Начните собирать адаптируемые компоненты рига заранее — это сэкономит вам время в долгосрочной перспективе. Со временем вы сможете разрабатывать пользовательские элементы управления, которые сделают ваш процесс анимации более плавным и эффективным. Попробовать различные системы управления — отличный способ построить свой собственный рабочий процесс анимации. Чем больше вы практикуетесь, тем больше вы будете понимать, как манипуляция сеткой работает для создания плавной и реалистичной анимации. Понимание того, как влияние костей влияет на деформацию модели, является ключевым, и взвешивание вершин — это то, где вы получите практическое представление об этом. По мере того, как вы становитесь более уверенными, вы можете переходить к более детализированным анатомическим ригам, развивая навыки, которые вы приобрели.

Риггинг для 2D- и 3D-анимации

Риг (или скелет) — это система костей, контроллеров и деформаторов, которая привязывается к 3D-модели. Освоив основы риг-анимации, вы сможете оживлять персонажей, технику и даже абстрактные формы с минимальными усилиями. Из гифки выше видно, что меш персонажа теперь привязан к скелету, но анимация работает не вполне корректно. В режиме редактирования выделяем тазовую кость, и далее, удерживая Shift, — остальные четыре IK-кости (запястья, локтя, колена и лодыжки). А Alt + R делает то же самое со всеми выделенными костями скелета или отдельной группой костей. В режиме позы выбираем кость запястья, из которой ранее создали IK-кость руки, и заходим в раздел настроек ограничителей кости (значок с костью синего цвета).

Представьте это как систему марионеток — каждый сустав и элемент управления тщательно размещены, чтобы движение выглядело плавным и естественным. Риггинг — это то, что превращает статичную 3D-модель в нечто, что движется, дышит и кажется живым. Освоение работы с IK требует практики и понимания принципов движения живых существ. Также важно учитывать иерархию костей и правильно настраивать ограничения, чтобы избежать нежелательных артефактов. Например, неправильное распределение весов в области суставов приводит исследование ict к “ломанию” mesh при анимации.

Экспериментирование с системами управления

Прежде чем приступать к созданию рига, необходимо убедиться, что ваша модель готова к этому процессу. В Blender риггинг реализован через систему Armature (арматура) — специальный тип объекта, состоящий из костей (bones). Риг (или скелет) в 3D-анимации — это внутренняя структура из костей и соединений, которая позволяет манипулировать моделью, словно марионеткой. Для создания правдоподобного рига человеческого тела следует заранее спозиционировать отрисованную модель на рабочем поле так, чтобы ось ее симметрии приходилась по центру координат. Кстати, самой сложной частью тела, как для риггинга, так и для скиннинга являются руки.

В итоге у нас получается две кости для бедра и голени. Вытягиваем кость вплоть до области, где начинается лодыжка, а затем разделяем её на две части (выставляем значение 1). Размещаем её таким образом, чтобы верхний джоинт был расположен в месте, где меш ноги начнёт вращаться, то есть примерно напротив основания самой нижней кости позвоночника. Из последнего сустава кисти экструдируем две кости для большого пальца.

Качественный риг должен позволять принимать все необходимые позы без неестественных деформаций. После базового размещения костей, важно настроить их ориентацию. Этот опыт научил меня всегда тщательно планировать топологию в зонах высокой подвижности еще на этапе моделирования.

Это все о создании цифрового скелета, который контролирует, как персонаж сгибается, растягивается и взаимодействует с окружающим миром. Особенно это заметно при анимации персонажей с большим количеством контроллеров и систем деформации. Например, при анимации ног персонажа неправильно размещенные полюсы или ограничения могут сделать походку роботизированной. Неправильная настройка костей, весов или контроллеров может привести к неестественным деформациям модели.

В трёхмерной анимации различные персонажи — это зачастую полигональные объекты, состоящие из так называемых полигонов (многоугольников), у каждого из которых есть вершины, называемые вертексами (англ. vertex). Риг (англ. rig — оснастка, приспособление, упряжка) — термин в компьютерной анимации, который описывает набор зависимостей между управляющими и управляемыми элементами, созданный таким образом, чтобы управляющих элементов было меньше, чем управляемых.

Риггинг в Blender

Это влияет на то, как кожа персонажа растягивается, сжимается и реагирует на движение. Эта настройка обеспечивает плавность и связанность движения, позволяя создавать правдоподобные анимации. Это система костей, суставов и контроллеров, которая определяет, как разные части модели сгибаются и взаимодействуют. В этом руководстве мы проведем вас через основы, от того, как работают риги, до того, почему они так важны для реалистичной анимации. По мере развития технологий риггинг становится все более продвинутым, предоставляя 3D-аниматорам лучшие инструменты для оживления их творений.

По этому же принципу создаём дополнительную кость для инверсной кинематики кисти рук и избавляемся от привязки к оригинальной кости. Левая часть скелета готова, можно перейти к созданию дополнительных костей, которые будут отвечать за инверсную кинематику конечностей. Например, выбрав отображение B-кость (B-bone) и выделив кость целиком, можно изменить толщину кости, при этом положение джоинтов не изменится.

Симметрия костей и привязка к мешу

• Как только риг построен, он проходит тщательное тестирование, чтобы выявить любые проблемы до начала анимации.
• Если подвигать IK-кость сейчас, можно заметить, что, помимо руки, двигается весь скелет.
• Узнайте больше о компьютерной графике (CGI) и о том, как «оживить» компьютерные модели людей.
• Скелетный риггинг — это основа анимации персонажей, использующая систему взаимосвязанных костей для создания плавного, естественного движения.
• Теперь из сустава голени экструдируем кость, которая будет выполнять роль лодыжки, и уже из неё — стопу.

Также в скелете часто присутствует отдельная кость для ладони — palm. Root (root bone) — точка опоры, относительно которой скелет вращается в пространстве. Те, кто знаком с моддингом, знают, что скелеты моделей в высокобюджетных играх состоят из сотен различных костей, список которых может ввести в ступор. Поэтому во многих случаях риг модели требует дополнительной конвертации.

Риггинг

В режиме редактирования смотрим, чтобы все кости, кроме root, были оранжевыми, нажимаем Ctrl + P и выбираем С сохранением взаимного расположения (Keep Offset). Теперь повторим аналогичную операцию с ногой, подключив Инверсную кинематику (Inverse Kinematics) для кости лодыжки, из которой мы создавали IK-кость для ноги. Комбинация Alt + G возвращает выделенную IK-кость в режиме позы в исходное положение.

• После привязки рига к модели необходимо тщательное тестирование, чтобы выявить и исправить потенциальные проблемы.
• Риг-анимация применяется не только для персонажей, но и для механических объектов, животных и даже абстрактных форм.
• В этом же меню есть вкладка Показывать как (Display as), изменяющая внешний вид костей.
• Конечно, нет необходимости строить, к примеру, ребра – они не используются в анимации, или столько же джоинтов, сколько позвонков в позвоночнике.
• Убедимся, что сустав самой верхней кости позвоночника расположен напротив основания рук, а затем экструдируем из него кость до той области, откуда должно начинаться плечо.

Каждая кость влияет на определённую часть объекта, а контроллеры помогают управлять сложными деформациями. Например, если настроить для персонажа определённые положения руки, он сможет сжать и разжать кулак. Элементы, которые позволяют управлять одновременно несколькими группами костей. Сейчас возможности Blender расширились настолько, что делать уникальную арматуру для каждого персонажа вручную совсем не обязательно. Также можно подготовить модель к экспорту в игровой движок для последующей работы и ретаргетинга анимаций в перспективе. Закончив распределение весов на группах вершин, можно приступать к финальному этапу — созданию анимации на основе ключевых кадров в рамках Blender.

Улучшение рабочего процесса анимации

Это каркас из костей, суставов и контроллеров, связанный с моделью или рисунком. Без грамотного рига даже самый красивый дизайн останется плоским и неподвижным. После привязки каждая вершина модели получает “вес” — значение от 0 до 1, определяющее степень влияния конкретной кости на эту вершину. Хорошо спроектированная арматура сделает процесс анимации интуитивным и предсказуемым. После привязки к 3D-модели каждая кость контролирует определённую часть геометрии, деформируя её при движении. Ключом к успеху стал хорошо спланированный скелет с иерархией костей, повторяющей анатомию человека.

Ошибка 1: Слишком много суставов

В моделях с большим количеством костей возможно разделение на head neck lower и head neck upper для более точного контроля. Arm (shoulder; upper arm), forearm (elbow; lower arm), hand (wrist) — три основные кости рук (плечо, предплечье, кисть). Например, в Unreal Engine эта кость считается обязательной. На самом деле все кости выстроены в чёткой иерархии и распределены по группам. Устанавливать ограничения подвижности костей — кропотливая работа. В противном случае зритель сразу же заметит, что лицо персонажа в динамике выглядит странно.

В режиме редактирования выделяем сначала кость бедра, а затем, удерживая Shift, — будущего «родителя» (кость бедра при этом должна стать оранжевой). Кость бедра нужно связать с первой костью позвоночника, которая станет тазовой в этом скелете. В режиме редактирования арматуры открываем верхнее меню Добавить (Add) и выбираем Новую кость (New Bone). Так как это довольно кропотливая работа, для проверки рекомендуется периодически включать режим отображения сетки во вьюпорте и выверять расположение костей в ортогональном режиме. Из предплечья вытягиваем кость длиной примерно с ладонь персонажа. Убедимся, что сустав самой верхней кости позвоночника расположен напротив основания рук, а затем экструдируем из него кость до той области, откуда должно начинаться плечо.

Красным — элемент, который четко следует за костью, но не деформируется, например кость плеча. Создавайте миры и персонажей для геймдева, рекламы, анимации и медиа Она дает возможность управлять движениями и мимикой персонажа за счет манипулирования отдельными костями и суставами, мышцами на лице (скиннинг). Для этого создаются вспомогательные элементы, которые по определённым зависимостям управляют костями так, чтобы смещение, поворот или масштабирование этих вспомогательных элементов влияло сразу на группу костей и влиятелей, тем самым сокращая ручную ориентацию каждой кости в отдельности.

Обычно художник выполняет весовую раскраску меша с помощью инструмента кисти в ПО для 3D-анимации. Такое движение также создает чувство веса и гравитации или скорости и импульса. Риггинг — это самый распространенный прием для анимирования персонажей, существ и объектов в кино, телепроектах и компьютерных играх. Нажмите видео выше, чтобы узнать, как авторы фильма WiNDUP разрабатывали и анимировали своих персонажей. Внешний вид модели меняется при позировании — это называется деформацией.

Кинематические ограничения определяют движение объекта без учета сил, которые на него воздействуют. Способ движения одного объекта относительно других называется ограничением движения. Чтобы создать реалистичную или стилизованную анимацию, важно понимать принципы движения. Качественная весовая раскраска позволяет точнее управлять деформацией персонажа и улучшить результат.

Такой тип движения обеспечивает плавные изгибы при анимировании, но усложняет точную настройку конечной точки. Прямая кинематика — это процесс манипулирования иерархией сочленений сверху вниз, или «прямо». Например, скорость движения объекта может быть ограничена скоростью света.