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C4D角色动画必备:骨骼系统介绍以及如何绑定模型

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前言


我们都知道,人和生物日常的身体活动,离不开骨骼和肌肉的参与,可以说,骨骼限制和指导了生物体每个关节的活动范围和运动规律,所以,想在三维软件中做出自然的角色动画,我们需要构建出正确的骨骼系统,来让生物体的运动变得更加符合规律。


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骨骼动力学


在三维软件中,骨骼系统的基础单元是关节,通过创建一系列有附属关系的关节,逐步搭建出适配到各个生物体的骨骼架构。在搭建完整个骨骼架构之后,想要模拟出自然的骨骼运动,这时候就会用到骨骼动力学。


骨骼动力学分为两种,一种是正向动力学,一种是反向动力学。


正向动力学(Forward kinematics)我们都知道,关节之间是有从属关系的,而这种从父级关节影响到子级关节的运动,称为正向动力学运动。直接拿手臂举例子,上臂的运动会带动下臂的运动,而下臂的运动则会带动手掌的运动。这种动力学其实就和父子级关系一样,父级会带动子级一起运动,这种方式在制作角色动画时效率偏低,但是会相对更加直观。


反向动力学(Inverse kinematics)和正向动力学相反,这种动力学需要两个关节设置一条IK链,然后通过调整末端关节的位置,去让软件计算出中间关节的位置,这种方式会相对复杂,使用反向动力学去制作角色动画效率相对会更高一些,但是雷区很多,关节数量一多,很容易出现很多不想要的结果。


如何在C4D中制作骨骼


创建骨骼我们需要一系列的关节,而创建关节,在C4D中有好几种方法,下边我们来看看如何创建关节。

直接创建关节在角色菜单栏下,直接点击关节我们可以创建一个关节对象,但是在视图中并没有直观的变化,我们需要创建带有从属关系的一系列关节才能在视图中看到关节的图示。


使用关节工具创建关节相比上一种方法,使用关节工具会更加有效率一些。在角色菜单下选择关节工具,然后我们需要按住ctrl+左键在想要的地方创建一个个关节,直接可以创建出想要的关节链出来。通过工具的属性,我们可以设置是否生成空对象,是否生成IK样条等等。

使用样条创建关节我们可以绘制出一个样条,然后通过样条上点的位置,来生成一条关节链,这种关节的创建方式也是效率也会相对高一些。

如何将创建的关键链绑定到物体上


学会了如何创建关节链之后,我们在做动画的时候,需要将关节链放到合适的位置,使关节链和想要做动画的模型绑定起来,之后我们就可以通过控制关节链,去控制模型的运动。


绑定单个模型需要额外的进行蒙皮操作,这部分的内容我们留到下一篇文章再展开,这边通过一个小案例来理解如何使用骨骼系统去绑定多个分开的物体,这里创建了4个小正方体,然后我们通过创建关节链并用关节链在控制这些正方体的运动。

在合适的地方创建了关节链之后,我们需要将各个部分的模型和关节链的层级对应起来,设置完从属关系之后,我们就发现我们已经可以使用关节链去控制4个正方体的运动了。


设置完成之后,整个关节链还处于正向动力学的影响下,我们可以去给关节设置反向动力学的运动,具体的操作方法是选择开始和结束的两个关节,然后选择角色菜单-命令-创建IK链,点击完成之后,在开始端的关节会出现一个IK链的标签,而且会生成可以控制末端关节的空物体,我们可以控制空物体去控制关节的运动。

在创建了IK链之后,关节链内的关节的旋转受到IK链的约束,如果需要调整旋转的角度,我们创建需要额外的空对象去让关节链朝向正确的旋转方向。


总结


通过上述一系列操作,我们就可以使用骨骼系统绑定模型做出简单的角色或者机械动画,如果想要做更加复杂的动画,我们还需要学会如何去使用各种类型的约束标签,以及利用姿态变形、簇对象等,来制作整体和局部的动作变化,这几个知识点之前的文章都有讲解,大家想学习可以去翻翻之前的文章。




转载自百家号作者:小N影视特效学习站






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