ANIMACIÓN BÁSICA EN MAYA III

Animación de carácter o personaje :

•Cuando los objetos de nuestra escena son de carácter o de

personajes, se requieren una serie de operaciones previas

destinadas a dotar al modelo de un esqueleto y unas cinemáticas.

En el lenguaje técnico de la animación se conoce con en el nombre

de character setup o rigging.

Para configurar o realizar el setup de un personaje se suelen seguir

los siguientes pasos :

1. Construir un modelo del personaje, consistente en una superficie

NURBS o poligonal, con las formas y dimensiones perfectamente

definidas y en una posición típica frontal con brazos y piernas

abiertas. Maya nos proporciona un modelo de estas características

en el archivo Skeletons.mb que podemos encontrar generalmente

en

C:/../maya/projects/GettingStartedLessonData/CharSetup

.

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Animación de carácter o personaje :

2. Construir un esqueleto de tamaño

proporcionado, situado en el interior del

modelo mallado y en su misma posición.

3. Elegir el tipo de cinemática y jerarquía, aplicando

controladores, restricciones y resolutores para dotar a

las partes del esqueleto de un movimiento

coordinado.

4, Aplicar a la superficie mallada el deformador de

piel, enlazándolo con el esqueleto, para que cuando

el esqueleto se mueva deforme el modelo con él.

Estas dos operaciones son conocidas también como

skining y binding.

5. Preparar los morfismos de expresión facial.

6. Finalmente y si la escena lo requiere, los efectos

especiales y dinámicos.

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Animación de carácter o personaje :

EsqueletosUn esqueleto es un grupo de objetos o huesos

(bones) unidos entre sí que forman lo que se

llama una Jerarquía y que se sitúan en el

interior del modelo del personaje, para dirigir

sus movimientos, gracias a su sistema nervioso

o muscular que constituyen los controladores.

Los objetos están relacionados de una forma

ascendente/descendente, por lo que sus efectos

se transmiten de forma directa. La estructura

puede complicarse si se crean cadenas,

mediante antecesores y sucesores

Se crea mediante el comando Skeleton > .Joint Tool y de forma predefinida con cinemática

directa, pero si accedemos mediante la Option Box, podemos crearlo con cinemática inversa.

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Animación de carácter o personaje :

Si seleccionamos el primer nodo de la mano de

la decha (el que está arriba en la muñeca, ya

que habríamos empezado por ahí a crear la

cadena de huesos), veríamos que se selecciona

todo el esqueleto de la mano y si además lo

movemos, se mueve toda la mano. En la

cinemática directa FK cada nodo arrastra a sus

nodos hijos que son los que se han creado

después de él.

Para vincular el esqueleto al objeto mallado

debemos:

Skin > Bind Skin> Rigid Bind (Option Box)

O Skin > Bind Skin>Smooth Bind,

• Si se desea que los objetos descendientes, transmitan sus transformaciones a los ascendientes, se

deberá utilizar la Cinemática Inversa (IK).

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Animación de carácter o personaje :

Cinemática inversa (IK)

Si la Cinemática Directa se inicia a partir de un Ascendiente o Raíz y desciende por sus

elementos, la IK requiere unos controladores y resolutores para procesar el resultado de la

posición y orientación final de la cadena.

Para crear una Cinemática Inversa o IK, siguiendo a Molero, Josep , op. cit.:

1. Crear el modelo mallado animable, que puede ser de tres tipologias diferentes:

mecanismo articulado, modelo de partes y modelo de superficie o piel.

2, Proceder, como siguiente operación, a la vinculación con la determinación de sus puntos

pivote, operación similar a la que se realiza con la Cinemática Directa. En modelos de superficie,

será conveniente utilizar la herramienta Joint Tool, como base de la animación.

3. Seguidamente, aplicar resolutores y crear las jerarquías que simplifiquen la solución final.

4. Como siguiente operación del proceso, pasar a la determinación del comportamiento de la

articulación en lo que se refiere a parámetros de posición, en relación a sus ascendientes o

descendientes. Habrá casos o tipos de articulación que precisarán la aplicación de objetos

ficticios.

5. Por último, realizar la animación final del objeto.

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Animación de carácter o personaje :

Controladores de IK o IK Handles

En una cadena de cinemática inversa, los IK handles son unos objetos ayudantes

que permiten controlar los movimientos de las uniones que le han sido asignadas, de

manera que cuando se mueve una unión de la cadena, un resolutor IK o IK solver,

procesa y calcula e movimiento de todas las demás uniones relacionadas de la cadena

En el caso que la unión final coincida con la última de la cadena, toma el nombre también

de efector final o end effector. Cuando movemos una cadena, el resolutor de IK utiliza

los efectores finales para definir el tipo de movimientos o giros que se producirán en

el resto de elementos de la misma.

El comando que permite mover una cadena IK es Move IK To FK, está en Animate> IK/FK

Keys.

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Animación de carácter o personaje : Resolutores de IK o IK Solvers

Son los objetos que contienen los algoritmos matemáticos para procesar los giros que

se deben producir en las uniones, bajo los efectos del IK handle correspondiente. El efecto

producido en la unión depende del tipo de IK solver que se utilice :

•IKSCsoIver. Es uno de los resolutores predefinidos y son de cadena simple

• ikRPsolver. Como el anterior es un resolutor predefinido y permite controlar rotaciones planas.

• ikSp!inesolver. Como los dos anteriores forma parte de los resolutores predefinidos y realiza los

cálculos cuando se utilizan splines como trayectorias de movimiento.

• Ik2BsoIver y IkMCsolver. Son resolutores adicionales utilizables en cadenas de dos huesos y en

multiticadenas.

• ikSpringsolver. Son resolutores que permiten que en las uniones de miembros con muchas

articulaciones, las rotaciones se produzcan de forma uniforme.

Si hemos creado una cadena de huesos y deseamos asignar un resolutor, debemos aplicar un

controlador mediante los comandos IK Hand Tool o IK Spline Handle Tool y hacer click sobre

los puntos de unión entre los que queremos defmir la cadena.

Gracias a los atributos IK Blend y mediante los comandos apropiados Animate IK/FK Keys pode

combinar keys IK con keys FK

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Animación de carácter o personaje :

Full Body IK

Todos los comandos de la aplicación se encuentran en los submenús Joint Labelling y Full Body

IK.

En el submenú Full Body IK se encuentra los comandos Add Full

Body IK, Add Secundary Effector, Active Secundary Effector y Change Secundary

Effector Placement que permiten gestionar, editar y posicionar la aplicación.

Sketeton > Full Body IK> Get

FBIK Exampley en el visor que aparece pulsamos

sobre la imagen del bípedo con el

botón derecho del ratón y elegimos la

opción File > Import en el menú

contextual que aparece.

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Animación de carácter o personaje :

Full Body IK

Tras esto aparece

en la escena un

esqueleto completo

con sus cinemáticas

y ya preparado para

su manipulación. Si

seleccionamos

cualquier efector,

por ejemplo, la

pelvis y efectuamos

una rotación vemos

que se producen los

movimientos

afectados de una

forma uniforme y

natural

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Animación de carácter o personaje :

Full Body IK

Restricciones o ConstraintsSon restricciones que se pueden imponer a unos objetos respecto a otros, para imitar cier

tos movimientos en la animación a lo largo de trayectorias determinadas por ciertas

características, Para ello y como regla fundamental se precisa un objeto animable y otro

objeto de destino. Esta asignación de restricción, puede activarse y desactivarse a

voluntad durante un periodo determinado de la animación.

Se puede además de vincular recorridos, vincular objetos entre si en un periodo de la

animación. También podremos vincular el recorrido de un objeto entre varios recorridos.

Se pueden restriccionar objetos a planos y orientados de una forma determinada.

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Animación de carácter o personaje :

Glosario de comandos de Constraint tomado de Molero, Josep, op. cit.

•Restricción Point

Es la que se utiliza para enlazar los atributos de traslación desde el punto de un un objeto origen o

source a otro de destino o target.

El método consiste en seleccionar los dos objetos, en primer lugar el destino o target y en

segundo lugar el de origen. Accedemos al menú Constraint> Point y se producirá la restricción.

Cuando en una animación se aplica aplica esta restricción, e! objeto sigue los

movimientos del animado. Mediante la Option Box, se pueden configurar parámetros de

restricción como ejes y distancias de separación de restricción.

•Restricción Aim

En este caso la restricción que se produce es de dirección u objetivo, de forma que en una

animación el objeto origen apunte siempre al destino. El procedimiento de aplicar la restricción

es seleccionar el objetivo y al mismo tiempo, pulsando la tecla Shift del teclado origen y

después acceder al menú Constraint> Aim.

Un ejemplo característico podría ser un personaje que gira pero sus ojos deban mirar siempre al

mismo punto.

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Glosario de comandos de Constraint tomado de Molero, Josep, op. cit.

•Restricción Orient

Esta restricción permite unir y transmitir atributos de rotación del objeto target al objeto source,

empleando exactamente el mismo procedimiento que en los anteriores apartados. Con esta

restricción se consigue que un objeto durante una rotación vaya orientando su eje según el

movimiento en vez de mantenerse fijo.

•Restricción Scale

Esta restricción permite unir y transmitir atributos de escala del objeto target al objeto source,

empleando exactamente el mismo procedimiento que en los anteriores apartados.

Es utilizable en aquellos casos que deben animarse objetos que varíen proporcionalmente sus

volúmenes como por ejemplo en el inflado de globos.

•Restricción Parent

Esta restricción permite transmitir al objeto source la relación de hijo respecto al objeto target.

•Restricción Geometry

Con esta restricción puede determinar en la animación, que un objeto source se adapte a lo largo

de la superficie de otro objeto target.

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Glosario de comandos de Constraint tomado de Molero, Josep, op. cit.

•Restricción Normal

Parecido al anterior pero en este caso permite que en una animación, un objeto source se sitúe

en posición normal a la superficie del objeto target.

•Restricción Tangent

Parecido al anterior pero en este caso permite que en una animación, un objeto source se sitúe

en posición tangente a la superficie del objeto target.

•Restricción PoleVector

Esta restricción se utiliza en animación de personajes para conservar el vínculo en movimientos

de cinemática inversa.

En el mismo menú Constraint encontramos los comandos Remove Target pan eliminar

objetivos: Set Rest Position para la restitución de posiciones y Modify Constrained Axis, para

variar ejes de restricción.

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Glosario de comandos del menú Animate>Skeleton tomado de Molero, Josep, op. cit.

•Joint Tool

Permite crear cadenas de huesos y uniones. Ya hemos visto como usarlo en la práctica de la

mano.

• IK Handle Tool

Este comando permite aplicar un controlador IK Hand en una cadena normal FK, definiendo

las uniones inicial y final en que actúa el controlador.

•IK Spline Handle Tool

Mediante este comando se puede asignar a la cadena un controlador de spline gracias al cual

las uniones de la cadena cinemática IK sigan los movimientos de la curva

spline. Para ello debemos elegir La Option Bex de este comando y comprobar que esté

activada la casilla Auto Create Curve. Seleccionar seguidamente el númem de tramos o spans

y designar los puntos inicial y final de la cadena.

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Glosario de comandos del menú Animate>Skeleton tomado de Molero, Josep, op. cit.

•Insert Joint Tool

Para insertar uniones en una cadena ya creada. Sólo hay que de designar la unión donde

quiere situar la articulación y arrastrar para definir el tamaño del hueso.

•Reroot Skeleton

Para redefinir la jerarquía de la cadena cinemática mediante el cambio de la unión raíz.

Únicamente hay que seleccionar la unión que deseamos que sea raíz y seguidamente

seleccionar el comando.

•Remove Joint

Este comando permite eliminar la unión seleccionada.

•Disconnet Joint

Sirve para desconectar las uniones seleccionadas de una cadena y por tanto dividirlas en varias.

Simplemente hay que seleccionar la unión y acceder al comando. Si a continuación, movemos la

cadena resultante, veremos que es totalmente independiente a la jerarquía de la inicialmente

creada.

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Glosario de comandos del menú Animate>Skeleton tomado de Molero, Josep, op. cit.

•Set Preferred Angle

Una vez hemos completado un esqueleto, debemos adjudicar a los ángulos de las uniones como

ángulos preferentes.

•Assume Preferred Angle

Permite devolver al estado original los ángulos que han sido configurados con el

comando Set Preferred Angle.

•Connect Joint

Permite conectar una cadena a otra a través de la selección de la unión padre más la selección

de la unión de la otra cadena en e! punto de conexión.

•Mirror Joint

Para crear cinemáticas simétricas a las seleccionadas.

Es conveniente acceder mediante Option Box para determinar los ejes de simetría y la elección de

orientación o comportamiento.

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Glosario de comandos del menú Animate>Skeleton tomado de Molero, Josep, op. cit.

•Orient Joint

Para reorientar las uniones seleccionadas mediante las opciones de su Option Box.

•Retargeting

Este comando abre un submenú en el que se encuentran una serie de subcomandos con los que se

pueden redefinir los objetivos o targets de una animación compleja y con muchos componentes

en la escena, ya que de esta manera es posible transferir animaciones entre los esqueletos que la

forman.

•Joint Labeleing

Este comando abre el submenú que gestiona el etiquetado de uniones del esqueleto

Full Body IK.

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•Técnica “skinning” para vincular un esqueleto a un

objeto mallado

Es la aplicación de unos deformadores determinados sobre un

modelo mallado para conseguir que sea deformado por el

esqueleto que contiene, gracias al efecto de envolvente que la

malla forma sobre sus huesos. En el mundo de la animación se

le conoce también como “binding”.

El efecto que produce esta técnica es muy parecido a la que

producen los deformadores de celosía o lattice, que a través de

una armadura de vértices por secciones, controlan la

deformación del modelo al que afecta.

Así al aplicar una piel sobre un esqueleto, se crean envolventes

de vértices que se vinculan a las uniones o joints del esqueleto

y que arrastran a la geometría en los movimientos producidos.

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Animación de carácter o personaje : -

•Técnica “skinning” para vincular un esqueleto a un

objeto mallado•Rigid Bind

Esto método, hace que la vinculación de la superficie afectada

con el hueso se produzca únicamente en el punto de unión, a

través del conjunto de vértices que forman una envolvente

alrededor de la juntura o joint, también denominada joint

clusters.,.

Se accede desde menú Skin > Bind Skin> Rigid Bind ,

abriendo la Option Box para poder configurar

adecuadamente sus atributos

•Smooth Bind ( Se accede desde menú Skin> Bind Skin> Smooth Bind)

A diferencia de la anterior, permite ejercer influencia en una mayor zona,

que sobre un único punto de la piel. Esta influencia se ejerce en

transición desde el punto más cercano a la unión y el punto más alejado.

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