Раздвижване на герои (Character Rigging) в Мауа
( Част - 1 )

Въведение

Здравейте, този урок представя на хората понякога сложния свят на Character Rigging . Както с всички мои уроци, възнамерявам да ви преведа през него с максимален брой обяснения и помощ на техниките според моите възможности естественоJ.

Надявам се в края на урока всички да имаме завършена екипировка за двуног герой и по-вече да сме разбрали целия процес като цяло, предназначен за начинаещите, възнамерявам да на влезна и по-навътре, но това по-късно, както казах преди това ще обяснявам всичко което мога като се опитвам да ви помогна да разберете защо и какво става във всеки раздел.

В повечето случаи тези уроци ги направих като започнах от създаването на купища бележки и открития в моето развитие, които после ги нагласях за да мога да разбера процесите и по-лесно да чета бележките и чак тогава ги развих като мой урок с конкретно предназначение в този случай с character rigging. Също сам разгледал малко от съчетаващите форми (blend shapes), и също как да приготвим ниско-полигонен “изправил се (stand in) ” обект за анимиране и как да вмъквате и измъквате анимация от ниско-резолюционна версия до високо-резолюционна версия на обекта.

За разлика от други уроци от този вид, където вие можете да намерите страници с инструкции, което е малко трудно да се разбере и последва, аз смятам всъщност да осигуря модел от един от моите герои за вас за да работите в крачка и както трябва с този урок, това означава че на вас ще ви е предоставен опит от „реалния свят” като прогресирате и надявам се да научите това от което се нуждаете, за да приготвите ваши собствени екипировки (rigs) и други.

Така преди да започнем с главната част на този урок първо искам да ви предоставя малко основна информация която ще ни е помощна по късно, простете ми ако премина през основните неща сега, но аз сам насочил урока от начинаещи и нагоре. Надявам се да го прочетете и да се забавлявате през процеса на учене!:)

Основна информация

Добре, този раздел е просто за да представи някой сравнително основни термини преди да преминем в главната част от екипиращия урок, предоставен само за начинаещите, които може или може да не знаят тези термини и обяснения.

IK обърната кинематика (Inverse Kinematics) and FK прогресивна кинематика (Forward Kinematics)

Forward Kinematics (FK)

 Правилната кинематика е начина на позициониране(позиране) и анимиране на всяка част/кост от скелета като във времето, на пример в случай на рака използваща FK за да я анимирате и достигнете правилната поза вие ще трябва да завъртите ръката в костта на рамото и после ще трябва да завъртите костта директно под лакътя . Напълно интуитивен начин за анимиране който предлага добър визуален контрол на позирането на героя просто като завъртате костите в позиция.

Inverse Kinematics (IK)

 Обърнатата кинематика е начина на позиране или анимиране на скелета като се използва система от цели, IK , по мое мнение най-лесно се обяснява като си представите че нямате контрол върху собствената си ръка, а някой друг я движи вместо вас, най-лесния начин за този човек да ви движи ръката в нужната позиция ще бъде да я хване за китката и после да я придвижи в позицията, цялата останала част от ръката ще я следва съобразно, това показва как IK работи. В този случаи от ръката вие ще имате киткови и раменни шевове, после ще направите IK верига от началото до края, и после когато това стане ще изберете IK ръкохватка която ще бъде направена на края на китката и просто когато я движите цялата ръка ще се движи съобразно.

Мауа предоставя три различни типа от разплитащи устройства (IK Solver) те са (основния) ikRPSolver (Въртяща равнина), ikSCSolver (Единична верига) и също IK Spline Handle. Обяснени са по долу:

ikRPSolver

Въртящата равнина IK Solver е обикновения IK Solver и се използва най-често при направата на герои. Много е полезен когато се използва заедно с вериги от кости например както рака (където лакътя може да се завърти за да се премести на място) или крак(където коляното ще трябва да се завърти). В основата си умението да запазваш усукващата се посока на веригата това е контрол (controlling)

ikSCSolver

Едно верижният IK Solver се използва когато не се изисква въртене като възможност на ставната верига като в геройското стъпало например.

IK Spline Handle

Той е всъщност доста мощен държач и най-добре се използва когато имате сложни серии от кости, например гръбнака или опашката на герой, в двата случая вие ще имате нужда от solver, който ще опрости процеса на анимиране на много кости заедно на определено място и време. Когато Spline Handle се използва между верига от кости, създава се канал покрай веригата, и CV's контролните точки (Control Vertices) са тези, които ще бъдат избирани и манипулирани за анимацията, обикновено биват сковани(constrained) за гроздовите деформатори (Cluster Deformers) за по-лесно използване когато се манипулира за анимация.

Constraints

Както в приложението на Maya Online Help 'Constraints ви позволяват да сковете определена позиция, ориентация или размер от един обект на друг. По нататък с constraints вие ще можете да налагате определени граници на обекти и да автоматизирате анимиращия процес.'  Constraints доста се използват в анимацията и в оформлението на героя, и си струва да разберете как работят всички за да можете да ги използвате най-добре във вашите сцени.  Мауа предлага доста различни типове от constraints, които са: -

Point constraints – Те сковават позицията на един или повече обекти. Например, сковаване на копче за ризата на герой.

Aim constraints – Сковават ориентацията на обект така че тя винаги да сочи друг обект. Например сковаване на очите на герой така че те винаги да гледат в определена позиция.

Orient constraints – Те принуждават обекта да следва ориентацията на един или повече обекти. Например сцена с тълпа може да изисква всички герои да гледат в определена позиция по едно и също време. Вие можете да принудите всички глави да към един основен герой за да направите гореспоменатото.

Scale constraints – Те карат обекта да проследява размерите (scaling) на един или повече обекти. Например сковаване на двама героя заедно така че когато единия расте на височина по Y и другия също да го следва.

Geometry constraints - Геометричния constraint ограничава обекта по NURBS повърхност, крива или полигонална повърхност (mesh).  Например сковаване на питие в ръката на герой.

Normal constraints – Нормалните constraints сковават ориентацията на обект така че тя да бъде приравнена нормалните вектори на NURBS или полигонална повърхност (mesh).  Например сковаване на паяк за герой за да го накараме да се движи върху повърхността точно.

Tangent constraints – Сковават ориентацията на обект така че обекта винаги да сочи посоката на крива. Например сковаване на муха герой по крива за да я анимираме по кривата и да запазим посоката на кривата, например ако тя сочи нагоре и мухата ще се обърне с лице нагоре освен че ще следва кривата

Pole vector constraints - Те сковават pole vector държача на IK rotate plane. Например контролирането на позицията на коляното на героя от лакътя когато анимирате(повече информация по-късно).

Добре, вече сме готови с основите, надявам се не сам ви отегчил много все още. Сега ние трябва да сме готови за да преминем към главната част от урока, но преди да продължим, ако искате да ме последвате напълно за да разберете всичко каквото става и какво правите, изтеглете си модела, който съм създал и който ще екипираме в процеса;) :-

Character Rigging Base Scene File (Maya 4.5) (Zip File - 281kb)

Добре след като се изтеглили модела разархивирайте съдържанието му и отворете файла в Мауа вие трябва да имате нещо подобно на това. 

!  Забележете в този прозорец (Screengrab), Аз сам включил 'Wireframe On Shaded' !

Сега той изглежда доста променен от хубавите и гладки версии който бях сложил преди това, разликата е че този модел е ниско полигона (low-polygon) версия, която аз направих за преходи до subdivision или полигонални гладки повърхности.  Понеже това е нискополигонен модел ще е по лесно да го приготвим и екипираме направо през незавършения модел, за разлика от полигоналната гъста повърхнина вие ще срещнете много по малко проблеми.  Има и още бележки, които трябва да направя за тази сцена, но тях ще ги упомена в процеса на работа.

Подготовка на скелета

В сцената отворете Outliner, Window > Outliner.  В outliner, ще видите две групи наречени Character и Guide_Curves,  групата Character включва всички части на тялото на нашия герой, като главата му, ръцете, краката, зъбите и други, аз съм ги групирал по този начин за да направя сцената по-чиста и по-лесно контролируема когато търсите нещата, групата Guide_Curves включва няколко Nurbs криви, които ги сложих около тялото на героя, те- 'водещите' криви ще ни помагат в създаването на Скелета, и после ще ги изтрием, изберете групата Guide_Curves в Outliner, после уголемете до максимално вашия Perspective прозорец и натиснете 4 за да го покажете в мрежесто състояние (wireframe), вие трябва да можете да видите Nurbs Guide кривите малко по-добре по този начин, който трябва да прилича на тази графика:-

Както можете да видите аз съм сложил Guide Curves на някой ключови места, но не на всички, тази стъпка не е съществена, но я намирам като помощната когато поставям моите шевове, ключовите места които съм засегнал са централните опорни точки(pivots) за очите, главата, рамената, всяко шевно (joint) място на пръстите, най-горе на краката, колената и глезените. Нека започнем приготовлението на нашия герой сега:-

Добре първите неща първо, създайте нов слой(layer) и го кръстете Skeleton_L, това ще стане слоя където ще поставим всички шевове.  Сега след като направихте допълнителен слой ще започнем с добавянето и поставянето на шевовете. Ще започнем с краката натиснете F2 ако не сте вече с анимационната секция, и после изберете SKELETON > JOINT TOOL, В менюто на слоевете(Layers), изберете Character_L слой на T за Templated.  Въпреки че имаме водещи криви и за двете страни на тялото, ние просто ще използваме едната страна и после ще копираме шевовете чрез mirroring на другата, ние ще използваме дясната страна на героя като както го виждате за да може после шевовете да се копират. Сега се надявам че още вашето Skeleton > Joint Tool е избрано ако не изберете го отново и после във вашият десен изглед направете следната шевна верига : -

Сега ще преместим шевовете в позиция, уголемете до максимално вашия Perspective изглед като натиснете Space Bar бързо докато държите мишката върху него сега включете Snap To Points : -

и после във връзка с това къде са ви шевовете snap всеки шев в съответните точки на всяка от водещите криви, както е показано на картинката : -

По същество започнете от началото(върха) на а крака и работите надолу, когато свързвате шевовете, с 3 nurbs криви, вие трябва да го правите в следния ред, 1-во – свържете средното CV на върха на кривата, в коляното място, вие трябва да свържете 2-рия шев с  второто CV отпред на коляното, и после на 3-тото свързване трябва да сте сигурни че е 2 CV отзад на водещата крива. В менюто за слоеве, изключете V –видимостта(Visibility) на Curve_Guides слоя, и сменете от T-template на R - Reference Layer на Charater_L слоя, сега свържете вашия следващ шев на следния Vertex с долната част на стъпалото: -

И остана само още един шев за да завършим, преминете към вашия страничен изглед и сменете вашето свързване (snapping) на snapping to grid и после прибавете до тази grid точка от пред на обувката : -

Веднъж свързали последната вие вече трябва да имате верига от шевове за вашия крак подобна на картинката : -

Изберете първата кост която направихте, joint1, и в менюто за слоеве цъкнете с дясно копче на мишката върху Skeleton_L Layer и изберете Add Selected Objects, ако не сте го направили вече, аз също добавям цвят на слоя за да мога лесно да разгранича какво е съдържанието на всеки слой, Избрах синьо защото то се разграничава и лесно се вижда.  Ние не сме напълно готови все още, ще добавяме още шевове когато трябва да направим настройки на противоположния крак, но това по-късно сега ние ще преименуваме нашите създадени вече шевове. Отворете Outliner, и погледнете вашите шевове, с зачитане на всяка една позиция преименувайте ги както следва : -

Така сега е много по четливо и сега ще имате по голяма представа каква ще е ролята на всеки шев в йерархията.  Сега ще направим костите на ръката, така че пак във менюто на слоевете променете Character_L слоя на T за Templated, и върнете Curve_Guides пак до V –Видим(Visible). Превключете на преден изглед, където ние ще правим нашите шевове за ръката, и без никакво свързване включено, направете следните шевове за ръката, не се притеснявайте много за местоположението сега просто направете грубо показаното на картинката : -

В вашия Outliner, преименувайте костите като започнете от първата както е показано : -

Сега се нуждаем от тяхното точно позициониране уголемете до максимално вашия Persp изглед, и запазете outliner отворен в него изберете Left_Shoulder шева, сега, го свържете с средното CV на nurbs кривата в мястото : -

Сега изберете Left_Elbow шева, и в top изглед, де използвайте свързване Do Not Snap, преместете го в тази позиция така че да съвпада с картинката : -

Сега изберете Left_Wrist шева и отново в top изглед го преместете в позиция така че да прилича грубо на картинката : -

Сега последния шев ще бъде добре следователно не се нуждае от местене. В outliner, изберете първия шев, Left_Clavicle и после го прибавете към Skeleton_L слоя.  Сега нека да направим кости за пръстите в топ изглед с използване на Grid Snapping, направете следните шевове, запомнете да натискате Enter винаги когато направите всяка група от кости за всеки пръст не се безпокойте затова къде са поставени защото ще ги свържем на точните места по-късно : -

След това уголемете до максималност вашия Persp изглед, и после изключете Grid Snapping и вместо това използвайте Point Snapping, и в следващата стъпка всеки шев си отговаря на място от водещата крива и когато ги свързвате правете го с средните CV на тях. Трябва да направите нещо като това : -

Не сме готови все още във вашия Top изглед изберете последния шев на всеки пръст включително и на палеца, променете Character_L слоя от T - Template, до R - Reference, и свържете 1 по 1 всеки шев с тези точки в края на mesh, виж картината : -

И последния шев от йерархията на палеца (Вероятно най-добре поставен в Persp изглед) : -

Сега си наименувайте вашите шевове подред като започнете от първия набор, който направихте аз ви препоръчвам следния начин за наименование, Left_Pinky_Finger_и тн., Left_Index_Finger_и тн., Left_Inner_Finger_и тн., и накрая, Left_Thumb_и тн., Можете да видите какво направих тук , ( Допълнително - За да спестите скуката от повтарящото се писане напишете първото име после го избере те натиснете CTRL + C за да го копирате и на следващия шев натиснете CTRL + V за да го добавите и просто сменете думата която е ненужна ) : -

И накрая изберете всички нови шевове и ги добавете в Skeleton_L Слой.  Можете да върнете Character_L слоят обратно на template също. Не се притеснявайте че костите на пръстите не са свързани с нещо ще го оправим това по късно.  Сега ще минем към направата на шевове на гръбначния стълб (Spine).

Понеже този урок е изпълнен с графика аз трябваше да помисля и за хората с по-бавни връзки и затова съм го направил на страници. Просто следвайте връзката по-долу: -