Анимация ходьбы методом Freeform

Хотя 3ds Max имеет специальный метод (Footstep) для простого и быстрого создания ходьбы, можно создать цикл ходьбы анимацией Freeform. В этом пособии будут использованы точки опоры и ключи IK blend для удержания стоп на плоскости земли.

Настройка урока:

1. Загрузка или reset 3ds Max. На панели Create вызов Systems.

Создание фигуры и загрузка файла FIG:

1. Включение кнопки Biped и создание фигуры в окне Front.

2. Переход на панель Motion.

3. Включение Figure Mode и кнопкой Load File вызов диалога Open.

4. Загрузка файла cs4_tut_rtgame.fig. Эта упрощенная фигура из файла FIG имеет по одному большому пальцу на руках и ногах и два сегмента вместо четырех в спине.

5. Выключение режима Figure. (Анимация в режиме Figure невозможна)

6. Выделение всех частей фигуры и щелчок Zoom Extents All Selected.

7. Сохранение сцены: Save as mywalk01.max.

Установка ключа:

1. Перевод окна Perspective в режим каркаса (wireframe) и увеличение вида стопы.

2. Выделение Bip01 R Foot.

3. На панели Motion, в свитке Key Info щелчок Set Key.

Стопа белеет, на панели треков в кадре 0 возникает ключ. Начата анимация Freeform.

Панель треков с ключом в кадре 0

Установка ключей разного типа в кадре 0:

Есть два метода установки ключей анимации персонажа в 3ds Max. Можно ставить ключи обычным методом с включением Auto Key и преобразованием объекта. Это просто и легко, однако, если забыть о включении Auto Key, можно поставить ключ нечаянно.

Второй метод использует кнопки Set Key свитка Key Info. Кнопки Set Key закрепляют несколько параметров сразу. Этот метод будет применен в следующих уроках.

1. В свитке Track Selection выбор Body Vertical.

Это выбирает центр массы (COM) фигуры, Bip01, и сразу включает Move. При установке ключа стопы возникает проблема. Стопа может пройти сквозь пол.

2. переход правым щелчком в окно Left с сохранением выделения.

3. Выбор трека Body Vertical в свитке Track Selection, затем смещение COM вниз в окне Left.

Фигура проходит сквозь землю (она обозначена в окне Perspective сеткой).

4. Клавишами Ctrl+Z отмена действия.

Установка ключей посадки (planted):

Теперь будет поставлен ключ посадки. Ключ planted делает три вещи: ставит IK Blend = 1, включает Join to Previous IK Key (соединение с предыдущим ключом IK) и также включает Object Space. Эти настройки вместе создают уверенность, что стопа не пройдет сквозь плоскость земли.

Больше сведений о ключах IK содержит раздел “Key Info Rollout” в User Reference.

1. В окне Perspective выделение Bip01 R Foot.

2. В свитке Key Info щелчок Set Planted Key.

Красная точка опоры становится более явной.

3. В свитке Track Selection щелчок Body Vertical и смещение фигуры вниз в окне Left.

Стопа остается на плоскости, а колено гнется, отвечая на смещение фигуры по вертикали.

Стопа Planted остается на земле.

4. Клавишами Ctrl+Z возврат центра массы фигуры в исходное положение.

Теперь виден эффект ключа planted на стопе. Можно использовать кнопки Set Key для точек опор стоп и кистей рук. Далее будет заменен ключ кадра 0 ключом, меняющим точку опоры.

Установка ключей pivot:

1. В кадре 0 переход правым щелчком в окно Perspective и выбор Bip01 R Foot.

2. В свитке Key Info щелчок Set Planted Key.

3. В свитке Key Info разворачивание линейки IK и щелчок Select Pivot.

Теперь видно все точки опоры стопы в виде синих и красных точек. Точка опоры лодыжки (ankle) красным цветом показывает активность.

Режим каркаса (Wireframe) позволяет ясно видеть и выделять точку опоры.

4. выбор точки опоры подушки стопы у основания пальцев.

Новая точка опоры краснеет.

Примечание: Не следует ставить ключ каждый раз при выборе точки опоры. Однако следует использовать кнопки Set Key при желании изменить параметры ключа.

5. Перевод ползунка в кадр 5, и щелчок Set Key.

6. Правый щелчок стопы и выбор Rotate из четвертного меню. На главной панели должно быть выбрано Local для Reference Coordinate System.

7. Поворот стопы вокруг локальной оси Z примерно на 15^o с подъемом пятки и щелчок Set Planted Key.

Пятка отрывается от земли, стопа поворачивается на подушке, а пальцы остаются на земле.

Теперь можно анимировать точку опоры пальцев, чтобы подушка стопы оторвалась от земли.

Анимация точек опоры:

1. Перевод ползунка в кадр 10, и щелчок Set Key.

2. Щелчок Select Pivot и выбор опоры на конце пальца.

3. Щелчок Set Sliding Key для установки ключа опоры.

4. Снова щелчок Select Pivot для выключения.

5. В окне Perspective правый щелчок стопы и выбор Rotate из четвертного меню.

6. Поворот правой стопы вокруг оси Z примерно на 25^o с подъемом пятки и пальцев.

7. Щелчок Set Sliding Key для установки ключа поворота стопы.

Ключ скольжения (sliding) не связывает с предыдущим ключом, однако имеет IK Blend = 1, что удерживает стопу над плоскостью земли. Если поставлен ключ planted, стопа прыгнула бы в другое положение, будто она пытается связаться с предыдущим ключом.

Теперь можно анимировать точку опоры к пальцам, чтобы подушка стопы поднялась от земли.

Отрыв стопы от земли:

Когда вся стопа поднимается над землей, будет поставлен ключ free (свободный).

1. Перевод ползунка в кадр 15.

2. В окне Left правый щелчок стопы и выбор Move из четвертного меню. Смещение стопы вверх от земли и вперед.

При смещении стопы работает система IK фигуры. Смещение стопы поворачивает связи частей ноги.

3. В свитке Key Info щелчок Set Free Key для установки ключа положения поднятой стопы.

4. Движением ползунка взад и вперед обзор сделанной анимации.

5. Сохранение сцены: Save as MyWalk02.max.

Закрепление другой стопы:

1. Перевод ползунка в кадр 0 и выделение Bip01 L Foot.

2. В свитке Key Info щелчок Set Key.

3. Включение Select Pivot и выделение точки опоры на подушке стопы.

Левая стопа с новой точкой опоры

4. Щелчком Set Planted Key установка начального ключа для левой стопы в кадре 0.

Этот ключ закрепляет стопу внизу при любом перемещении в предстоящих кадрах. Если сместить центр массы вниз, обе ноги должны гнуться вместо проваливания в пол.

5. Отключение щелчком Select Pivot.

Установка ключей центра массы (COM):

1. В свитке Track Selection щелчок Body Horizontal. Автоматически выбрано Bip01.

2. В кадре 0 щелчок Set Key для Bip01. Это создает стартовый ключ центра массы.

3. Перевод ползунка в кадр 15.

4. В окне Left смещение центра массы со сдвигом торса вперед, затем установка другого ключа.

Примечание: Поскольку COM является корневым узлом, используется Set Key, а не один из уточняющих ключей IK.

5. Смещение COM вниз до небольшого изгиба левого колена, и установка другого ключа.

При смещении COM вниз нога гнется автоматически.

6. Выделение Bip01 L Foot.

7. В свитке Key Info установка ключа planted для подушки стопы.

8. Правый щелчок левой стопы и выбор Rotate из четвертного меню. Поворот стопы с отрывом пятки от земли, и установка другого ключа planted.

Пятка оторвалась от земли.

9. Перевод ползунка в кадр 22 и щелчок Set Key.

10. Правый щелчок в окне Perspective и включение Select Pivot, затем выделение опоры на конце пальцев Bip01 L Foot.

11. В свитке Key Info щелчок Set Sliding Key, затем выключение Select Pivot.

12. В окне Left поворот левой стопы немного больше вверх и установка другого ключа sliding.

13. В свитке Track Selection выбор Body Horizontal. Смещение СОМ вперед и вставка ключа.

Ключи правой пятки при касании земли:

1. В кадре 22 выделение Bip01 R Foot и смещение вперед, затем установка ключа sliding.

2. Включение Select Pivot. Выбор точки на лодыжке в центре gizmo, установка ключа sliding.

3. Выключение Select Pivot. Поворот стопы до параллельности земле, установка ключа sliding.

4. Включение Select Pivot, и выбор опоры на пятке. Установка другого ключа sliding.

Точка опоры сдвинута на пятку

5. Выключение Select Pivot. Перевод ползунка в кадр 27.

6. В окне Left смещение правой стопы немного вперед.

Видно, что стопа в окне уходит от опорной точки.

Ключ Sliding позволяет стопе уйти от опоры

7. Установка ключа sliding.

Точка опоры в окне сдвигается на пятку стопы.

8. Смещение правой стопы вниз до касания земли, и установка другого ключа sliding.

9. Включение Select Pivot. Выбор опоры на подушке правой стопы.

Опора сдвинута на подушку правой стопы

10. Выбор Body Horizontal, смещение СОМ для подъема пятки правой стопы и установка ключа.

11. В кадре 27 выбор Bip01 L Foot и установка ключа free.

12. Смещение ползунка для просмотра анимации стопы и точек опоры.

13. Сохранение сцены: Save as MyWalk03.max.

Продолжение цикла ходьбы:

1. В кадре 27 выбор Body Vertical, чтобы двигать центр массы.

2. Небольшое понижение тела, чтобы фигура чуть погрузилась в пол. Установка ключа СОМ.

3. Перевод ползунка в кадр 32. Смещение СОМ, чтобы поднять подушку правой стопы. Установка ключа центра массы.

4. Смещение и поворот Bip01 L Foot, чтобы пятка вышла из земли. Установка ключа free.

Использование этих действий в процессе упражнения: закрепление одной стопы установкой ключей planted или sliding, смещение СОМ, затем смещение другой стопы и установка ключа.

Завершение цикла ходьбы:

1. Перевод ползунка в кадр 37 и выбор Body Horizontal. Смещение СОМ вперед и установка ключа.

2. выбор Bip01 L Foot и смещение так, чтобы нога вытянулась перед фигурой. Установка ключа free.

3. Поворот левой стопы, чтобы пятка опустилась, а пальцы поднялись. Установка ключа free.

Теперь нога выглядит лучше.

4. С выделенной левой стопой щелчок Select Pivot и выбор опоры на пятке. Установка для опоры ключа planted.

5. Выключение Select Pivot.

6. Перевод ползунка в кадр 39, поворот левой стопы до параллельности земле.

7. Установка ключа planted для левой стопы.

8. Выбор Body Horizontal и смещением центра массы сдвиг тела вперед.

9. Установка ключа центра массы.

10. В кадре 41 поворот левых пальцев до параллельности земле. Установка ключа planted.

11. Выбор Bip01 R Foot и перевод ползунка в кадр 30. Установка ключа planted.

12. В кадре 32 поворот правых пальцев по стопе. Установка ключа planted.

13. Перевод ползунка в кадр 37, поворот правой стопы вверх. Установка ключа planted.

14. Движением ползунка обзор анимации. При желании добавление поворотов пальцев.

15. Сохранение сцены: Save as MyWalk04.max.

Отображение траекторий:

Фигура имеет свое отображение траектории. Можно использовать его для обзора движения центра массы в цикле ходьбы. Можно также править ключи траектории непосредственно в окне.

1. В свитке Track selection щелчок Body Horizontal.

2. В свитке Key Info включение Trajectories.

3. Смещение ползунка и обзор движения СОМ фигуры по траектории.

4. Выбор Select And Move. Включение Sub-Object Trajectories, и щелчок любого ключа траектории.

5. смещение ключа для правки траектории.

Правка ключей траектории фигуры

6. выключение Biped Trajectories.

Предупреждение: Не следует использовать Trajectories в 3ds Max для Biped. Необходимо пользоваться кнопкой Trajectories линейки Display или свитком Key Info.

Добавление качаний рук:

Персонаж пошел, но жестко. Качание рук добавит в анимацию жизни.

Махи рук противоположны шагам ног. Когда правая нога впереди, впереди левая рука. Руки гнутся в локте при качке вперед, и выпрямляются при мазе назад.

1. смещение ползунка, чтобы найти место маха руки.

Правая нога выпрямлена в кадре 27, будет поставлен ключ левой руки с махом туда.

2. Включение Auto Key.

3. В кадре 0 выбор и смещение немного левой кисти для установки ключа.

4. В кадре 0 выбор и смещение немного правой кисти для установки ключа.

5. В кадре 27 выбор и смещение левой кисти с качанием вперед.

Небольшой изгиб руки в локте. Поскольку включено Auto Key, движение руки ставит ключ.

6. В свитке Track Selection щелчок Opposite. Выбрана правая рука.

7. Небольшое смещение правой руки назад до выпрямления руки.

Левая рука впереди и немного согнута. Прямая правая рука сзади.

8. В окне Front двойным щелчком Bip01 R UpperArm выбор всей правой руки.

9. на панели Motion в свитке Copy/Paste щелчок Copy Posture.

10. Щелчок Create Collection. Ввод имени коллекции walkcycle1.

11. Включение Create Snapshot from Viewport, над группой Paste Options.

12. Щелчок Copy Posture. Ввод имени Posture RArm back.

13. В кадре 37 щелчок Paste Posture Opposite. Левая рука качается назад от фигуры.

14. В кадре 27 двойной щелчок Bip01 L UpperArm выбирает всю левую руку.

15. В свитке Copy/Paste переход в окно Perspective и снова щелчок Copy Posture. Ввод имени позы LArm forward.

16. В кадре 37 щелчок Paste Posture Opposite. Правая рука качается вперед от фигуры.

17. Выключение Auto Key.

18. Движение ползунка вперед и назад для оценки анимации.

19. Сохранение сцены: Save as MyWalk05.max.

Добавление качания плеч и бедер:

У персонажа анимировано движение рук, ног и центра массы. Однако спина бедра и голова стабильны. Будут добавлены повороты плеч и бедер для завершения цикла ходьбы.

1. Выбор Bip01 Pelvis и перевод ползунка в кадр 15.

Левая стопа закреплена в этом кадре ключом planted.

Следует поворачивать бедра осторожно. Можно исказить сделанную для стоп работу.

Когда нога идет вперед, следует немного повернуть бедра в направлении движения.

2. Поворот таза вокруг оси Y примерно на –2^о и установка ключа.

Примечание: Можно только вращать таз вокруг всех трех осей.

Вид поворота бедер из окна Front

Таз не примет большого поворота. При установке ключа таз корректируется сам в соответствии с закрепленными ногами.

3. Перевод ползунка в кадр 0. Поворот таза вокруг оси Y назад на 2^o и установка ключа. Поворот таза примерно на –3^о вокруг оси X и установка ключа.

4. Перевод ползунка в кадр 32. Поворот таза примерно на 4^o вокруг оси Y и установка ключа. Повторение для оси X и установка ключа.

5. Переход в кадр 39 и поворот таза на –2^o вокруг оси Y и установка ключа.

Те же действия для спины. В кадре 27 руки качаются в одном направлении, а в кадре 37 в противоположном.

6. Выделение части спины Bip01 Spine.

7. В кадре 27 поворот спины в направлении качания рук и установка ключа. Это должно быть около–6^о вокруг оси X-.

8. В кадре 37 поворот спины примерно на 12^o вокруг оси X и установка ключа.

Спина свободно вращается вокруг трех осей. Требуется подобрать каждый поворот. Поворот по оси Z сутулит. Увеличение поворота вокруг оси X делает походку свободнее и разболтанней.

Вместо анимации спины можно анимировать ключицы с подъемом и опусканием плеч.

Режим связей кручения:

Свиток Bend Links содержит инструменты анимации. Можно применить Bend Links или Twist Links для анимации связей и/или кручения спины.

1. Выбор Figure Mode.

В свитке Structure ввод Spine Links = 5. Можно иметь до 10 связей спины, однако будет взято 5 для понимания эффекта.

2. Выключение Figure Mode.

3. Включение Auto Key.

4. В свитке Bend Links включение режима Twist Links.

5. Выбор Bip01 Spine. Это самый нижний элемент спины фигуры.

6. В кадре 0 малый поворот вокруг оси X для установки ключа. То же вокруг оси Y.

7. В кадре 27 поворот примерно на 10^o вокруг оси X, следуя движению рук. Синяя рука идет вперед, поворот спины соответствует.

8. Можно также повернуть на –1^о вокруг оси Y. Малый поворот первого позвонка передает увеличенный эффект далее по иерархии.

9. Повторение в кадре 37 в другом направлении в соответствии с движением зеленой руки.

10. Сохранение сцены: Save as MyWalk06.max.

Создана простая анимация цикла ходьбы методом Freeform с ограничителями IK.