3D animasyonda rigleme nedir?
Rigleme, bir 3D modele bir kontrol yapısı — genellikle kemiklerden oluşan bir iskelet — vererek pozlanabilir ve hareketlendirilebilir hale getirme sürecidir. Skinning daha sonra mesh'i bu kemiklere bağlar; her verteks için, her kemiğin yüzeyin her bir bölümünü ne kadar güçlü hareket ettireceğini belirleyen ağırlıklar kullanılır, böylece bir omuzu döndürmek kolu yırtmak yerine bükülmesini sağlar.
Kısa cevap
Bir rig'in üç kısmı vardır: hiyerarşik bir kemik iskeleti, mesh'i bu kemiklere bağlayan skin ağırlıkları ve pozlamayı pratik hale getiren kontroller — genellikle inverse kinematics (IK). Rigleme, karakterler, yaratıklar ve kablolar gibi bükülen her şey için gereklidir; sert nesneler basit transform'larla hareketlendirilebilir. Otomatik rigleme yazılımları, bir iskeleti yerleştirir ve ağırlıkları otomatik olarak çözer, en güvenilir şekilde bir T-pozundan.
Kemikler ve eklemler
Bir iskelet, eklemlerle birbirine bağlı kemiklerin bir hiyerarşisidir. Her kemik, çocuklarını hareket ettiren bir transform'dur, bu nedenle üst kolu döndürmek ön kolu ve eli de beraberinde götürür. Hiyerarşinin en üstü — bir karakter için genellikle kalçalar — kök'tür ve onu hareket ettirmek her şeyi hareket ettirir.
Bir kemik render edilmez. Konumu ve oryantasyonu olan bir tutamaktır ve görevi mesh'e nasıl hareket edeceğini söylemektir. Kemikler, vücudun büküldüğü noktalara yerleştirilir ve eklemleri doğru yerlere — dirsekleri dirseğe, dizleri dize — yerleştirmek, deformasyonun ne kadar doğal görüneceğini belirler.
Skinning ve ağırlıklar
Skinning, mesh'i iskelete bağlar. Her verteks, onu etkileyen her kemik için bir ağırlık alır ve ağırlıklar genellikle bire eşittir: ön koldaki bir verteks ön kol kemiğini tamamen takip ederken, dirsekteki bir verteks üst ve alt kol arasında bölünür, böylece eklem sorunsuz bir şekilde bükülür. Gerçek zamanlı motorlar genellikle verteks başına en fazla dört kemik etkisi sağlar.
Çoğu kötü deformasyon, kötü ağırlıklandırmadan kaynaklanır: çöken bir dirsek, sıkışan bir omuz, kafadan uzaklaşan bir şapka. Standart yöntem olan linear blend skinning, bir eklem büküldüğünde hacim de kaybeder — şeker ambalajı etkisi — bu yüzden rig'ler twist kemikleri ekler veya dual-quaternion skinning kullanır. Ağırlıklar boyama yoluyla, Blender'ın bone heat veya Maya'nın geodesic voxel binding gibi otomatik yöntemlerle veya ikisinin bir karışımıyla ayarlanır.
FK ve IK
Forward kinematics (FK) ile bir zinciri, kökten dışa doğru sırayla her kemiği döndürerek pozlarsınız: omuz, sonra dirsek, sonra bilek. Doğal yaylar ve tam kontrol sağlar ve sallanan kollar ile akıcı kuyruklar genellikle bu şekilde hareketlendirilir.
Inverse kinematics (IK) ile zincirin ucunu — bir el veya bir ayak — yerleştirirsiniz ve bir çözümleyici, üzerindeki kemiklerin dönüşlerini hesaplar. IK, kalçalar hareket ederken sabit bir ayağı yerde tutan şeydir. Bir pole target, dirseğin veya dizin hangi yöne baktığını belirler. Rig'ler genellikle animatörlere her ikisi için de kontrol sağlar ve FK ile IK arasında geçiş yapmalarına olanak tanır.
Otomatik rigleme ve T-pozu
Otomatik rigleme yazılımı, bir karaktere iskelet yerleştirir ve skin ağırlıklarını manuel yerleştirme olmadan çözer. Çoğu, karakterin T-pozunda olmasını ister — kollar yanlara doğru düz, bacaklar hafifçe açık — çünkü bu, anatomiyi ölçülebilir hale getirir: kollar tek bir eksen boyunca uzanır, uzuvlar vücuttan ayrılır ve dirsekler ile dizler bir bükülmenin içinde gizlenmez. Bazı araçlar bunun yerine kolların aşağı doğru açılı olduğu bir A-pozu kabul eder.
Mixamo bunu tanıdık hale getirdi: bir insansı modeli yükleyin, birkaç nokta işaretleyin ve riglenmiş bir karakter geri alın. Otomatik rigleme, uzuvları açıkça ayrılmış insansı modellerde en iyi sonucu verir ve pozda olan, bir aksesuar tutan veya uzun bir palto giyen bir karakter genellikle eklemlere veya ağırlıklara manuel düzeltmeler gerektirir.
Retargeting
Retargeting, animasyonu bir iskeletten diğerine aktarır — bir motion-capture yürüyüşünü karakterinize veya bir karakterin klibini farklı oranlara veya kemik adlarına sahip başka bir karaktere. Retargeter, kemikleri rolüne göre eşler (bu sol ön kol, bu omurga) ve hareketi yeni uzunluklara uyarlar, böylece ayaklar hala yere ulaşır.
Mixos Studio'da Rigleme
Studio'nun Animasyon bölümündeki Rigging paneli, tüm zinciri kapsar. T-pozundan otomatik rigleme, karakteri ölçer — eklem yükseklikleri, kol açıklığı, omuz genişliği, kasık, ayak bilekleri ve bacak aralığı mesh'ten okunur — 21 eklemli bir insansı iskeleti yerleştirir ve ağırlıkları çözer; tüm bunlar kendi makinenizde hiçbir şey yüklenmeden çalışır. T-pozunda bir kişi olarak okunmayan bir mesh, kötü riglenmek yerine reddedilir. Diğer her şey için, bağlamadan önce elle yerleştirilecek insansı, dört ayaklı ve zincir şablonları bulunur.
Mesh'i iskelete bağlamak, karakterin hacmi boyunca ağırlıkları çözer, böylece bir vücut, zırh ve saç tek bir grup olarak birlikte hareket eder. Kontrol rig'i eklemek, hem kollara hem de bacaklara IK ve ayrıca bir kafa bakışı ekler ve Bake IK, çözülmüş pozu keyframe'lere geri yazar. Motion kütüphanesi, CMU veritabanından 2.500'den fazla motion-capture klibini karakteriniz üzerinde taahhüt etmeden önce önizler; eklemek, yeniden zamanlayabileceğiniz sıradan keyframe'ler yazar. Zaten riglenmiş olarak gelen GLB veya FBX karakterler, iskeletlerini sıradan, keylenebilir kemikler olarak korur.
Sıkça sorulan sorular
Rigging ve skinning arasındaki fark nedir?
Rigging, kontrol yapısını — iskeleti ve onu pozlayan kontrolleri — inşa etmektir. Skinning, mesh’i o iskelete vertex başına ağırlıklarla bağlamaktır. Skinning, rigging’in bir adımıdır ve kötü ağırlıklar, bir rig’in kötü deforme olmasının en yaygın nedenidir.
Karakterler neden rigleme için T-pozunda olmalıdır?
T-pozu, uzuvları vücuttan ayırır ve kolları tek bir eksen boyunca hizalar, böylece otomatik rigleme yazılımı omuzların, dirseklerin, bileklerin ve dizlerin nerede olduğunu ölçebilir. Bükülmüş veya poz verilmiş bir kol, eklemleri gizler ve kemiklerin yanlış yerleştirilmesine neden olur.
FK ve IK arasındaki fark nedir?
Forward kinematics (FK), bir zinciri kökten dışa doğru her kemiği döndürerek pozlar. Inverse kinematics (IK) ise zincirin ucunu — bir el veya ayak — yerleştirmenize ve üzerindeki kemikleri çözmenize olanak tanır. FK sallanma, yay çizme hareketleri için uygundur; IK ise sabit ayaklar ve bir hedefe ulaşması gereken eller için idealdir.
Bir modeli hareketlendirmek için riglemem gerekiyor mu?
Sadece bükülmesi gerekiyorsa. Sert nesneler — bir araba, bir kapı, bir kamera — transform'ları keyframe'lenerek hareketlendirilir. Karakterler, yaratıklar, hortumlar ve deforme olan diğer her şeyin bir rig'e ihtiyacı vardır.
Bir karakteri çevrimiçi olarak ücretsiz rigleyebilir miyim?
Evet. Mixos Studio, T-pozunda bir insansı modeli bir tarayıcı sekmesinde ücretsiz ve hiçbir yere yüklemeden otomatik olarak rigler, ardından IK kontrolleri eklemenize ve motion-capture kliplerini düzenlenebilir keyframe'ler olarak uygulamanıza olanak tanır.
T-poze bir karakter getirin, auto-rig yapın ve birini seçmeden önce üzerinde birkaç motion-capture klip deneyin.