Анимация и ригинг персонажей

Что такое ригинг и как он работает

Ригинг – это процесс оснащения готовой 3D модели виртуальным скелетом, в котором все соединенные между собой кости находятся в родительско-дочерних отношениях, что существенно упрощает процесс анимирования. Например, если персонаж двигает плечом, его кости предплечья и кисти также будут смещаться.

Для настройки взаимодействия 3D модели со скелетом дизайнер вручную устанавливает вес каждой кости. Чем кость тяжелее, тем больше влияет она на часть сетки, поэтому на этом этапе важно правильно распределить нагрузку.

При разработке масштабных игр и роликов часто случается, что некоторые персонажи имеют одинаковую структуру. Поэтому, с целью экономии времени, такие риги могут быть скопированы и предназначены для новой сетки. После оснастки модели скелетом дизайнер добавляет костям инверсную кинематику.

Чаще всего это нужно для анимации рук и ног, если говорить о персонаже-гуманоиде, но технология также может применяться к разным частям тела мифических и вымышленных персонажей, например, к хвосту дракона.

Правильная настройка обратной кинематики позволяет держать суставы модели в правильном направлении, что упрощает создание реалистической анимации.

Затем для костей устанавливаются ограничения движения, чтобы они могли двигаться только в заданных интервалах. К примеру, голова модели не должна возвращаться на 360 градусов.

Плюсом ригинга есть то, что он дает хороший контроль над деформацией модели, но в то же время он практически не применяется для анимации детализированных поверхностей. Поэтому для создания лицевой анимации чаще всего используются методы, выходящие за рамки обычной работы с костной структурой, такие как морфинг и блендшейпы.

Обзор основных технологий, используемых в ригинге

Для создания сложного ригинга часто используется целый стек технологий. Рассмотрим основные из них, без которых практически не обходится ни один проект:

• Суставы . Точки соединения костей, используемых для управления 3Д моделью персонажа. К примеру, при ригинге руки добавляются суставы плеча, локтя и запястья. Это позволяет добиться максимально реалистичного движения конечности.
• Управляемые ключи . Это специальные элементы, активизирующие управление сразу несколькими точками модели.
• Инверсная кинематика. Используется для того, чтобы скелет персонажа максимально реалистично позиционировался в пространстве игрового мира или анимационной ленты. Принцип IK состоит в том, чтобы дочерние кости и суставы влияли на положение материнских. К примеру, устранение пальца руки персонажа должно влиять на общее положение кисти.
• Прямая кинематика . Это тип планирования движения, при котором скелет модели не следует конкретной цепочке взаимодействий его элементов. Это позволяет дизайнеру создавать разнообразные и реалистичные позы модели.
• Морфинг . Технология, создающая впечатление плавной трансформации одного объекта в другой. Как уже говорилось, этот визуальный эффект чаще всего используется при создании сложной лицевой анимации.

Уровни 3D-анимации персонажей

Существует 3 уровня анимации трехмерных персонажей. Рассмотрим, чем они отличаются между собой:

Упрощенная анимация

Чаще всего такой тип анимации используется при обучении специалистов и применяется в коммерческих целях.

С помощью упрощенной анимации можно изобразить физику процесса, функционирование несложной системы и т.д.

Анимация среднего уровня

Это относительно недорогая анимация, отлично подходящая для решения большинства презентационных и маркетинговых бизнес-задач. Такая 3D анимация характеризуется минимумом сложных объектов, простой физикой изображения и несложными текстурами. Несмотря на то, что визуальный ряд упрощен, картинка выглядит довольно качественно.

Фотореалистичная трехмерная анимация

Анимация с высоким уровнем детализации, в которой тщательно продумана и прорисована каждая деталь и текстура.

Фотореалистичная графика характеризуется:

• множеством текстур;
• наличием физики всех объектов в кадре;
• присутствием скелетной и лицевой анимации персонажа;
• проработкой физики жидких объектов (при необходимости) - блики, волны и т.д.

При создании фотореалистической анимации можно накладывать на 3Д-рендеры реальные кадры, за счет чего создается по-настоящему живая картинка. Такие персонажи выглядят ярко и больше других запоминаются зрителю.

Фотореалистичная 3D анимация широко используется в рекламе, в том числе на телевидении, геймдеве и создании анимационных фильмов.

Анимация и ригинг персонажей в Arionis Games

Разработка трехмерной анимации занимает много времени и этот процесс выполняет не один человек, а целая команда, где каждый отвечает за свой процесс: дизайнеры, аниматоры, сценаристы и т.д.

Компания Arionis Games более 10 лет разрабатывает и анимирует 3D персонажей. В нашем штате собраны квалифицированные сотрудники, которые могут реализовать анимацию любого уровня, в зависимости от потребностей бизнеса клиента.