模型的骨骼动画技术讲解..
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3D Max角色绑定教程:将骨骼和皮肤关联起来实现角色动画3D Max是一款常用的三维建模和动画渲染软件,在进行角色动画制作时,角色的骨骼与皮肤的绑定是非常重要的一步。
通过将骨骼和皮肤关联起来,可以实现角色的自然动画效果。
下面是一个详细的3D Max角色绑定教程。
步骤一:准备工作1. 打开3D Max软件,并导入已经完成建模的角色模型。
2. 确保已经创建好了骨骼系统,可以通过在“动作”面板中选择“创建”下的“骨骼系统”来创建。
步骤二:绑定骨骼和皮肤1. 选择角色模型,进入“修改器”面板,在列表中找到“皮肤”修改器并选择。
2. 在皮肤修改器中,点击“加入”按钮,并选择骨骼系统中的骨骼。
3. 确保骨骼被正确地添加到了角色模型上,可以通过点击添加的骨骼来查看。
4. 在骨骼列表中,选择每个骨骼,然后在“权重表”下的“顶点权重编辑器”中调整各顶点与骨骼的关联程度。
可以使用“刷子”工具进行绘制。
步骤三:测试绑定效果1. 在绑定骨骼和皮肤后,我们需要测试动画效果是否正常。
可以使用时间轴上的关键帧来测试。
2. 在场景中创建一个简单的运动动画,例如让角色在原地做个转圈动作。
3. 通过调整时间轴上的关键帧,查看角色模型是否按照预期进行动画。
步骤四:调整绑定效果1. 在测试动画时,如果发现一些异常情况,例如角色的皮肤在某些动作中出现扭曲,可以尝试调整权重表中对应顶点的权重数值。
2. 可以逐渐增加或减少权重数值,观察调整过后的效果,直到满意为止。
步骤五:保存绑定信息1. 当完成骨骼和皮肤的绑定后,我们需要将绑定信息保存起来,以备以后的动画制作使用。
2. 在“皮肤”修改器中,点击“复制数据”按钮,将绑定信息复制到剪贴板中。
3. 可以将复制的信息保存为一个文件,方便以后再次加载使用。
通过这个教程,我们可以学习到如何将3D Max中的角色模型与骨骼系统进行绑定,实现角色的自然动画效果。
通过合理调整骨骼与皮肤的关联程度,可以创建出更加真实的角色动画。
狗模型绑定动画效果概述引言在现代计算机图形学中,动画是一个重要的应用领域。
动画效果可以使静态的模型变得生动活泼,并且能够增强用户体验。
本文将探讨如何为狗模型绑定动画效果,以使其在应用中更加逼真和吸引人。
动画绑定的基本概念在开始讨论狗模型的动画绑定之前,我们先来了解一些基本概念。
动画绑定是指将一个模型的骨骼与其对应的动画序列进行关联的过程。
通过绑定,模型的骨骼可以根据动画序列的变化而产生相应的变形效果,从而实现模型的动态效果。
狗模型的骨骼结构在绑定动画效果之前,我们首先需要了解狗模型的骨骼结构。
狗模型的骨骼结构通常由多个骨骼组成,这些骨骼之间通过关节连接起来。
每个骨骼都有自己的旋转和平移属性,这些属性可以用来控制模型的姿态和动作。
狗模型的动画序列动画序列是一系列关键帧的集合,每个关键帧都包含了模型的姿态信息。
在动画序列中,一般会定义一些关键帧之间的插值方式,以使得模型在关键帧之间的过渡更加平滑。
狗模型的动画序列可以包括行走、奔跑、跳跃等不同的动作。
狗模型的动画绑定过程狗模型的动画绑定过程可以分为以下几个步骤:步骤一:导入狗模型和动画序列首先,我们需要将狗模型和相应的动画序列导入到动画编辑软件中。
导入过程包括加载模型文件和动画文件,并将它们显示在编辑器的场景中。
步骤二:创建骨骼控制器接下来,我们需要创建一个骨骼控制器,用于控制狗模型的骨骼。
骨骼控制器可以通过旋转和平移操作来改变模型的姿态。
在创建骨骼控制器时,我们需要将狗模型的骨骼与控制器进行关联。
步骤三:绑定骨骼和动画序列一旦骨骼控制器创建完成,我们就可以开始将骨骼和动画序列进行绑定。
绑定的过程包括将动画序列中的关键帧与骨骼控制器中的骨骼进行匹配,并将其相应的姿态信息传递给骨骼控制器。
步骤四:调整动画参数在绑定完成后,我们可能需要对动画参数进行一些调整,以使得模型的动作更加自然和流畅。
调整的参数包括动画的播放速度、循环方式以及过渡效果等。
步骤五:导出绑定后的模型和动画最后,我们可以将绑定后的狗模型和动画导出为文件,以供应用程序使用。
狗模型绑定动画效果概述(最新版)目录1.狗模型绑定动画效果的概念2.狗模型绑定动画效果的重要性3.狗模型绑定动画效果的实现步骤4.狗模型绑定动画效果的应用案例5.狗模型绑定动画效果的未来发展趋势正文一、狗模型绑定动画效果的概念狗模型绑定动画效果指的是将 3D 模型中的骨骼与动画效果进行关联,使得模型在播放动画时能够呈现出自然、流畅的动作。
在游戏、影视、广告等产业中,狗模型绑定动画效果是一项非常重要的技术,它能够赋予模型生命力,让观众感受到模型的真实感和立体感。
二、狗模型绑定动画效果的重要性狗模型绑定动画效果在许多领域中都发挥着重要作用,比如在游戏产业中,吸引玩家的不仅仅是游戏的玩法和故事情节,游戏的画面效果也是吸引玩家的一大因素。
而狗模型绑定动画效果正是提升游戏画面效果的关键技术之一。
在影视产业中,狗模型绑定动画效果能够让影视作品中的动物角色更具有真实感,从而提升作品的观赏性。
三、狗模型绑定动画效果的实现步骤1.创建 3D 模型:首先需要创建一个狗的 3D 模型,包括模型的外形、骨骼、纹理等。
2.制作动画:根据狗的生活习性,制作出各种动作的动画,比如奔跑、跳跃、摇头等。
3.绑定动画:将动画与骨骼进行关联,使得每段动画都能通过骨骼的运动来实现。
4.调整动画:根据需要,对动画进行调整,使得动画效果更加自然、流畅。
四、狗模型绑定动画效果的应用案例在许多游戏中,都可以看到狗模型绑定动画效果的应用,比如《绝地求生》、《守望先锋》等。
在这些游戏中,狗模型的绑定动画效果都非常出色,让玩家感受到了游戏的真实感和立体感。
五、狗模型绑定动画效果的未来发展趋势随着技术的发展,狗模型绑定动画效果将会有更高的要求,比如动画效果的真实感、流畅度、细节等。
毕业论文---浅谈三维动画的骨骼装配及动作调试毕业设计论文浅谈三维动画的骨骼装配及动作调试——短片《GO OUT》创作教学单位:专业名称:学号:学生姓名:指导教师:指导单位:完成时间:浅谈三维动画的骨骼装配及动作调试——短片《GO OUT》题目名称创作1 毕业设计内容:三维动画短片《GO OUT》创作要求:经过前期动画创作,故事剧本、角色设计、分镜头台本,、中期制作与后期合成~完成三维动画短片~并设计,撰着重探索三维动画中的骨骼装配及动作调试。
写,内容2 毕业论文内容:《浅谈三维动画的骨骼装配及动作调试——短片<GO OUT>创作》要求:论文的主要内容包含两个部分:其中第一部分为三维动画短片《GO OUT》前期概述。
第二部分将是本文的重点~结合三维动画短片《GO OUT》创作~阐述三维动画骨骼装配及动作调试的技术要点~以及这次短片创作过程中骨骼装配及动作调试运用与心得体会。
1、完成三维动画短片《GO OUT》的创作~将所学的动画原理与技术理论相结合~学以致用~着重探索三维动画预期目标中的骨骼装配及动作调试。
2、根据短片创作所获得的经验~结合三维动画中骨骼装配及动作调试的相关理论~完成毕业论文《浅谈三维动画的骨骼装配及动作调试——短片<GO OUT>创作》的写作。
三维动画短片、毕业论文成果形式设计,撰写,地点起止时间指导单位2011年月日指导教师审核意见年月日审核签名评语:设计, 撰写 ,过程指导教师:成绩年月日评语:论文评阅评阅教师:年月日成绩评语:论文答辩答辩组长:成绩年月日审核人: 年月日总分浅谈三维动画的骨骼装配及动作调试——短片《GO OUT》创作摘要三维动画正在国内迅速发展,三维动画迅速取代传统动画成为最卖座的动画片种。
三维动画展现出来最直观感受就是物体的逼真和运动的自然,而要做到运动自然,就必须充分研究人体、动物等的运动规律,以及支配他们运动的骨骼系统。
所以在以完美和真实为最终追求的三维动画中,骨骼装配有着其不可替代的作用。
vrm模型骨骼标准
VRM(Virtual Reality Modeling Language)模型是一种用于
虚拟现实应用的3D模型标准。
在VRM模型中,骨骼标准通常指的是
模型的骨骼系统,它是模型动画的基础,允许模型在虚拟现实环境
中进行动作和变换。
从技术角度来看,VRM模型的骨骼标准通常基于骨骼动画技术,使用骨骼和关节来控制模型的姿势和动作。
在VRM模型中,骨骼标
准需要定义骨骼的层次结构、旋转限制、初始姿势等信息,以便在
虚拟现实环境中正确地呈现模型的动作和变换。
常见的骨骼标准包
括但不限于Unity的Humanoid骨骼标准和其他游戏引擎的骨骼标准。
此外,从行业标准的角度来看,VRM模型的骨骼标准也可能受
到行业组织或标准化机构的制定和规范。
这些标准可能涉及骨骼的
命名规范、骨骼的功能分类、骨骼的姿势约束等方面,以确保不同VRM模型在不同的虚拟现实平台上能够正确地进行动画和交互。
总之,VRM模型的骨骼标准是指模型的骨骼系统,它涉及技术
实现和行业规范两个方面,目的是确保模型能够在虚拟现实环境中
正确地进行动作和变换。
这些标准对于虚拟现实应用的开发和交互设计都具有重要意义。
3d动画蒙皮原理3D动画蒙皮原理引言在现代电影、游戏和动画制作中,3D技术的应用越来越广泛。
其中,人物角色的逼真表现是一个非常重要的方面。
而实现人物角色的逼真表现离不开蒙皮技术。
本文将介绍3D动画中的蒙皮原理及其应用。
一、蒙皮的定义和作用蒙皮是指将一个模型表面的点与骨骼关联起来,使得模型在经过骨骼动作时能够自然地变形。
通过蒙皮技术,可以使得3D模型在动作过程中具有生动、逼真的效果,让观众产生身临其境的感觉。
二、蒙皮的基本原理1. 骨骼系统蒙皮的基础是骨骼系统。
骨骼系统由多个骨骼节点组成,每个节点都有自己的位置和旋转信息。
通过控制骨骼节点的位置和旋转,可以实现对模型的变形。
2. 权重绑定在蒙皮过程中,需要将模型表面的点与骨骼关联起来。
这就需要为每个模型点分配一个或多个骨骼节点,并给予它们不同的权重。
权重的大小决定了该点受到该骨骼节点影响的程度。
通常,靠近骨骼节点的点受到的权重更大,而远离骨骼节点的点受到的权重较小。
3. 蒙皮变形一旦完成了权重绑定,模型在经过骨骼动作时,每个点会根据骨骼节点的位置和权重进行变形。
通过对骨骼节点的控制,可以实现模型的各种动作,如弯曲、伸展、扭转等。
三、蒙皮的实现方法1. 线性插值线性插值是一种常见的蒙皮实现方法。
它将每个模型点的位置通过线性插值计算得到。
线性插值的优点是计算简单,适用于简单的模型和动作。
但是,线性插值的缺点是在某些情况下会导致模型的形变不够平滑,出现锯齿状的效果。
2. 皮肤变形皮肤变形是一种更加高级的蒙皮实现方法。
它通过对模型表面进行细分,将模型表面划分为多个小区域,并对每个小区域进行变形。
皮肤变形的优点是可以实现更加精细的模型形变,使得动画效果更加逼真。
但是,皮肤变形的缺点是计算复杂,对计算资源要求较高。
四、蒙皮的应用领域蒙皮技术在现代电影、游戏和动画制作中得到广泛应用。
通过蒙皮技术,可以实现各种各样的角色形象,包括人类、动物、怪物等。
蒙皮技术不仅可以用于角色模型,还可以用于物体模型的变形。
ue 重定向骨骼旋转约束解释说明1. 引言1.1 概述在虚幻引擎(UE)中,UE重定向和骨骼旋转约束是两个重要的技术。
UE 重定向是一种资源管理机制,用于处理游戏中的资源问题,它可以将引用到已删除或移动的资源的所有操作指向正确的资源。
而骨骼旋转约束则是一种动画控制技术,用于在角色模型上实现更加复杂和自然的运动效果。
1.2 文章结构本文将首先介绍UE重定向和骨骼旋转约束的定义和原理,包括其基本概念和工作原理。
接着会详细探讨它们在实际应用场景中的具体使用方法和示例。
最后,将对它们的作用、优势以及意义进行解释说明,并分享一些具体案例分析和使用技巧。
1.3 目的本文旨在帮助读者深入了解UE重定向和骨骼旋转约束这两个技术,在游戏开发过程中更好地使用它们。
通过阐述其定义、原理、应用场景以及具体案例分析,读者可以获得对这两项技术的全面理解,从而在实际项目中运用它们来提高游戏的效果和质量。
2. UE 重定向:2.1 定义与原理:UE重定向是指在虚幻引擎中,将一个资源或者对象的引用指向另一个资源或者对象的过程。
通过重定向, 我们可以改变游戏中使用的资源或者对象,并更新其引用关系。
它基于虚幻引擎中的资源管理系统和对象引用系统实现。
在虚幻引擎中,每个资源都有一个唯一的标识符称为Asset Identifier(简称:Asset ID)。
当我们导入一个资源时,虚幻引擎会为该资源生成一个Asset ID,并维护着这个ID与对应资源之间的关联关系。
当我们在游戏项目中引用该资源时,实际上是通过Asset ID来进行引用的。
UE重定向通过更新这些Asset ID之间的映射关系,达到改变资源或者对象的目的。
当我们需要替换某个资源时,可以使用UE编辑器提供的工具进行操作,在替换完成后,所有原本引用了该资源的地方都会自动指向新的资源。
2.2 应用场景:UE重定向功能广泛应用于开发过程中各种不同情况下,例如:- 资源升级/更换: 当需要替换项目中某个已经被使用的资源时,可以利用UE重定向功能快速更新所有引用该资源的地方,而不必手动一个个更改。
使用Blender进行角色绑定与骨骼动画的教程Blender是一款功能强大的开源3D动画软件,它不仅可以创建复杂的3D模型,还可以进行角色绑定和骨骼动画。
本教程将带您了解如何在Blender中进行角色绑定和实现骨骼动画。
第一步:模型准备首先,我们需要准备一个待绑定骨骼的角色模型。
在Blender中创建一个3D模型或导入已有模型并对其进行必要的调整。
确保角色的模型结构和比例合适,并且角色的各个部分是分离的。
第二步:创建骨骼选择"Armature"(骨骼)选项卡,点击"Add"(添加)按钮,在场景中创建一个骨骼。
然后,在编辑模式下对骨骼进行调整,创建适合角色的骨骼结构。
确保骨骼与角色模型的各个部分相匹配。
第三步:骨骼绑定选择角色模型,然后按住Shift键选择骨骼。
接下来,点击右键,在弹出的菜单中选择"Parent"(父对象),再选择"Armature"(骨骼)选项。
在下拉菜单中选择"With automatic weights"(自动权重)。
Blender会自动为骨骼分配权重,使其影响到相应的模型部分。
第四步:骨骼动画通过使用骨骼的旋转、平移和缩放功能,可以实现对角色模型的动画。
选择骨骼,进入"Pose"(姿势)模式。
使用G键移动骨骼,使用R 键旋转骨骼,使用S键缩放骨骼。
可以通过关键帧(Keyframe)来记录每个骨骼的姿势。
选择一个骨骼,定位到期望的帧数,点击"I"键,在弹出菜单中选择"LocRotScale"(位置、旋转和缩放)。
这样就在当前帧上创建了一个关键帧。
重复这个过程来创建更多的关键帧,以实现连续的动画效果。
第五步:调整和编辑动画在动画过程中,您可能需要调整和编辑骨骼的姿势。
选择一个骨骼,在属性面板中找到骨骼约束(Bone Constraints)选项,您可以添加约束和限制来控制骨骼的运动范围和方式。
maya骨骼绑定详细教程目录一、骨骼绑定概述 (2)1. 骨骼绑定简介 (3)2. 骨骼绑定在动画制作中的作用与重要性 (4)3. Maya软件在骨骼绑定中的应用 (5)二、骨骼系统基础 (7)1. 骨骼系统概述 (8)2. Maya中的骨骼系统 (9)3. 骨骼系统的基本组成 (11)三、Maya软件基础操作 (12)1. Maya软件界面介绍 (13)2. 基本操作工具介绍 (15)3. 快捷键设置与使用 (16)四、骨骼创建与编辑 (17)1. 创建骨骼 (18)(1)创建基本骨骼结构 (19)(2)创建细节骨骼结构 (19)(3)骨骼命名与整理 (20)2. 编辑骨骼属性 (22)(1)编辑骨骼参数设置 (23)(2)调整骨骼层级关系 (23)(3)骨骼旋转与位置调整 (25)五、骨骼绑定流程 (26)1. 模型准备与导入 (26)2. 创建骨骼系统并摆放骨骼位置 (27)3. 骨骼权重绘制 (28)一、骨骼绑定概述Maya骨骼绑定是三维动画和游戏开发中一个关键环节,它涉及到将角色模型与骨骼系统相连接,以便进行逼真的运动仿真。
骨骼绑定不仅确保角色的姿势和动作流畅自然,还能为角色添加重量感和真实感。
创建骨骼结构:首先,根据角色的外观和运动需求,使用Maya 的骨骼工具创建合适的骨骼结构。
这通常涉及创建根骨骼和多个子骨骼,以模拟角色的肌肉和关节。
设置控制器:控制器是用于操纵骨骼的关键元素,它们可以是简单的滑块或复杂的权重绘制工具。
通过控制器,动画师可以精确地控制角色的动作。
关节绑定:关节是骨骼之间的连接点,正确设置关节的旋转和位置关系对于保持角色动作的自然性至关重要。
Maya提供了多种工具来帮助用户精确调整关节的绑定。
权重绘制:权重绘制是将皮肤变形与骨骼绑定相结合的过程。
在这个过程中,动画师需要为每个骨骼分配权重,以确保皮肤变形能够准确地反映骨骼的动作。
运动学和动力学模拟:完成绑定后,可以使用Maya的运动学和动力学工具来测试角色的动画。
1.知识要点认识骨骼工具多足虫骨骼搭建IK方向动力学的设定9.操作步骤在角色动画中,设置角色的骨骼是很重要的,Animator可以通过将骨节点摆放到一定的位置,以使的绑定到骨骼上的角色模型形成一定的Pose,而动画出活生生的角色的过程实质也就是由一个Pose变化到另一个Pose的过程.计算机通过记录这样的过程,从而成为最终的动画成品①Joint Tool(创建骨骼)点选Joint工具,在任意的视窗中点击鼠标,此时我们就已经确定了一个骨骼节点,当我们在另一个位置再次点击时出现另一个骨骼节点,同时在两个节点间出现了一个连接物.那么我们以这样的方式经过多次的点击后,按回车键来完成当前骨骼的创建关节和骨头关节是可以带动骨头位移旋转缩放第一个建立的叫做跟关节下一节关节是跟关节的子关节Joint Tool在使用时可以进一步设置Degrees of Freedom(自由度)在设置使用IK时,可以绕哪个骨节点坐标轴旋转(X、Y或Z)。
系统缺省值设置为三个坐标轴的旋转。
例如:勾掉Y轴,那么IK就不能控制Y轴的旋转,我们也可从通道面板中对于相应的轴进行锁定来完成同样的功能.Auto Joint Direction (自动骨节点方向)设置骨节点坐标轴的方向。
选项包括:none、xyz、yzx、zxy、xzy、yxz、zyx。
选择None创建骨节点坐标轴的方向和世界坐标轴的方向一致。
Second axis worid orientation:对于Orientatiom中的方向设定第二坐标轴的方向。
Scale Compensate (缩放补偿)当缩放骨骼父关节时,如果勾选Scale Compensate,那么子关节不受父关节的缩放影响;勾掉其选项,子关节将受父关节的缩放影响.Auto Joint Limits (自动关节限定) 创建时自动限制关节的旋转角度。
(-360º~360º)Create IK Handle(创建IK手柄)当创建骨关节或关节链时,IK手柄即被创建。
3d姿态动画原理
3D姿态动画原理是指利用计算机技术对三维模型进行姿态变换和动画制作的过程。
它主要包括以下几个方面的原理:
1. 三维模型表示:在3D姿态动画中,首先需要使用数学模型来表示三维物体的形状和结构。
常用的表示方法有顶点法、多边形网格法和体素法等。
这些方法可以将三维物体分解为许多小的图元,以便对其进行处理和计算。
2. 骨骼系统:骨骼系统是3D姿态动画中非常重要的一部分,它用于控制和调整三维模型的姿态。
骨骼系统由一系列骨骼(或关节)连接而成,每个骨骼都可以通过旋转和平移操作来改变其位置和方向。
通过对骨骼进行递归求解,可以计算出整个模型的姿态。
3. 插值运算:为了使动画更加流畅和真实,需要在不同时间点上对骨骼的姿态进行插值运算,以生成过渡动画。
常用的插值方法包括线性插值、样条插值和四元数插值等,这些方法可以使得模型在动画过程中的姿态变化更加平滑。
4. 动画控制:为了方便对3D模型进行动画控制,通常会使用关键帧技术来定义和编辑动画。
关键帧是指在时间轴上关键的时间点,通过在关键帧上设定模型的姿态参数,可以精确地控制模型在不同时间点上的姿态变化。
通过插值运算,可以在关键帧之间生成连续的动画效果。
总之,3D姿态动画原理涉及到三维模型的表示、骨骼系统
的构建与控制、插值运算和动画控制等多个方面,通过这些原理的应用,可以实现逼真的三维动画效果。
骨骼绑定什么是骨骼绑定骨骼绑定(Skeleton Binding)是一种在计算机图形学和计算机动画中使用的技术,用于将骨骼系统和3D模型进行关联和绑定。
通过骨骼绑定,可以实现对3D模型的姿态、形状和动作的控制。
骨骼系统在计算机图形学中,骨骼系统是由一系列骨骼或关节组成的层次结构。
每个骨骼都有一个相对于父骨骼的坐标变换矩阵,用于描述其在父骨骼坐标系中的位置和方向。
骨骼系统常用于创建动画效果,如人物角色、动物和机器人等。
骨骼绑定的原理骨骼绑定的原理是将3D模型的顶点与骨骼进行关联。
每个顶点都通过权重和编号与一个或多个骨骼关联起来。
权重表示该顶点相对于骨骼的影响程度,编号用于查找对应的骨骼。
在实时渲染过程中,绑定顶点的过程是通过顶点着色器完成的。
顶点着色器根据骨骼系统的变换矩阵将顶点从模型空间转换到世界空间或屏幕空间。
骨骼绑定的好处骨骼绑定技术具有以下几个优点:1.形状变换:通过改变骨骼的姿态,可以对3D模型进行形状变换,实现模型的扭曲、拉伸、压缩等效果。
2.运动控制:通过对骨骼进行动画控制,可以实现3D模型的复杂运动,如行走、奔跑、跳跃等。
3.布料模拟:骨骼绑定技术还可以与布料模拟技术相结合,实现真实的布料效果。
4.节省资源:相比于逐顶点动画,骨骼绑定技术可以大大减少动画数据的存储空间和计算量。
骨骼绑定的应用骨骼绑定技术广泛应用于计算机动画、游戏开发和虚拟现实等领域。
在计算机动画中,骨骼绑定技术被用于创建逼真的角色动画效果。
通过骨骼绑定,可以使角色的身体和部分或全部的肢体自然地动作。
在游戏开发中,骨骼绑定技术被用于实现角色的运动控制和形状变换。
通过骨骼绑定,可以使游戏角色具有丰富多样的动作,增强游戏的可玩性。
在虚拟现实中,骨骼绑定技术被用于创建虚拟人物。
通过骨骼绑定,可以使虚拟人物的动作更加逼真,增强用户的沉浸感。
总结骨骼绑定是一种高效的技术,用于将骨骼系统和3D模型进行关联和控制。
通过骨骼绑定,可以实现对3D模型的形状、姿态和动作的控制。
骨骼绑定的作用
骨骼绑定是指在计算机图形学中,将一个模型的各个部位与一系列骨骼连接起来,使
模型的各个部分可以实现自由变化,采用此方法可以使动画制作更加容易精细、快捷和自然。
骨骼绑定是3D模型的灵魂和精髓,其作用主要表现在以下几个方面:
1.支持动画变换
骨骼绑定可以支持动画的变换,包括旋转、平移和拉伸等,通过骨骼的移动和变形,
实现模型的动作效果,例如人物散步、跑步、跳跃、踢球等等,骨骼绑定的优点在于方便
控制,而且可以快速重复使用,提高动画制作效率。
2.增强模型表现力
骨骼绑定可以增强模型的表现力,使其更加自然也更具有艺术感。
例如,可以通过对
骨骼进行调整,调整某个部位的大小和形状,强化角色的特征和特点,使其更加生动有趣,也可以使其表现出不同的表情和情感。
3.实现人物动画
通过骨骼绑定技术,可以快速实现人物动画,例如人物配音、动作捕捉等,可以实现
更加复杂的动画效果。
而且,骨骼绑定技术可以有效地减少人工制作,提高人物动画的制
作效率。
4.支持制作特效
骨骼绑定还可以支持特效视觉制作,例如模型的分裂、变形、变幻,烟雾、火焰、水
波等等,也可以实现不同的材质贴图。
骨骼绑定技术的作用在于支持对模型的各个部分进
行分离并单独控制,同时也可以在动画创作过程中,完全保留当前动作的网格形态,实现
更加自由的动画操作。
总之,骨骼绑定在计算机图形学中的应用广泛,不仅涵盖了游戏、影视等领域,还可
以在工业设计、建筑设计、虚拟现实等领域中广泛应用,提高创作效率和准确性,也增强
了模型的表现力和艺术感。
Blender中的形变动画技巧形变动画是Blender中一项强大且常用的功能,它可以使模型在动画过程中改变形状。
本文将介绍一些在Blender中实现形变动画的技巧和方法。
1. 使用形状关键帧形状关键帧是Blender中实现形变动画的常用方法之一。
它允许您在动画中设置不同的形状,并在关键帧之间过渡。
以下是具体步骤:第一步:选择模型并进入“编辑模式”。
第二步:通过调整模型的顶点来创建所需的形状。
第三步:在时间线中选择动画开始的关键帧,并在工具栏中选择“形状关键帧”选项。
第四步:在下一个关键帧处创建新的形状,并在时间线中设置过渡帧数。
第五步:通过在时间线中调整关键帧之间的插值曲线来控制形状的动画过渡效果。
2. 使用曲面形变器曲面形变器是一种高级的形变技术,它可以使模型在动画过程中任意变形。
在Blender中,您可以使用曲面形变器来实现更复杂的形状变换。
以下是具体步骤:第二步:添加一个曲面形变器。
在属性面板中的“形变”选项卡中,选择“曲面形变器”并添加新的形变器。
第三步:调整曲面形变器的属性,例如绑定网格,设置影响区域等。
第四步:在时间线中创建关键帧,并通过调整曲线来控制形状的变形。
3. 使用骨骼动画骨骼动画是一种非常常见的形变动画技术,它通过将模型分成不同的部分并添加骨骼来实现形状的变形。
以下是具体步骤:第一步:选择模型并进入“编辑模式”。
第二步:使用“骨骼”工具为模型添加骨骼。
第三步:将模型的部分与骨骼相关联。
这可以通过选择相应的部分并与骨骼进行连接来完成。
第四步:通过在时间线中创建关键帧,并在骨骼控制器中调整骨骼的位置和旋转来实现形状的变形。
4. 使用动态顶点动态顶点是一种在模型中创造特殊效果的形变技术。
在Blender中,您可以使用动态顶点来实现模型在动画过程中的形状变换。
以下是具体步骤:第二步:通过选择顶点并使用“顶点组”来创建动态顶点群组。
第三步:为动态顶点定义动画效果。
这可以通过对动态顶点群组进行权重调整和修改来完成。
使用Blender进行角色动画骨骼控制与变形Blender是一款强大的三维建模和动画软件,它能够帮助我们创建出各种令人惊叹的角色动画。
在本教程中,我们将学习如何使用Blender的骨骼控制和变形功能来实现更加逼真的角色动画。
第一步,打开Blender并导入角色模型。
确保你已经具备了一些基本的三维建模知识,并且已经创建出了一个角色模型。
将你的角色模型导入Blender中,可以使用"文件"-"导入"功能,选择你的模型文件并点击"导入"。
第二步,创建骨骼系统。
在Blender的左侧边栏中,找到"骨骼"选项卡。
点击"创建"按钮,然后将鼠标移到你的角色模型上面,点击左键来创建骨骼的起始点。
接着,你可以按照你的需要在角色的各个关节部位创建更多的骨骼。
第三步,进行骨骼的约束设置。
在Blender中,我们可以使用约束来控制骨骼的旋转、位置和缩放等属性。
选中一个骨骼,然后在右侧属性面板中选择"约束"选项卡。
点击"添加约束"按钮,选择你想要的约束类型,比如限制旋转或位置等。
然后你可以使用限制器来设置约束的具体参数,比如角度、位置范围等。
通过这种方式,你可以实现对角色模型部位的准确控制。
第四步,使用权重来进行骨骼的变形。
在角色模型中,我们通常希望某个骨骼只对特定的部位进行变形,而不影响其他部位。
为了实现这一点,Blender提供了权重功能。
选中骨骼,然后切换到"权重画模式"。
在这个模式下,你可以使用不同的笔刷来对模型的不同部位进行涂抹。
涂抹越多,骨骼对该部位的变形影响就越大。
通过调整权重的大小和分布,你可以实现更加精确和逼真的角色变形效果。
第五步,动画关键帧设置。
在角色动画中,我们通常需要设置多个关键帧来实现连续的动作。
在Blender中,你可以在时间轴上选择某一帧,然后对模型或骨骼进行变形或移动等操作。
模型的骨骼动画技术讲解 骨骼动画实际上是两部分的过程。第一个由美术执行,第二个由程序员(或者你写的引擎)执行。第一部分发生在建模软件中,称为建模。这里发生的是术定义了网格下面骨骼的骨架。网格代表物体(无论是人类,怪物还是其他物体)的皮肤,骨骼用于移动网格物体,以模拟现实世界中的实际运动,这通过将每个顶点分配给一个或多个骨头来完成。当顶点被分配给骨骼时,定义了权重,该权重确定骨骼在移动时对顶点的影响量。通常的做法是使所有权重的总和1(每个顶点)。例如,如果一个顶点位于两个骨骼之间,我们可能希望将每个骨骼的权重分配为0.5,因为我们希望骨骼在顶点上的影响相等。然而,如果顶点完全在单个骨骼的影响之内,那么权重将为1(这意味着骨骼自主地控制顶点的运动)。
这是一个在混合器中创建的骨骼结构的例子:
我们上面看到的是动画的重要组成部分, 美术将骨骼结构组合在一起,并为每个动画类型(“步行”,“跑步”,“死亡”等)定义了一组关键帧。 关键帧包含沿着动画路径的关键点的所有骨骼的变换。 图形引擎在关键帧的变换之间进行插值,并在它们之间创建平滑的运动。
用于骨骼动画的骨骼结构通常是继承的, 这意味着骨骼有一个孩子/父母关系,所以创建了一根骨头。 除了根骨之外,每个骨骼都有一个父母。 例如,在人体的情况下,您可以将后骨分配为具有诸如手臂和腿部以及手指骨的儿童骨骼的根部。 当父骨骼移动时,它也移动其所有的孩子,但是当孩子的骨骼移动时,它不会移动它的父母(我们的手指可以移动而不移动手,但是当手移动它移动所有的手指)。 从实践的角度来看,这意味着当我们处理骨骼的变换时,我们需要将它与从它引导到根的所有父骨骼的转换结合起来。
我们不会再进一步讨论装备, 它是一个复杂的主题,并且在图形程序员的领域之外。 建模软件有先进的工具来帮助美术做这项工作,你需要成为一个很好的美术来创造一个好看的网格和骨架。 让我们看看图形引擎需要做什么才能制作骨架动画。 第一阶段是用顶点骨骼信息来提取顶点缓冲区。 有几个选项可用,但我们将要做的很简单。 对于每个顶点,我们将添加一个插槽阵列,其中每个插槽包含骨骼ID和权重。 为了使我们的生活更简单,我们将使用具有四个插槽的数组,这意味着没有顶点可以受到四个以上的骨骼的影响。 如果您要加载更多骨骼的模型,则需要调整阵列大小,但是对于作为本博文一部分的Doom 3模型,四个骨骼就足够了。 所以我们的新顶点结构将如下所示:
骨骼ID是骨转换数组的索引, 这些变换将被应用在WVP矩阵之前的位置和正常(即它们将顶点从“骨空间”转换成局部空间)。 权重将用于将几个骨骼的变换组合成单个变换,并且在任何情况下,总权重必须正好为1(建模软件的事情)。 通常,我们将在动画关键帧之间进行插值,并在每个帧中更新骨骼变换数组。
骨骼转换阵列的创建方式通常是棘手的部分。 变换被设置在一个历史结构(即树)中,通常的做法是在树中的每个节点中具有缩放向量,旋转四元数和平移向量。 实际上,每个节点都包含这些项目的数组。 数组中的每个条目都必须有一个时间戳。 应用时间与其中一个时间戳完全匹配的情况可能很少,因此我们的代码必须能够插值缩放/旋转/转换,以便在应用程序的时间点获得正确的转换。 我们对每个节点从当前骨到根进行相同的过程,并将这个变换链相加在一起以获得最终结果。 我们为每个骨骼做这些,然后更新着色器。
到目前为止,我们谈到的一切都是非常通用的。 但是这是一个关于使用Assimp的骨骼动画的博文,所以我们需要再次进入该库,读者可以自行下载一个Assimp库,看看如何使用它进行皮肤化。 Assimp的好处是它支持从多种格式加载骨骼信息。 不好的是,您仍然需要对其创建的数据结构进行相当多的工作,以生成您为着色器所需的骨骼转换。
让我们从根的骨骼信息开始吧, 以下是Assimp数据结构中的相关内容: 后面给读者介绍一下关于Assimp类的加载,一切都包含在aiScene类中(当我们导入网格文件时我们得到的对象), aiScene包含一组aiMesh对象。 aiMesh是模型的一部分,并在顶点级别包含位置,法线,纹理坐标等内容。现在我们看到aiMesh还包含一个aiBone对象的数组。毫无疑问,aiBone代表网格骨架中的一个骨骼,每个骨骼都有一个名字,通过它可以在骨骼层级(见下文),顶点权重数组和4x4偏移矩阵中找到,我们需要这个矩阵的原因是因为顶点存储在通常的本地空间中,这意味着即使没有骨架动画,我们现有的代码库也可以加载模型并正确渲染。但是,骨干变化在骨骼空间中发挥作用(每个骨骼都有自己的空间,这就是为什么我们需要将变换加在一起)。因此,偏移矩阵的工作将顶点位置从网格的局部空间移动到该特定骨骼的骨空间。
顶点权重数组是事物开始变得有趣的地方, 该数组中的每个条目都包含aiMesh中顶点数组的索引(请注意,顶点分布在几个长度相同的数组中)和权重。 所有顶点权重的总和必须为1,但是要找到它们,您需要遍历所有骨骼,并将权重累加到每个特定顶点的列表中。
在我们的顶点级别构建骨骼信息之后,我们需要处理骨骼变换层级并生成将加载到着色器中的最终转换,下图显示相关数据结构: 再次,我们从aiScene开始, aiScene对象包含一个指向aiNode类对象的指针,该对象是一个节点层级的根(换句话说 -一棵树), 树中的每个节点都有一个指向其父项的指针以及指向其子节点的数组, 这样我们可以方便地来回遍历树。 另外,节点执行从节点空间变换到其父节点空间的变换矩阵。 最后,节点可能有也可能没有一个名字。 如果一个节点表示父进制中的骨骼,则节点名称必须与骨骼名称相匹配。 但是有时节点没有名称(这意味着没有相应的骨骼),而且他们的工作只是帮助模型分解模型并且沿着一些中间变换。
最后一块拼图是aiAnimation数组,它也存储在aiScene对象中, 单个aiAnimation对象表示一系列动画帧,例如“walk”,“run”,“shoot”等。通过在帧之间进行内插,我们得到与动画名称相匹配的所需视觉效果。 动画的持续时间为每秒钟的秒数(例如每秒100个刻度和25个刻度,代表4秒动画),这有助于我们对进程进行时间调整,以使动画在每个硬件上看起来相同。 另外,动画还有一个名为通道的aiNodeAnim对象的数组。 每个通道实际上都是骨骼,全部是它的转变。 该通道包含一个名称,该名称必须与其他一个节点在层级和三个转换数组中匹配。
为了计算特定时间点的最终骨骼变换,我们需要在这三个阵列中的每一个中找到与时间匹配的两个入口,并在它们之间插值。 那么我们需要将转换组合成一个矩阵。 做完之后,我们需要在根中找到相应的节点。 然后我们需要相应的通道为父,并进行相同的插值过程。 我们把这两个变化相乘合起来,直到我们达到根的层级。 加载模型的源代码实现如下: [cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片 bool Mesh::LoadMesh(const string& Filename) { // Release the previously loaded mesh (if it exists) Clear();
// Create the VAO glGenVertexArrays(1, &m_VAO); glBindVertexArray(m_VAO);
// Create the buffers for the vertices attributes glGenBuffers(ARRAY_SIZE_IN_ELEMENTS(m_Buffers), m_Buffers);
bool Ret = false; m_pScene = m_Importer.ReadFile(Filename.c_str(), aiProcess_Triangulate | aiProcess_GenSmoothNormals | aiProcess_FlipUVs);
if (m_pScene) { m_GlobalInverseTransform = m_pScene->mRootNode->mTransformation; m_GlobalInverseTransform.Inverse(); Ret = InitFromScene(m_pScene, Filename); } else { printf("Error parsing '%s': '%s'\n", Filename.c_str(), m_Importer.GetErrorString()); }
// Make sure the VAO is not changed from the outside glBindVertexArray(0);
return Ret; } 这是更新到Mesh类的入口点,更改标记为粗体,有一些我们需要注意的变化。 一个是导入和aiScene对象现在是类成员,而不是堆栈变量。(关于阿Assimp模型的加载会在后面博客中讲解) 原因是在运行时,我们将一次又一次地返回到aiScene对象,因此我们需要扩展导入器和场景的范围。 在一个真实的游戏中,您可能想要复制所需的东西,并以更优化的格式存储。 第二个变化是提取,反转和存储了根的层级转换矩阵, 我们继续看下去。 请注意,矩阵逆的代码已从Assimp库复制到我们的Matrix4f类中。 源代码的实现如下所示:
[cpp] view plain copy 在CODE上查看代码片派生到我的代码片 (mesh.h) struct VertexBoneData { uint IDs[NUM_BONES_PER_VEREX]; float Weights[NUM_BONES_PER_VEREX]; } (mesh.cpp) bool Mesh::InitFromScene(const aiScene* pScene, const string& Filename) { ... vector Bones; ... Bones.resize(NumVertices); ... glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_Buffers[BONE_VB]); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(Bones[0]) * Bones.size(), &Bones[0], GL_STATIC_DRAW); glEnableVertexAttribArray(BONE_ID_LOCATION); glVertexAttribIPointer(BONE_ID_LOCATION, 4, GL_INT, sizeof(VertexBoneData), (const GLvoid*)0); glEnableVertexAttribArray(BONE_WEIGHT_LOCATION); glVertexAttribPointer(BONE_WEIGHT_LOCATION, 4, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(VertexBoneData), (const GLvoid*)16); ... } 上面的结构包含了我们在顶点级别所需要的一切, 默认情况下,我们有足够的存储空间用于四个骨骼(每个骨骼的ID和权重)。 VertexBoneData的结构就像这样,使之简单的传递给着色器。 我们已经分别在位置0,1和2处获得了位置,纹理坐标和法线。 因此,我们配置的VAO来绑定位置3处的骨骼ID和位置4处的权重。请注意,我们使用glVertexAttribIPointer而不是glVertexAttribPointer来绑定ID非常重要。 原因是ID是整数而不是浮点。 注意这一点,否则您将在着色器中收到损坏的数据。