什麼是關鍵影格動畫?
關鍵影格動畫是一種方法:動畫師只在被稱為關鍵影格的特定時刻設定數值——位置、旋轉、顏色、燈光亮度——其間的每一個影格都由軟體計算。這些計算出來的影格就是補間,而計算方式——插值——決定了動作看起來是機械式還是自然。
作者: Mixos
簡短回答
關鍵影格是在某個時間點、針對單一屬性記錄的數值。同一屬性上的兩個關鍵定義了一次變化,而插值填補它們之間的影格。幾乎所有 3D 動畫——在 Blender、Maya、Cinema 4D、After Effects、遊戲引擎與 Mixos Studio 中——都是各屬性軌道上的關鍵影格,再加上控制每個數值如何從一個關鍵走向下一個關鍵的曲線。
這個詞的由來
這個詞早於電腦出現。在手繪動畫中,主要動畫師繪製場景的關鍵姿勢——定義一個動作的極端姿勢——而稱為補間師(in-betweener)的助理繪製連接它們的影格。關鍵姿勢承載表演,補間則讓表演平順地從一個姿勢過渡到下一個。
電腦動畫保留了這種分工,把補間工作交給軟體。tweening 一詞由此而來,也說明了為什麼關鍵影格動畫的技巧至今仍在於挑好關鍵,而不是產出影格。
關鍵影格實際儲存什麼
關鍵影格是一組配對:某個屬性上的一個時間與一個數值。有關鍵的屬性依應用程式不同,稱為軌道(track)、通道(channel)或 F-curve。位置通常是三條軌道——X、Y 與 Z——所以一顆球可以在 X 上穩定移動,同時另外在 Y 上設關鍵讓它彈跳。
任何數值都能設關鍵,不只是移動。燈光強度、攝影機焦距、材質粗糙度、形狀關鍵(shape key)的權重與修改器的參數,都是一般的軌道。燈光淡入、鏡頭拉焦、臉部眨眼,都用與移動物件相同的工具完成。
插值:你沒有設定的影格
在兩個關鍵之間,軟體必須自行產生數值,插值就是它使用的規則。線性(Linear)以固定速率改變數值。常數(Constant)——也稱為階梯(stepped)或保持(hold)——在下一個關鍵之前保持數值,然後突然跳變。貝茲(Bezier)或樣條(spline)插值則讓平滑曲線通過各個關鍵,每個關鍵上的控制把手決定數值如何加速離開與減速進入。
這個選擇比初學者預期的更重要。同樣兩個關鍵,只因插值不同,就能產生機器人般的滑動、突然的彈跳,或緩出後定位的動作——這也是為什麼動畫師花在曲線上的時間和花在關鍵上的一樣多。
旋轉需要特別小心。以三個角度(歐拉角)設定關鍵的旋轉,在角度超過 360° 或兩條軸對齊時會翻轉或擺動,這個問題稱為萬向節鎖(gimbal lock)。四元數插值可避免此問題,這也是引擎與 glTF 等檔案格式以四元數儲存旋轉的原因。
關鍵影格與其他製作動作的方式
動作捕捉記錄表演者並在每個影格產生一個關鍵——是密集的資料,而不是少數精選的姿勢。它可以像關鍵影格一樣編輯,但精簡或在其上疊加,通常比手動重新調整每個關鍵的時間更容易。
程序式動作來自規則而非關鍵:波形、雜訊、彈簧,或把一個數值連到另一個數值的表達式。模擬則由物理計算動作。當結果需要編輯、重新調整時間或匯出時,兩者通常都會烘焙——取樣為關鍵影格——因為關鍵影格是每個工具與格式都能理解的東西。
Mixos Studio 中的關鍵影格
Studio 的時間軸可針對每個軸向為位置、旋轉與縮放設定關鍵——Set key 會在播放磁頭處記錄三者——並可從檢視器中旁邊的關鍵圓點為材質、燈光與攝影機數值設定關鍵。Auto 會在你工作時持續記錄:每次變更都會在目前影格成為關鍵,直到你關閉為止。
在關鍵之間,它提供 Linear、Hold、Ease in、Ease out 與 Ease 預設、一組標準緩動曲線的資料庫,以及可在 Curves 模式中拖曳的貝茲把手。程序式動作以驅動器(driver)的形式並列於關鍵旁——在關鍵所擺的姿勢之上疊加波形、雜訊、彈簧或彈跳——剛體模擬也能烘焙成關鍵影格,讓所有動作來源最終都變成你能編輯的軌道。
常見問題
什麼是關鍵影格?
關鍵影格是在特定時間、針對單一屬性記錄的數值——例如某個物件在第 12 影格的高度。動畫軟體會在關鍵影格之間插值,產生中間的影格。
關鍵影格與補間有什麼差別?
關鍵影格是動畫師定義的影格;補間(in-between)是它們之間的影格。在手繪動畫中由助理繪製補間;在 3D 動畫中則由軟體以插值計算。
什麼是 tweening?
Tweening 是 in-betweening 的簡稱,指生成兩個關鍵影格之間的影格。在 3D 與動態圖形軟體中,它由插值自動完成,而緩動曲線控制數值在過程中如何加速與減速。
動作捕捉算是關鍵影格動畫嗎?
一般意義上不是。動作捕捉把表演記錄為每個影格都有一個關鍵,而不是動畫師挑選的少數幾個姿勢。資料存放在相同的軌道上,也能用相同的工具編輯,但它非常密集,所以通常是調整或在上面疊加,而不是逐個關鍵重新調整時間。
什麼是 auto-key?
Auto-key 會在你變更任何可製作動畫的數值時,於目前影格自動記錄一個關鍵影格。擺姿勢時很快,也容易不小心一直開著——隨手的一個調整就變成關鍵。在 Mixos Studio 中,它是時間軸標頭的 Auto 開關。