Содержание
ГЛАВА 16
Построение систем: пример использования
Biped
В 3D Studio MAX на панели Create имеется кнопка Systems
(системы). Система реально является фрагментом программного
обеспечения, которое создает объекты, запрограммированные что-то
делать: т.е. объекты являются комбинацией геометрии и поведения.
Категория Systems предназначена для удобного подключения программ
независимых разработчиков. Виды подключаемых приложений, которые
провозглашаются как системы, находятся в диапазоне от самых простых
до наиболее сложных. 3DS МАХ Release 1.0 распространяется с двумя
очень простыми подключаемыми системами: Ring Array и Bones.
Ring Array является системой, которая распространяется как пример
для программиста. Подключаемое приложение создает массив объектов со
множеством параметров. Выполняя анимацию фазы и цикла, можно
заставить кубики совершать любые танцы. Присоедините объекты к
кубикам и затем скройте кубики и получите анимацию сложной
геометрии, подобной лошади на карусели.
Bones представляет собой систему с более очевидной практической
ценностью. Ее можно легко применить в качестве иерархического
каркаса для анимации. Например, как показывает рисунок 16.1, из
различных объектов, связанных базовым скелетом, можно создать фигуру
гуманоида. На данной иллюстрации скелет расположен слева, объекты -
посредине, а скелет и объекты, готовые к анимации, находятся справа.
Скелет образует иерархический каркас, который используется для
подвешивания визуализируемых объектов (скелет является
вспомогательным объектом и визуализации не подлежит). После
произведения щелчка для создания скелета иерархия генерируется
автоматически с первой костью на вершине дерева. Каждая новая кость
добавляется в качестве дочерней для предыдущей кости.
Скелет имеет и еще одно назначение - служить в качестве каркаса
для модификатора Physique, одного из подключаемых приложении,
поставляемого в рамках Character Studio от Kinetix. (Подробное
обсуждение Physique выходит за пределы книги, хотя данная глава
содержит введение в модификатор). В основном модификатор Physique
присоединяется к корневой кости иерархии костей, размещенных внутри
каркасной модели. Затем Physique может деформировать каркас. Это
полезная технология моделирования, не менее предпочтительная
технологии анимации. Каркасы с Physique предназначены для анимации
посредством Biped - еще одного подключаемого приложения Character
Studio, которое и является предметом обсуждения данной главы.
Рисунок 16.2 показывает торс, использующий кости для своего каркаса,
моделируемого в Physique.
Biped (двуногое) является первым основным подключением 3DS МАХ
для реализации в виде системы и представляет собой прекрасный пример
того, какой может быть система. Остаток главы рассматривает способы
применения Biped для управления реальным анимационным проектом.
Попутно будет показано, что Biped бесшовно интегрируется с 3DS МАХ и
добавляет в программу огромную функциональность, что делает Biped
настоящей системой.
Решение Biped для создания живого
движения
Biped является подключаемым приложением анимации персонажей,
которая генерирует реалистичное движение двуногих созданий. Прежде
чем более пристально посмотреть на его функционирование, следует
учесть, что никто не заставляет вас делать с помощью Biped живого
движения. Можно создать сюрреалистическое или фантастическое
движение или выполнить анимацию танцующих газовых насосов или
прыгающих кредитных карточек. Однако Biped особенно хорош для
реалистичного движения, поскольку в него встроен интеллект, который
принимает во внимание динамику движения, законы гравитации и т.п.
Biped можно рассматривать как программное решение проблемы анимации
человеческого тела в трех измерениях. Существуют и другие решения
данной проблемы, но они имеют тенденцию быть аппаратными, что
дорого, грубо и требует много времени.
Например, предположим, что требуется выполнить анимацию
последовательности прыгающей фигурки для создаваемой игры и движение
должно быть как можно более реалистичным. Что выбрать? Располагая
значительным бюджетом, можно купить или арендовать оборудование для
видеозахвата. Видеозахват отслеживает движение реального человека
посредством оптико-электронных сенсоров, прикрепленных к суставам
человека. Затем сенсоры транслируют движение в приемлемый формат.
Прежде чем применять данные движения, их придется подправить
вручную, но конечный результат, вероятно, будет предельно
реалистичным. Очевидно потребуется кого-то нанять, кто умеет хорошо
и высоко прыгать. Убедитесь, что у вас в студии есть достаточно
места для этого.
При условии скудного бюджета и занятий спортом в свободное время,
можно самостоятельно проделывать движения и выполнять анимацию
модели с использованием инверсной кинематики. Главный недостаток
такого подхода - время и качество. Анимация даже нескольких секунд
жизненного движения, используя ручное оформление кадров, весьма
трудоемка. Особенно трудно создать ощущение движения вперед и
реалистичного контакта с землей. После всех усилий вы вряд ли
достигнете реализма, обеспечиваемого видеозахватом.
Если нет ни большого бюджета, ни достаточного времени, можно
использовать Biped и запись бега с препятствиями на Олимпийских
играх из собственного видеомагнитофона, которая переносится на
компьютер при помощи недорогого видеооборудования. Посредством Biped
можно достигнуть качества видеозахвата за часть цены. С точки зрения
затрачиваемого времени Biped также ускоряет процесс анимации и
устраняет большую и изнурительную работу, связанную с ручным
кадрированием.Решение Biped основывается на трех основных идеях:
- "Скелете" двуногой фигуры с инверсной кинематикой и
встроенными биомеханическими законами
- Анимации, управляемой шагами ног для управления двуногой
фигуркой
- Специальным форматом файла для хранения и загрузки движения из
одной двуногой фигуры в другую
Читая оставшуюся часть главы, можно заметить, как эти три
элемента работают вместе, но поскольку они являются достаточно
важными концепциями в Biped, мы затратим немного времени и
рассмотрим их по отдельности.
Скелет двуногой фигуры
После установки подключаемого приложения Biped создание скелета
или фигуры является просто делом рисования коробки в любом видовом
окне. Фигура, создаваемая Biped по умолчанию, имеет человеческие
характеристики, но структуру легко изменить для создания других
двуногих существ. Двуногое по умолчанию находится
справа, тогда как другая двуногая фигура модифицирована в каркасную
модель кенгуру. На данной иллюстрации видны также параметры
структуры Biped так, как они появляются в 3DS МАХ на панели Create.
Эти параметры определяют количество пальцев на руках и ногах, высоту
двуногого, наличие хвоста и т.п.
Двуногая фигура обладает собственной развитой системой инверсной
кинематики, поэтому, например, при щелчке и перетаскивании его руки
или ноги посредством инструмента 3DS МАХ Select and Move будет
двигаться вся рука или нога. Рисунок 16.4 показывает двуногого,
позиционированного инструментом Select and Моvе. Для использования
IK с Biped не следует включать инструмент 3DS МАХ Inverse Kinematics
(IK). Система IK Biped на самом деле точнее, чем используемая в 3DS
МАХ.Если взять руку двуногого, переместить ее и вернуть на прежнее
место, можно обнаружить, что она вернулась точно на то же место, а
не приблизительно на то же место.
Легко заметить, что разные части двуногого раскрашены по-разному.
Такая расцветка не произвольна, подобно тому, как 3DS МАХ использует
случайные назначения цветов. Здесь цвета имеют определенное
значение: левая сторона окрашивается голубым, а правая - зеленым.
Это соотносится с шагами двуногого, которые, как описано в следующем
разделе, имеют те же самые цветовые соглашения.
Двуногое является цвето-кодированной, суставной арматурой,
которую можно поместить в любую позу. В различных кадрах можно
установить различные позы, и 3DS МАХ будет интерполировать между
ними, в точности так, как это будет делаться для любой оживляемой
иерархической структуры. Однако двуногое может делать гораздо
больше. Оно действительно начинает жить, когда вы генерируете для
него шаги.
Анимация, управляемая шагами
Рядом с некоторыми автобусными остановками в Сиэтле находятся
металлические подошвы, впечатанные в тротуар. Эти подошвы отражают
последовательность шагов из популярных танцев, так что во время
ожидания автобуса вы можете наступать на подошвы и упражняться в
танго или вальсе. Biped основан на точно таком же принципе.Вы
размещаете перед двуногим подошвы.Когда подошвы активизируются.
Biped следует за шагами, адаптируясь к указанному виду движения -
ходьбе, бегу или прыжкам. Подошвы можно размещать вручную. Лучше
всего это подходит при создании чего-то подобного танцу, содержащему
множество зигзагов и поворотов. Или же можно размещать подошвы
автоматически, используя диалог Create Multiple Footsteps.
Посредством данного диалога легко сгенерировать столько шагов,
сколько необходимо. Здесь же можно управлять ускорением или
замедлением Biped по ходу выполнения последовательности
шагов.Авто-матически сгенерированные шаги ложатся по прямой линии,
однако в последствии их можно поворачивать. Кроме того, можно
двигать и поворачивать отдельные шаги. Рисунок 16.5 показывает кадр
последовательности ходьбы по умолчанию сгенерированной Biped.
Обратите внимание на то, что шаги окрашены (легко заметить разницу
даже в оттенках серого: справа - зеленый, слева - голубой) и
пронумерованы (правые шаги - нечетные, левые - четные).
Последовательность шагов по умолчанию, генерируемая Biped, очень
реалистична. Если посмотреть на траекторию центра тяжести двуногого
объекта (обозначенного маленьким восьмигранником в области таза),
можно увидеть, что его движение следует волнообразному пути,
отражающему небольшую разницу в подъеме центра тяжести в точках
касания пяток и поднятия на носки.
Центр тяжести объекта (также называемого корневым объектом
двуногого) важен для вычисления правильной позиции и баланса
двуногого во время движения. После создания и активизации шагов
двуногого, центр тяжести объекта вместе с ногами ведет себя
совершенно по-иному, чем прежде. Активизация шагов генерирует ключи
для центра тяжести и для ног, вынуждая данные объекты следовать
внутренним правилам Biped для интерполяции ключевых кадров. Рисунок
16.7 показывает одного двуногого перед активизацией шагов (слева) и
другого двуногого после активизации (справа). У обоих двуногих центр
тяжести объекта повернут по оси X, оси Y и оси Z. Первый двуногий
повернут полностью, а второй сохраняет контакт с поверхностью,
вполне реалистично вращая туловище.
Подобным образом, если выбрать и переместить корневой объект
вниз, то двуногое без шагов просто пройдет сквозь поверхность, а
двуногое с активными шагами согнет колени и останется в правильном
отношении с поверхностью.
Таким образом двуногие полностью управляются своими шагами. Это
вовсе нс означает, что нет возможности создавать впечатляющие
анимации.Движение, генерируемое Biped, следует взять за некий
"набросок движения" и адаптировать его, настроив шаги и добавив
ключи для верхней части тела, для рук и для головы. Biped не
ограничивает эти ключи, как он ограничивает те, которые
предназначены для ног и центра тяжести. Кроме того, можно отключить
эффект шагов, создав между шагами "свободные" области. В таких
свободных областях двуногое не касается земли и анимация может
выполняться в любой позиции.
Шаги двуногого обладают своим собственным треком в 3DS МАХ Track
View. Здесь шаги отображаются как цветные блоки:
бледно-голубые для левой ноги и бледно зеленые - для правой.
Отображается также номер каждого шага (полужирным шрифтом) и
начальный и конечный кадры. В данном примере, который показывает ту
же самую прогулочную последовательность по умолчанию, что и рисунок
16.5, шаги слегка перекрываются - то есть начальный кадр каждого
шага начинается перед конечным кадром предыдущего. Такое перекрытие
называется периодом двойной поддержки и является характеристикой
прогулочной походки. Если вы сейчас же встанете и неторопливо
пройдетесь, то сами почувствуете период двойной поддержки. Двойная
поддержка отсутствует при беге или прыжках, где шаги разделяются
воздушным периодом.
Ниже трека шагов Biped показаны треки для левой и правой nor
(Biped рассматривает все части ноги от бедра до кончиков пальцев как
один модуль, поэтому для каждой ноги определяется только один трек.)
Все ключи в треках Biped генерирует автоматически после активизации
шагов. Некоторые ключи помечены красной точкой. Это означает, что
они заблокированы. Biped блокирует ключи для треков ног для того,
чтобы успеть правильно выполнить вычисления. Если повернуть ногу в
заблокированном ключевом кадре, то нога просто вернется в исходное
положение. Внутри Track View заблокированные ключи можно
разблокировать, но это делается на свой страх и риск. В Track View
шаги можно удлинять, укорачивать и пр. При этом Biped пересчитывает
отношения между шагами и генерирует новые ключи. Внутренне Biped
обнаруживает столкновения между ногой и плоскостью поверхности и
использует точку контакта в качестве основы для вычисления других
положений ноги. На любом кадре в анимации каждая нога может
находиться в одном из следующих четырех состояний:
- Касание (Touch). Кадр, в котором пятка ноги
контактирует с землей
- Опора (Plant). Кадры, во время которых нога
контактирует с землей, включая кадры, где вес тела поддерживается
ногой
- Подъем (Lift). Кадр, немедленно следующий перед тем,
как нога отрывается от земли
- Движение (Move). Кадры, во время которых нога висит в
воздухе (не имеет контакта с землей)
Цикл шага - это время в кадрах, которое требуется для
выполнения одного шага. По умолчанию цикл шага состоит из 15 кадров
(полсекунды) для ходьбы и бега и 20 кадров для прыжков. Biped
измеряет цикл шага от кадра касания одного шага до кадра касания
следующего. Если снова посмотреть на цикл ходьбы, показанный в Track
View, можно найти этому подтверждение.
Заблокированные ключи появляются в положениях касания и подъема,
т.е. в первом и последнем кадре шага. Поскольку кадры пронумерованы,
легко заметить, сколько кадров в каждом цикле. Например цикл ходьбы
- с правой ноги на левую после того, как фигура полностью разошлась,
проходит 45, 60, 75, 90 и т.д. Чувство цикла полезно при
сопоставлении шагов с конкретным движением, захваченным с видео.
Четыре состояния для правой и левой ног помечены на командной панели
прямо под свитком General. Метки во время шага сдвигаются, но
отредактировать их за счет ввода новых значений нельзя.
Сохранение и загрузка файлов Biped
Формат файла Biped (BIP) представляет собой специальный формат,
сохраняющий всю ключевую информацию для двуногой фигурки. В файле
записана как ключевая информация шагов, так и данные о положении
верхней части тела. Единственное движение, которое нс запоминается в
файле Biped в неизменном виде, - это движение, созданное инверсной
кинематикой. Дело в том, что 1К использует параметр пространства
объекта. Отношения IK возникают, например, тогда, когда вы касаетесь
рукой мяча- Формат файла Biped ничего не знает о мяче, но сохраняет
движение руки.Для сохранения отношения руки и мяча запишите файл
МАХ.
После записи файла Biped, его можно загружать и применять к
другим двуногим. Другим и словами файл данного формата можно
использовать для создания целых библиотек движений. Это очень похоже
iia создание библиотек текстур в 3DS МАХ. Можно запомнить различные
виды прыжков, бега, ходьбы, танцев, подскоков, пинков и
категоризировать их любым желаемым способом. Например, CD-ROM
Character Studio включает набор из шести анимаций, сделанных по
классическому справочнику по анимации The Human Figure in Motion
автора Эдварда Майбриджа (Eadweard Muybridge). Собрав коллекцию
клипов движений, их можно загружать и объединять, добавляя одно
движение в другое и создавая более сложные последовательности.
Анимации двуногих фигур можно загружать в любую двуногую фигуру,
любого размера и пропорций, и анимация откорректирует себя в
соответствии с новым характером.
Элементы управления сохранением и загрузкой файлов Biped
появляются в свитке General панели Motion.
После выполнения удовлетворительной анимации двуногой фигуры
выделите и нажмите кнопку Save File. Присвойте файлу уникальное имя
и сохраните его в своей библиотеке движений. Когда потребуется
применить движение к другой двуногой фигуре, выделите ее на сцене и
нажмите кнопку Load File. Biped загрузит сохраненные шаги и другую
ключевую информацию, а также автоматически адаптирует выделенную
фигуру к новым данным. Файл Biped в большинстве случаев можно
представлять как "конечный продукт". Скелет двуногой фигуры по
существу является репозитарием для хранения данных о движении.
Проект MuyBridge
Оставшаяся часть главы посвящена использованию Biped для
выполнения реального проекта анимации. Однако это не учебное
пособие. Покупка Character Studio необязательна. Мы лишь пытаемся
выяснить, что эта программа может делать и как ее применять. Если
Character Studio уже доступен, то в данном разделе предлагается
подход, который вы не найдете в документации, распространяемой с
продуктом. В любом случае инструкции из данного раздела будет
несложно применять в вашей собственной работе. Объясняемый здесь
конкретный метод ротоскопирования не является единственным или даже
предпочтительным для работы с Biped. Однако он предоставляет
возможность продемонстрировать многие из фундаментальных процедур
Biped в корректном порядке с упором на то, что Biped делает лучше
всего - реалистичную анимацию фигуры человека.
Сбор исходного материала
Копирование коммерческих видеолент для публичного просмотра или
распространения является нарушением закона, но ФБР, вероятно, не
станет беспокоить нас из-за нескольких мгновений съемки
великолепного движения атлетов, сделанной в целях самообразования.
Посредством видеомагнитофона можно записать ленту со своего
телевизора. А если у вас есть видеокамера, то для вас открывается
целый мир движения. Все что нужно сделать - это выйти и снимать.
Добавьте к этому стоимость недорогой платы видеозахвата и вы готовы
создать в 3DS МАХ любой вид движения. Конечно, если вы собираетесь
использовать отснятый материал в коммерческом проекте, то могут
возникнуть юридические проблемы и в этой связи лучше всего
поинтересоваться соответствующими законами. 3DS МАХ поддерживает
высококачественный видеоввод с устройств, подобных Accom Work
Station Disk, но для обеспечения видеокадров как фона двуногой
фигуры вполне достаточно простого файла AVI. Видеозахват и сжатие
само по себе является искусством и часто изменяется с представлением
новых технологий компрессии/декомпресии. Для получения последней
информации о видеозахвате поговорите с кем-то, кто имеет опыт работы
с цифровым видео либо почитайте свежую книгу или профессиональный
журнал.
Среди распространенных дешевых видеоплат захвата имеется Smart
Video Recorder Pro фирмы Intel, VideoIT и UMAX Maxmedia от фирмы
ATI. Данные типы плат обычно записывают с разрешением 320 х 240 или
меньше и с частотой кадров 15 или 30 кадров в секунду. Стоимость
плат - от нескольких сотен до 1000 долларов. Для захвата с большим
разрешением требуются более дорогие продукты, подобные Perception
Recorder фирмы Digital Processing Systems или Targa 2000 фирмы
Truevision. Такое оборудование обычно стоит более 1000 долларов и
требует специальный жесткий диск для захвата и воспроизведения.
Именно для такой цели Diaquest делает для 3DS МАХ подключаемый
элемент под названием 3d/av.
СОВЕТ
Последнюю информацию о продуктах и процессах можно найти в
Digital Video Magazine и в PC Graphics and Video.
Настройка 3DS МАХ и Biped для
ротоскопирования
ротоскопирование (rotoscoping) представляет собой процесс
переноса видеокадров в 3DS МАХ для того, чтобы они служили фоном для
выравнивания и синхронизации элементов па сцене. С данного момента
вы шаг за шагом будете изучать, как настроить среду 3DS МАХ и Biped
на ротоскопирование.
- Используйте диалог Viewport Background (выберите
ViewsBackground) и укажите исходный AVI-файл или устройство
(Ассот)для видеокадров. На рисунке 16.12 представлены параметры
диалога для AVI-файла. Обратите внимание на то, что видеоввод нс
начинается ранее 51-го кадра. Благодаря этой задержке появляется
достаточное время для настройки двуногой фигуры на синхронную
ходьбу при старте видео. При визуализации первые кадры можно
убрать. Не забудьте включить флажки Animate Background и Display
Background. После указания источника фоновые видеокадры можно
отобразить в любом видовом окне. Для этого используется
переключатель View Background в меню окна, вызываемого по щелчку
правой кнопки мыши.
- Создайте двуногую фигуру в том же видовом окне, в котором
создан фон. Начертите коробку, которая определяет высоту фигуры.
Пусть коробка будет того же самого размера или чуть больше
трассируемой фигуры. Настройте высоту двуногой фигуры на значение
б". Если фон слишком темный, как в данном случае, следует изменить
цвет проволочного каркаса фигуры на более яркий, например желтый
так, чтобы видеть фигуру более отчетливо.
- Создайте на сцене камеру и используйте управляющие элементы
Orbit, Truck и Pan Camera для приблизительного совпадения с
перспективой двуногой фигуры.
К данному моменту среда 3DS МАХ настроена и вы готовы начать
сопоставление движения в видео.
Анализ движения и создание "наброска"
шагов
Наступило время оставить компьютер и засесть за бумагу. Вы должны
внимательно присмотреться к видеозаписи, проанализировать се шаг за
шагом и на бумаге начертить пронумерованную диаграмму кадров.
Просмотрев видео десяток и более раз, вы получите ощущение шагов,
даже если их не видно или видео в интересующем месте размыто. Иногда
нет возможности определить точный кадр, где нога фигуры поднимается
или касается земли, по обычно можно достаточно точно это угадать.
- Оформите свои записки в том же формате, который использует
Track View - с номерами кадров вдоль оси Х и нумерованными блоками
кадров для шагов. Полученная диаграмма будет использоваться в
качестве подсказки при настройке шагов двуногой фигуры в Track
View. На рисунке 16.14 показана диаграмма для прыжков, отснятых на
видео. В этом видео фигура начинает с бега (здесь показан только
один шаг, но мы можем экстраполировать шаги, сделанные перед ним),
отталкивается правой ногой, вытягивает обе ноги для прыжка и затем
приземляется, держа обе ноги вместе.
- Сгенерируйте для фигуры несколько шагов по умолчанию, начиная
с кадра 0, для того, чтобы занять первые пустые 50 кадров в начале
анимации. Их можно отредактировать позже в Track View для точного
соответствия. В данный момент важна только одна вещь: когда фигура
на видео стоит правой ногой на земле, а левую проносит по воздуху,
то ноги нашей фигуры должны иметь соответственно состояния опоры и
движения.
- Поместите приземляющуюся ногу в верхнем видовом окне на
приличном расстоянии от других шагов. Если
требуется, переместите или поверните несколько шагов прежде чем их
активизировать. Воспроизводите анимацию по мере ее разработки
посредством Time Slider и убедитесь в приемлемости движения.
- Вооружитесь нарисованным анализом шагов, перейдите к Track
View и начинайте двигать и вытягивать шаги так, чтобы их начальные
и конечные кадры совпадали с нарисованными на диаграмме. Рисунок
16.16 показывает отредактированный Track View (сравните его с
оригиналом рисунка 16.12). Воспроизведите анимацию и проверьте ее.
- После завершения пройдитесь по анимации и проверьте, насколько
близко шаги двуногой фигуры совпадают с шагами на видео (проверка
каждых 10 кадров вполне достаточна). Для того, чтобы увидеть, что
нога делает в конкретном кадре, используйте Foot States Indicator
в свитке General.
Если ваш исходный анализ оказался достаточно
точен, шаги совпадут. Правильное выполнение данного пункта
является самой большой работой в перехвате видео. Конечно, вес еще
требуются ключи для верхней части тела либо тонкая настройка
движения. Однако создан неплохой начальный набросок движения,
пригодный для дальнейшей работы.
- Работая с Time Slider, настройте параметр Gravity
Acceleration. Данная настройка определит корректную высоту прыжка.
По умолчанию двуногая фигура прыгает
фантастически высоко. За счет настройки гравитации можно точно
управлять высотой прыжка по отношению к пролетаемому расстоянию.
На данный момент уже выполнен значительный объем работ. Остальная
работа связана с традиционной анимацией ключевых кадров.
Завершение анимации установкой ключей
тела
Следующий шаг заключается в проходе по ключевым кадрам анимации и
настройке положения ключей верхней части тела так, чтобы оно
совпадало с фигурой на видео- Это наиболее творческая часть проекта,
поскольку вы свободны использовать свои аниматорские способности для
разработки движения - можно точно схватить движение, преувеличить
его или использовать его в качестве основы для любого желаемого
эффекта. В каком-то смысле видео уже сыграло свою главную роль -
помогло установить корректный цикл шагов.
С этого момента завершение анимации становится вполне
целенаправленным. Вы используете традиционные ключевые кадры для
настройки положений ног и устанавливаете новые ключи для рук,
позвоночника и головы. Здесь можно убить любое количество времени в
зависимости от того, какую степень достоверности требуется получить.
- Выделите одну из ног, включите Key Mode и Animate и продолжите
переход между ключевыми кадрами. На каждом ключевом кадре ноги
вращайте суставы ноги фигуры так, чтобы подогнать их к видео.
- Поверните другую ногу в правильное положение и затем настройте
положение рук и головы. Продолжайте в том же духе от кадра к
кадру.
- Когда анимация будет практически завершена, используйте Make
Preview с видео в фоне и посмотрите, хорошо ли совпадают движения.
Кнопка Biped Playback обеспечивает мгновенную обратную связь и
полезна на ранних стадиях для проверки движения. На поздней же
стадии полезна Make Preview, поскольку она включает видеофон.
Рисунок 16.18 показывает Biped Playback, а рисунок 16.19 - кадр из
Preview. Предварительный просмотр демонстрирует, как именно
выглядит движение и как оно соотносится с видео. Вы можете
пройтись по кадрам и записать все проблемы, которые еще необходимо
решить - неожиданные рывки, неправильное положение рук и т.п.
- Произведите тонкую настройку анимации в соответствии со своими
записями из предварительного просмотра. Количество времени и
усилий, которые можно потратить на данной стадии, фактически не
ограничены. Почти всегда имеется что улучшить и сделать анимацию
более реалистичной. Вот лишь некоторые из корректировок, которые
были сделаны на анимации прыжка в высоту на стадии тонкой
настройки:
- Был использован диалог Biped Track Properties и механизм
Apply Increment для подъема рук в серии кадров
- Были исправлены подергивания положений ног во время прыжка,
появившиеся из-за того, что слишком много ключей были
расположены излишне близко друг к другу
- Был добавлен наклон назад при разбеге. Для этого мы
повернули объект позвоночника
- Сохраните завершенное движение в файле Biped.
Отработав движение, теперь его можно применить к каркасной модели
при помощи другого подключаемого элемента Character Studio -
Physique.
Наращивание тела
Обычно завершенное движение Biped можно запомнить в файле Biped
(формат файла BIP), который впоследствии применим к другой двуногой
фигуре, возможно, уже имеющей тело (т.е. обладать подсоединенным
каркасом). Однако, если с каким-либо объектом на сцене установлено
отношение IK, например с рукой, держащей мяч, то для сохранения
отношения следует запомнить анимацию в стандартном файле МАХ. Можно
сохранить и в файле Biped и он запомнит шаги и все ключи тела.
Единственный аспект анимации, который файл Biped не может сохранить,
- это ключи IK Object Space.Вданном случае у нас нет IK, поэтому мы
просто сохраняем анимацию со сцены в файле Biped. В равной степени
успешно можно было бы соединить со сценой каркасную модель и затем
использовать каркас для наращивания тела фигуры.
Мы не будем детально освещать процесс наращивания тела двуногой
фигуры, поскольку модификатор Physique выходит за рамки данной
книги. (Детальное обсуждение темы приведено в документации Character
Studio.) Ниже рассмотрен общий процесс:
- Выделите фигуру и перейдите в режим Figure - специальный
режим, предоставляющий возможность модификации структуры фигуры
без оказания влияния на уже выполненную анимацию.
- Используйте инструменты трансформации 3DS МАХ для размещения
двуногого на каркасной модели. Данный процесс включает
позиционирование объекта таза, масштабирование и вращение рук и
ног. Фигура может не встраиваться в каркас идеально. Фактически
достаточно, если она будет слегка выглядывать из каркаса, особенно
если выглядывают пальцы рук или ног и голова.
ПРИМЕЧАНИЕ
В идеальном случае каркас должен находится в вертикальном
положении с руками, вытянутыми в стороны ладонями вниз. Если
каркас находится в другой позе (например, руки вытянуты вдоль
туловища), его необходимо перепозиционировать, прежде чем
наращивать тело.
- После получения удовлетворительного размещения фигуры
примените модификатор Physique из панели Modifier и присоедините
его к фигуре. Модификатор сгенерирует серию связей с каркасом и
установит отношения между каркасом и базовым скелетом двуногого.
Теперь можно вращать конечности фигуры и каркас
будет передвигаться вместе с ними.
- Проверьте каркас, поворачивая руки и ноги фигуры. Обычно на
данном этапе требуется кое-какая ручная подчистка. Physique
назначает вершины каркаса связям фигуры на основании их
цилиндрического удаления. Это срабатывает не всегда в
совершенстве, поэтому Physique обеспечивает инструменты на уровне
вершин, предоставляющие возможность завершения работы. Рисунок
16.22 показывает корректное назначение вершин головы. Ручное
присвоение вершин требует времени, но после его выполнения каркас
полностью подготовлен к анимации и будет следовать любому движению
базовой фигуры, включая движение, сохраненное в файлах Biped.
ПРИМЕЧАНИЕ
Вершины можно присваивать в качестве жестких или
деформируемых. Используйте данные опции для управления сминанием
кожи там, где руки и ноги срастаются с телом. Еще большее
улучшение можно достичь за счет применения редактора
пересекающихся областей Physique для добавлении мускулатуры на
основе углов между костями фигуры и редактора сухожилий для
создания дополнительных связей, влияющих на вытягивание, сгибание
и защемление кожи.
- Скройте фигуру, оставив только каркас и все остальные элементы
сцены, которые хотите визуализировать.
- Добавьте свет, настройте камеру и выполните визуализацию.
Рисунок 16.23 показывает кадр из анимации каркасной модели,
скомбинированный с видео, созданным в Video Post. Полная анимация
находится в файле chl6all.avi.
Для сравнения мы включили в CD-ROM следующие AVI-файлы:
Ch16bip.avi Затененная фигура с видеофоном Ch16bip2.avi
Затененная фигура с видеофоном (другой вид) CMBstep.avi Затененная
фигура с шагами и без фона (качество предварительного просмотра)
Character Studio обещал существенно упростить анимацию
персонажей. В основном обещание выполнено, поскольку поставляемые
инструменты изымают из процесса анимации большой объем изнурительной
работы. Предоставляя возможность сконцентрировать внимание на
тонкостях реалистичного движения моделей, Character Studio
увеличивает степень артистизма и обеспечивает новый волнующий способ
работы. Если ваша работа связана с анимацией персонажей или если вы
хотите изучать человеческое тело в движении, то Biped и Physique
достойны внимания.
Содержание
