From BlenderWiki

Jump to: navigation, search
Blender3D FreeTip.gif
IMPORTANT! Do not update this page!
We have moved the Blender User Manual to a new location. Please do not update this page, as it will be locked soon.

Вступ про Методики анімації

Основи

Анімація — це все про створення ілюзії змінювання, руху та життя. Вона може бути показана через переміщення об'єкта (або персонажа) по сцені, змінювання форми чи іншого його властивості з часом. Наявні кілька різних способів анімування об'єктів і немає жодних підстав вважати універсальними той чи інший спосіб. Ось доступні способи «оживляння» об'єкта:

  • Переміщення об'єктів цілком та змінювання їх властивостей (позиції, орієнтації, розміру, кольору, матеріалів) у часі.
  • Деформування та інша модифікація форми (вершин або керуючих точок) та анімування цього процесу.
  • Персонажна анімація через арматуру.
  • Анімування властивостей Середовища сцени (освітлювачі, камери, імітація світу та природніх сил).

Більшість програм, призначених для анімації, включаючи Blender, використовують для анімування одну чи в поєднанні такі системи:

1. Ключові Кадри

Ключові Кадри

Ключкадрування — найпростіша форма анімування об'єктів. Базуючись на ідеї, що об'єкт або його властивості мають певний стартовий стан (величину розміру, кольору тощо) у певний момент часу і цей стан може бути змінений через певну кількість часу, користувач у дані моменти часу вставляє головні ключі — Ключові Кадри (Key Frames), а програма самостійно вираховує зміни властивостей між останніми.

Blender автоматично вираховує та внутрішньо зберігає (записує) усі анімаційні дані про між-кадри у кожному кадрі для кожної анімованої властивості.

Метод ключкадрування, таким чином, дає ясну видимість кожного етапу роботи. Ви можете переходити від одного ключкадру до іншого, можете дивитися проміжні між-кадри та при потребі їх коригувати.

2. Криві Змінювання

Криві Змінювання

Суть даного способу полягає у тому, що для змінюваних значень кожної анімованої властивості будується графік (крива) у системі координат «Час-Значенння» (горизонтальна вісь — це X-вісь часу, а вертикальна — це Y-вісь значень). Перевага цього методу — більш точні контроль та керування змінами властивостей.

3. Рух по Шляху

Рух по Шляху

Анімування даним методом передбачає рисування у 3D-просторі кривої шляху змінювання базових властивостей (локації, оберту та масштабу) геометричного об'єкта та змушування за допомогою техніки обмежників до змінювання даних властивостей відповідно до форми, оберту та розміру цієї кривої шляху, а також швидкості такого змінювання.

4. Процедурна Анімація

Процедурна Анімація

Анімування систем частинок, фізичної взаємодії між об'єктами-тілами, імітації силових полів здійснюється у Blender'і за допомогою процедурних алгоритмів. Додатково, параметри цих систем можуть бути також анімовані з допомогою ключкадрів та F-кривих змінювання.

Методики Анімації

У попередній частині цього розділу ми розглянули засоби анімування у Blender'і. У дані частині ми ж зосередимося на більш важливому аспекті — методиках застосування цих засобів. Зверніть увагу, що для більшості методик використовується поєднання кількох засобів анімування.

У цілому методики анімації поділяють на два головні типи:

  • «Пряма» анімація — передбачає пряме керування анімованою властивістю (як правило, через інтерполяційні криві змінювання). Наприклад, анімація переміщення об'єкта здійснюється через ключкадрування основних етапів руху і коригування F-кривих руху (додатково, інколи, застосовується комбінування Дій (наборів руху) засобами лінійної та нелінійної анімації).
  • «Опосередкована» (непряма, побічна) анімація — здійснюється через використання блоків даних інших властивостей (не пов'язаних з даним об'єктом чи елементом) для анімування даного цільового об'єкта (чи елемента). Наприклад, це методики обмежників, приріднення, невізуалізаційноздатних об'єктів (решітка, порожня тощо), а також анімаційних драйверів.

Надалі будемо притримуватися такого порядку розгляду анімаційних методик:

Базове анімування систем взаємодії об'єктів (що відноситься до автоматичної процедурної анімації) розглядається у відповідних розділах:

Також, до опосередкованої анімації належить використання змінювання значень композиційного вузла «Time» (Час) для анімування властивостей об'єктів за допомогою системи вузлів.

І, насамкінець, Blender дозволяє анімувати майже все, тому доступна можливість анімувати також відео- та аудіоефекти у ході монтажу відеорядів у Редакторі Відеоряду за допомогою стандартних засобів ключкадрування та F-кривих змінювання.

Загальні способи анімування

Історично сформувалися дві школи анімування — Straight Ahead (Прямо Вперед) та Pose to pose (Від Позиції до Позиції).

Спосіб Straight Ahead (Прямо Вперед) (також називають «поступовий рух», «фазований рух») передбачає, що анімування здійснюється покроково, поетапно або за фазами дії прямо від початку до кінця.

Даний підхід дає згладжену анімацію, але й часто призводить до тупикових ситуацій, оскільки здійснюється без попереднього планування основних моментів.

Спосіб Pose to pose (Від Позиції до Позиції) (також «компоновки», «від позиції до позиції») — це стандартний загальноприйнятий підхід, що базується на попередньому плануванні ключових позицій (для персонажа — поз), розрахунку часу на дію між позами (часування) та наступне заповнення проміжних позицій.

Перевагою цього способу є добре розпланована та організована анімація, недоліком ж — втрата іноді згладженості переходів.

Тому, у комп'ютерній 3D-графіці ці способи поєднуються: спочатку застосовується спосіб «Від Позиції до Позиції» для чіткої організації та часування анімації, а потім спосіб «Прямо Вперед» — для налагодження згладженості проміжних кадрів.

Основи способу анімування «Від Позиції до Позиції»

При даному методі анімування позиції (пози) за функціональністю поділяють на такі типи:

«Екстремум» (extreme) або «Ключова Поза» («key pose») — кардинальна позиція об'єкта або поза персонажа, що відображає суть показуваної події. Такі позиції є аналогом картинок з коміксів, по яким останні і читаються. На основі таких позицій робляться підготовча розкадровка та/або аніматик майбутнього анімаційного твору. Це кістяк, структура анімації.

Розбивка (breakdown) — окремі перехідні позиції (пози) між екстремумами (ключовими позами). Вони визначають характеристику переходу між ключовими позами та описують шлях між ними — наприклад, дуги або форми руху, прискорення та уповільнення дії, задання напрямку дії тощо.

Між-кадри (inbetweens) — всі інші менш важливі позиції або пози. Описують, як правило, вторинні або похідні дії, що відбуваються у ході головних (ключових) дій (наприклад, тремтіння камери, фонові шумові ефекти тощо). У Blender'і для них передбачений відповідний тип ключкадрів — Jitter (Тремтіння).

Принципи анімування

Будь-який анімований процес базується на реалістичних рухах та змінах станів із реального світу. Тому, будь-який тип анімації повинен базуватися на основних принципах рухів та змінах станів з реального навколишнього середовища людини.

Базові принципи анімації були розроблені ще у далеких 1930-х роках аніматорами студії Уолта Діснея (Walt Disney Studios) та з розвитком різних типів анімації постійно коригувалися і доповнювалися. Так, для комп'ютерної 3D-графіки актуальними принципами є:

  1. Стиск та розтяг (Squash and stretch) — анімація деформування не-твердих тіл повинна мати дещо більше підкреслений вигляд. У критичних випадках стиснення або розтягнення може застосовуватись для створення комічного ефекту. Для реалістичної анімації варто пам'ятати, що об'єм об'єкту не повинен змінюватись при перетворенні. Тобто, якщо м'яч стискається по вертикалі, він повинен стати довшим і ширшим в інших вимірах. Стиск і розтяг у 3D-графіці може реалізуватися за допомогою різних способів: анімовані деформації покриву персонажа, анімація прямих маніпуляцій сіті покриву та анімування із застосуванням ключів форми. Для динамічних (процедурних) імітацій даний принцип може реалізуватися також через анімацію вагомостей параметрів взаємодії.
  2. Випередження (Anticipation) — до анімації основної дії має додаватися додаткова анімація підготовчих дій до першої, що допомагає спрямувати погляд гладачів на основну дію. Випередження, включаючи утримання руху або замах, добре підходить для «оголошення сюрпризу». У комп'ютерній 3D-графіці, зокрема, у Blender'і даний принцип реалізується за допомогою засобів Аркуша Експозицій та Шкали Часу, а також екстраполяції F-кривих у Редакторі Графів. Чим більше випередження, тим менш напружено сприймається анімація. Фільми жахів, наприклад, побудовані на перемиканні взад-вперед між великою кількістю випереджень основних дій, що у підсумку дає повну несподіваність основної дії.
  3. Сценічність (Staging) — постійне врахування бачення глядачем сцени. Поточно центрова анімація має бути постійно фокусована сукупністю всіх інших елементів сцени (об'єкти і персонажі заднього фону, їх вторинна анімація, співвідношення освітлення і тіней, звуковий супровід, кут і позиція камери та їх зміна тощо). Сценічність має образно та художньо передати природу анімації поточного центрової дії. 3D-аніматики — ще один прекрасний засіб візуального підкреслення та окреслення сценічності перед первинною, вторинною анімацією та анімуванням обличчя персонажів. Використовуються багато методів збільшення візуальної сценічності історії: ховання та викривання центру інтересу, застосування ланцюгів реакцій персонажів сцени на центрову анімацію тощо. Також, у цьому сильно допомагають сучасні кінематографічні методики — сповільнення руху, замороження перебігу часу, зациклені петлі дій та тремтіння (ніби при зйомці з руки під час ходьби) камери.
  4. «Прямо Вперед» та «Від Позиції до Позиції» (Straight-ahead action and pose-to-pose) — при анімуванні мають поєднуватися загальні способи анімації. Так, для отримання «живої» і цікавої 3D-анімації слід комбінувати динамічні імітації фізичних взаємодій, відстеження руху, навіть 3D-ротоскопіювання, що є чисто представниками прямолінійного способу «Прямо Вперед», та ключкадрування, інтерполяція між ключами, нелінійна анімація, які є основою чітко організованого способу «Від Позиції до Позиції».
  5. Інерційність та «Перекрив рухів» (Follow-through and overlapping action) — в будь-якій анімації повинні поряд з центровою основною дією імітуватися супроводжуючі імітаційні дії законів фізики, і природи у цілому, а також вторинних рухів відособлених частин тіла персонажа (руки, ноги, голова) або об'єкта (стирчачі та висячі деталі) або прикріплених інших об'єктів до основного (одяг, інші реквізити на персонажі чи об'єкті). Інерційність також передбачає врахування мас та об'ємів частин анімованого об'єкта, а перекрив рухів — їх матеріал або речовину, з яких він виготовлений. У 3D-графіці для реалізації цього принципу застосовують засоби імітації фізики (наприклад, гравітаційні, твердотілі та м'які взаємодії, силові поля тощо), що за допомогою системи шарів анімації та візуалізації дають можливість тонко змішувати основну і вторинні анімації на різних частина анімованого об'єкта (персонажа).
  6. Сповільнення на Початку та Кінці (Slow-in and slow-out) — візуальна видимість реалістичних дій (відповідно до закону інерції механічних рухів) передбачає дещо сповільненого початку, трохи швидшого основного етапу та знову дещо сповільненого завершення анімації. У 3D-графіці даний принцип досягається відповідними режимами інтерполяції та екстраполяції. На телебаченні застосовують також зворотній спосіб — «пришвидшення на початку та кінці», що дає нереалістичний та гальмівний сонливий ефект, що може також застосовуватися і в анімації при потребі перебивок пришвидшеної лінії сюжету.
  7. Дугоподібність (Arcs) — процес анімування також повинен включати ще одну природничу рису рухів у природі — дугоподібність. Не-дугопобні рухи дають ефект неживого, обмеженого та роботоподібного руху. У 3D-анімації для дотримання принципу дугоподібності використовують програмні обмежники, що змушують рух слідувати по дугам, а також редактори анімаційних кривих для налаштування траєкторії як анімованого, так і захопленого руху.
  8. Вторинна Дія (Secondary action) — це окрема супроводжуюча дія, що доповняє основну дію. Дана вимога «оживляє» анімацію, без неї остання «ніби мертва». У 3D-графіці комбінувати вторинні дії з основною допомагають анімаційні і візуалізаційні шари та канали (наприклад, окремі шари для імітації рухів волосся, коливання капелюха чи кепки на голові тощо).
  9. Часування (Timing) — анімування має будуватися на варіюванні темпу дії, оскільки постійний темп буде виглядати нудно. Так, збільшення кількості розбивних позицій на один і той же відрізок між ключовими позиціями надає анімації більше плавність, а їх зменшення — динамізму анімації. 3D-анімація передбачає ряд засобів для реалізації цього принципу — це і ключкадрування, і хід інтерполяції між ключами, і нелінійне комбінування дій у часі.
  10. Перебільшення (Exaggeration) — вимагає додавати в анімацію деяке перебільшення, екстремальність, оскільки виключно ідеальні мастаби і розміри дій чи рухів дають нудність та невиразність сприйняття останніх. Особливо, цей принцип стосується емоцій людиноподібного персонажа. У 3D-графіці даний принцип реалізується за допомогою різних процедурних та скриптових методів, а також коригування діапазонів руху.
  11. Просторовість Анімації (Solid modeling and rigging) — потребує наголошення на фізичних характеристиках та їх природних фізичних взаємодіях елементів сцени (міцний рисунок, як це називали у 1930х). Це врахування принципів побудови тривімірних фігур, ваги, балансу, анатомії, фізичної взаємодії, освітлення і тіней, правил структури керування об'єктами на основі скелетів, арматур, різних механічних зчленувань, а також вирізнення силуетів відносно камери тощо. 3D-графіка володіє значним рядом інструментів щодо топології, модифікування, вагування, різних фізичних взаємодій (твердотіла та м'якотіла, силові поля тощо), а також засобами оснащення і покривання арматур та керування ними.
  12. Характерність Особи Персонажа (Character personality) — призначений для полегшення встановлення і підтримання емоційного зв'язку між анімованим персонажем та глядачами. Кожен персонаж має розроблятися на основі цікавої історії про його попереднє і нинішнє буття, впливу цієї історії на його риси характеру та манер поведінки. Його дії та вчинки мають бути логічними та мати причину — «Чому він так діє або рухається?», «Чому він так реагує на навколишній світ?» та «Чому він так ставиться чи поводиться з іншими персонажами сцени?». 3D-засобами реалізації цього принципу є виражені ключові пози та перифрази персонажа (незначні зміни позицій).
  13. Візуальна Стилізація (Visual styling) — вимагає враховування у ході анімування певного художнього стилю та жанру. Так, це і своєрідні рухи камер, і можливе анімування ключкадруванням матеріалів і текстур залежно від сцени, показуваного моменту часу у ній та її навколишнього середовища (інтер'єр, екстер'єр, погодні умови, типи приміщень та анімовуваних ситуацій).
  14. Гармонійність Руху (Blend motion) — узгодженість анімації з навколишнім середовищем, особливо, при застосуванні популярного на даний час відстеження та захвату руху в якості джерела дій та фону.
  15. Кінематографічність (Cinematography) — передбачає застосування композиціонування (композитингу), анімування освітлення, відеорядів та спеціальних ефектів зі сфери кіно та телебачення у ході створення анімації для надання їй реалістичності та сучасності.
  16. Анімація Обличчя (Facial animation) — при анімації крупних та середніх планів обов'язкова активна анімація обличчя як виразний засіб. Це і рухи очей, повік та зіниць, і рухи шкіри на обличчі, і імітація м'язів обчиччя, що у 3D-графіці реалізується за допомогою оснасток та ключів форм (морфінгу).





Попередня: Редактор НЛА | Головна | Наступна: Анімування Об'єктів