Поговорим о риггинге (оснастке) 3d модели
Главная Статьи и Медиа 3D технологии Практикум по ZBRUSH и MAYA Оснастка 3d персонажей Поговорим о риггинге (оснастке) 3d модели
Поговорим о риггинге (оснастке) 3d модели

Как работает иерархический кинематический скелет 3d модели при позинге и анимации

Этой статьёй открывается серия, посвящённая применению различных технологий оснастки (rigging) персонажей в реальных 3D проектах



 

Оснастка (RIG) реального скелетаЯ уже упоминал в статьях из серии о моделировании реалистичных компьютерных персонажей, что инструментарий, обычно используемый при создании анимаций, может реально упростить процесс моделирования персонажа, как такового. Тема RIGинга, однако,  с большей определённостью встаёт перед каждым художником уже на этапе оживления готовой модели. Как Вы помните, при создании анатомических "шаблонов" мной использовалась оснастка, практически, полностью повторяющая работу реальных суставов анатомически верного скелета человека. В случае с персонажами из моих статей, вовсе не обязательно использовать для анимации именно тот вспомогательный "риггинг", но его элементы помогут в привязке  уже специальной оснастки, снабженной элементами управления для удобства работы аниматора.
Существуют некоторые "тонкости" в создании более или менее универсальной оснастки. Аниматоры каждой студии привыкли работать с определёнными вспомогательными элементами, но уже вырисовываются и кое какие стандарты. Работая с зарубежными партнёрами, я имел счастье убедиться в их дотошности и требовательности в этом смысле...

Что же, в общем случае, представляет собой оснастка и какова её "механико-математическая" сущность?

Имея на руках, пардон, в 3d редакторе модель персонажа, мы "владеем" эфемерным образом — набором точек в пространстве. Привычные понятия, такие как твёрдость, жесткость или гибкость, ассоциированные у нас, в частности, со скульптурой или пластилиновой куклой, не имеют ничего общего с этим образом. Гнуть, давить и плющить этот призрак объекта мы тоже, без помощи встроенной в 3d редактор математики, естественно, не можем.

Привязанная к скелету 3d модельТак вот, эта самая математика, облащённая программистами в наглядный и привычный нам вид некой жесткой конструкции и названная интуитивно понятными прозвищами — кости и суставы, является ни чем иным, как пресловутой оснасткой. Теперь, если определённые точки нашего эфемерного образа (модели) "привязать" к определённым эфемерным же суставам, то можно будет, двигая косточки эфемерного скелета,  этим образом, то есть 3d моделью манипулировать, более или менее успешно...

До поры до времени, я не буду касаться трудностей, которые возникают при осуществлении ПРАВИЛЬНОЙ привязки. Мысль программистов-художников постоянно работает в этом направлении и технологии риггинга в данной сфере неуклонно совершенствуются.

Хочется упомянуть, в самом начале разговора о риггинге, об одном виде  привязки, казалось бы явно не использующем приведенные выше концепции, но наглядно демонстрирующем метод "рисования" областей реагирования. Я называю такую привязку "виртуальной", в отличие от привязки имитирующей скелет.

Такая привязка используется в программе Zbrush для позинга модели.

3d модель в программе ZbrushНадо заметить, что в этой замечательной программе реализовано множество  наглядных и интуитивно понятных художнику инструментов трансформации, базирующихся на виртуальных кистях и виртуальных же рычагах.

Кратко, если с помощью виртуальной кисти закрасить те участки поверхности модели (точки), которые надо переместить (если быть точным, то  маскируются точки, которые, наоборот, не следует трогать, но ведь всегда есть "кнопка" инвертирующая маску), затем "вставить" виртуальный рычаг и повернуть его в нужном направлении, то за ним последует и помеченная (вернее непомеченная) область. "Плотность закраски" показывает программе какие участки полностью привязаны к рычагу, а какие пропорционально густоте цвета "маски".

На иллюстрациях видно как использован метод маски и рычага в программе Zbrush.

Использование "рычагов" в программе Zbrush

Сначала рука модели до самого плеча (плечевего сустава) маскируется, затем, "вставляется виртуальный рычаг", маска инвертируется (области влияния меняются на противоположные, ведь двигаться будут незакрашенные области) и наконец, рычаг, вместе с рукой вращается в нужном направлении вокруг точки приложения, расположенной на плечеиом суставе.

Как видите, с точки зрения математики и механики все технологии используемые в таких разных 3d редакторах похожи, в том числе и в смысле наглядности и интуитивности использования.
1.  Для трансформации модели, обычно, применяется рычаг (или система рычагов в виде кинематического скелета).
2. Каким-либо способом осуществляется привязка участвующих в движении точек  модели к точке (точкам) приложения, то есть к суставам, проще говоря...

Результат "позинга" в ZbrushЧто касается использования какого либо пакета программ для манипулирования 3d моделью в конкретном проекте, то, естественно, однозначных решений не существует. Для простого позирования скульптуры очень удобен Zbrush. Во всех других случаях (имеется в виду необходимость оснастки для последующей анимации), лично я использую Maya.

Так что в последующих статьях, посвящённых риггингу 3d модели персонажа будут приведены примеры построения универсальной оснастки с элементами управления, реализованные, именно, в Maya.

Сразу подчеркну, что серия статей по риггингу является обзорной, призванной показать лишь основные направления и методики в технологиях оснастки компьютерных 3d персонажей. Ответы на конкретные вопросы по тонкостям и хитростям оснастки будут даны, по мере их поступления, в уроках серии "Как сделать" и в видео уроках автора.

 

И, наконец,  немного нагляднее о технологии работы с позой персонажа в программе Zbrush. При позинге мной проверяется и корректируется в Maya, если надо, и оптимизация полигональной сетки для будущей анимации...

Для полноценной анимации персонажей необходима, всё же, "механико-математическая" оснастка.

 

продолжение следует...

GRANDIKOS

 


Grandikos Если Вам нравится сайт, а главное, статьи и обучающие материалы, на нём представленные... Вы можете стимулировать автора, бросив на его счёт любую "символическую" сумму, что, неизбежно, подвигнет его на дальнейшее проявление здорового альтруизма...
Кстати, если Вы, к тому же, вместе с "пожертвованием" оставите и комментарий, содержащий ВАШИ пожелания на будущее, то автор непременно учтёт их при планировании своей работы...


Счет на "Яндекс деньги": 41001131476679

Кошельки "WEB money":

Z148021440215
R515650544848


GRANDIKOS

2007—2017 © ТМИП | Все права защищены

К началу