Vad är rigging inom 3D-animation?
Rigging är processen att ge en 3D-modell en kontrollstruktur — oftast ett skelett av ben — så att den kan poseras och animeras. Skinning binder sedan meshen till benen, med vikter per vertex som avgör hur starkt varje ben flyttar varje del av ytan, så att en vriden axel böjer armen i stället för att slita sönder den.
Av Mixos
Det korta svaret
En rigg har tre delar: ett skelett av ben i en hierarki, skinning-vikter som binder meshen till de benen, och kontroller — ofta inverse kinematics (IK) — som gör posering praktisk. Rigging behövs för allt som böjs, som karaktärer, varelser och kablar; styva objekt kan animeras med vanliga transformer. Auto-riggare anpassar ett skelett och löser vikterna automatiskt, mest pålitligt från en T-pose.
Ben och leder
Ett skelett är en hierarki av ben förbundna i leder. Varje ben är en transform som flyttar sina barn, så att rotera överarmen för med sig underarmen och handen. Hierarkins topp — för en karaktär oftast höfterna — är roten, och flyttar du den flyttas allt.
Ett ben renderas inte. Det är ett handtag med en position och en orientering, och dess uppgift är att tala om för meshen hur den ska röra sig. Ben placeras inuti kroppen där den böjs, och att få lederna på rätt plats — armbågar vid armbågen, knän vid knät — avgör hur naturlig deformationen någonsin kan se ut.
Skinning och vikter
Skinning binder meshen till skelettet. Varje vertex får en vikt för varje ben som påverkar den, och vikterna summerar vanligtvis till ett: en vertex på underarmen kan följa underarmsbenet helt, medan en vid armbågen delas mellan över- och underarmen så att leden böjs mjukt. Realtidsmotorer tillåter ofta upp till fyra benpåverkningar per vertex.
Det mesta av dålig deformation är dålig viktning: en armbåge som kollapsar, en axel som nyps ihop, en hatt som glider bort från huvudet. Standardmetoden, linear blend skinning, förlorar också volym när en led vrids — candy-wrapper-effekten — vilket är skälet till att riggar lägger till twist-ben eller använder dual-quaternion skinning. Vikter sätts genom målning, genom automatiska metoder som Blenders bone heat eller Mayas geodesic voxel binding, eller genom en blandning av de två.
FK och IK
Med forward kinematics (FK) poserar du en kedja genom att rotera varje ben i tur och ordning från roten och utåt: axel, sedan armbåge, sedan handled. Det ger naturliga bågar och full kontroll, och det är så svängande armar och böljande svansar vanligtvis animeras.
Med inverse kinematics (IK) placerar du kedjans ände — en hand eller en fot — och en solver räknar ut rotationerna för benen ovanför. IK är det som håller en fot planterad på golvet medan höfterna rör sig. Ett pole target avgör åt vilket håll armbågen eller knät pekar. Riggar ger oftast animatörer kontroller för båda och låter dem blanda mellan FK och IK.
Auto-rigging och T-posen
En auto-riggare anpassar ett skelett till en karaktär och löser skinning-vikterna utan manuell placering. De flesta vill ha karaktären i T-pose — armarna rakt ut åt sidorna, benen något isär — eftersom det gör anatomin mätbar: armarna löper längs en axel, lemmarna är skilda från kroppen och armbågar och knän är inte dolda i en böj. Vissa verktyg accepterar i stället en A-pose, med armarna vinklade nedåt.
Mixamo gjorde detta välkänt: ladda upp en humanoid, markera några punkter och få tillbaka en riggad karaktär. Auto-rigging fungerar bäst på humanoider med tydligt åtskilda lemmar, och en karaktär i pose, som håller en rekvisita eller bär en lång kappa behöver oftast manuella justeringar av leder eller vikter.
Retargeting
Retargeting överför animation från ett skelett till ett annat — en motion capture-gång på din karaktär, eller en karaktärs klipp på en annan med andra proportioner eller bennamn. Retargetern mappar ben efter roll (det här är vänster underarm, det här är ryggraden) och anpassar rörelsen till de nya längderna så att fötterna fortfarande når golvet.
Rigging i Mixos Studio
Studios Rigging-panel, i sektionen Animation, täcker hela kedjan. Auto-rig from T-pose mäter karaktären — ledhöjder, armspann, axelbredd, grenen, vristerna och benavstånd läses av från meshen — anpassar ett humanoidskelett med 21 leder och löser vikterna, allt på din egen maskin utan att något laddas upp. En mesh som inte läses som en person i T-pose avvisas i stället för att riggas dåligt. För allt annat finns humanoid-, fyrfota- och kedjemallar att placera för hand före bindning.
Bind mesh to skeleton löser vikter genom karaktärens volym, så en kropp, en rustning och hår som är bundna tillsammans som en grupp rör sig tillsammans. Add control rig lägger IK på båda armarna och benen plus en head look-at, och Bake IK skriver tillbaka den lösta posen till nyckelrutor. Motion library förhandsvisar över 2 500 motion capture-klipp från CMU-databasen på din karaktär innan du förbinder dig till ett; när du lägger till det skrivs vanliga nyckelrutor som du kan tidsjustera. Karaktärer som redan kommer riggade, som GLB eller FBX, behåller sitt skelett som vanliga ben som går att nyckelrama.
Vanliga frågor
Vad är skillnaden mellan rigging och skinning?
Rigging är att bygga kontrollstrukturen — skelettet och kontrollerna som poserar det. Skinning är att binda meshen till skelettet med vikter per vertex. Skinning är ett steg i rigging, och dåliga vikter är den vanligaste orsaken till att en rigg deformeras dåligt.
Varför måste karaktärer stå i T-pose för att riggas?
En T-pose skiljer lemmarna från kroppen och riktar in armarna längs en axel, så att en auto-riggare kan mäta var axlar, armbågar, handleder och knän sitter. En böjd eller poserad arm döljer lederna och leder till felplacerade ben.
Vad är skillnaden mellan FK och IK?
Forward kinematics poserar en kedja genom att rotera varje ben från roten och utåt. Inverse kinematics låter dig placera kedjans ände — en hand eller fot — och löser benen ovanför den. FK passar svepande, bågformade rörelser; IK passar fötter i marken och händer som måste nå ett mål.
Måste jag rigga en modell för att animera den?
Bara om den behöver böjas. Styva objekt — en bil, en dörr, en kamera — animeras genom att nyckelrama deras transformer. Karaktärer, varelser, slangar och allt annat som deformeras behöver en rigg.
Kan jag rigga en karaktär online gratis?
Ja. Mixos Studio auto-riggar en humanoid i T-pose i en webbläsarflik, gratis och utan att karaktären laddas upp någonstans, och låter dig sedan lägga till IK-kontroller och applicera motion capture-klipp som redigerbara nyckelrutor.
