maya动画制作案例教程-第12章：骨骼系统

目录,12.1、角色骨骼搭建 12.2 骨骼系统的装配 12.3 蒙皮和权重 12.4 走路动画的调整,上一章学习了Maya的面部表情系统，本章来学习怎样让一个角色做肢体运动。肢体运动应该是角色动画中最重要的部分，同时也是最复杂的。它可以分为两个阶段，一个是角色绑定，另一个是调动画。角色绑定阶段就是使用Maya中的骨骼系统，对模型进行绑定，并通过骨骼来控制模型。这项工作对制作者的逻辑关系能力要求较高，一般来讲也分这样几个阶段：1、骨骼设定：就是把一个角色的骨架搭建起来，并设定好骨骼与骨骼之间的关系。2、蒙皮：即把搭建好的骨骼和角色模型进行绑定，可以使用骨骼来操纵模型。3、权重：将每一段骨骼控制模型的那一部分设定清楚。,其中最重要也是最复杂的就是骨骼设定阶段，说是复杂实际上是指工作量较大，以及对逻辑关系能力要求较高，仅就技术难度来讲，所用到的命令大概也只有10个左右。另一个调动画阶段技术难度不高，主要是靠制作人员对角色运动规律的把握和夸大的能力。本章我们将重点学习角色绑定阶段，在Maya的骨骼系统中，最常用也是重要的命令主要有两个，一个是Joint Tool（骨骼工具），另一个是IK Handle Tool（IK手柄工具）。为了让读者能够在学习专业的角色绑定之前了解这两个命令的作用，我们先来做一个小练习。,（1）首先在场景中创建三个圆柱体，并对它们进行旋转和位移的操作，排列成如下图的样子。,（2）在Animation模块下，执行SkeletonJoint Tool（骨骼工具）命令，在侧视图由下往上、由左往右，分别在三段骨骼的起始点、交接处和结束点点击4下，创建出4节骨骼。,打开Outline（大纲视图），点开joint1前面的加号，将所有的骨骼展示出来，会发现骨骼有4个，而场景中的骨骼只有3段。实际上大纲视图中所体现的只是骨骼节点，前三个节点分别对应三段骨骼，而其中最后一个节点基本上用处不是很大，这四个骨骼节点分别对应场景中的骨骼节点如下图所示。,打开Outline（大纲视图），点开joint1前面的加号，将所有的骨骼展示出来，会发现骨骼有4个，而场景中的骨骼只有3段。实际上大纲视图中所体现的只是骨骼节点，前三个节点分别对应三段骨骼，而其中最后一个节点基本上用处不是很大，这四个骨骼节点分别对应场景中的骨骼节点如下图所示。,骨骼之间有严格的层级关系，即先创建的控制后创建的，依次往后。例如我们选择最先创建出来的joint1，会发现后3段骨骼也都被选中；而选择joint2，则joint3和joint4都会被选中，joint1则不会被选；而选中最后创建的joint4时，则没有其他骨骼被选中。,（3）下面来看一下怎样使骨骼对模型进行简单的绑定。这一步所有的操作都在大纲视图中完成。选中第一个圆柱体，也就是大纲视图中显示的pCylinder1，使用鼠标中键，将它拖动到joint1上面，这样pCylinder1就会成为joint1的子物体，并受其控制。同样的，将pCylinder2和pCylinder3分别拖动到joint2和joint3上。这样，在视图中选中骨骼并操作，会看到模型已经被骨骼所控制了。,（4）虽然进行了绑定，但是模型的动作依然很难调节。再来执行SkeletonIK Handle Tool（IK手柄工具）命令，先在joint1处点击一下，再在joint4处点击一下，会看到两节骨骼之间出现一条连接线，另外joint4中出现了一个手柄。选中手柄进行移动，会看到模型开始扭动起来了。,IK Handle Tool（IK手柄工具）的作用就是在两段骨骼之间创建一条连接线，这条连接线像橡皮筋一样，随着两端骨骼之间距离的变化而变长或变短，从而控制两段骨骼和它们之间的骨骼运动。这两个命令理解了，就等于骨骼动画理解了一大半了，继续加油，接下来我们将开始学习专业的骨骼系统。,12.1 角色骨骼搭建,在设定角色骨骼系统的时候，几乎每一个动画制作人或团队的习惯都不一样，每个公司对每个环节都有一套针对性很强的规定。大到骨骼的装配位置，小到每个骨骼的命名都有较大区别。因此，本章练习起到的是一个基础作用，掌握了本章的知识点，就能够很快的在公司上手。创建骨骼之前需要对模型进行处理。由于衣服也要和身体绑定在一起，所以要先选中衣服和身体的模型，执行MeshCombine命令，将它们合并在一起。,12.1 角色骨骼搭建,由于模型比较复杂，为了避免创建骨骼的时候发生误选，再将模型添加到图层中，并把图层的模式改为“T”，使模型处于灰色不被选择状态。,12.1 角色骨骼搭建,本实例的制作过程请参考本书，最终结果如图：,12.2 骨骼系统的装配,本实例的制作过程请参考本书，最终结果如图：,12.3 蒙皮和权重,先来大致解释一下这两个概念：蒙皮：即模型和骨骼绑定的过程，实际上只需要执行一下命令即可，至于绑定效果的好坏，则由前期骨骼的架构和后期权重的调节来决定。权重：实际上就是调整骨骼和模型绑定效果的过程，即调整每一段骨骼控制模型的范围。,12.3 蒙皮和权重,在Maya中，蒙皮分为Smooth Bind（光滑蒙皮）和Rigid Bind（刚性蒙皮）两种，其相应的权重调整也各有不同。Smooth Bind（光滑蒙皮）的优点是可以调节的非常细，可调性很强，能够做出很细致的效果，但缺点是调整起来很费时间。Rigid Bind（刚性蒙皮）和Smooth Bind（光滑蒙皮）正好相反，可调节性一般，但是调整速度很快。两者各有优缺点，但是一般的专业动画公司都是采用Smooth Bind（光滑蒙皮）来进行模型绑定。下面我们来具体的看一下它们的操作过程。,12.3 蒙皮和权重,先来看看Smooth Bind（光滑蒙皮）： （1）选中模型，再按着Shift键选中身体骨骼的根骨骼（选择的前后顺序不影响绑定效果），执行SkinSmooth Bind（光滑蒙皮），这时骨骼会变得五颜六色。再来移动一下骨骼，会看到模型会跟着一起动了。,12.3 蒙皮和权重,（2）绑定是一个让人激动的过程，看着自己亲手做的角色动起来，是每一个动画人都兴奋的事情。但是在调整骨骼让模型运动的时候，会看到做某些动作的时候，模型的一些地方会出现撕扯现象，这就需要用权重来进行调整。,12.3 蒙皮和权重,（3）选中模型，打开SkinEdit Smooth Bind（编辑光滑蒙皮）Paint Skin Weights Tool（绘制蒙皮权重工具）的命令设置面板，其中Radius是画笔的半径值，Opacity是画笔的强度值。Transform中是每节骨骼的名称，选中某节骨骼，模型上会显示该骨骼的控制范围，白色是被控制部分，黑色则是不被控制的部分。由于我们没有特意去对骨骼命名，所以看起来很乱，不能够直接找到相应部位的骨骼。这时就看出来骨骼命名的重要性了，因此，正规的动画公司对骨骼的命名都有专门的规定。,12.3 蒙皮和权重,Paint Operation中，Replace是绘制不被选择范围的，Add是绘制被选择范围，Smooth则是对选择边缘进行柔和处理，但是大家在调整的时候要注意下面的Value值，值为0则绘制出来的是黑色，值为1则为白色。,12.3 蒙皮和权重,（4）我们以手臂部分的权重调节为例，将手臂放下来，会看到腋部出现较大的拉扯。打开绘制权重的命令设置面板，分别选中肩部和手臂根骨骼查看，发现这两节骨骼的控制范围都含有腋部，而这一块并不应该属于它们来控制。,12.3 蒙皮和权重,（5）使用绘制权重工具，分别选择肩部和手臂根骨骼，将它们控制的腋部模型涂为黑色，这样，腋部的拉扯就解决了。,12.3 蒙皮和权重,（6）调整完每一个骨骼以后，可以执行SkinGo to Bind Pose（返回绑定姿势）命令，将骨骼重新调整至刚刚绑定的姿势，然后再调整另一处骨骼权重。在Edit Smooth Bind（编辑光滑蒙皮）菜单中，Mirror Skin Weights（镜像蒙皮权重）是可以将模型的权重进行镜像的命令，这样就可以调整完一侧的权重，执行此命令，就可以把这一侧的权重镜像到另一侧去，但是实际使用起来效果并不是太好，如果模型建的不标准，经常会出现一些问题。,12.3 蒙皮和权重,12.3 蒙皮和权重,另外一个Smooth Skin Weights（光滑蒙皮权重）命令，可以将权重的边缘进行羽化处理，也较为常用。实际上，Smooth Bind（光滑蒙皮）的权重绘制过程就是这样，一节节骨骼慢慢绘制出来，所以也有人形象的成这一过程为“体力活”，它所要掌握的命令不多，但是绘制起来较为占用时间。但是由于它可以调整的非常细致，所以基本上所有正规的动画公司都会选用Smooth Bind（光滑蒙皮）来进行绑定。,12.3 蒙皮和权重,接下来再来看看Rigid Bind（刚性蒙皮）： （1）选中模型，再按着Shift键选中身体骨骼的根骨骼，执行SkinRigid Bind（刚性蒙皮），再来调整一下模型，可以看到撕扯也很严重。,12.3 蒙皮和权重,（2）Rigid Bind（刚性蒙皮）的权重调整工具，是在Edit Deformers菜单下的Edit Membership Tool。执行此命令，在视图中点击任意一节骨骼，这节骨骼在模型上所控制的点就会以黄色高亮模式显示出来。,12.3 蒙皮和权重,（3）Rigid Bind（刚性蒙皮）的权重调整很简单，按着Shift键就是添加控制点，按着Ctrl键就是取消选择控制点。一般的调整都只用Shift来将不需要的控制点添加给其他骨骼，Ctrl键一般不要使用，因为控制点很多很乱，取消的点如果不分配给其他骨骼的话，它们会不受任何骨骼的控制，一旦移动骨骼的话，这些点都会停在原地不动。,12.3 蒙皮和权重,（4）执行Edit DeformersEdit Membership Tool命令，选中胸部骨骼，按着Shift键横向框选，将两侧的被手臂骨骼控制的点加入进来，再来移动手臂，会看到撕扯已经没有了。,12.3 蒙皮和权重,（4）由于刚性蒙皮只是控制模型的点，因此不能柔和控制区域的边缘，在转折的时候容易出现较大的撕扯现象。选择关节部的骨骼，执行SkinEdit Rigid Bind（编辑刚性蒙皮）Create Flexor（创建屈肌）命令，在弹出的命令面板中按下Create键创建屈肌，再对模型进行调整，会看到关节部位的转折有所改善。,12.3 蒙皮和权重,调整每一节骨骼的控制点，并在关节处创建屈肌，这样就可以完成对Rigid Bind（刚性蒙皮）权重的调整工作。Rigid Bind（刚性蒙皮）的调整只是对控制点进行设置，不像Smooth Bind（光滑蒙皮）那样还要考虑控制范围的羽化，因此在权重上面工作量小了很多，但是它调整出来的效果就不如Smooth Bind（光滑蒙皮）那么细腻。这两种蒙皮方式的特点了解以后，就可以针对不同的模型分别使用。,12.4 走路动画的调整,本实例的制作过程请参考本书，最终结果如图：,本章小结：骨骼系统的设定对于美术专业的学生来讲是一件很困难的事情，毕竟这是一项对逻辑能力要求很高的工作。但是如果想做出优秀的角色动画，这一步是无论如何也跳不过去的，因此，除了耐心学习，没有其他的捷径可以走。思考题：耐心的为自己的角色创建骨骼，并调整出各种流畅的动作。实际上动作想要调整的很流畅并不是一件容易的事情，大多数学生光一个简单的走路动作都需要练习13个月，所以耐心是最重要的。,