Глава 6
Применение исследования: заложение основ вашего риггинга
Настраиваете ли вы рисованный персонаж или фотографически достоверный, человек это или некое существо, – в проекте должно быть предусмотрено время на исследование и разработку. Уровень ИР $$ Под ИР подразумевается «Исследования и Разработки» - прим ред. $$ проекта зависит от сложности персонажа и производственных требований. Если уровень Вашего персонажа достигает уровня Голума во «Властелине колец», то пре-производство и ИР могут занять много месяцев или даже лет. Над созданием сборки могут работать несколько людей, в то время как другие пишут специальные плагины для кожи и мышц. Другим же приходится думать над созданием правдоподобной лицевой анимации. С другой стороны, если анимация предназначена для игры или телевизионного проекта, то ИР могут заниматься всего 1 или 2 человека. Если повезет, то на нахождение лучших методов настройки персонажей и создание или нахождение скриптов или инструментов, которые могут помочь в работе, у этой небольшой команды может уйти всего несколько дней или недель. Более профессиональный риггинг требует двух видов исследования: художественного и технического. Художественное исследование включает в себя анатомию и размещение сочленений, движение сочленений, биомеханику. Техническое исследование сосредоточено на анализе того, что необходимо для создания персонажа, исходя из художественных требований проекта и аниматоров, и на нахождении других областей, где требуются специальные инструменты и дополнительные плагины.
Художественное исследование: поиск анатомических данных для реалистичных персонажей
В искусстве, если вы хотите добиться от людей реакции или отклика, значение имеет лишь окончательное изображение, а не метод его создания. Также и с компьютерными трехмерными персонажами и их анатомией. Метод важен в риггинге персонажей настолько, что хороший метод гарантирует, что вы уложитесь в сроки и аниматоры не будут рвать на себе волосы. Но в конечном счете, для зрителей больше всего важна правдоподобность персонажа. Если персонаж выглядит и ведет себя так, как надо, то все в порядке.
Поскольку вы нацелены на правдоподобность деформации в движении, вам нужно совместить знание анатомии и физиологии с нахождением методом проб и ошибок наилучшего положения сочленений во время риггинга. Помните, что суставы и мышцы в каркасе могут не быть абсолютно правильными с точки зрения анатомии. Но тем не менее они должны чувствовать, двигаться, деформироваться и, наконец, выглядеть так, как будто они анатомически точны, чтобы зрители поверили в образ. Люди подсознательно оценивают, что как должно двигаться. Человеческий глаз обладает удивительной способностью схватывать самые незначительные моменты и воспринимать движение как неверное. Как только они замечают что-то подобное, они перестают верить, а это последнее чего хотят производители.
Важно найти как можно больше информации о внешности и скелете персонажа, которого вы настраиваете, потому что это поможет создать компьютерный скелет, движения которого будут казаться зрителям естественными. Полезно изучать справочные материалы в виде статических изображений; хорошие изображения скелета, мышц, кожи послужат отличным фундаментом. Но рисовать лучше, глядя на живой объект, а не на фотографию, поэтому обращение к реальным прототипам может помочь понять строение тела как объемной массы, а изображение на это не способно. Наблюдение за тем, как все слои работают вместе, понимание механики тела при напряжении и расслаблении, толчке или тяге и так далее усовершенствуют умение технического директора по персонажам создавать риги правдоподобных персонажей. Способность видеть спектр движений и оценивать влияние мышц на поверхность кожи позволяют создавать персонажные сборки, легко поддающиеся анимации и деформации. Далее в этой главе мы рассмотрим применение этого справочного материала и покажем, как он применяется непосредственно к персонажу.
Врезка. Поиск Google в картинках – удивительный ресурс, дополнение к серьезным библиотекам книг по анатомии.
Поиск по текстам книг на Amazon.com позволяет, если это разрешено издателем, взглянуть на все страницы книги, как в книжном магазине. Но на Amazon книг больше, поэтому это изумительный ресурс как для художников, так и для программистов.
Новейший и крупнейший ресурс изображений и информации с перекрестными ссылками – http://www.bbcmotiongallery.com/, где находятся «500 миллионов футов пленки и 400000 часов видео», оцифрованные BBC. В не имеющем аналогов архиве BBC содержится более восьми миллионов тематических категорий, и он растет с каждой минутой.
Собрав все данные, вы можете пользоваться своей любимой программой для рисования или загрузить их в программу для 3D и соответственно нарисовать некоторые сочленения прямо по изображениию. Схематически изобразите принципы движения и обратите внимание на сложные места; ищите возможность уменьшить количество сочленений, сохранив желаемую деформацию. Также отметьте на своем наброске те области, где нужно больше сочленений или деформеров, чтобы персонаж хорошо двигался, поддерживая объем кожи.
Также взгляните на контактные точки опоры на используемых вами справочных изображениях; ноги – очевидный пример, потому что они касаются земли, и нужно найти способ вращать их вокруг этой точки соприкосновения. Отметьте или быстро зарисуйте, где в этих местах нужны сочленения, и помните, что они могут быть иными, чем сочленения для скиннинга. Сделайте о справочных изображениях небольшие заметки, какие сможете, например, где на коже складки, вращается ли часть тела или перемещаться.
Использование справочных материалов для создания существ и стилизованных персонажей
Но как Вы будете исследовать нечто со странными пропорциями и формой, деформируемой невообразимым образом на любом этапе анимации? Стилизованных и мультяшных персонажей тоже нужно исследовать. К счастью, большинство персонажей мультфильмов, например, утки, кролики, собаки, заимствованы из реальной жизни. К персонажу мультфильма вы можете применить все те же справочные материалы и советы, что и к реалистичному персонажу. Разница заключается в том, что у мультяшного персонажа так много различных стилизованных форм, что размещение сочленений становится нелегким делом, если под рукой у вас только книги по анатомии. Но анатомическая информация дает твердое основание для построения скелета, которое вы затем можете усложнять, приспосабливая к персонажу. А иногда можно просто разместить сочленения так, как это удобно для принятия требуемых в производстве поз.
Еще одним источником информации могут служить другие мультипликационные персонажи, похожие на тех, которых вы пытаетесь подвергнуть риггингу. Если вам нужно сделать трехмерную версию анимированного двумерного персонажа, то наблюдение за ним в движении подскажет вам, как нужно разместить его сочленения и деформаторы, чтобы он работал в 3D. Это нельзя сделать быстро, разве что, может быть, наскоро расставить сочленения и проверить все как можно быстрее. Помните, что большая часть того, что составляет двумерный анимационный персонаж, становится тем, что мы видим, благодаря способности аниматора управлять внутренними линиями и силуэтом персонажа. Они также управляют объемом и силуэтом во время движения персонажа.
Риггинг карикатурных персонажей тяготеет к наслоению деформаторов и организации управления ими, чтобы дать аниматорам возможность взять персонаж вне правильной модели и придать ему форму, которая не годится в качестве статической, но нужна аниматору, чтобы добиться нужного ощущения от движения. Такие примеры можно увидеть в недавних фильмах «Суперсемейка» («The Incredibles»), «Мадагаскар» («Madagascar») и «Цыпленок Цыпа» («Chicken Little»). В каждом фильме есть такие сборки персонажей, которые позволяют аниматорам искажать, растягивать, скручивать и деформировать персонаж вне правильной модели по своему усмотрению, чтобы добиться нужного эффекта анимации, для комического эффекта или просто из-за того, что они могут растягиваться исключительно сильно. Последние работы Джейсона Осипы показывают удивительное управление деформацией персонажей с помощью базовых инструментов Maya. Вы можете найти эти замечательные примеры на www.jasonosipa.com/Downloads/Movies/. Поищите примеры изображающие сжатие. Также у него есть отличная тема на форуме http://10secondclub.net/forum/index.php?showtopic=69&st=0. В ней рассказывается о его техниках, и это очень вдохновляющая информация.
До сих пор мы говорили о поиске справочной информации о естественных, или живых, персонажах и о необходимости правильного размещения сочленений для деформации. Мы не обсудили тему настройки механики и незначительных различий, с которыми вы можете столкнуться, планируя механического персонажа или персонажа-робота. Все это относится к механическим сочленениям так же как к естественным. Однако у механических объектов есть выстроенные системы, которые должны работать вместе, и мне кажется, что они существуют не зря. Шестеренки, поршни, кабели должны нормально работать и управлять объектом, и их расположение в роботе или транспортном средстве должно быть подчинено какой-то цели. Разработка хорошо анимируемых механических систем – дело технического директора по персонажам, но в то же время не давайте аниматорам вращать все механические части объектов и вручную устанавливать для них ключевые кадры. Возьмите, например, костюм-робот для переноски тяжелых предметов, как во многих научно-фантастических фильмах. Если вам нужно настроить такое тяжелое оборудование, то вы можете воспользоваться данными о реально существующем оборудовании, чтобы настроить вращение частей вашей модели, а также плотность их прикрепления, их взаимодействие как часть целого. А строительное оборудование можно найти довольно легко. В большом городе вы можете наблюдать за кранами или вилочными погрузчиками. Даже за городом трактор послужит хорошим примером. Подойдет любая техника, достаточно крупная для демонстрации работы и взаимодействия тяжелых движущихся частей.
Исследование движения и расположения суставов
Одна из самых распространенных ошибок в начале построения скелета – неправильная расстановка сочленений. Это может происходить из-за недостатка времени, знаний или из-за стремления поскорее приступить к риггингу. Часто люди просто «раскидывают» кости, особо над этим не задумываясь. Но в среде производства неправильная расстановка сочленений может быть очень опасна, потому что ее легко не заметить до стадии анимации, а если ошибку обнаружили слишком поздно, то исправить ее становится очень сложно. Почти невозможно исправить скелет уже настроенного персонажа, не нарушив анимацию или скиннинг.
Врезка. Когда вы расставляете сочленения, не забывайте о том, как прошедшие скиннинг вершины будут вращаться вокруг них. Помня об этом, вы можете с помощью одной хитрости сделать видимым вращение вершины: применить манипулятор вращения с выделенным суставом. Манипуляторы вращения показывают видимые окружности вокруг сочленения, так же позволяя зуммировать изображение, чтобы увидеть ребро модели или вершины, которые вы хотите отобразить на данной траектории.
Если вам необходимо более удобное отображение дуг костей, то можете использовать сферу или круг для быстрого отображения траекторий вершины. Так же мы применяем их для измерения таких вещей, как дуга суставов руки, чтобы увидеть, правильной ли они длины в обычном положении.
Изучение материалов и понимание анатомии станет для вас хорошим основанием, перед тем как Вы начнете расставлять сочленения вашего персонажа. Кроме того, можно много узнать о размещении и движении сочленений, присмотревшись к собственному телу и сделав несколько тестов на область движения (range-of-motion - ROM). Разыгрывание движений может быть так же полезно для технического директора, как разыгрывание сцены – для аниматора. Мы выстроим внутреннюю картину того, что мы знаем о теле и положении костей, но нужно постоянно совершенствовать этот образ, изучая справочные материалы и переоценивая движения собственного тела. Изучение этих движений поможет построить скелет персонажа, вычислить порядок вращения, оценить влияние движения на кожу и мышцы. Так что после изучения точной анатомии выбирайтесь из кресла и понаблюдайте, как на самом деле работают некоторые из следующих частей тела.
Ступня и лодыжка
Давайте начнем анализ движений с ноги. Например, понаблюдайте за тем, как ваша ступня перекатывается по земле. Сейчас обратный риггинг стопы так же стандартен как и ИК-цепочки, но если уж люди привыкли делать что-то, то навряд ли они примут новые наблюдения или усовершенствования. Подумайте о движении стопы внутри ботинка: например, стопа вашего персонажа будет двигаться по-разному в зависимости от типа обуви, которую он надевает, и совсем по-другому, если он босой. Кости босой стопы будут разворачиваться и перекатываться в передней части стопы или подъеме свода стопы, в зависимости от персонажа.
Стопа внутри ботинка будет взаимодействовать с землей по-другому: она находится на другой высоте и в зависимости от того, насколько ботинок узкий, будет скользить в задней части ботинка, слегка поднимаясь при ходьбе или беге. Положение точек опоры и расстояние до сгиба в ботинке не такие, как у босой ноги, и когда вы расставляете сочленения, то должны учитывать это, так же как и высоту лодыжки. Совсем недавний пример сложной настройки стопы/ноги/обуви – персонаж Кот в сапогах из «Шрека 2» («Shrek 2»). Когда его лапы в сапогах, они больше похожи на человеческие ноги, но он может вынуть лапу из сапога, и тогда она и пальцы на ней более точно соответствуют кошачьей анатомии, с отдельными пальцами и лапами как у животного. Такое сложное наслоение точек опор между ботинками с двумя типами управления и структур – идеальный пример схватывания идеи риггинга вне базовой обратной сборки стопы. Это во многом похоже на сборку в ИК/ПК, но нужно учитывать гораздо больше деталей.
Глядя на учебные изображения стопы, спросите себя, есть ли у персонажа плоскостопие? Если да, то разворот стопы еще сильнее и приводит к тому, что внутренняя сторона лодыжки смещается к внутренней стороне стопы. Это движение происходит и в обуви. Чем старее ботинок, тем меньше он поддерживает свод, и тем больше смещается лодыжка, растягивая ботинок. Если у ноги высокий подъем, то все наоборот. В движении стопа будет перекатываться по носку и боковому краю, и это повлияет на то, как движение выглядит со стороны. При поднятой ноге, стопа выглядит совсем как плоская. Все это может казаться излишним, но если вы когда-нибудь обращали внимание на характер износа своих или чьих-нибудь еще ботинок, то видели, как тело распределяет массу и энергию и какие части стопы больше всего соприкасаются с землей. Ваш текстурщик может сыграть на этом: модели можно приспособить, аниматоры могут наладить анимацию, чтобы подчеркнуть эту черту персонажа, но это должно быть запланировано с самого начала и на всех этапах, от дизайна персонажа до окончательной анимации. Это такие детали, которые позволяют вам создавать более правдоподобных персонажей.
Суставы стопы относительно сочленения сборки
В стопе 31 сустав, или 31 точка опоры. Непрактично анимировать все сочленения, которые нужны для разнообразных движений стопы. В базовой сборке стопы есть сочленения лодыжки, средней части стопы и пальца. Обычно этого набора достаточно для большинства персонажей, но он может и должен быть дополнен для более сложных взаимодействий стопы.
Обычно при выборе наилучшего места для основных суставов стопы лучше поместить их внизу каркаса стопы и ниже центра. Самого эффективного положения лодыжки можно достичь, пойдя на компромисс между внутренним и внешним положениями сочленения и слегка сдвинув его вперед от реального положения. Это поможет справиться со складками кожи спереди и сзади пятки. Взгляните на палец: он размещен вдоль поверхности земли, вокруг центра и перед подъемом свода стопы. Это дает немного нереалистичный изгиб стопы, так как суставы настоящей стопы на самом деле проходят высоко через стопу, но это облегчает контакт с поверхностью, и, если правильно распределить, вес, позволяет ноге хорошо опускаться в подъеме (рис. 6.1). Другое положение главного сочленения пальца – чуть-чуть выше и ближе к центру подъема/месту прикрепления большого пальца.
Помните о том, что вы все еще можете создать второй слой сочленений стопы, который будет лучше копировать размещение настоящих суставов и управляться базовыми сочленениями сборки ноги. Такая система дает точки контакта с поверхностью земли, необходимые для сборки. Вы можете наслоить дополнительные сочленения кожи для управления отдельными пальцами. Нужно внимательно следить за новыми сочленениями кожи: правильно ли они вращаются во время движения стопы, чтобы пальцы не скользили. Однако при необходимости вы можете с помощью управляемых ключей заставить новые сочленения реагировать и сдвигаться, (рис. 6.2). Ступни Халка в «Халке» и Голума во «Властелине колец» - отличные примеры необутых, четко двигающихся стоп.
Даже если мы показываем дополнительный слой или сочленение пальца, помните, что мы все-таки говорим о расположении сочленений базового скелета. Пальцы можно действительно включить во второй слой сочленений. К примеру, если вы хотите применить motion capture, то проще управлять стандартной сборкой ноги из двух сочленений, который, в свою очередь, управляет более сложным набором сочленений стопы, чем пытаться напрямую вместить в простой mocap-скелет множество сочленений.
@Рис. 6.1. Начальное положение суставов ноги
@Рис. 6.2. Эти суставы настроены так, чтобы пальцы могли вращаться правильно, без настройки управляемый ключей для сочленений пальцев
Врезка. Вот быстрый совет насчет деформации. В пятке, задней части лодыжки и в икре размещены несколько дополнительных сочленений (рис. 6.3. – 6.5). Это те зоны, где во время мягкой привязки необходимо дополнительное управление, где кожа создается очень быстро и при этом выглядит хорошо. Сочленение влияет на кожу, исходя их своего положения в иерархии. Так что не забывайте, о дочерних связях сочленений, связанных с кожей, чтобы лучше сделать первый скиннинг. Иначе сочленение для скиннинга в нужной области, но не на том же уровне в иерархии, как другое, вызовет авто-скиннинг, полагаясь на настройки инструмента. Вы можете менять опции сглаживания кожи для привязки там, где сочленение прилегает к вершинам. Пальцы рук, ноги, пальцы ног, например, плохо проходят скиннинг с этой опцией, но другие зоны модели гораздо лучше. Работают оба способа, и вы должны постараться увидеть, что больше приближает вас к желаемому результату. Эти дополнительные сочленения потом могут быть использованы для псевдо-мышц и имитации тряски кожи.
@Рис. 6.3. Дополнительное сглаживание сочленения кожи на месте
@Рис. 6.4. Сравнение компьютерных суставов с настоящим скелетом в движении
@Рис. 6.5. Продолжение сравнения скелета и компьютерных суставов. Обратите внимание, что сочленение расположено между настоящими костями и слегка спереди, чтобы поддерживать ощущение коленной чашечки под кожей.
Запястье и локоть
Все мы видели неправильные запястья у 3D персонажей, где кожа сдавливается или скручивается на 180º, и вершины сходятся в одной точке (pinch into a point). Такжы вы могли заметить, что движения запястья многих персонажей, выполненные с помощью технологии motion capture, утрированы или преувеличены, и поэтому хорошее движение выглядит очень кукольным и неестественным. Настоящее запястье не теряет объем при деформации и действительно растягивается при сгибе вверх или вниз и растяжении сухожилий. Основное движения запястья легко увидеть, согнув его вверх, вниз, из стороны в сторону или покрутив им, но во время риггинга некоторые вещи могут сбивать с толку. Во-первых, скручивание запястья происходит совсем не в запястье. Оно идет вдоль локтевого сустава. Когда вы хватаете что-то и пытаетесь вращать рукой, то это выглядит так, как будто скручивание происходит в запястье, но на самом деле все кости руки приходят в движение, и создается впечатление, что запястье скручивается отдельно от руки (рис. 6.6).
@Рис. 6.6. Сгиб и растяжение запястья. Пожалуйста, посмотрите видеопример WristHandFingers.MPG с Web-сайта книги. Он показывает руку и запястье в движении.
Для сравнения локализованного скручивания предплечья с общим скручиванием (включая плечо) всей руки, нужно, во-первых, выпрямить руку, а затем вращать кистью так, как только возможно, переходя от положения ладонью вниз к положению ладонью вверх. Обратите внимание, что плечо при этом активно и производит большую часть скручивающего движения, в добавление к скручивающей способности предплечья. Теперь согните руку и точно также повращайте ей. Теперь вы локализовали скручивание в костях предплечья, но обратите внимание, что бицепсы и трицепсы при этом активны. В большинстве сборок для скиннинга не учитывается, что при скручивании запястья мышцы, производящие скручивание, находятся над сочленениями, а не под ними, и поэтому бицепс и трицепс выглядят активными, когда совершается вращение запястья и предплечья. Взгляните на любую персонажную сборку, и вы обнаружите одни и те же общие настройки: управление плечом, кистью и отдельное управление рукой с помощью ИК для ее размещения, а также управление локтем с помощью векторного ограничителя (pole vector constraint). Возьмите для примера любой из этих контроллеров. Скорее всего, они влияют только на часть руки, а не на всю связанную систему. Для анимации это подходит, но при деформации нужно, чтобы кожа вела себя так, как будто она двигается целиком вокруг конкретных суставов.
Размещая сочленение запястья, как правило, Вы размещаете его в центре каркаса модели, но если расположить его немного выше, то впечатление наличия костей под кожей усиливается. Сочленение запястья можно поместить на линии локтевой кости или слегка позади ее конца, чтобы вершины при деформации формировали арку, а не просто вращались сами по себе. Если вы можете увеличить количество сочленений, то добавьте еще одно между сочленениями конца руки и кисти. Это позволит сделать хорошую естественную деформацию этой зоны, имитирующую множество костей этой части руки.
Продолжая рассматривать предплечье и расположение его сочленений, мы обнаружим несколько моментов, с которыми непросто работать, создавая риггинг реалистичной руки. Во-первых, взглянув на свою собственную руку или обратившись к справочнику по анатомии, вы заметите, что рука от плеча до запястья идет не по прямой линии. В локтевой области лучевая и локтевая кости выходят за плоскость плеча и локтя; когда вы переносите запястье ближе к плечу, лучевая и локтевая кости выравниваются с этой плоскостью. Приходится немного менять анатомию этой области, так как такие элементы ИК цепочки, как сочленения, должны находиться в одной плоскости. Если вы просто нарисуете сочленения руки так, как они, по вашему мнению, должны располагаться в каркасе, то может оказаться, что они не выровнены как следует. Если вы сначала нарисуете их на прямой линии, затем повернете и переместите только по оси X на нужное расстояние, то вы сможете разместить локоть и запястье в каркасе так как нужно, при этом позволяя ИК-решателю работать должным образом.
Локтевой сустав обычно располагают близко к середине руки, или немного ближе к плечу, если смотреть на фронтальный вид, что соответствует Вашему представлению о положении реального локтя, в то время как на боковом виде локоть сдвинут немного назад. Это помогает создать впечатление наличия костей под кожей во время её деформации.
На размещение сочленений в руке и плече во многом влияет способ моделирования руки и ее поза. Помните, что ваша задача – сделать так, чтобы персонаж правильно выглядел во время анимации и деформации, так что если вам нужно приспособить модель для своей работы, лучше попросите об этом. Поговорите с моделером и поработайте над такими изменениями модели, которые наилучшим образом подойдут для вашей расстановки сочленений и скиннинга, в то же время пытаясь придерживаться правдоподобности дизайна модели персонажа.
Врезка. Мы считаем, что ваша задача будет во многом облегчена, если вы сможете разместить сочленения в «черновой» модели или выстроить их по отдельности, чтобы Вы могли быстро передать скелет моделеру. Это поможет улучшить контакт технического директора по персонажам и моделера, если они оба используют исправления друг друга. Так же и проблемы в дизайне могут быть обнаружены на раннем этапе.
Посоветуйте моделеру создать шаблонный файл с отдельными частями модели, из которых он начнет построение персонажа. Сохраните его в директории модели.
Затем технический директор по персонажам может обратиться (xRef в 3dsMax) к нему в 3D пакете и создать шаблонный файл сочленений, сохранив его в директории риггинга. На этом этапе моделер может использовать ваш шаблонный файл сочленений в своей модели, чтобы проверить размещение сочленений, сверяя с каркасом, и во время окончательного моделирования использовать сочленения как ориентир.
Если случается так, что что-то размещено неправильно, то теперь уже двое могут рассмотреть расположение сочленений, что способствует разрешению возможных проблем. Так же моделер может еще и сделать быстрый скиннинг сочленений, с целью проверки работы модели с костями или в целях моделирования для поддержки деформации модели.
Голова и шея
Расстановка сочленений головы и шеи может быть очень скоротечной, и тут проблем может возникнуть больше, чем принято думать. Основная проблема с сочленениями головы и шеи заключается в том, что они чаще располагаются в центре каркаса, и их положение не соответствует началу вращения настоящих сочленений. Другая распространенная проблема возникает, когда базовое сочленение шеи расположено в модели слишком высоко или слишком низко по вертикали. Также сочленение головы часто располагают в основании скулы персонажа, там, где она соединяется с шеей. Или и того хуже, оно расположено между головой и телом, очень усложняя деформацию и осуществление движения (рис. 6.7).
Врезка. Для тех, кто работает в Max и Character Studio $$Популярный анимационный плагин для программы 3DS max – прим ред. $$, эта проблема с размещением сочленений головы и шеи еще более очевидна из-за установленного по умолчанию способа создания человеческих скелетов. Посмотрите на красные точки (рис. 6.8) как примеры того, что центральные точки сочленений человеческого скелета, не соответствуют тому положению, в котором они должны находиться.
@Рис. 6.7. Плохая постановка шеи показывает и отцентрованный скелет, и сочленение головы, расположенное посередине шеи, а не в точке опоры черепа
@Рис. 6.8. Постановка человеческого скелета по умолчанию порождает проблемы, исчезающие после настройки.
Так как мы обращаем внимание на голову и лицо персонажа больше, чем на любую другую часть тела, то нужно удостовериться, что расстановка сочленений позволяет голове персонажа поворачиваться и двигаться естественно. Даже если место сочленения выбрано неправильно, движение головы может в начале выглядеть нормально, в зависимости от наложенных на кость движений.
Чтобы понять, как голова закрепляется на оси, можете попробовать этот пример. Удерживая шею в одном положении, наклоняйте голову вверх и вниз. Вы почувствуете, где череп соединяется с верхней частью шеи и поворачивается. Приложив пальцы к основанию шеи, повторите это. Вы должны почувствовать вращение черепа, и в то же время усилие мускулов, наклоняющих голову: напряженных, поверхностных и вертикально направленных. Теперь если вы возьмете и повернете кость головы вашего персонажа, и она будет вращаться от середины шеи, то значит, вы разместили сочленение неправильно. В сущности, если вы вращаете сочленение головы, оно должно поворачиваться почти на месте, не двигаясь назад и вперед (рис. 6.9).
@Рис. 6.9. Правильное положение точки поворота головы в основании черепа
То же действия можно проделать с шеей, чтобы вы почувствовали, как сочленения влияют на каждый наклон, поворот, скручивание. Попробуйте держать голову в покое вместе с шеей и затем просто позвольте «выпасть» им вперед . Вы почувствуете растяжение в спине и лопатках. Ощупав шею сзади, вы наткнетесь на выпуклость. Это позвонок, седьмой шейный позвонок. Это то место, с которого шея начинает свое вращение (рис. 6.10).
Врезка. Рисуя сочленения шеи, вы можете нарушать порядок расстановки, начиная с головы. Сочленения можно выкладывать в каком угодно порядке. Мы обычно рисуем все сочленения от родительского сочленения до головы за один проход, но мы нарушаем их порядок, чтобы убедиться, что в первую очередь установили важные точки опоры, такие, как основание шеи и основание черепа (рис. 6.11). Если с ними все в порядке, тогда мы добавляем дополнительные сочленения или подгоняем другие уже существующие сочленения шеи (рис. 6.12).
Чтобы обеспечить правильное расположение сочленений, можно поместить одно из сочленений в основании шеи совсем неглубоко под поверхностью кожи, но все же следуя анатомической информации. Собственно говоря, его можно разместить там, где вы почувствовали седьмой шейный позвонок. В случае с более фантазийными персонажами или странными существами вы все-таки должны относиться к этому внимательно и проверять, что голова и шея трансформируются естественно. Но расположение в этом случае менее критично, если деформация проходит хорошо и не вызывает проблем с анимацией.
@Рис. 6.10. Движение головы и шеи
@Рис. 6.11. Начальное положение основных сочленений головы и шеи
@Рис. 6.12. Шейная кость разделяется на части, и центральное сочленение шеи приводится в правильное положение
@Рис. 6.13. Расстановка стилизованных сочленений нарушает наши правила надлежащей расстановки. (Модель и сборка любезно предоставлены Стефом Гринбергом.)
В данном случае (рис. 6.13) расположение сочленений не соответствует человеческой анатомии, но стиль модели преувеличенный, поэтому конструкция скелета приспособлена под ограничения и требования как персонажа, так и анимации. Так вышло, что сочленение в основании головы давало лучшую деформацию всей области головы и шеи.
Талия и нижняя часть спины
Бедра, таз, талия, родительское сочленение и центр тяжести – все это названия центра вашего персонажа. Это силовой источник движения, реакций и первоначальных изменений всего тела, он же получает их обратно от ног и позвоночника. Он перемещает, вращает, изгибает, переносит вес с одной ноги на другую, определяет позы и позволяет нам шагать. Это якорь для многих переплетающихся мышц, которые постоянно взаимодействуют с большой силой. Тазовый треугольник – еще одна область, которую часто строят неправильно, что является причиной плохой деформации и неестественных движений.
Существуют некоторые хитрости в установлении точек вращения этой части тела, потому что качество движения таза и деформации определяется комбинацией трех сочленений. То место, где вы размещаете верхние сочленения ног и сочленение основания позвоночника, делает таз вашего персонажа независимым от настоящего родительского сочленения персонажа (рис. 6.14).
Иногда люди пытаются поместить основание позвоночника там же, где находятся вершины ног, и таким образом сочленения позвоночника и ног оказываются в одном ряду. Сделать так – значит расставить сочленения позвоночника и ног неправильно. Возможно, люди поступают так, ради возможности зафиксировать ноги, с вращающимся вокруг них тазом, как когда вы садитесь или наклоняетесь. Однако таким движением лучше управлять с помощью отдельных настроек таза в сборке и сохранить анатомически правильную треугольную структуру.
@Рис. 6.14. Обратите внимание на пространство между верхними частями ног и основанием позвоночника. Это правильная форма таза. Родительское сочленение – разделитель между сочленениями бедер и позвоночника.
Верхняя часть спины, грудная клетка и плечи
Верхняя часть торса имеет очень широкий круг возможных движений, когда вы комбинируете их с движениями плеч, лопаток, ключиц.
Давайте начнем с верхней части грудной клетки и пойдем от нее вниз. Большая часть движений позвоночника ограничена его нижним отделом, но все же в верхнем отделе тоже совершаются некоторые изгибы и скручивания. Ребра прикреплены в трех отделах. Начиная сверху вниз, первая группа ребер соединена в грудине и у позвоночника, образуя полужесткую конструкцию. Эти ребра также составляют главную устойчивую зону, по которой скользят и с которой взаимодействуют лопатки. Также к ним прикреплено множество мышц. Следующий отдел ребер меньше по размеру, он состоит из трех костей, которые более свободно соединены с грудиной и поэтому гнутся и двигаются лучше, чем основные ребра грудной клетки. Последние два ребра – плавающие, они присоединены только к суставам позвоночника. Для облегчения скиннинга можно создать дополнительные сочленения грудной клетки, но необязательно. Помните, что основной скелет должен быть настолько легким и быстрым, насколько это возможно. Потом вы сможете добавить к окончательной сборке любые деформаторы.
На рисунке вы видите два скелета спины (рис. 6.15). В первом достаточное для риггинга спины количество сочленений; каждое из них соответствует важной точке движения позвоночника. Второй скелет – упрощенный вариант позвоночника, с минимальным количеством сочленений, необходимых для движения верхнего или нижнего отдела спины. Он подходит для фоновых персонажей игры (рис. 6.16).
Следом за ним вы увидите простой скелет спины, низкого разрешения. Такое крайне малое число сочленений может использоваться для фонового персонажа, также хорошо работает для игровых персонажей-противников. Сочленения этого скелета выстраиваются в соответствии с положением главных сочленений скелета высокого разрешения, так что вы можете легко отображать движения одного скелета на другом. Эта совместимость становиться более важной при работе с motion capture и риггинге для игр.
@Рис. 6.15. Скелеты спины высокого и среднего разрешения
@Рис. 6.16. Позвоночник среднего разрешения, размещенный в модели
@Рис. 6.17. Правильное положение ключиц vs. центрированные, неверно расположенные ключицы
Плечо – проклятие многих технических режиссеров – требует больших усилий для придания ему правильного поведения во время анимации. Плечевая зона – один из наиболее сложных наборов соединений во всем теле, благодаря широкому кругу совершаемых движений и числу костей и мышц, производящих эти движения. Распределяя сочленения в этой части персонажа, как всегда, сверяйтесь со справочниками по анатомии и с собственными ощущениями. Вы быстро поймете, что ключица находится прямо под кожей. Вы заметите также, что она вращается вокруг передней части грудной клетки, а не вокруг середины плеча и не вокруг позвоночника. И снова, можно найти для примера персонажные сборки, в которых это сочленение помещено в центр тела. Если сочленение ключицы находится в центре тела, то оно вращается оттуда. Вы получите проваливающуюся внутрь тела грудную клетку и странные движения. Это также усложнит работу аниматоров по приданию поз персонажу. Этот момент имеет большое влияние на то, как работает плечо и как оно выглядит во время анимации (рис. 6.17).
Когда вы вытягиваете руку вперед, вся плечевая конструкция поворачивается и перемещается вперед, придавая грудной клетке V-образную форму клина (рис. 6.18 – 6.20). Лопатки скользят по ребрам, а мышцы и соединительная ткань держат плечо в его углублении, когда плечевая область двигается вперед. Попробуйте достать до чего-нибудь так, чтобы ключицы не поворачивались, и посмотрите, как они влияют на вашу способность дотягиваться до объекта. Очень сложно сделать так, чтобы персонажи с двуручным оружием выглядели так, как нужно, если их плечи в сборке работают неправильно.
Лопатка вращается вокруг своего верхнего угла, где она соединяется с ключицей. Ее сборка может быть такой простой, как отдельное трансформирующееся сочленение, а может быть объектом, который влияет на кожу и скользит по поверхности, имитируя движение кости над грудной клеткой. Она может поворачиваться и двигаться независимо от ключицы и руки, потому что это место прикрепления многих мускулов, идущих в разных направлениях. В зависимости от движения руки лопатка может участвовать в самых разных автоматических движениях. Есть несколько быстрых способов имитировать эти движения, и в зависимости от желаемой степени детализации и точности используются две основные точки опоры. Первый вариант – поместить осевую точку лопатки примерно там же, где сходятся плечевое углубление и ключица. Это даст вам возможность быстро создать реалистичные и управляемые движения лопатки, а также поможет в скиннинге. Это не совсем правильно, но работает достаточно хорошо.
@Рис. 6.18. Здесь показаны различия в движении при правильной и неправильной постановке ключиц. Обратите внимание на разницу в расстоянии, на которое может вытянуться рука, а также на то, где заканчивается кость модели: одна поворачивается вперед, в то время как другая вращается внутри тела
@Рис. 6.19. Заметьте, та же проблема возникает и при подъеме руки вверх
@Рис. 6.20. И мы наблюдаем всё ту же проблемму и с поворотом руки назад. Здесь ясно видно, как одно неправильно размещенное сочленение может потом привести к проблемам с деформацией. При этом неважно, в каком направлении оно вращается
Более правильный вариант – поместить осевую точку ниже на поверхности лопатки. Это ближе к точке, откуда кость по-настоящему поворачивается и скользит. Это требует больше настроек, но, закончив скиннинг, вы добьетесь потрясающего ощущения скольжения кости под поверхностью модели. Положение точки опоры, а также угол вращения кости показаны на рисунке (рис. 6.21). Также взгляните на диапазон движений и на область скольжения лопатки (рис. 6.22).
@Рис. 6.21. Точка вращения лопатки
@Рис. 6.22. Общий диапазон движений лопатки
Давайте рассмотрим головку плечевой кости. С положением этого сочленения дело обстоит немного сложней, чем обычно думают люди, взглянув на персонаж в первый раз. На первый взгляд, когда вы поднимаете руку, она просто немного поворачивается, пока остальная часть плеча не берет управление на себя и не завершает подъем руки. Это очень упрощенная схема движения сочленения. В реальности же, во время движения большинства сочленений, в том числе и плеча, центр вращения постоянно меняется, когда кости скользят друг по другу, и к повороту сочленения добавляется перемещение. В современный 3D пакетах, применяя по умолчанию ИК решатели, не удобно приспосабливаться к тому, что мы назовем сдвигом вращения (rotational offsetting). Лучше всего найти наилучшее среднее положение центральной точки и затем с применением деформеров вычислить влияние сдвига вращения на кожу. Это удобнее, чем пытаться написать новый решатель.
Можно переместить сочленение плеча слегка вниз от края ключицы (рис. 6.23). Это дает дополнительное преимущество при добавлении дополнительного слоя разделения во время скиннинга, так что скручивание плеча ограничено плечевым углублением, и плечо не может поворачиваться или скручиваться в грудной области меша. Если этот вариант вам не подходит из-за motion capture или ограничений игровой платформы, то лучше поместить плечевое сочленение повыше, чтобы избежать уплощения плеча модели при деформации и поддержать объем плечевой зоны.
@Рис. 6.23. Сдвиг плеча от места прикрепления ключицы/лопатки
Когда ключица, плечо и лопатка находятся на своих местах, большая часть работы заключается в управлении деформацией с помощью весов на коже и других деформеров. Это приводит к пониманию, какова роль каждой кости во время движения, какие мышцы в это время работают и как они влияют на поверхность кожи.
Кисти рук и пальцы
Кисти рук и пальцы также сложно конструировать, как любую другую часть тела. Это сопоставимо с риггингом пяти маленьких рук. Каждое сочленение может сгибаться отдельно, может сгибаться и назад, как при нажатии рукой на стол. В сборках пальцев большинства персонажей на ладонь отводится одно сочленение, а пальцы представляют кулак. Это может работать нормально, но является ограничением для аниматоров. (Да, это замечание часто повторяется в этой главе.)
Пястные суставы каждого пальца начинаются сразу у запястья и позволяют кисти при настроенных весах принимать чашевидную форму, изгибаться и расправляться. Чтобы дать аниматорам дополнительное управление, нужно добавить в кисти вашего персонажа эти экстра сочленения. Тогда руки смогут принять любую выразительную форму. Руки компьютерного персонажа могут казаться негибкими и неестественными по одной причине: из-за недостатка сочленений и чрезмерного упрощения этой зоны, наряду с плохой расстановкой сочленений.
Создав один набор сочленений и разместив их как следует, скопируйте эту цепочку и затем подгоните ее под каждый палец. При этом удостоверьтесь, что меш руки и пальцы смоделированы в форме дуги, потому что суставы пальцев не образуют прямую линию, и это не должно происходить с моделью. Даже у нереалистичных созданий все сочленения не должны выстраиваться в линию.
Чтобы пальцы и сочленения лучше работали во время скиннинга, поместите их чуть выше и дальше видимых в модели сочленений. Это приводит к тому, что вершины кожи слегка выступают на суставах пальцев и образуют складку на внутренней части пальца. В этом случае мы обратимся к настоящей анатомии, затем подгоните положение опорных точек, пока не добъетесь нужного эффекта деформируемой кожи. Помните, что в любом случае нужно сохранить объем и силуэт модели, пока она не будет настроена для аниматоров (рис. 6.24).
@Рис. 6.24. Здесь показано влияние положения сочленений пальцев на скиннинг. Обратите внимание на различия в костях: одна поворачивается вокруг кончика главной кости, а другая – на прямо на кости.
Зависимости в производстве: исследования вне анатомии
Вне анатомических исследований лежит еще целый вид исследований, которые должен выполнить технический директор по персонажам. Этот вид относиться к области требований анимации, пользовательского интерфейса и инструментов для риггинга. Такие вещи, как требования внутреннего и внешнего производственного процесса, также должны быть перепроверены перед тем, как начинать риггинг.
Аниматор: друг или враг?
Привлечение аниматоров на раннем этапе конструирования персонажной сборки – важный аспект риггинга. Это значит, что вам нужно поговорить с аниматорами и узнать, как им нравится работать. Если у вас есть время, хорошо бы посидеть с аниматорами наблюдая, как они работают, потому что наблюдение за тем, как они применяют их текущую сборку, поможет вам быстро понять, с чем им нравится работать. Есть и дополнительная польза от общения с людьми, для которых вы будете создавать инструменты, которым вы будете помогать и с которыми будете работать в течение всего производства. По ходу работы вы можете и должны обсуждать с руководителями отдела анимации все эпизоды, которые требуют особых настроек и дополнений к базовой сборке.
Врезка. На то, чтобы аниматоры приняли новую персонажную сборку, отличающуюся от той, которую они использовали раньше может потребоваться времени больше, чем изначально планировалось. Технический директор по персонажам может облегчить эту задачу, если сразу на ранней стадии вовлечет команду аниматоров в конструирование сборки и позволит им вносить предложения в любое время. Создание Web-сайта или просто наличие чистой доски для записей, где люди могли бы оставлять свои предложения или просьбы, также помогает аниматорам ощущать свою роль в проекте. Они будут более восприимчивы к новым инструментам, персонажным сборкам или изменениям в рабочем потоке, в которых они сами будут участвовать. Время на тренировку и вовремя обновляемая документация на все инструменты с использованием коротких тестовых роликов записанных с экрана также помогут подготовить аниматоров перед тем, как они получат сборку.
Планирование и вопросы производственного процесса
Еще одна область, в которой технический директор должен быть осведомлен – это требования производства к риггингу. Что может быть хуже, чем углубиться в производство и потом обнаружить, что все нужно перенастроить, изменить или экспортировать в другую программу из-за небольшой оплошности? Этого не всегда можно избежать, но все усилия должны быть направлены на то, чтобы вы, технический директор по персонажам, знали все о производстве персонажа. Вот некоторые указания для вашего текущего или нового производства:
Создается ли персонаж лишь в одном программном пакете? Нужно ли экспортировать его в другое приложение для 3D, и если да, то какая программа и какой формат будут использованы для его перемещения? Что нужно переместить? Только анимацию, скелет и кожу или весь риггинг? Готовые модели?
Будет ли применяться к сборке техника motion capture или только ручная анимация? Это может означать, что вам придется добавить в сборку дополнительные контроллеры, чтобы обеспечить импорт и редактирование данных motion capture. Возможно, вам придется экспортировать персонаж в Motionbuilder для редактирования motion capture;
В каком формате будет motion capture при перенесении в Maya из другой программы? Какое влияние это окажет на положение сочленений скелета, их количество и названия?
Нужна ли одежда, и если да, нужно ли настраивать ее вручную или с помощью имитации?
Какова стандартная процедура обновления персонажа в производстве? Перенесения анимации посредством редактора Trax Editor или специально написанного скрипта, перемещения файлов, импорта кожной и соединения его с ригом для анимации?
Как вы будете контролировать изменения и исправления сборки в файлах? Путем добавления скрытых атрибутов в файл Maya, которые отслеживают даты изменения риггинга и запущенные сценарии с номерами версий, кем и когда были прикреплены к файлу все эти замечательные вещи. Для всех узлов в Maya предусмотрены заметки с помощью которых можно обновлять информацию об этих узлах. В Max тоже есть несколько возможностей хранения такой информации, на уровне сцены или в пользовательских настройках объекта.
Чем лучше технический директор понимает весь путь создания персонажа, тем лучше он будет работать.
Применение анатомии человека и животных для создания фантазийных существ: Свинячий Гоблин
Чтобы начать риггинг персонажа из этой книги, вам нужно построить скелет, который мы будем настраивать в седьмой главе. Вы можете начать с наброска или просто скачать файл модели mesh_PigGoblin с Web-сайта (www.courseptr.com/downloads).
Чтобы начать риггинг этого персонажа, настройте файловую систему со ссылками, чтобы можно было убедиться, что в файле персонажной сборки всегда самая свежая модель. Это к тому же уменьшит размер файла персонажной сборки, так как мы не будем сохранять новую копию модели в каждом файле. Создайте для этой системы структуру файлов, исходя из типа библиотеки. В данном случае это библиотека персонажей.
Создайте папку под названием «Персонажи» («Characters») $$Советуем вам создавать имена используя латинские буквы. Если же вы не очень сильны в английском, то можете использовать транслит. Пример – personazh – прим ред $$. В ней создайте папку с инициалами имени персонажа, для PigGoblin’а это PG. В папке PG создайте папки для модели и для персонажной сборки. Окончательную версию файла модели сохраняйте в папке моделей под именем mesh_«имя». Потом на него будет ссылаться новый файл, сохраненный в папке риггинга.
Создайте в Maya новый файл с ссылкой на файл mesh_PigGoblin, но используйте опции пространства имен и тип «this string» в mdl (сокращение для «model») (рис. 6.25). Затем выберите файл меша. Сохраните его в папке рига как template_PigGoblin. Это будет рабочий образец, из которого будет строиться сборка.
Врезка. Окончательная структура директорий может быть изменена в зависимости от Ваших предпочтений, или от текущих работ в вашей компании. Это лишь один из способов. Другие вопросы производственного процесса будут рассмотрены в следующих главах.
До начала расстановки сочленений персонажа создайте слой для модели персонажа и установите на него атрибут, не позволяющий влиять на размещение сочленений. В Maya 6 появилась возможность автоматически помещать выбранные объекты в слой, посредством нескольких кликов. Это опять же экономит ваши силы. В меню Layers Create New Layer Options (Слои Создать новый слой Опции) отметьте галочкой опцию Selected and Children (Выделенные и дочерние) (рис. 6.26).
@Рис. 6.25. Установление ссылки на исходный файл, который будет использоваться для построения скелета
@Рис. 6.26. Новые возможности слоев в Maya 6
Приблизительное размещение сочленений
Идея файла-образца позволяет быстро расставлять и тестировать сочленения персонажа. На этом этапе вас не должны беспокоить углы сочленений, проверка обнуления вращения или правильность направления сочленений. Все это технические вещи, и ими можно заняться позже. В данный момент вам нужно лишь найти нужные позиции для сочленений и проверить наличие всех сочленений базового скелета.
Тщательно осмотрев наш персонаж, мы сразу же можем сказать, что у него есть такие области, строение которых мы должны изучить и понять. Так как наш персонаж – гибрид свиньи и двуного существа, мы поищем элементы анатомии свиньи и сделаем несколько набросков сочленений и тех зон, где будет нужен тщательный скиннинг. Эти наброски помогут техническому режиссеру определить размещение сочленений без помощи программного обеспечения. На рисунке показан эскиз ноги настоящей свиньи (рис. 6.27). Слева изображена такая схема сочленений, которая способствует общей деформации и риггингу и учитывает скиннинг. Правая часть рисунка показывает, как должны располагаться сочленения, чтобы скелет был правильно анимирован. Но кожа здесь не принимается во внимание. Отметьте также, что точки опоры располагаются не в пространстве между сочленениями, а перед следующим сочленением цепочки, благодаря чему кость вращается вокруг сочленения, которому она подчинена, как настоящие кости. Посмотрите на скриншот из Maya с нашим наброском схемы сочленений, необходимых деформаторов, в том числе для одежды, и другими заметками относительно того, что необходимо для риггинга персонажа (рис. 6.28). С подобных быстрых набросков и тщательного изучения справочных материалов можно начать расстановку сочленений в 3D сцене.
@Рис. 6.27. Пример того, как различается положение сочленений в реалистичных скелетах свиньи. Один предназначен для скиннинга, другой соответствует правильному движению костей
@Рис. 6.28. Набросок быстрой разметки сочленений нашего главного персонажа
Размещение сочленений
Теперь, когда папки и файлы настроены, можно начать расстановку сочленений персонажа.
Начните создание скелета с родительского сочленения и продвигайте сочленения спины. Из нашего раннего рассказа Вы знаете, что реальный позвоночник разделен на участки разной гибкости. Можно сделать ограниченное число сочленений, и все же получить полный диапазон движений персонажа (рис. 6.29). Чем важнее нюансы и тонкие движения, тем больше сочленений потребуется, чтобы расширить этот диапазон. Однако чем больше сочленений вы добавляете, тем сложнее будет риггинг и скиннинг. В большинстве случаев вы можете использовать меньшее количество сочленений. Убедитесь, что сочленения спины находятся там, где нужно, так как они являются основой для всех остальных. Этот персонаж покрыт доспехами и у него толстые пояса. Поэтому нужно пробовать, насколько близко к центру персонажа можно разместить кости позвоночника. Иногда незначительные корректировки могут оказывать большое влияние на то, как действует модель, прошедшая скиннинг. Все-таки старайтесь, чтобы сочленения были удалены от центра спины модели персонажа, потому что размещение их в центре потребует дополнительной аниматорской работы, чтобы персонаж выглядел более естественно.
Затем, создайте сочленения ног, размещая начальное сочленение в боковом виде спереди и снизу от родительского сочленения, то есть места, где должно быть начало бедра. Колено и то, что было бы лодыжкой этого персонажа, в целях правильной деформации размещены слегка в стороне от положения настоящих костей. На виде спереди вы можете увидеть, что мы сдвинули сочленения ног в сторону их внешних частей, они находятся не точно в центре. Из-за широких бедер и толстых ног этого персонажа такое расположение удобнее для деформации. На рисунке показана окончательная схема сочленений ног персонажа.
@Рис. 6.29. Первоначальная схема сочленений главного персонажа
@Рис. 6.30. Окончательная расстановка сочленений ног персонажа. Сравните это с нашим наброском ног свиньи и посмотрите, что мы использовали с того наброска, а что нет. Пальцы немного отличаются, потому что некоторые из точек опоры будут взяты из сборки, а не скелета
Перед тем, как сделать ноги дочерними по отношению к родительскому сочленению, можно несколькими способами подключить к основанию позвоночника персонажа ноги и позвоночник. У каждого из них особые свойства, но в результате получается одно и то же: отделение верхней части тела от нижней.
Первый способ – просто напрямую подчинить основанию позвоночника ноги и позвоночник. По умолчанию этот способ не позволяет Вам анимировать таз отдельно от позвоночника; Вам придется анимировать позвоночник наоборот, против его родительского сочленения, чтобы это сработало. Для игрового персонажа с ограниченным количеством костей этот способ будет отлично работать даже после разовой сборки.
Второй способ – дублировать основание позвоночника, чтобы сочленение бедра было дочерним ему, а бедрам, в свою очередь, были дочерними ноги. Это позволяет поворачивать бедра, не затрагивая позвоночник, но родительское сочленение все-таки влияет на общую позу персонажа и на его позвоночник.
Третий способ (который мы использовали в этой книге) – добавить одно (или больше) сочленение позвоночника, снова дублировать родительское сочленение и подчинить позвоночнику эту новую точку. Возможно, это не необходимо, но позволяет предотвратить контр-вращение сочленений и избежать блокирования шарнирного вращения в узле родительского сочленения.
Могут возникнуть проблемы с размещением рук, но у нас есть на что опереться, и наш первый набросок должен помочь. Глядя на рис. 6.31 вы можете увидеть, как позже Вам нужно будет настроить вращение кости, чтобы добиться совпадения с положением модели . Начните с ключицы, а затем перейдите к плечу. Сочленение плеча должно быть расположено выше и вне области груди, так как рука должна сгибаясь вниз свободно лежать на боку персонажа. Постарайтесь удостовериться в том, что при повороте вниз это сочленение становится сбоку от ребер, а не внутри них. Это простой и быстрый способ проверить, не поместили ли вы сочленение плеча слишком близко к телу (рис. 6.32). В скелете для игры может не быть двойного плечевого сочленения, но в данном случае мы собираемся сместить настоящее сочленение плеча вниз от ключицы. Таким образом мы создадим дополнительный слой для отделения скиннинга в той области, где скиннинг всегда сложен. Этот небольшой дополнительный сдвиг сочленения дает вам хорошее управление скиннингом для большинства движений (рис. 6.33).
@Рис. 6.31. Плоскости, на которые ориентируется сочленение. Обратите внимание, что плечо и предплечье не находятся в одной плоскости
@Рис. 6.32. Вот первоначальное размещение сочленений ключицы и руки
Что касается локтя, поставьте его прямо за точкой локтя персонажа. Такое положение помогает сохранить ощущение костей под кожей, когда рука сгибается (рис. 6.34).
Положение сочленения запястья – над центром кисти и за стыком запястья и кисти. Вместе со вторым сочленением, расположенным прямо рядом с главным, такое положение удобно для сгиба кисти вверх и вниз (рис. 6.35).
Сделайте сочленение руки дочерним грудному сочленению spine06, а затем зеркально отразите эту цепочку.
@Рис. 6.33. Второй вид сочленений ключицы и руки
@Рис. 6.34. Размещение сочленения локтя
@Рис. 6.35. Первая позиция сочленений запястья
Главный шаблон этого персонажа закончен. Это минимальное количество сочленений, при котором персонаж годится для работы. Его модель может быть меньшего разрешения, и с ним можно работать в различных программах, подобных Massive, или экспортировать его в игровой движок. Такой тип легкого скелета также хорошо примет данные motion capture, так как это действительно стандартный скелет двуногого существа. Теперь вы можете добавить еще несколько сочленений, чтобы завершить детализацию, например, кистей и пальцев ног.
Продолжение стандартного размещения сочленений: чрезвычайные меры
Пальцы рук и кисти, когда они под углом, часто бывает трудно строить. Поэтому мы построим руку в свободном пространстве, а потом повернем ее и передвинем на место.
Начав в виде сверху, создайте цепочку из пяти сочленений (рис. 6.36).
Дважды дублируйте ее и поставьте получившиеся цепочки рядом с первой.
Временно сгруппируйте цепочки, чтобы их можно было повернуть все вместе и переместить на нужное место. Установите точку опоры группы, как нужно (рис. 6.37).
Приладьте сочленения к пальцам, в том числе к большому пальцу. У этого персонажа большие, похожие на копыта ногти на пальцах, поэтому мы использовали дополнительное сочленение, чтобы эти ногти могли изгибаться и чтобы облегчить позиционирование рук. Обратите внимание, что сочленения пальцев размещены в меше высоко, ближе к поверхности, чем настоящие кости. Благодаря этому кости будто бы видны под кожей (рис.6.38).
@Рис. 6.36. Привязка исходных сочленений пальцев
@Рис. 6.37. Сочленения пальцев выровненные с запястьем
Теперь выделите все начальные сочленения пальцев и сделайте их дочерними сочленению запястья. Потом вы можете просто зеркально отразить сочленения кисти, чтобы убедиться в том, что с другой стороны они выстроены правильно.
Заключительная часть создания этого персонажа – добавление дополнительного слоя сочленений пальцев ног точно так же, как в случае с кистями. У этого персонажа особенные ступни, и так как он босой, мы должны сделать все пальцы отдельно. В боковом виде отобразите сочленения heelToe и сделайте их дочерними цепочке сочленений ноги (рис. 6.39).
Сочленения пальцев ноги будут расположены над вершиной главной кости стопы, и мы сможем анимировать каждый палец по отдельности. Изобразите их на боковом виде с помощью инструмента Joint, а затем разместите внутри каркаса стопы и пальцев (рис. 6.40).
@Рис. 6.38. Подгонка сочленений пальцев в модели
@Рис. 6.39. Размещение сочленения heelToe
@Рис. 6.40. Дополнительные сочленения в местах сглаженной кожи
На этом этапе Вы совершили главную настройку скелета, но помните, что это всего лишь шаблон. Ни одно из этих сочленений не будет использоваться в окончательном скелете или сборке. Следующий шаг – создать правильно расположенные сочленения, которые можно будет использовать в будущем. Пока можно сделать несколько быстрых тестов, чтобы проверить, как работает схема сочленений и исправить ее, если нужно. Помните, что небольшие изменения могут очень сильно влиять на деформации, так что попробуйте воплотить некоторые идеи перед тем, как завершить присваивание имен, ориентировку, финальные настройки скелета (рис. 6.41). В следующей главе будет рассмотрено начало риггинга: превращение временного скелета в окончательный и создание персонажной сборки (рис. 6.42).
Все великое искусство опирается на тщательное изучение реальности. Потом реальность переосмысляется в художественной интерпретации, и вы получаете окончательный результат с опорой на реальность, что делает персонажей правдоподобными, являются ли они реальными, изображенными на фотографии или абстрактными. Точно так же можно сделать хорошую сборку. Технический директор по персонажам привлекает свое видение и понимание исследования для того, чтобы создать устойчивый скелет и знает, когда и как можно нарушить правила и не последовать собранной справочной информации, чтобы достичь цели.
@Рис. 6.41. Протестируйте кожу, чтобы увидеть, как исходные сочленения работают на модели
@Рис. 6.42. Окончательный скелет, готовый для следующего этапа производства