Анімація та ригінг персонажів

Що таке ригінг та як він працює

Ригінг- це процес оснащення готової 3D моделі віртуальним скелетом, в якому всі поєднані між собою кістки перебувають у батьківсько-дочірніх відносинах, що суттєво спрощує процес анімування. Наприклад, якщо персонаж рухає плечем, його кістки передпліччя та кисті також зміщуватимуться.

Для налаштування взаємодії 3D-моделі зі скелетом дизайнер вручну встановлює вагу кожної кістки. Чим кістка важче, тим більше впливає вона на частину сітки, тому на цьому етапі важливо правильно розподілити навантаження.

Під час розробки масштабних ігор і роликів часто трапляється, що в деякі персонажі мають однакову структуру. Тому, з метою економії часу, такі клуні можуть бути скопійовані і призначені новій сітці. Після оснастки моделі скелетом дизайнер додає кісткам інверсну кінематику.

Найчастіше це потрібно для анімації рук і ніг, якщо говорити про персонажа-гуманоїда, але технологія також може застосовуватися до різних частин тіла міфічних та вигаданих персонажів, наприклад, до хвоста дракона.

Правильне налаштування зворотної кінематики дозволяє тримати суглоби моделі у правильному напрямку, що спрощує створення реалістичної анімації.

Потім для кісток встановлюються обмеження руху, щоб вони могли рухатися тільки в заданих інтервалах. Наприклад, голова моделі не повинна повертатись на 360 градусів.

Плюсом ригінгу є те, що він дає хороший контроль над деформацією моделі, але в той же час він практично не застосовується для анімації деталізованих поверхонь. Тому для створення лицьової анімації найчастіше використовуються методи, що виходять за рамки звичайної роботи з кістковою структурою, такі як морфінг та блендшейпи.

Огляд основних технологій, що використовуються в ригінгу

Для створення складного ригінгу часто використовується цілий стек технологій. Розглянемо основні з них, без яких практично не обходиться жодний проєкт:

• Суглоби. Точки з'єднання кісток, що використовуються для керування 3Д-моделлю персонажа. Наприклад, при ригінгу руки додаються суглоби плеча, ліктя та зап'ястя. Це дозволяє досягти максимально реалістичного руху кінцівки.
• Керовані ключі. Це спеціальні елементи, що активізують керування відразу кількома точками моделі.
• Інверсна кінематика. Використовується для того, щоб кістяк персонажа максимально реалістично позиціонувався у просторі ігрового світу чи анімаційної стрічки. Принцип IK полягає в тому, щоб дочірні кістки та суглоби впливали на становище материнських. Наприклад, усунення пальця руки персонажа повинне впливати на загальне положення кисті.
• Пряма кінематика. Це тип планування руху, при якому скелет моделі не слідує конкретному ланцюжку взаємодій його елементів. Це дає дизайнеру можливість створювати різноманітні та реалістичні пози моделі.
• Морфінг. Технологія, яка створює враження плавної трансформації одного об'єкта на інший. Як мовилося раніше, цей візуальний ефект найчастіше використовується під час створення складної лицьової анімації.

Рівні 3D-анімації персонажів

Існує 3 рівні анімації тривимірних персонажів. Розглянемо, чим вони відрізняються між собою:

Спрощена анімація

Найчастіше такий тип анімації використовується під час навчання фахівців, і застосовується у комерційних цілях.

За допомогою спрощеної анімації можна зобразити фізику якогось процесу, функціонування нескладної системи тощо.

Анімація середнього рівня

Це відносно недорога анімація, яка відмінно підходить для вирішення більшості презентаційних та маркетингових бізнес-завдань. Така 3D анімація характеризується мінімумом складних об'єктів, простою фізикою зображення та нескладними текстурами. Незважаючи на те, що візуальний ряд спрощений, картинка має досить якісний вигляд.

Фотореалістична тривимірна анімація

Анімація з високим рівнем деталізації, в якій ретельно продумана та промальована кожна деталь та текстура.

Фотореалістична графіка характеризується:

• безліччю текстур;
• наявністю фізики всіх об'єктів у кадрі;
• присутністю скелетної та лицьової анімації персонажа;
• опрацюванням фізики рідких об'єктів (за потреби) — відблиски, хвилі тощо.

При створенні фотореалістичної анімації можна накладати на 3Д-рендер реальні кадри, за рахунок чого створюється по-справжньому жива картинка. Такі персонажі виглядають яскраво і більше за інших запам'ятовуються глядачеві.

Фотореалістична 3D анімація широко використовується в рекламі, у тому числі на телебаченні, в геймдеві та створенні анімаційних фільмів.

Анімація та ригінг персонажів у Arionis Games

Розробка тривимірної анімації займає багато часу і цей процес виконує не одна людина, а ціла команда, де кожна людина відповідає за свій процес: дизайнери, аніматори, сценаристи і т.д.

Компанія Arionis Games більше 10 років розробляє та анімує 3D персонажів. У нашому штаті зібрано кваліфікованих співробітників, які можуть реалізувати анімацію будь-якого рівня, залежно від потреб бізнесу клієнта.