Пример № 9. Анимация многоногих существ
Урок 9.1: Анимация многоногих существ |
Пример 9: Анимация многоногих существ
В этом примере Вы используете средства biped для анимации четвероногого существа. В частности для анимации жука будет использовано смешивание инверсной кинематики для рук и ног с анимацией опорных точек.
Жук, лягающийся как дикий мустанг (с размыванием движения (motion blur)).
На рисунке приведены несколько кадров из фильма "Lunchtime" с диска World Creating Toolkit CD, который поставляется вместе с 3ds max 4. Чтобы просмотреть эту анимацию выберите в главном меню File > View File а затем два раза щелкните левой кнопкой мыши на файле Wctk_max_r3/ tutorials/beetle/bugsnfrij.avi.
В этой анимации один жук вскакивает на спину другому и скачет на нем, как на диком мустанге (кадры с 550 по 730)
В этом примере Вы будете делать следующее:
· анимируете прыгающего четвероногого жука в режиме свободной анимации;
· используете смешивание инверсной кинематики для рук и ног;
· используете Snapshot для создания дополнительных конечностей.
Урок 1: Анимация четвероногого существа в свободном режиме
Вы используете ту же самую технику, что и при анимации цикла походки в свободном режиме, переставляя руки и ноги и анимируя свободные точки. Вы будете блокировать ладони и ступни с помощью определенного вида ключей, а затем настраивать положение центра масс и спины для создания базовых поз.
Вы научитесь анимировать персонаж, прыгающий на четырех ногах, который, однако, может ходить на двух.
Начало
· Откройте файл cs3_tut09_quad1.max.
В нем содержится скелет, который используется жуком.
Персонаж и его скелет.
Часть анимации он стоит на двух ногах, а часть на четырех. Поскольку он - двуногий персонаж, некоторое время играющий роль лошади, не будем устанавливать его фигуру в лошадиную позу в режиме Figure Mode. Вместо этого Вы придадите ему нужное положение в нулевом кадре анимации в свободном режиме.
Сохранение .fig файла.
1. Выберите biped-объект и откройте панель Motion.
2.
Включите Figure mode.
3. Сохраните положение скелета в .fig файл, назвав его mybeetle1.fig.
Этим Вы гарантируете возможность возврата к оригинальной позе.
4.
Выключите Figure mode.
Поза скелета не изменится, поскольку анимации в данном файле нет.
Установка жука на четыре ноги
1.
Включите анимацию.
Для первоначальной позы лучше использовать кнопку Animate вместо кнопок Set Key.
Примечание переводчика. В этом примере есть некоторое лукавство. Точно следуя инструкциям, приведенным ниже, Вы его никогда не выполните. Обратите внимание на некоторую разницу между положением таза на рисунке, где изображено положение рук персонажа и тем, где изображена конечная поза жука, стоящего на четырех точках. В первом случае сторона, на которой расположен хвост, смотрит вверх, что и получится, если поворачивать центр масс, как предлагается в описании. Если оставить все так, то фокус с фактором баланса не получится. Во втором случае, как впрочем и в файле cs3_tut09_quad2.max, сторона таза с хвостом обращена назад. Чтобы добиться такого положения тела, следует оставить центр масс в покое, а поворачивать на 80 градусов нижнюю часть спины(Bip01 Spine). Собственно, именно так и расположены тазовые кости у четвероногих млекопитающих. Что же касается насекомых, то у них вообще шесть, а у некоторых и того больше ног. Если пойти этим путем, то фактор баланса будет вести себя надлежащим образом, как и описано ниже.
2.
В свитке
Track Selection нажмите кнопку
Body Rotation.
Выберется центр масс и активируется средство поворота.
3. Поверните центр масс примерно на 80 градусов, чтобы скелет занял почти горизонтальное положение.
Поворот корневого объекта (Bip01)
Следующий шаг - поворот рук и ног в исходное положение.
4. В окне Left выберите оба бедра, определив небольшую область выбора на одном из них.
Так вы можете выбрать два бедра одним движением.
5. Выберите инструмент Rotate.
6. Поверните бедра примерно на 120 градусов по оси Z.
7. Нажмите клавишу PAGE DOWN, чтоб сдвинутся вниз по иерархии объектов.
Выберутся голени.
8. Поверните их так, чтобы они были почти горизонтальны, а ступни остались позади тела.
Теперь определим положение рук.
9. В окне Top выберем правую ключицу (Bip01 R Clavicle). Удерживая клавишу Ctrl, выберем и левую (Bip01 L Clavicle).
Обе ключицы выбраны.
10. В окне Top повернем ключицы относительно оси Y примерно на -40 градусов.
11. Нажмите PAGE DOWN, чтобы выбрать обе верхних части рук.
12. Поверните их примерно на -90 градусов относительно оси X так, чтобы ладони стали параллельны полу.
13. Поверните руки примерно на -90 градусов по оси Z так, чтобы они вытянулись перед персонажем.
14. Поверните руки по оси Y, чтобы они указывали строго вниз.
15. Слегка поверните руки по оси Z, чтобы слегка развести их в стороны.
Поворот рук вниз.
16. Нажмите PAGE DOWN дважды, чтобы выбрать ладони.
17. Поверните их так, чтобы они стали параллельны полу.
18. Совет: Увеличьте масштаб, чтобы случайно не выбрать пальцы.
19. Поверните голову вверх, чтобы персонаж смотрел вперед, а не вниз.
20. Поверните пальцы ног, чтобы они стояли на земле. Если надо, поверните ступни, чтобы ноги указывали вперед.
Отслеживайте повороты в окне Perspective.
Поворачивайте ноги руки спину и т.д., пока не получите примерно такое же положение, как на рисунке. Посмотрите на получившегося жука с разных сторон. Это удобно сделать, поворачивая персонажа в окне Perspective
Жук, стоящий на четырех ногах.
Если его поза неправильна, загрузите файл cs3_tut09_quad2.max для сравнения.
Изменение Dynamic Blend и Balance Factor.
Вам нужно отключить Balance Factor и Biped Dynamics перед тем, как начать анимацию. Эти установки добавляют вторичную анимацию, предполагая, что персонаж идет на двух ногах.
Для жука, передвигающегося на четырех ногах Balance Factor и Dynamics Blend надо выключить.
1. Откройте файл cs3_tut09_quad2.max.
2. Убедитесь, что анимация все еще включена.
3. Выберите Body Horizontal Track.
Выделится центр масс и активизируется инструмент переноса.
4. На свитке Key Info, в группе Body Dynamics, измените Balance Factor от 0 до 1.
В окне Perspective будет видно, как центр масс перескочит из области таза в область под грудью.
5. Установите Balance Factor в 2.
Центр масс перейдет в область под горлом.
Balance Factor, равный 2.
6. Верните Balance Factor в 0.
Это делается для того, чтобы бедра и спина были сбалансированы относительно таза.
Balance Factor, равный 0
В этом файле значение Balance Factor всегда будет равным 0.
7. В свитке Track Selection выберите Body Vertical.
8. Установите Dynamics Blend в 0.
Совет: Вы можете получить доступ к значениям Balance Factor и Dynamic Blend из линейки треков для горизонтального и вертикального перемещения тела. Щелкните правой кнопкой мыши на ключе и выберите нужный пункт из списка. Вы найдете Balance Factor внизу диалога Body Horizontal key, а Dynamics Blend внизу диалога Body Vertical.
О Balance Factor смотри так же урок 4 примера 4: Создание иллюзии тяжести.
Добавление земной поверхности
При создании анимации цикла походки Вы расставляли ключи, которые закрепляли ступни на земной поверхности. На самом деле эти ключи устанавливали ступни в мировой системе координат.
В этом примере Вы создадите ящик (box) и закрепите ступни жука относительно него.
1. Увеличьте окно Top, чтобы персонаж стал существенно меньше
2. В панели Create нажмите кнопку Box.
3. Создайте параллелепипед под жуком. В окне Top начните слева вверху и перемещайте курсор вправо и вниз. Щелкните левой кнопкой мыши и перемещайте курсор вниз для создания отрицательной высоты.
Длина параллелепипеда пусть будет 500 единиц, ширина - 100 единиц, а высота - любое отрицательное число.
Персонаж и параллелепипед
4. В окне Perspective выберите любую часть тела персонажа.
5.
В панели
Motion нажмите кнопку
Body Vertical в свитке
Track selection.
6. Подвигайте персонажа вверх и вниз.
Персонаж проходит через параллелепипед.
7. Щелкните правой кнопкой мыши в окне Left. Нажмите клавишу W, чтобы развернуть окно на весь экран.
8. Переместите персонажа, чтобы ладони и ступни персонажа установились на параллелепипеде.
Измените масштаб изображения, чтобы лучше контролировать положение конечностей относительно пола. Подгоните ладони и ступни персонажа, если между их положением есть разница.
Персонаж, стоящий на параллелепипеде.
Блокирование ступней и ладоней
1. Откройте файл cs3_tut09_quad_and_box.max.
Этот файл подобен полученному Вами результату, но пятки персонажа повернуты так, чтобы ступни плоско стояли на земле.
2. Включите анимацию.
3. Поменяйте вид отображения в окне Perspective на Wireframe и измените масштаб так, чтобы видеть ладони и ступни.
4. Выберите зеленую ступню Bip01 R Foot.
5.
В свитке
IK Key Info нажмите кнопку
Set Key.
Опорная точка находится у основания пальцев ноги. Вы можете оставить ее там.
6.
Внизу
свитка IK Key Info нажмите
кнопку со
стрелкой Select Object Space
Object. Щелкните левой кнопкой мыши на
параллелепипеде, который служит полом
для персонажа.
Имя Box01появится в свитке.
7.
В свитке IK Key
Info нажмите кнопку Set
Sliding Key.
8. Выберите Bip01 L Foot и установите другой ключ.
9. Снова выберите в качестве объекта для отсчета координат Box01, а затем установите скользящий ключ.
Ступни теперь закреплены на параллелепипеде.
Предупреждение: Сначала надо устанавливать Object Space Object, а затем IK Key. В противном случае параметры ключа инверсной кинематики установятся следующим образом: IK Blend в 0, а Body Space включится. Также учтите, что Вы можете определить только один объект привязки координат. Вы не можете передать привязку координат от одного объекта к другому.
10. Нажмите кнопку Body Vertical и подвигайте центр масс вверх и вниз.
Колени сгибаются вслед за движением. Ступни не проходят через пол.
11. Повторите то же самое для ладоней.
Теперь ладони и ступни ведут себя одинаково. И те, и другие закреплены и не проходят сквозь пол.
Колени и локти сгибаются вслед за движением центра масс.
Добавление нетерпеливости
Перед тем, как персонаж прыгнет, он должен подготовится к прыжку. Чтобы продемонстрировать нетерпеливость, он должен присесть в направлении, обратном прыжку, и занять позу, как будто он хочет сообщить аудитории, что сейчас произойдет нечто.
1. При включенной анимации переместитесь в кадр 10.
2. В свитке Track Selection нажмите кнопку Body Rotation.
3. В окне Left поверните центр масс так, чтобы подбородок почти коснулся земли.
4. Переместите центр масс назад, так, чтобы локти опустились к земле.
5. Поверните голову, чтобы она смотрела вперед.
6. Добавьте повороты к позвоночнику, чтобы персонаж выгнул спину.
7. Поднимите центр масс, если локти пересекаются с полом.
Поза в кадре 10
8. Двигая ползунком проследите за анимацией от нулвого кадра к десятому.
9. Сохраните результат работы в файл myquad1.max.
Продолжение движения
Перейдем в кадр 20. Точную настройку времени можно сделать после создания всех ключевых поз.
1. Переместите ползунок в кадр 20.
2. В свитке Track Selection нажмите кнопку Body Vertical.
3. Опустите центр масс вниз, чтобы персонаж присел.
4. Выделите позвонки (с Bip01 Spine до Bip01 Spine03).
5. Поверните их
6. Поверните верхний позвонок.
Сверьте позу с рисунком.
Персонаж в кадре 20.
Далее Вы будете анимировать опорные точки и повернете ступни так, чтобы они встали с пяток на носки. Руки надо так же повернуть с ладони на кончики пальцев.
Поворот ступни
1. При включенной анимации переместитесь в кадр 23.
2. Выберите Bip01 R Foot.
Появятся опорные точки
3. Установите скользящий ключ.
Теперь Вы можете выбрать опорную точку.
4. Выберите опорную точку у основания пальцев ноги и установите фиксирующий ключ.
Опорная точка закрепится в этом кадре.
5. Выключите кнопку Select Pivot и, нажав правую кнопку мыши на ступне, выберите пункт Rotate.
6. Поверните ступню, чтобы пятка оторвалась от пола.
При близком рассмотрении можно видеть как ступня отходит назад. Причина этого - в решении инверсной кинематики. Чтобы избежать этого надо поменять значение Ankle Tension.
7. Перейдите в кадр 0.
8. В свитке IK Key Info установите Ankle Tension в 1 и установите фиксирующий ключ.
9. Перемещая ползунок посмотрите, как поменялось движение.
10. Перейдите в кадр 27.
11. В свитке IK Key Info установите фиксирующий ключ.
12. Нажмите кнопку Select Pivot и выберите опорную точку в центре пальцев ноги.
Возможно, потребуется увеличить масштаб, чтобы лучше разглядеть опорную точку.
Выбор опорной точки автоматически устанавливает ключ анимации для нее. Ставить новый фиксирующий ключ не нужно.
13. Выключите Select Pivot.
14. Переместите ползунок в кадр 30 и поверните ступню.
Ступня теперь поворачивается относительно пальцев.
Поворот рук
1. При включенной анимации переместите ползунок в кадр 23.
2. Выберите зеленую ладонь Bip01 R Hand и установите фиксирующий ключ.
Опорная точка появится и заблокируется в кадре 23.
3. Поверните ладонь так, чтобы запястье оторвалось от пола.
Пальцы повернутся вниз в отличие от пальцев ноги. Поверните их, чтобы придать им правильное положение.
4. Выберите пальцы и поверните их вверх, чтобы они не погружались в пол.
Поскольку анимация включена, ключи устанавливать не надо.
5. Снова выберите ладонь, переместите ползунок в кадр 27 и установите скользящий ключ.
6. Нажмите Select Pivot и выберите опорную точку впереди и в центре пальцев.
7. Выключите Select Pivot.
8. Поверните ладонь.
Рука повернется вверх, пальцы при этом будут касаться пола кончиками.
Совет: Если кисть руки не поворачивается относительно выбранной точки, снова назначьте Box01 в качестве Object Space Object и сделайте поворот снова. На сей раз все должно получится.
9. Повторите ту же процедуру для другой руки.
10. В кадре 30 переместите центр масс вверх и вперед, чтобы жук начал отрываться от земли.
Поза отталкивания от земли
11. Сохраните сцену в файл myquad2.max.
Полет в воздухе
Когда жук находится в воздухе, Вы будете использовать свободные ключи для рук и ног. Смешение IK здесь не применяется.
1. Включите анимацию и перейдите в кадр 40.
2. Установите свободные ключи для каждой руки и ноги. С помощью средств главной инструментальной панели Move или Rotate выбирайте ладони или ступни и нажимайте кнопку Set Free Key в свитке IK Key.
Этим Вы установите IK Blend в 0 в кадре 40 для всех конечностей.
3. Выберите центр масс и переместите персонажа вверх и вправо.
Ладони и ступни оторвались от пола и жук взлетел в воздух.
4. Выберите Bip01 R Foot и переместите ее так, чтобы ноги распрямились полностью.
5. Так же распрямите другую ногу.
Колени более не согнуты.
6. Выберите обе ступни и поверните их вниз и назад.
7. Нажмите клавишу Page Down, чтобы выбрать пальцы ног и поверните их так же.
8. Выберите обе руки и поверните их вниз и назад.
9. Выберите и поверните Bip01 Spine (нижний участок спины) так, чтобы персонаж распрямился.
10. Поверните каждый участок спины индивидуально. Поднявшись по позвоночнику, поворачивайте каждый позвонок, а затем снова поверните нижний.
Это устранит сутулость в спине.
11. Поверните голову, чтобы персонаж смотрел вперед.
Поза персонажа в воздухе.
Установка позы в верхней точке прыжка
Достигая верхней точки прыжка, персонаж принимает позу пловца. Необходимо повернуть спину, повернуть локти назад и подогнуть колени.
1. В кадре 56 на свитке Track Selection нажмите кнопку Body Vertical.
2. Переместите персонажа вверх к максимальной высоте его прыжка.
Перемещение центра масс к максимальной высоте прыжка.
3. Выберите Bip01 Spine и поверните его так, чтобы персонаж согнулся вперед.
4. Нажмите клавишу Page Down, чтобы выбрать Bip01 Spine01.
5. Поверните выбранный объект.
6. Продолжайте перемещаться по позвонкам и поворачивать их.
7. Поверните голову, чтобы поза выглядела натурально.
8. Выберите обе верхние части руки и поверните их, чтобы локти приблизились к груди.
9. Нажмите клавишу Page Down, чтобы выбрать оба предплечья и поверните их так, чтобы пальцы оказались около подбородка.
10. Выберите бедра и поверните их к груди.
11. Можно также выбрать обе ступни и переместить их ближе к хвосту, чтобы согнуть колени.
Поза в верхней точке прыжка.
Установка позы приближения к земле
Продолжаем опускать персонажа к земле
1. В кадре 72, при включенной анимации переместите персонажа вниз и вправо.
2. Выберите три первых позвонка и поворачивайте их вниз, пока плечи персонажа не будут указывать на землю.
3. Выберите только Bip01 Spine 2 и поверните его относительно оси Z, пока спина персонажа не выпрямится.
4. Выберите оба бедра и поверните их.
5. Поверните голени.
6. Выберите кисти рук и переместите их так, чтобы локти выправились.
Можно перемещать конечности с помощью прямого поворота (как Вы только что поступили с ногами), или с помощью инверсной кинематики (как Вы работали с руками).
Руки вытянуты вперед, чтобы коснуться земли.
Создание позы приземления.
Персонаж приземляется в кадре 85. Мы закрепим его руки и настроим центр масс.
1. Переместите ползунок в кадр 85.
2. Выберите и переместите центр масс так, чтобы пальцы рук коснулись земли.
3. Выберите обе ступни и переместите их так, чтобы ноги распрямились назад и вверх.
4. Поверните ступни так, чтобы пальцы ног указывали вверх.
5. Перемещая ползунок, посмотрите на движения персонажа.
Вы создали небольшое лягающее движение ногами.
Поворот рук
Необходимо повернуть ладони вверх, чтобы персонаж не сломал пальцы при приземлении.
1. В кадре 93 выберите и поверните одну кисть руки так, чтобы она была параллельна полу.
2. Поверните другую руку тем же путем.
3. Переместите центр масс, чтобы персонаж коснулся руками поверхности.
Теперь закрепим опорные точки.
4. Выберите одну руку и установите скользящий ключ.
Теперь Вы можете установить ключ, чтобы закрепить опорную точку.
5. Нажмите кнопку Select Pivot, нажмите левую кнопку мыши на запястье и установите скользящий ключ.
6. Переместите центр масс ниже, чтобы локти приблизились к земле.
Руки закреплены на основании и следовательно локти должны сгибаться вслед за движением центра масс.
7. Переместите одну руку вперед.
Это создаст иллюзию натуральности, так как конечности во время прыжка не приземляются абсолютно ровно.
Руки соприкасаются с землей порознь.
Настройка ног
1. Выберите бедра и поверните их так, чтобы ноги оказались под телом персонажа.
2. Нажмите Page Down два раза, чтобы выбрать обе ступни, и поверните их так, чтобы они приготовились к приземлению.
3. Нажмите Page Down и поверните пальцы ног так, чтобы они встали примерно горизонтально.
4. Выберите и переместите центр масс так, чтобы пальцы ног соприкоснулись с землей.
5. Переместите одну ступню назад и чуть вверх.
Когда персонаж приземлится, ступни встанут на землю не одновременно.
6. Поверните Bip01 Spine01, чтобы слегка поднять локти и верхнюю часть тела.
Поза при начале приземления
7. Выберите обе ступни и передвинте ползунок на кадр 91.
8. Переместите ступни так, чтобы персонаж приземлился окончательно.
Ступни при этом должны находится под хвостом.
Создание последней позы.
1. В кадре 94 выберите одну руку и установите фиксирующий ключ.
2. Выберите опорную точку на запястье.
3. Выберите другую руку и установите фиксирующий ключ.
4. Выберите опорную точку на запястье
5. Выберите одну ступню и установите фиксирующий ключ.
6. Выберите опорную точку у основания пальцев ноги.
7. Выберите другую ступню и установите фиксирующий ключ.
8. Выберите опорную точку у основания пальцев ноги.
9. Поверните спину, чтобы руки распрямились, а плечи слегка поднялись вверх.
Последняя поза
10. Сохраните результат Вашей работы в файл myquad2.max.
Настройка времени
Прыжок и приземление слишком медленны. Воспользуемся ключами на линейке треков, чтобы исправить это.
1. Выберите все части тела персонажа
Ключи, которые появятся на линейке треков - это ключи для всей анимации.
Слишком много времени проходит между кадрами 30 и 40.
2. Выберите ключи от 72-го до 100-го кадра, обведя прямоугольник вокруг указанных кадров на линейке треков.
3. Переместите выбранные ключи влево так, чтобы ключ из кадра 72 переместился в кадр 60.
4. Выберите ключи, начиная от кадра 40 до конца анимации.
5. Переместите выбранные ключи влево так, чтобы ключ из кадра 40 переместился в кадр 33.
6. Понаблюдайте за анимацией, перемещая ползунок вправо-влево.
Прыжок и приземление стали быстрее
7. Сохраните полученную анимацию в файл myquad3.max.
Сравните сделанную работу с эталонным файлом, загрузив cs3_tut10_quad_finished.max.
Урок 9.2: Добавление дополнительных конечностей |
В этом уроке Вы добавите две руки и свяжете их со скелетом, чтобы получить персонажа с шестью конечностями. Вы также используете команду Snapshot, чтобы создать две дополнительные руки, которые будут перемещены и присоединены к позвоночнику.
При этом следует помнить, что дополнительная пара рук является объектом 3ds max 4 и должна быть анимирована самостоятельно. Режим Biped Figure Mode или инверсная кинематика не оказывают на них никакого воздействия
Использование команды Snapshot
Создайте Biped-объект.
Выберите верхнюю часть руки и поверните ее относительно оси Y так, чтобы они отошли от тела.
Выберите обе руки с помощью выделения прямоугольного участка.
На главной инструментальной панели нажмите кнопку Snapshot.
Snapshot – один из возможных видов кнопки Array
Убедитесь, что в диалоге Snapshot установлены переключатели Single и Mesh