелью Object Properties (Свойства объекта) средства Bone Tools. В разворачивающейся панели Object Properties среди прочих параметров находится флажок Bone On. При его установке объект начинает действовать аналогично кости. Одновременно становятся доступными и другие параметры группы Bone Properties (Свойства кости). Чтобы развернуть кость в правильном направлении по отношению к другим костям цепочки, щелкните на кнопке Realign. Щелчок на кнопке Reset Stretch возвратит кости ее первоначальную длину.