Podręcznik

Najbardziej zaawansowanym zagadnieniem w animacji jest animacja postaci- niezwykle obszerna dziedzina wymagająca wielu wyspecjalizowanych funkcji. Jednym z nich jest modelowanie szkieletów, połączone z nakładaniem mięśni i skóry. Dzięki zaawansowanym narzędziom animując zginanie nogi nie musimy martwić sie o ułożenie skóry, czy ubrania - program uwzględni wszystkie zależności.

 

Szkielet jest hierarchicznym systemem kości (obiektów reprezentowanych w największym uproszczeniu odcinkami) połączonych ze sobą stawami (przegubami)) o określonej liczbie stopni swobody (np. możliwych przesunięć i obrotów). Szkielet po zdefiniowaniu systemu kości i ich wzajemnych zależności poddaje się oblekaniu skórą (tzw. skining), co polega na przypisaniu szkieletowi wierzchołków definiujących obiekty geometryczne związane z tymi szkieletami. W efekcie tego poruszenie kości wywołuje przemieszczenie tychże wierzchołków, dzięki czemu skóra ulega deformacji odpowiednio do ruchu szkieletu.

 

Animacja postaci wymaga zastosowania nie tylko systemu kinematyki prostej (FK - Forward Kinematics), w której ruch kości nadrzędnej jest przenoszony na ruch kości podrzędnych, ale przede wszystkim znacznie bardziej złożonego w obliczeniach systemu kinematyki odwrotnej (IK - Inverse Kinematics). Oznacza to, że w hierarchicznej strukturze kości ruchy kości podrzędnych są przeliczane na ruch kości stojących wyżej w hierarchii - np. ruchy stopy powodują odpowiednie ruchy kolan i kości udowych. Obliczenia muszą uwzględniać wszelkie ograniczenia nałożone na zakres ruchów poszczególnych elementów szkieletu, płaszczyzny ich ruchów itp.

Definiowanie szkieletów stosuje się w grafice komputerowej nie tylko w stosunku do postaci ludzi i zwierząt, ale także do animacji wszelkich przedmiotów, którym chce się nadać ruchy naśladujące ruchy istot żywych. Zasady kinematyki odwrotnej stosowane są też przy symulacji ruchów różnego rodzaju mechanizmów, np. robotów.

 

Rysunek 76. Kubuś Puchatek z systemem kości  - praca Pawła Pioruna

 

Prezentowane tutaj przykłady animacji postaci z systemem kości zostały wykonane w Blenderze przez studentów Wydziału Mechatroniki; raporty wraz z filmami umieszczone są w osobnym katalogu dołączonym do Modułu 2.

 

Rysunek 77. Pokemon Eevee z systemem kości - praca Aleksandry Zając	Rysunek 78. Postać z Rhino z systemem kości - praca Zuzanny Urbańskiej