使用 IK 设置腿部动画

现在举个手臂的例子。要设置使用正向运动学的手臂的动画,可以旋转上臂使它移离肩部,然后旋转前臂,手腕以下的手部等等,为每个子对象添加旋转关键点。          

要设置使用反向运动学的手臂的动画,可以移动用以定位腕部的目标。手臂的上半部分和下半部分为 IK 解决方案所旋转,使称为末端效应器的腕部轴点向着目标移动。        

例如,如果是腿部的话,脚部就被目标约束到了地面。如果移动了骨盆,脚部保持固定不动,因为目标并没有移动,这将使膝部发生弯曲。整个动画都包含在目标和足部的关键帧中,而且没有将关键点应用到单独的链对象上。        

用反向运动学可以快速地设置复杂的运动,并设置它的动画。基本的步骤包括三个任务:

  • 构建模型。它可以是关节结构,也可以是许多个或单个的连续曲面。

  • 将关节模型链接在一起并定义轴点,如层次中所述。              

    为获得表面连续的模型,创建“骨骼”结构或使用 Biped 来动画角色的皮肤。

  • IK 解算器应用于关节层次。可能会在整个层次中创建几个 IK 链,而不是一个。也可能创建几个独立层次,而不是在一个大的层次中将所有东西都链接在一起。对于简单反向运动学动画,您可以使用 交互 IK,而无需应用任何 IK 解算器。

  • 在轴点位置定义关节行为,根据所使用 IK 解算器的类型,设置限制或首选角度。在这里可以设置滑动关节或转动关节。              

    您可能还需要移动层次的根,并且可能要在此点上添加控制对象,比如虚拟对象或点。  

  • 设置目标(在 HI 解算器IK 肢体解算器情况下)或末端效应器(在 HD 解算器情况下)的动画。这将设置 IK 链所有组件的动画。              

    可以将约束应用到目标或控制对象或链的根上。              

您可以在场景中引用外部的 IK 链。XRef IK 链如果在主场景中,就不能将其 XRef 控制器重定位,除此之外,它与非 XRef 链的操作相同。请参见外部参照对象了解详细信息。

控制对象以辅助 IK

可以将目标或末端效应器应用到点、样条线或虚拟对象上,它们用作对链的末端进行转换或旋转的快速控制。这些控制对象可以链接在一起,也可以受约束的控制。也可以使用相关联的参数以构建这些控制对象之间的关系。

也可以将控制对象与操纵器辅助对象自定义属性相关联起来,为可设置动画的模型创建可以方便地进行访问的界面。

也可以添加进一步的控制以操纵链中间的元素。

注意HI 解算器中,旋转角度具有其自己的操纵器,可以对其设置动画或链接到另一个目标对象。                

正向运动学与反向运动学的差异

正向运动学使用自上而下的方法,它在定位和旋转父对象的地方开始,然后向下进行到定位和旋转每个子对象的层次。

正向运动学的基本原则包括:

  • 按照父层次到子层次的链接顺序进行层次链接。

  • 轴点在对象之间定义关节。

  • 子对象继承父对象的变换。

这些原则相当的宽松。只要所有对象都链接在一起并且轴位于关节位置上,那么就可以成功地设置该结构的动画。

反向运动学 (IK) 使用目标导向方法,可以用来定位目标对象,并且 3ds Max 计算链末端的位置和方向。在所有计算都完成后,层次的最终位置就称作 IK 解决方案。有许多 IK 解算器可以应用到层次上。

反向运动学开始于链接和轴点位置,并将它们作为地基,然后添加以下原则:

  • 关节受特定的位置和旋转属性的约束。

  • 父对象的位置和方向由子对象的位置和方向所确定。

由于添加了这些约束,IK 需要充分考虑链接对象和放置轴的方式。有许多不同的链接对象解决方案可能适用于正向运动学,对于给定的 IK 方法通常仅仅只有几个适合的方案。

反向运动学比正向运动学更易于使用,它可以快速创建复杂的运动。如果以后需要编辑这些运动,在使用 IK 时可以非常简单地反转该动画。这也是在动画中模拟权重最好的方法。

反向运动学 (IK)。                    

  • 关节控件

    关节控制父对象的旋转和位置。


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