Куда он делся!

Как заставить персонаж со свистом умчаться, как в мультфильме?

Тема:

Анимация персонажей.

Используемые техники и инструменты:

Jiggle Deformer (Деформатор Покачивание), Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых), Motion Blur (Размытость при движении).

Одной из ключевых особенностей анимации персонажей является подготовка действия (anticipation). Каждый шаг в реальной жизни предваряется фазой подготовки к нему: перед тем как занести ногу вперед, мы слегка отводим ее назад - сильно перед тем, как ударить по мячу, слабее, когда прогуливаемся по парку, но все же мы это делаем. Отведение ноги назад, то есть движение в обратном направлении, и есть подготовка действия. У нее есть несколько особенностей, которые мы изучим в этом уроке, используя простой объект. Полученные результаты можно применять даже при изображении самого незаметного движения, для того чтобы обогатить личность сложного трехмерного персонажа. Мультипликаторы всегда знали об этой подготовке действия. Когда Дональд Дак проносится справа налево, мы видим, как он медленно отклоняется назад, перед тем как исчезнуть из виду за доли секунды.

В этом уроке мы используем три очень полезных инструмента для создания эффекта подготовки действия: Jiggle Deformer (Деформатор Покачивание) (новый инструмент Мауа 4), который заставит персонаж слегка покачиваться назад и вперед по инерции движения; Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых) позволит нам настраивать касательные ключевых кадров и рендеринг с опцией Motion Blur (Размытость при движении) позволит визуально усилить ощущение скорости.

1. Создайте NURBS-конус. В окне Channel Box (Окно Каналов) откройте секцию Inputs (Входные Данные) и увеличьте Radius (Радиус) конуса с 1 до 4, а его Spans (Число секций по вертикали) установите на 4.
2. Выделите три средние секции конуса и слегка сузьте их по направлению к центральной оси (см. рис. 5.1). Не снимайте выделение.
3. Переключитесь на меню анимации (клавиша F2). Выберите Animate / Create Jiggle Deformer (Создать Анимацию / Создать Деформатор Покачивание), для того чтобы применить деформатор к выделенным сегментам конуса.

Рис. 5.1. Средние секции конуса сужены

Покачивание деформирует геометрию фигуры в соответствии с данными движения и инерцией. Нет движения, нет и покачивания. Итак, давайте добавим движение нашему конусу.

1. Задайте длительность анимации 100 кадров.
2. Идите в кадр 25 и выделите конус.
3. Задайте ключевой кадр для положения конуса, используя клавиши SHTFT+W.
4. Идите в кадр 75.
5. Переместите конус на 100 единиц влево и установите здесь второй ключевой кадр.

Когда вы воспроизведете анимацию, верхняя секция (не самый кончик и не основание, поскольку мягкой мы сделали только середину) наклонится с началом движения конуса (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Начиная с кадра 25 конус движется справа налево. В кадре 25 (крайний правый конус) он стоит прямо, в кадре 26 он резко устремляется влево, а его форма меняется Деформатором Покачивание. Хотя движение заканчивается в кадре 75 (крайний левый конус), верхушка конуса некоторое время слегка покачивается назад и вперед по инерции. Без Деформатора Покачивание эта линейная анимация справа налево была бы весьма неинтересной

Достигнув конечной позиции, верхушка конуса продолжает покачиваться по инерции. Деформатор Покачивание значительно украшает эту простую анимацию с двумя ключевыми кадрами. Однако к подготовке действия это пока не имеет никакого отношения.

Давайте проведем эксперимент.

1. Возьмите ручку со стола и держите ее прямо перед собой. Затем очень быстро перенесите ее влево. Озвучьте движение свистящим звуком.
2. Повторите процедуру, немного изменив начало: слегка отведите ручку вправо, перед тем как она умчится влево. Снова озвучьте это свистящим звуком, как в мультфильме.
3. Обратите внимание на синхронизацию движения: вы интуитивно начинаете с длинного звукового эффекта, когда ваша ручка медленно движется вправо с начальной позиции. Движение ручки немного замедлено еще некоторое время, а затем она мгновенно уносится влево, сопровождаемая коротким свистящим звуком.

Эта последовательность движений содержит важную информацию о подготовке действия, которую мы сейчас используем в создании анимации нашего конуса. Самый важный момент подготовки действия - это точка разворота конуса, где происходит изменение направления движения и где мы теперь зададим третий ключевой кадр. Эта точка завершает подготовку действия, и останутся лишь доли секунды, прежде чем анимация будет завершена. Подготовка к тому, чтобы умчаться прочь, занимает гораздо больше времени, чем основное движение (во всяком случае, в мультфильме).

1. Идите к первому ключевому кадру анимации.
2. На временной шкале нажмите среднюю кнопку мыши и, не отпуская, ведите курсор к кадру 70.

Использование средней кнопки мыши на временной шкале позволяет переносить фиксированное состояние анимации из одной точки во времени в другую. Сцена при этом не обновляется. Таким образом, нам уже не нужно искать конус и перемещать его из далекой позиции в кадре 70.

1. Переместите конус вправо, в позицию подготовки действия.
2. Установите ключевой кадр.

Теперь конус, оставляя начальную позицию, медленно движется вправо на протяжении нескольких кадров и молниеносно исчезает из виду в левую сторону всего за пару кадров (см. рис. 5.3).

Рис. 5.3. Анимация с подготовкой действия, как в мультфильме. В кадре 25 конус начинает медленно двигаться вправо. Это предваряющее движение в противоположном направлении длится около 2 секунд до кадра 70. Затем внезапно наш конус устремляется влево и достигает конечной позиции всего за 5 кадров. Он резко останавливается, а верхушка продолжает еще долго раскачиваться. Самое большое ускорение, а следовательно, и самые большие покачивания происходят тогда, когда конус покидает зону подготовки действия в кадре 71 и после его внезапной остановки в кадре 75

Деформатор Покачивание активнее всего действует в кадре 70, где меняется направление движения. Если эффект покажется вам слишком сильным, откройте секцию Jiggles (Покачивания) в окне Channel Box (Окно Каналов) и увеличьте значения параметров Stiffness (Жесткость) и Damping (Затухание).

Для того чтобы полностью контролировать ключевой кадр 70, мы обратимся к касательным движения нашего конуса - графическому изображению того, как анимация приближается к ключевому кадру и покидает его.

1. Выделите конус и выберите Window / Animation Editors (Окно / Редакторы Анимации), для того чтобы открыть Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых).
2. Удалите или проигнорируйте все горизонтальные кривые, не имеющие отношения к анимации.
3. Выделите средний ключевой кадр (кадр 70).
4. Нажмите на пиктограмму Break tangents (Разделение Касательных) в верху окна, для того чтобы разделить касательные в этом ключе (см. рис. 5.4).
5. Выделите правую часть касательной и щелкните по пиктограмме Linear (Линейный). Это заставит касательную сильно отклониться в направлении последнего ключевого кадра.
6. Выделите левую часть касательной и щелкните по пиктограмме Flat (Горизонтальный), для того чтобы расположить ее горизонтально (см. рис. 5.5).

Теперь конус медленно движется вправо, еще больше замедляет движение перед кадром 70, а потом вдруг уносится влево с большой скоростью. Две касательные позволяют весьма эффективно управлять подготовительным действием движения конуса. Если вы зададите тип Flat (Горизонтальный) и для касательной выхода из области подготовки действия, конус с некоторым промедлением будет покидать точку изменения направления.

Рис. 5.4. В кадре 70 конус слишком плавно проходит область подготовки действия, что делает анимацию скучноватой. Для того чтобы направление движения сменялось быстрее, нам нужно разделить касательные в этом ключевом кадре

Рис. 5.5. Задав тип Linear (Линейный) для правой касательной - в нашем случае это означает крутой и быстрый, - мы задаем левой касательной тип Flat (Горизонтальный). Теперь конус не спеша движется до точки поворота, а затем неожиданно стремительно покидает ее

Для рендеринга такой анимации нам просто необходим Motion Blur (Размытость при Движении). Motion Blur - это эффект, заимствованный из мира реальной видеосъемки, который легко имитируется в программах по трехмерной графике.

Прежде чем приступить к рендерингу с опцией Motion Blur (Размытость при Движении), создайте для эффекта покачивания кэш диска. Для этого нужно выбрать в меню Deform / Jiggle Disk Cache (Деформация / Кэш Диска для Покачивания). Это позволит Мауа сохранять на жесткий диск данные деформации, которые Motion Blur (Размытость при Движении) будет использовать в процессе рендеринга.

1. Откройте окно Render Globals (Глобальные Параметры Рендеринга).
2. В окне Render Globals (Глобальные Параметры Рендеринга) откройте меню Motion Blur (Размытость при Движении) и отметьте 2D для Motion Blur Type (Тип Размытости при Движении) (рис. 5.6).
3. Отрендерите кадр 71.

Рис. 5.6. Активизируйте параметр 2D для Motion Blur Type (Тип Размытости при Движении) в окне Render Globals (Глобальные Параметры Рендеринга). Вы можете уменьшить значение параметра Blur Length (Величина Размытости), для того чтобы сделать эффект менее выраженным

Если эффект получился очень сильным, уменьшите значение параметров Motion Blur ву Frame (Количество Кадров Размытости) и Blur Length (Длина Размытости).

Если вы хотите визуализировать тени, то для Motion Blur Type (Тип Размытости при Движении) выберите параметр 3D. Это потребует более высоких значений сглаживающих параметров и значительно увеличит время визуализации, однако дает потрясающе реалистичный эффект размытости теней во время движения. Модуль рендеринга с опцией 2D Motion Blur не работает с тенями (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Конус, визуализированный с помощью 2D Motion Blur (Размытость при Движении 2D), в начале анимации (справа) и в конце (слева)

А теперь кое-что новенькое. Приходилось ли вам оставлять немного места под окном Мауа для размещения там пиктограмм свернутых окон?

Посемафорим

Как создать анимацию работы семафора?

Тема:

Анимация персонажей.

Используемые техники и инструменты:

Joint Tool (Сустав), Create Character (Создать Персонаж), Create Pose (Создать Позу), Trax Editor (Редактор Дорожек), Create Blend (Создать Плавный Переход).

Более века назад семафорные флаги как систему передачи сигналов заменил электрический телеграф. Тем не менее и в наши дни корабли продолжают использовать семафор для связи на коротких дистанциях, а морские офицеры-связисты в прошлом использовали флаги для передачи сообщений приветствия, вызова или нападения. В системе семафора каждое сочетание двух флажков символизирует число или букву. Весьма интересно наблюдать за парой рук, машущих флажками по определенному шаблону и передающих информацию кому-то, знакомому с этой системой. В этом уроке мы отправим семафорное сообщение: четыре буквы M-A-Y-A. Для этого используем технику нелинейной анимации.

Для начала нам нужен кто-то, держащий флажки. В окне Front View (Вид Спереди) создайте простой скелет, состоящий из торса, двух плеч и двух рук.

1. Создайте полигональную плоскость и наложите на нее двухцветную текстуру ramp с резко очерченными границами цветов (установите Interpolation (Интерполяция) на None (Отсутствует).
2. Поверните текстуру, используя Attribute Editor (Редактор Атрибутов) окна place2dTexture. Задайте для Rotate Frame (Поворот Рамки) значение 45 градусов (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Параметры для диагонального расположения цветов текстуры Ramp на флаге

1. Увеличьте значение Coverage (Покрытие) текстуры до 2x2 и уменьшите значение параметра Translate Frame in V (Перемещение Рамки по оси V) с 1 до 0,5.

Эти установки создают диагональное расположение двух цветов текстуры.

1. Дублируйте плоскость путем зеркального отражения ее по оси Z.
2. Сделайте созданные плоскости дочерними (Edit / Parent) для соответствующих рук).

В семафоре руки движутся, как стрелки часов (рис. 6.2). Для того чтобы получатель сообщения понял, что одно слово закончилось и начинается новое, система знаков содержит нейтральную позицию, когда обе руки опущены вниз. В этом уроке мы изобразим M-A-Y-A как слово, где следует выделить каждую букву. Для этого мы используем нейтральную позицию рук после каждого отдельного символа, а не в конце всего слова. Различные положения рук создаются вращением относительно нейтральной позиции на угол, кратный 45 градусов. Самый лучший инструмент для достижения такой точности - это Rotation Snapping (Привязка Вращения): дважды щелкните мышкой по значку вращения, активизируйте Snapping (Привязка) и введите для нее значение 45.

Рис. 6.2. Буквы и числа семафорной азбуки

Теперь инструмент вращения будет останавливать движение рук через каждые 45 градусов.

Перед тем как приступить к нелинейной анимации, нам бы пришлось начать анимацию слова M-A-Y-A с изображения нейтральной позиции и установки здесь ключевого кадра. Затем мы бы вращали все участвующие в движении объекты для приведения их в положение, обозначающее букву М, и снова установили ключевой кадр. Потом опять вернулись бы в нейтральную позицию, задали ключевой кадр, выполнили бы Rotate (Поворот) для буквы А, ключевой кадр и т. д. Конечно, это самый прямой способ анимации слова. Однако, если вы работаете, скажем, над серией сюжетов для научной передачи о системе семафорных знаков и вам нужно было бы изобразить передачу огромного количества слов и предложений, использование процедуры, исключающей установку ключевых кадров, сэкономило бы вам много времени.

Вместо установки ключей мы создадим позы для каждой руки, изображающие все возможные варианты положений рук под углом 45 градусов, то есть целый алфавит. Создание этих поз не займет много времени, однако, когда оно будет завершено, работа над созданием анимации станет весьма приятной. Какое бы слово вам ни пришлось изобразить, просто подберите необходимые позы и соедините их в Trax Editor (Редактор Дорожек).

Для того чтобы использовать позы в Мауа, нам нужно создать персонажей из совокупности участвующих в анимации объектов. Персонаж в данном контексте не имеет ничего общего с трехмерными существами или личностью. Персонаж в Мауа - это просто набор различных атрибутов всевозможных объектов. Нам нужно создать такой набор, перед тем как использовать его атрибуты в нелинейной анимации. При создании клипа персонаж генерируется автоматически. Позы, однако, еще потребуют немного ручной работы. Итак, мы создадим два простых персонажа: один, состоящий из поворотов левой руки и флажка вокруг оси Z, другой, состоящий из поворотов правой руки и флажка вокруг оси Z.

1. Выделите правый флажок (левый, если смотреть прямо из окна front) и правую руку. Убедитесь в окне Outliner (Схема сцены), что и рука, и многоугольник выделены.
2. В окне Channel Box (Окно Каналов) выделите Rotate Z (Вращение вокруг оси Z).
3. Откройте окно настроек для создания нового персонажа. Для этого нажмите клавишу F2 и выполните команду Character / Create Character Set Option Box (Персонаж / Создать Персонаж Окно Настроек) (см. рис. 6.3).
4. Включите опцию From Channel Box (Из Окна Каналов), дайте персонажу имя и создайте его, нажав Create (Создать).

Во всплывающем меню в правом нижнем углу экрана вы увидите, что персонаж создан и активизирован. Это все, что вам нужно о нем знать. Теперь вы можете поработать с позами правой руки.

1. Поверните правую руку так, чтобы она указывала прямо вниз.
2. Если необходимо, поверните и правый флажок; постарайтесь поместить его в одно из положений семафора.
3. Для этой нейтральной позиции создайте первую позу, выбрав Animate / Create Pose (Создать Анимацию / Создать Позу) (рис. 6.4). Дайте ей соответствующее имя.
4. Создайте позы для каждого из поворотов на 45 градусов для правой руки и ее флажка.

Рис. 6.3. Для преобразования положений рук нашего сигнальщика в позы следует сначала создать новый персонаж - в данном случае для правой руки и флажка

Рис. 6.4. Первая поза (нейтральная)

Воспользуйтесь иллюстрацией знаков семафора в качестве гида. При этом вам не нужно выделять объекты для создания поз. До тех пор, пока персонаж, содержащий интересующие нас атрибуты, активен, все задаваемые ключи будут ставиться на эти атрибуты Основная цель, а также мощь использования персонажей в Мауа заключается в том, чтобы собрать вместе большое количество параметров различных объектов для упрощения работы с ними.

1. Откройте окно Visor и просмотрите в нем только что созданные позы. Для этого нажмите на них правой кнопкой мыши и выполните команду Apply Pose (Применить Позу) (рис. 6.5).
2. Найдите позы правой руки для букв М и Y.
3. Переименуйте их в М_г и Y_r.

Рис. 6.5. Мы применяем готовую позу к сцене - и персонаж сигнализирует букву Y

При изображении буквы А положение правой руки будет таким же, как при изображении буквы М.

1. Создайте второго персонажа, на этот раз для вращения вокруг оси Z левой руки и левого флажка.
2. Создайте позы для поворотов руки на каждые 45 градусов. Имя, которое вы дадите первой позе, будет учитываться при создании последующих новых поз.
3. Опробуйте новые позы, используя Visor. Переименуйте позу для буквы М в М_1.

Поза левой руки для буквы А такая же, как в нейтральной позиции, а поза для Y, когда рука с флагом вытянута в сторону, повторяет позу для буквы М.

Теперь у вас есть 2 набора из семи поз - для каждого из двух персонажей. Когда вы активизируете персонаж во всплывающем меню справа снизу, вы увидите его позы в Visor.

1. Откройте Trax Editor (Редактор Дорожек), выбрав Window / Animation Editors / Trax Editor (Окно / Редакторы Анимации / Редактор Дорожек).

Это окно представляет собой центр управления нелинейной анимацией. Можете назвать его Avid или Media 100 монтажной системой для анимации 3D персонажей. Здесь вы найдете 2 набора входных данных, по одному для каждого из персонажей.

1. Активизируйте правый персонаж, используя всплывающее меню в нижнем правом углу экрана.
2. Средней кнопкой мыши перетащите нейтральную позу правой руки из окна Visor в верхнюю дорожку в Trax Editor (Редактор Дорожек) (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Используя среднюю кнопку мыши, вы можете перетащить нейтральную позу правой руки из окна Visor в пять различных позиций на дорожке Trax Editor (Редактор Дорожек)

Вы можете работать в окне Trax Editor (Редактор Дорожек), как в любом другом 2D окне. Особенно полезны клавиши: F - для фокусирования на выделенных объектах; А - для фокусирования на всех объектах.

1. В Trax Editor (Редактор Дорожек) передвиньте нейтральную позу в кадр 0 или 1.
2. Еще четыре раза перетащите нейтральную позу из окна Visor в окно Trax Editor (Редактор Дорожек) в кадры 10, 20, 30 и 40.
3. В окне Visor найдите позу М_г и перетащите ее в кадр 5 в окно Trax Editor (Редактор Дорожек).
4. Перетащите эту же позу (которая также используется для буквы А) в кадры 15 и 35.
5. Перетащите позу правой руки для буквы Y в кадр 25.

Это не заняло много времени. Так же быстро все это получится и при работе со вторым персонажем, левой частью сигнальщика.

1. Выделите персонаж левой стороны, используя всплывающее меню.
2. Перетащите нейтральную позу из окна Visor в Trax Editor (Редактор Дорожек) пять раз и расположите панели левого персонажа прямо под нейтральными позами правого персонажа (в кадрах 0, 10, 20, 30 и 40).
3. Перетащите позу левой руки для М - М_1 (которая идентична позе для Y) в кадры 5 и 25 (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Завершенная анимация передачи слова M-A-Y-A по системе флажков семафора - анимация в Trax Editor (Редактор Дорожек) без единого ключевого кадра

Подвигая указатель текущего кадра по временной шкале, вы увидите, что создали анимацию, ни разу не установив ключевого кадра. На этом этапе анимация перескакивает от одной позы к другой, поскольку Мауа не интерполирует между ними. Но вы можете сгладить переход от одной позы к другой всего одним щелчком мыши.

Выделите две соседние позы в Trax Editor (Редактор Дорожек) и сгладьте переход от одной к другой, нажав на значок Create Blend (Создать Плавный Переход) (рис. 6.8). Повторите эту процедуру для других пар поз.

Рис. 6.8. Смягчите переход от одной позы к другой, используя инструмент Blend (Плавный Переход)

Теперь анимация воспроизводится плавно. Степень плавности вы можете видеть в Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых), который открывается щелчком мыши по его пиктограмме в Trax Editor (Редактор Дорожек) (рис. 6.9). В Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых) выделите кривые плавного перехода и задайте их касательным тип Flat (Горизонтальная Касательная), для того чтобы они покидали предыдущие позиции и входили в последующие немного более плавно (см. рис. 6.10).

Рис. 6.9. Быстрый способ выхода из Trax Editor (Редактор Дорожек)...

Рис. 6.10. ...в Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых), где вы можете отредактировать касательные

В анимации, однако, есть небольшой дефект, который легко исправляется в Trax Editor (Редактор Дорожек): персонаж должен задерживаться в одной позиции на несколько мгновений, прежде чем перейти к другой. Для этого просто растяните вправо соответствующую панель (рис. 6.11). Переместите растянутую панель немного влево - и дефект исправлен. Именно так работают в монтажной программе для цифрового видео.

Рис. 6.11. Растягиваем длину позы для букв

Рис. 6.12. M-A-Y-A: наше сообщение для семафора готово

А теперь кое-что новенькое. Заглядывали ли вы в папки particle от предыдущих проектов? А в папки depth? [Автор намекает на то, что в папке particle хранится кэш частиц, а в папке depth - информация о распределении частиц по глубине. Эта информация весьма объемна и занимает на диске много места... Поскольку речь идет о старом проекте, то эти папки можно почистить, сэкономив кучу места на диске. - Примеч. ред. ]

Катись, мяч, катись!

Как сделать так, чтобы сфера скатывалась с холма, а не соскальзывала с него?

Тема:

Анимация.

Используемые техники и инструменты:

Make Live (Сделать Активным), Curve on Surface (Кривая на Поверхности), Arc Measure Tool (Измерение Дуги).

Нет ничего сложного в том, чтобы передвинуть объект слева направо. Довольно просто толкать объект по горизонтальной плоскости. Однако совсем не так легко двигать объект по неровной поверхности, точно соблюдая заданный путь движения (использовать динамическую симуляцию в этом случае вы не можете: результаты могут быть самыми неожиданными). А если объект является сферой, которая должна катиться, а не скользить, - тут есть над чем задуматься. Но давайте отложим размышления на потом и начнем двигать куб по холмистой поверхности.

Рис. 7.1. Вот так выглядит реальный курвиметр для измерения длины кривой линии, например дороги на карте французских Альп

1. Задайте длительность анимации 400 кадров.
2. Создайте NURBS-плоскость шириной 20 и плотностью 20x20 патчей в V и U направлениях.
3. Нажмите клавишу F3, выберите Edit NURBS / Sculpt Surfaces (Редактирование NURBS / Создать Рельеф Поверхности) для деформации поверхности.
4. Выделите поверхность и преобразуйте ее в «активный» объект. Для этого либо нажмите на пиктограмму с магнитом в верхней части экрана (рис. 7.2), либо выберите Modify / Make Live (Модифицировать / Сделать Активным). С этого момента вы можете работать прямо на поверхности.

Рис. 7.2. Пиктограмма с магнитом в верху окна Мауа позволяет вам работать непосредственно на поверхности

1. Выберите один из инструментов Create Curve (Создать Кривую) и постройте кривую. Для этого либо несколько раз щелкните мышкой по поверхности, добавляя к ней точки, либо проведите мышкой по поверхности, удерживая нажатой левую кнопку.
2. Выйдите из режима Live mode (режим Сделать Активным), нажав снова пиктограмму с магнитом.

Кривая, которую вы только что создали непосредственно на поверхности, и будет путем движения нашего куба.

1. Создайте полигональный куб.
2. Нажмите клавишу 4, для того чтобы войти в режим Wireframe mode (режим Каркас). Выделите куб, а затем и кривую на поверхности.
3. Создайте путь для движения куба. Для этого нажмите F2, выберите Animate / Motion Paths / Attach to Motion Path (Анимация / Пути Движения / Присоединить к Пути Движения) (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Присоединим куб к кривой на поверхности

Когда вы воспроизведете анимацию, то увидите, как куб движется вниз и вверх по холмам. Есть, правда, одна проблема: когда куб скользит по поверхности, он погружается в нее (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Наш куб движется по холмам и по долинам (и проваливается в них)

Это связано с положением опорной точки куба. Мы могли бы передвинуть ее, однако вместо этого удалим куб и создадим NURBS-сферу. Давайте поговорим об опорной точке сферы. Если вы присоедините сферу к пути ее движения, как вы это уже делали с кубом, то ее нижняя часть тоже погрузится в поверхность. Если же вы опустите опорную точку сферы, для того чтобы избавиться от этого погружения, то сфера перестанет вращаться относительно своего центра - а это именно то, что необходимо для ее качения (а не скольжения) по поверхности.

Что нам тут действительно нужно, так это объединить два объекта в одном. Один будет отвечать за движение по заданному пути, а другой возьмет на себя качение сферы. Все это мы осуществим с помощью иерархической анимации - громкое слово для обозначения простой процедуры работы с группами, членами и родительскими объектами, сферу саму с собой и присоединить группу к пути движения. Единственный член группы - сфера - может теперь вращаться вокруг своей центральной точки, в то время как группа будет двигаться вверх и вниз по холмам. Группа несет в себе сферу, а сфера, в свою очередь, заботится об эффекте качения.

1. Сгруппируйте сферу саму с собой, используя клавиши клавиатуры Ctrl+g либо выбрав Edit / Group (Редактирование / Группа).
2. Переименуйте группу.
3. В режиме Insert (Режим редактирования опорной точки) переместите опорную точку группы к южному полюсу сферы (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Перемещаем опорную точку группы сферы после группирования сферы с самой собой. Благодаря этому сфера остается на поверхности во время движения

1. Присоедините группу сферы - но не саму сферу! - к кривой на холмистой поверхности так же, как вы раньше делали это с кубом. Нажмите F2, выберите Animation / Motion Paths / Attach to Motion Path (Анимация / Пути Движения / Присоединить к Пути Движения).

Сфера движется по поверхности (не погружаясь в нее) (рис. 7.6). В действительности движется не сама сфера, а ее группа, которая, конечно, несет в себе сферу, куда бы ни двигалась. Если сфера склоняется к кривой пути движения, исправьте это, изменив внутреннюю ось пути. Откройте Attribute Editor (Редактор Атрибутов) motionPathl и установите Up Axis (Верхняя Ось) на Y.

Рис. 7.6. Скользим и съезжаем с холмов - но не катимся

Теперь можно приступить к качению. Как предотвратить скольжение сферы? Мы заставим ее вращаться внутри группы для создания впечатления качения. Если мы поделим длину кривой на длину окружности сферы, то узнаем, сколько раз ей нужно повернуться вокруг своей оси за время движения по поверхности. Радиус сферы равен 1. Формула вычисления длины окружности следующая:

2*Radius*p.

Итак, длина окружности нашей сферы составляет: 2 * 1 * 3.14 = 6.28.

Таким образом, каждый раз, когда сфера преодолеет 6,28 единицы и выполнит один полный оборот, выглядеть это будет так, будто она катится по поверхности, чувствуя трение с ней. Мауа предлагает пару весьма полезных способов для измерения расстояний. Тот, который потребуется нам для измерения длины нерегулярной кривой, называется Arc Length Tool (Длина Дуги).

1. Выберите Create / Arc Length Tool (Создать / Длина Дуги). В режиме Wireframe mode (Режим Каркас) щелкните мышкой по кривой. Инструмент показывает вам расстояние между началом кривой и точкой, на которую вы укажете курсором (рис. 7.7). Перетащите Arc Length Tool (Длина Дуги) в конец кривой и запомните появившееся значение.

Рис. 7.7. Инструмент Arc Length Tool (Длина Дуги) измеряет длину дуги между началом кривой и любой точкой на ней

1. Разделите длину кривой на длину окружности сферы, которая составляет 6,28.

В нашей анимации длина кривой составляет 25,54 единицы. 25 / 6,28 = 4,07.

Следовательно, сфера сделает вокруг своей оси 4 полных оборота.

1. Умножьте результат на 360.

Теперь вы знаете, на сколько градусов должна повернуться сфера, чтобы прокатиться по всему пути движения.

1. Идите в начало анимации.
2. Выделите сферу (не группу!) и выберите направление вращения.
3. Задайте ключевой кадр для этого параметра вращения.
4. Идите в конец временной шкалы.
5. В кадре 400 увеличьте значение вращения на число, которое вы получили в результате вычислений, и задайте еще один ключевой кадр (рис. 7.8).

Рис. 7.8. После небольших вычислений вращение сферы получает второй ключевой кадр. В нашем случае она поворачивается на -1464 градусов вокруг оси Z

1. Откройте Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых) и задайте для касательных вращения сферы тип Linear (Линейный) (рис. 7.9).

Рис. 7.9. Для того чтобы получить реалистичное перекатывание, для касательных должен быть задан тип Linear (Линейный), если он еще не задан

Если сфера вращается в противоположном направлении, переустановите ключевой кадр, на этот раз с отрицательным значением. При воспроизведении анимации вы увидите сферу, плавно катящуюся по своему извилистому пути (см. рис. 7.10).

Рис. 7.10. Сфера реалистично катится по извилистому пути

Этот способ позволяет вам получить за короткое время вполне реалистичное качение сферы, однако он не очень удобен. Если, например, хоть один параметр - радиус сферы или длина пути - меняется, эффект качения пропадет, и вам снова придется производить вычисления и переустанавливать второй ключевой кадр. Для того чтобы полностью контролировать ситуацию, вам придется создать выражения, которые будут использовать значения этих параметров как переменные.

У нашей анимации есть еще одно слабое место: сфера катится слишком монотонно. Например, она не ускоряется при движении вниз с холма. Это можно исправить путем установления большего количества ключевых кадров для U Value (Значения U) пути движения и вращения сферы. После этого вам нужно будет дополнительно настроить две соответствующие анимационные кривые в Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых).

А теперь кое-что новенькое. Использовали ли вы когда-нибудь Тот Kluysken's Caustics при рендеринге рубинового колье?

Управляем велосипедом (и отвлекаем внимание)

Как сделать так, чтобы персонаж одной рукой управлял велосипедом, а другой одновременно рисовал в воздухе знак @?

Тема:

Анимация.

Используемые техники и инструменты:

Joint Tool (Сустав), ik Handle (ИК-манипулятор), Point Constraint (Принудительное согласование позиций), Motion Path (Путь Движения).

Анимация персонажей не сводится к цифровому изображению мимики, реалистичной ходьбе и синхронизированной с движениями губ речи. Персонаж также должен взаимодействовать с окружающим миром. Хотя в реальной жизни это предполагает огромное количество различных действий - прикасание, хватание, отпускание, взгляд, приближение, - в компьютерной анимации все это может быть сведено к Constraint (Принудительное согласование). Самое главное согласование - это то, которое связывает персонаж с другими элементами окружающего мира: с другим объектом или персонажем. В этом уроке мы рассмотрим основные процедуры при использовании такого вида ограничений. Мы создадим анимацию персонажа, управляющего велосипедом и одновременно рисующего другой рукой в воздухе знак @.

1. Создайте руль велосипеда с двумя ручками (см. рис. 8.1). Все, что вам для этого нужно, это три цилиндра соответствующих размеров. Оставьте центр руля в начале координат. Сгруппируйте все три компонента вместе и дайте группе какое-нибудь значащее имя.
2. С помощью инструмента Joint Tool (Сустав) сконструируйте скелет для плеч и рук, состоящий из шести или семи костей. Начните с шеи, затем добавьте ключицу и вставьте в нее еще две кости рук, ведущие к лучезапястному суставу (см. рис. 8.2).
3. Теперь выделите верхний сустав руки и создайте зеркальное отражение всей совокупности элементов с другой стороны, используя команду Mirror Joint (Зеркальное Отражение Сустава) (см. рис. 8.3). Создавать отражение шеи вовсе не обязательно.
4. Для обеих рук добавьте ik Handles (ИК-манипулятор) от плеч к запястьям (см. рис. 8.4).

Рис. 8.1. Руль велосипеда с ручками состоит из трех NURBS-цилиндров

Рис. 8.2. Моделируем скелет: несколькими щелчками мыши в соответствующем окне мы создаем левое плечо и руку

Рис. 8.3. Теперь создадим зеркальное отражение руки и плеча для другой половины (здесь относительно плоскости YZ)

Рис. 8.4. Два ik Handles (ИК-манипулятор) упрощают анимацию рук

Используя два ik Handles (ИК-манипулятор), вы сможете управлять движением рук в соответствии с законами инверсной кинематики. Вам только нужно взять ik Handle (ИК-манипулятор) и перемещать его туда, куда вам нужно: две кости руки будут вращаться соответственно перемещению ik Handle (ИК-манипулятор). Мы прикрепим ik Handles к ручкам руля.

1. Выберите правую ручку руля и добавьте к выделенному объекту (с нажатой клавишей shift) правый IK Handle (ИК-манипулятор). Нажмите F2, выберите Constrain / Point (Принудительное согласование / Положение), для того чтобы принудительно связать ik Handle (ИК-манипулятор) с ручкой руля.

Лучезапястный сустав правой ладошки встанет в центр ручки руля, как только вы установите ограничение. Через минуту мы снова поднимем руку.

1. Используя Point Constraint (Принудительное согласование позиций), свяжите левую ладошку с левой ручкой руля.
2. Выберите обе ручки руля и в режиме Insert mode (Режим редактирования опорных точек) переместите их опорные точки вверх так, чтобы лучезапястные суставы находились немного выше ручек руля (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Перемещение опорных точек ручек руля вверх поднимает и запястья персонажа

Теперь давайте немного подвигаем рулем.

1. Выделите группу руля (в которую входят и обе ручки). В окне Outliner (Схема сцены) выделите Rotate Z (Угол поворота по оси Z) и, используя контекстное меню, вызовите окно Expression Editor (Редактор Выражений).
2. С помощью средней кнопки мыши скопируйте имя из поля Selected Obj & Attr и вставьте его в пустое поле для выражений (см. рис. 8.6). Завершите ввод функцией

= sin (time) ;

1. Создайте новое выражение, нажав Create (Создать).

В качестве аргумента функции синус можно использовать любое число, в нашем случае это будет количество секунд времени анимации. Однако значение функции синус ограничено. Оно может находиться только в промежутке между 1 и -1. Поэтому, когда вы воспроизведете анимацию, руль будет вращаться только между -1 и 1 градусами, что, конечно, едва заметно.

Рис. 8.6. Математическое равенство заставляет двигаться руль велосипеда

1. Отредактируйте выражение (для этого, как и раньше, следует вызвать Expression Editor (Редактор Выражений), увеличив амплитуду синуса в 20 раз

= 20 * sine (time);

1. Сохраните изменения, нажав Edit (Редактирование).

Это выражение позволяет рулю медленно вращаться между -20 и 20 градусами вокруг оси Y, как если бы велосипед двигался по слалому. Поскольку Point Constraint (Принудительное согласование позиций) все еще активно, руки движутся в унисон с ручками руля. Выглядит это так, будто руки (а вовсе не математическое выражение) управляют велосипедом (см. рис. 8.7). Если длины рук недостаточно во время увеличения амплитуды управляющих движений, ни в коем случае не удлиняйте их - помогите им дотянуться до ручек, подвинув плечи или ключицу немного вперед.

Если вы хотите исключить одну руку из управления велосипедом, попробуйте сделать так: щелкните мышкой по ее ik Handle (ИК-манипулятор) и в окне Channel Box (Окно Каналов) в секции Shapes (Форма) установите Node State (Состояние Узла) с Normal (Нормальное) на Blocking (Блокированное) (рис. 8.8). Эта команда дезактивирует ограничение. Если хотите, можете установить здесь ключ.

Рис. 8.7. Обе руки, крепко держась за ручки, управляют велосипедом

Рис. 8.8. Переключите Node State (Состояние Узла) с Normal (Нормальное) на Blocking (Блокированное). Привязка дезактивируется, и рука может снова свободно вращаться

Мы продвинемся еще немного вперед и вместо того, чтобы полностью исключить руку из управления велосипедом, добавим для нее еще одно принудительное согласование - Locator (Локатор). Затем, вместо того чтобы менять Node State (Состояние Узла) принудительного согласования, мы изменим его Weight (вес).

1. Создайте Locator (Локатор) - объект, который не рендерится. Его можно найти в меню Create (Создать).
2. Переместите локатор немного правее правой руки.
3. Оставляя локатор выделенным, выберите правый ik Handle (ИК-манипулятор) и свяжите его с локатором. Для этого выберите Constrain / Point (Принудительное согласование / Положение).

Запястье моментально реагирует на это изменение и перепрыгивает в точку между ручкой руля и локатором. Если вы передвинете локатор в другую область сцены, ik Handle (ИК-манипулятор) последует за ним. Определяющими параметрами такого поведения являются Weights (Веса) двух принудительных согласований. Их вы найдете в окне Channel Box (Окно Каналов) прямо под полем Node State (Состояние Узла). Первое значение - это вес ручки руля, второе - вес локатора. Поскольку оба значения в данный момент равны, ладошка располагается между ними (рис. 8.9).

Рис. 8.9. Веса WO (для локатора) и W1 (для ручки руля) равны. Следовательно, запястье руки располагается между ними

1. Задайте длительность анимации 1000 кадров.
2. Идите в кадр 300. Установите вес правой ручки руля на 1, а вес локатора на 0.

Рис. 8.10. Когда вес для ручки руля меняется на WO = 1, а вес для локатора на W1 = 0, запястье руки возвращается к ручке руля

1. Задайте ключевые кадры для обоих параметров.
2. Передвиньтесь вперед на 50 кадров, в кадр 350. Измените вес: 0 - для ручки руля и 1 - для локатора.
3. Снова задайте ключевые кадры для обоих параметров.

Меняя веса для двух принудительных согласований позиции, вы создали анимацию движения руки. Она отпускает руль в кадре 300 и через 50 кадров перемещается к локатору - там и остается все оставшееся время.

Рис. 8.11. Со значениями WO = 0 и W1 = 1 запястье руки перепрыгивает к локатору

1. Верните руку к ручке руля между 500 и 600 кадрами, задав еще два ключевых кадра для значений веса ограничения.
2. Отредактируйте анимацию в Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых) на ваш вкус. Задайте касательным тип Flat (Горизонтальная) в точках начала и окончания движения.

Между 350 и 500 кадрами рука находится в статичном положении. Если вы создадите анимацию локатора в этом промежутке, например придав ему машущее движение, рука повторит его, поскольку она больше не привязана к ручке руля. Мы зададим руке совершенно определенное движение: пусть она нарисует в воздухе знак @. Это мы сможем получить путем установления ограничивающей связи локатора (но не для ik Handle (ИК-манипулятор) и пути рисования знака.

1. Переключитесь на окно Side View (Вид Сбоку) или Front View (Вид Спереди) и с помощью инструмента Pencil. Curve Tool (Карандаш) нарисуйте знак @ (рис. 8.12).
2. Передвиньте полученную кривую поближе к локатору.
3. Выделите локатор и добавьте к выделенному кривую.
4. Откройте окно настроек команды Motion Path (Путь Движения), выбрав Animate / Motion Paths / Attach to Motion Path Option Box (Анимация / Пути Движения / Присоединить к Пути Движения Окно Настроек).
5. В окне Option Window (Окно Настроек) команды Attach to Motion Path (Присоединить к Пути Движения) установите Time Range (Временной Диапазон) на Start / End (Начало / Конец). Задайте Start Time (Начальное Время) на 400, a End Time (Конечное Время) на 470. Выполните команду, нажав Attach (Присоединить) (рис. 8.13).

Рис. 8.12. Пишем знак @ в окне Side View (Вид Сбоку)

Рис. 8.13. Между кадрами 400 и 470 локатор оказывается «привязанным» к пути рисования знака @

Теперь рука, бросив руль, рисует в воздухе знак @, после чего возвращается к рулю и продолжает управление велосипедом (рис. 8.14). Взгляните на анимационные кривые для Motion Path (Путь Движения) в Graph Editor (Редактор Анимационных Кривых), для того чтобы убедиться, что движение не будет слишком поспешным. Вы также можете задать тип Flat (Горизонтальный) касательным ключевых кадров, используя контекстное меню временной шкалы.

Рис. 8.14. Персонаж управляет велосипедом только одной рукой. Руль продолжает двигаться. Правая рука рисует в воздухе знак @. После этого она возвращается к ручке руля и продолжает спокойно управлять

Если вы создадите велосипед и велосипедиста, не забудьте объединить локатор в одну группу с другими элементами. Было бы даже неплохо добавить небольшую анимацию знака @ в этой точке. Плечу тоже можно придать небольшое движение. А как насчет функции синус?

А теперь кое-что новенькое. Приходилось ли вам расчесывать мех?