Что такое ключевая анимация?
Ключевая анимация — это метод, при котором аниматор задает значение — положение, вращение, цвет, яркость света — только в выбранные моменты, называемые ключевыми кадрами, а программное обеспечение вычисляет каждый промежуточный кадр. Эти вычисленные кадры называются промежуточными, и то, как они вычисляются (интерполяция), определяет, выглядит ли движение механическим или естественным.
Краткий ответ
Ключевой кадр — это значение, записанное в определенный момент времени для одного свойства. Два ключа для одного свойства определяют изменение, а интерполяция заполняет кадры между ними. Почти вся 3D-анимация — в Blender, Maya, Cinema 4D, After Effects, игровых движках и Mixos Studio — это ключевые кадры на треках для каждого свойства, а также кривые, которые контролируют, как каждое значение перемещается от одного ключа к другому.
Откуда появился термин
Это слово появилось задолго до компьютеров. В рисованной анимации ведущие аниматоры рисовали ключевые позы сцены — крайние положения, определяющие действие, — а ассистенты, называемые «инбитвинерами», рисовали кадры, которые их соединяли. Ключевые позы передавали основное действие; промежуточные кадры обеспечивали плавный переход от одной позы к другой.
Компьютерная анимация сохранила разделение труда и передала создание промежуточных кадров программному обеспечению. Отсюда и появилось слово «твининг», и именно поэтому мастерство в ключевой анимации по-прежнему заключается в правильном выборе ключей, а не в создании кадров.
Что на самом деле хранит ключевой кадр
Ключевой кадр — это пара: время и значение для одного свойства. Свойство, имеющее ключи, называется дорожкой (track), каналом (channel) или F-кривой (F-curve) в зависимости от приложения. Позиция обычно состоит из трех дорожек — X, Y и Z — так что мяч может равномерно двигаться по X, в то время как его Y анимируется отдельно для отскока.
Ключи можно задавать для любого числового значения, а не только для движения. Интенсивность света, фокусное расстояние камеры, шероховатость материала, вес ключа формы и параметры модификатора — все это обычные дорожки. Именно так лампа загорается, объектив фокусируется или лицо моргает, используя те же инструменты, что и для перемещения объекта.
Интерполяция: кадры, которые вы не задавали
Между двумя ключами программное обеспечение должно «придумать» значения, и интерполяция — это правило, которое оно использует. Линейная интерполяция перемещает значение с постоянной скоростью. Постоянная (Constant), также называемая ступенчатой (stepped) или удерживающей (hold), сохраняет значение до следующего ключа, а затем резко меняет его. Интерполяция Безье (Bezier) или сплайновая (spline) интерполяция проводит плавную кривую через ключи, с рукоятками на каждом ключе, которые контролируют, как значение ускоряется и замедляется.
Этот выбор имеет большее значение, чем ожидают новички. Одни и те же два ключа могут создать роботизированное скольжение, резкий скачок или плавное движение с замедлением и остановкой, в зависимости только от интерполяции — вот почему аниматоры тратят столько же времени на кривые, сколько и на ключи.
Вращение требует особого внимания. Вращения, заданные как три угла (Эйлера), могут переворачиваться или колебаться, когда углы превышают 360° или когда две оси совпадают — эта проблема называется «карданным замком» (gimbal lock). Кватернионная интерполяция позволяет избежать этого, поэтому движки и форматы файлов, такие как glTF, хранят вращения в виде кватернионов.
Ключевые кадры и другие способы создания движения
Захват движения записывает исполнителя и создает ключ на каждом кадре — это плотные данные, а не несколько выбранных поз. Его можно редактировать как ключевые кадры, но обычно проще проредить или наложить поверх, чем вручную пересчитывать время для каждого ключа.
Процедурное движение создается по правилу, а не с помощью ключей: волна, шум, пружина или выражение, связывающее одно значение с другим. Симуляция вычисляет движение на основе физики. Оба метода часто «запекаются» (baked) — семплируются в ключевые кадры — когда результат необходимо отредактировать, изменить время или экспортировать, потому что ключевые кадры — это то, что понимают все инструменты и форматы.
Ключевые кадры в Mixos Studio
Таймлайн Studio задает ключи для положения, вращения и масштаба по каждой оси — «Set key» записывает все три в текущей позиции воспроизведения — а также значения материала, света и камеры из точки ключа рядом с ними в инспекторе. Auto продолжает запись во время работы: каждое изменение становится ключом в текущем кадре, пока вы не отключите эту функцию.
Между ключами предлагаются пресеты Linear, Hold, Ease in, Ease out и Ease, библиотека стандартных кривых сглаживания, а также рукоятки Безье, которые вы перетаскиваете в режиме Curves. Процедурное движение располагается рядом с ключами в виде драйверов — волна, шум, пружина или отскок, добавленные поверх того, что задают ключи, — а симуляция твердых тел может быть запечена в ключевые кадры, так что каждый источник движения оказывается в дорожках, которые вы можете редактировать.
Часто задаваемые вопросы
Что такое ключевой кадр?
Ключевой кадр — это значение, записанное в определенный момент времени для одного свойства — например, высота объекта на 12-м кадре. Программное обеспечение для анимации интерполирует между ключевыми кадрами, чтобы создать промежуточные кадры.
В чем разница между ключевыми и промежуточными кадрами?
Ключевые кадры — это кадры, которые определяет аниматор; промежуточные кадры — это кадры между ними. В рисованной анимации промежуточные кадры рисовали ассистенты; в 3D-анимации программное обеспечение вычисляет их путем интерполяции.
Что такое твининг?
Твининг (tweening), сокращение от in-betweening, — это создание кадров между двумя ключевыми кадрами. В программах для 3D и моушн-графики это делается автоматически путем интерполяции, а кривая сглаживания (easing curve) контролирует, как значение ускоряется и замедляется по ходу движения.
Является ли захват движения ключевой анимацией?
Не в обычном смысле. Захват движения (motion capture) записывает исполнение как ключ на каждом кадре, а не как несколько поз, выбранных аниматором. Данные находятся в тех же дорожках и могут быть отредактированы теми же инструментами, но они очень плотные, поэтому их обычно корректируют или накладывают поверх, а не пересчитывают время для каждого ключа.
Что такое авто-ключ?
Автоматическое создание ключей (Auto-key) записывает ключевой кадр автоматически при каждом изменении анимируемого значения в текущем кадре. Это быстро для позирования, но легко случайно оставить включенным — случайная корректировка становится ключом. В Mixos Studio это переключатель Auto в заголовке таймлайна.
Установите два ключа для любого объекта в сцене и прокручивайте между ними — в этом вся суть, прямо в браузере.