使用索具为动画准备3D模型

在计算机图形学中，当建模者完成角色的构建时，它是一个静态的3D网格，几乎就像一个大理石雕塑。（如果你曾经尝试过摆弄和制作大理石雕塑的动画，你可能知道这几乎是不可能的）。

在将3D角色模型移交给动画师团队之前，必须将其绑定到关节和控制手柄系统，以便动画师可以构建模型。此过程通常由称为角色技术总监（TD）或装配工的艺术家完成。

角色TD与动画师密切合作以确保解决任何特定的技术问题，但他们的主要职责是采用静态3D网格并使其为动画做好准备 - 这个过程称为操纵。

索具

角色装备本质上是绑定到3D网格的数字骨架。像真正的骨架一样，装备由关节和骨骼组成，每个关节和骨骼都充当动画师可以用来将角色弯曲成所需姿势的“手柄”。

角色装备的范围从简单和优雅到复杂。简单冒充的基本设置可以在几个小时内完成，而完全铰接的故事片可能需要数天或数周才能完成角色准备皮克斯级动画。

骨架的放置可能是索具过程中最容易的部分。在大多数情况下，关节应该准确放置在真实世界的骨架中，除了一两个例外。

联合层次结构： 为了使装备正常工作，骨骼和关节必须遵循逻辑层次结构。设置角色的骨架时，您放置的第一个关节称为根关节。每个后续关节将直接或通过另一个关节间接连接到根。
正向运动学： 正向运动学（FK）是计算完全装配角色的关节运动的两种基本方法之一。使用FK绑定时，任何给定的关节只能影响关节层次结构中位于其下方的骨架部分。
例如，旋转角色的肩膀会改变肘部，手腕和手的位置。当使用正向运动学进行动画制作时，艺术家通常需要单独设置每个关节的旋转和位置 - 以实现动画师按顺序通过关节层次结构所需的姿势：根→脊椎→肩部→肘部→等。终止关节（如关节）计算为层次结构中其上方每个关节的关节角度的函数。

IK装配是与正向运动学相反的过程，通常用于装配角色的手臂和腿部的有效解决方案。使用IK装备，终端关节由动画师和关节直接放置以上它在层次结构上由软件自动插值。

当动画要求非常精确地放置终止关节时，IK是最合适的;爬梯子的角色就是一个很好的例子。因为角色的手和脚可以直接放在梯子的横档上，而不是动画师必须逐个调整它们的位置，所以IK装备会使动画过程更有效率。一个缺点是因为IK动画使用软件插值，所以必须完成相当多的清理工作才能完成镜头。

在装配时，请记住，肘部和膝盖等关节在现实世界中仅限于一个自由度，这意味着它们只能沿一个轴弯曲。同样，人体颈部不能旋转360度。为了帮助防止不切实际的动画，在构建装备时设置关节约束是个好主意。我们将在教程中进一步解决这个问题。

必须考虑的另一个考虑因素是钻机是否支持壁球和拉伸，或者角色是否会受到逼真运动的限制。壁画和拉伸是夸张的卡通动画中的一个重要原则，但在现实的电影/视觉特效工作中通常看起来并不正确。如果您希望钻机保持实际比例，则设置约束以锁定每个关节相对于钻机其余部分的位置非常重要。

角色的面部装备通常与主要运动控制完全分开。使用传统的关节/骨骼结构创建令人满意的面部装备是低效且难以置信的，因此变形目标（或混合形状）通常被视为更有效的解决方案。面部装配本身就是一个主题，因此请留意深入探讨该主题的文章。