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       第7章 骨骼和蒙皮的制作

        当前在三维角色动画制作领域中各种技木和软件众多,如何科学地选择和运用这些技术,对
于提高三维角色动画制作效率和质量有着重要意义。三维角色动画制作一般分为角色建模、骨骼
创建、蒙皮绑定、运动控制4 个步骤。
       骨骼创建就是根据已建好的角色模型建立骨骼。角色的骨骼是发生动作的结构架子。角色动
画是建立在基础动画的基础上的,可以通过建好的角色模型的子物体链接关系未创建一套骨骼。
有的软件系统直接提供了基本的骨骼系统。3ds Max 不仅有基本的骨骼系统,它内置的Character
Studio 还提供了Biped 骨骼系统。
       蒙皮绑定就是把骨骼和角色模型联系在一起, 使骨骼对角色模型产生支配作用。在这一步不
但要指定骨骼蒙皮而且要调节骨骼影响力。调节骨骼影响力十分烦琐, 调节得好坏直接影响到角
色做出动作时对皮肤牵动的正确性。
 
       【学习目标】
 
( 1 ) 掌握关键帧动画的设置和修改;
( 2 ) 了解Character Studio 骨骼系统的设置;
( 3 ) 了解Biped 动画制作;
( 4 ) 掌握角色绑定蒙皮效果的设置。

       7.1Character Studio 面板

       Character Studio 是3 ds Max 中角色动画最常见的制作工具。不管是国外还是国内的游戏,
大多数的游戏角色动画都是用它来制作的。Character Studio 可以很方便地创建两足动物和四足
动物的骨架。C haracter Studio 主要由3 个基本插件组成,即Biped (二足角色)、Physique (体
格修改器)和Crowd (群组)。
       使用Biped 插件可以轻松地创建骨架并任意调整它的结构; 对于创建的骨架, Biped 可以使
用脚步动画、关键帧及运动捕捉为其制作各种各样的动画; 心ped 还可以将不同的运动连接成
延续的动画或组合到一起形成一个运动序列;使用B iped 插件还可以对运动捕捉文件进行编辑。
使用Phys ique 插件可以对创建的二足角色骨架进行编辑,提供自然的表皮变形效果,并能精确
控制肌肉隆起和肌腿的行为,从而制作出自然逼真的3D 角色。使用Crowd 插件则可以通过行
为系统使用一组3D 对象和角色产生动画。Crowd 具有最丰富的处理行为动画的功能,它可以
控制成群的角色和动物(如人群、兽群、鱼群、鸟群及其他对象)。很多影视作品中气势恢宏的
大场面都是用Crowd 群组画完的。本书制作实例主要运用了Character Studio 系统的Biped 插件,
下面对这部分内容进行介绍。

       7.1.1 Biped
 
       Biped 是3ds Max 系统的一个插件,从【创建】面板中可以进入Biped, 当使用Biped 建立
一个二足角色后,利用【运动】面板上的Biped 控制工具可以为二足角色产生动画。Biped 角色
模型都有腿部,可以是人腿也可以是动物的肢体,甚至可以是虚构的生物。二足角色骨架具有
特殊的属性, 骨架模仿人的关节,可以非常方便得产生动画,尤其适合Character Studio 中的脚
步动画,可以省去将脚锁定在地面上的麻烦。二足角色可以像人一样直立行走,也可以利用二
足角色产生多足动物。
 
       1. 二足角色骨架的特点
 
       (1) 类似人的结构。二足角色的关节像人一样都连接在一起,在默认情况下二足角色类似
于人的骨架并具有稳定的反力学层级。
       (2) 自定义非人类结构。二足角色骨架可以很容易变形为四足动物,如恐龙。
       (3) 自然旋转。当旋转二足角色脊椎时,手臂保待与地面相应的角度,而不是随肩一起
运动。
       (4) 设置脚步。二足角色骨架特别适合于角色的脚步动画。
 
       2. 二足角色骨架的模式
 
       二足角色具有4 种模式: 体形模式、足迹模式、运动流模式和混合器模式。
       (1) 体形模式一一使用体形模式,可以使两足动物适合代表角色的模型或模型对象。如果
使用Physique 将模型连接到两足动物上,请使“体形“模式处于打开状态。另外,使用“体形”
模式,不仅可以缩放连接模型的两足动物,而且可以在应用Physique 之后使两足动物“适合”
调整,还可以纠正需要更改全局姿势的运动文件中的姿势。
当体形模式处于活动状态时,将会显示“结构”卷展栏。
注意:当打开“体形”模式时,两足动物从其动画位置跳转到其体形模式姿态。当退出“体
形”模式时会保留动画.
       (2) 足迹模式一一创建和编辑足迹;生成走动、跑动或跳跃足迹模式;编辑空间内的选定
足迹;以及使用“足迹”模式下可用的参数附加足迹。
如果“足迹”模式处于活动状态,将会在【运动】面板中显示两个附加的卷展栏。
      (3) 运动流模式一创建脚本并使用可编辑的变换,将.bip 文件组合起来,以便在运动流
模式下创建角色动画。创建脚本并编辑变换之后,请使用【Biped 】卷展栏中的“保存段落”将
脚本存储为一个大的.bip 文件。此后,保存.mfe 文件;这样做可以使您继续执行正在进行的”运
动流”工作。
      提示: 使用运动流模式,可以同时剪切捕荻文件。
      注意: 如果运动流模式处于活动状态,将会显示运动流卷展栏。
      ( 4) 混合器模式一激活【Biped 】卷展栏中当前的所有混合器动画,并显示“混合器”卷
展栏。
 
      7.1.2 创建Biped 卷展栏
 
      打开【创建Biped 】(创建二足角色)卷展栏,将显示控制二足角色的一些信息,如图7-1
所示。【创建Biped 】 卷展栏内容说明如下。
图7 - 1 【创建Biped ] 卷展栏

      1. 创建Biped 骨骼系统
 
      【创建方法】选项组有两个单选按钮, 分别是【拖动高度】和【拖动位置】。
      【拖动高度】: 单击该单选按钮,然后在任意视图中单击并拖动鼠标, 即可按拖动的高度产
生二足角色。
      【拖动位置】: 单击该单选按钮, 然后在任意视图中单击, 即可产生二足角色。
      【结构源】选项组中的参数说明如下。
      【U/I 】: 单击该单选按钮, 会使用显示的参数创建二足角色的身体结构。
      【最近的fig 文件】: 单击该单选按钮,会使用最近一次加载的二足角色的比例、结构和高
度建立新的二足角色。当在任意视图中单击并移动鼠标时, 即可产生二足角色,如果运行3ds Max
后, 还没有加载figure ( 人物)文件,程序回到biped . in 文件中查找, 文件路径为【Figure File=X:
/3dsmax2009/CSTUDIO/default.fig 】。
      【根名称】: 用于显示二足角色重心对象的名称。重心是二足角色层级的根对象或父对象,
在盆骨区域显示为一个六面体, 根对象的名称会被添加到所有的二足角色层级的链接中。
      当合并角色或使用3ds Max 工具栏中的【名称选择】对话框来选择二足角色链接时,会根
据中心的名称改变其他骨骼的名称,从而使这些过程得到简化。例如, 默认的重心名称为Bip01
如果将Bip01改为John , 则相应的名称就被加入到所有的链接中,如John Pelvis (John 盆骨) ,
john L Thigh ( John 左腿)等。另外,也可以在【Moti on 】面板下的【结构】卷展栏中对角色的
名称进行修改。输入一个描述性的名称对于区分场景中的多个二足角色很有帮助。
      当创建第一个二足角色时,它的重心默认名称为Bip01 , 如果创建了多个二足角色, 中心
的名称序号也跟着增加, 如Bip02 、Bip03 、Bip04 等,以此类推。
      在创建二足角色时,可在如图7-2 所示的【躯干类型】下拉列表中选择二足角色的身体类
型, 其中包括【骨骼】、【男性】、【女性】和【标准】4 个选项可供选择。另外, 进入【运动】
面板的体形模式,也可以选择躯干类型, 如图7 -3 所示。
图7-2 体形模式 图7-
图7-3 躯干类型

      2. 扭曲链接
 
      【扭曲链接】选项组用于设置关节扭曲的骨骼数量,比如手的转动,当手转动时小臂也会跟
着一起转动, 如图7 -4 所小。这样动间就会更接近真实。通常用于设置CG 片头高面角色的关
节扭曲链接,但游戏中很少采用,因为这面要议皮的时候灯色有足够多的面数。扭曲链接设置
允许动画肢体发生扭曲时, 在蒙皮的校型上优化网格变形(使用Phys ique 或Skin ) 。

图7-4 手的转动

      7.1.3 Character Studio 系统使用流程
 
      下面以创建一个简单骨骼动画为例了解一下Character Studio 系统的使用流程。
      ( 1 ) 启动3ds Max 2016 软件,用鼠标单击【创建】命令面板,进入【系统】面板,单击【Biped 】
按钮,在透视图中拖出一个"Biped " , 前视图便会显示如图7-6 所示。
      ( 2 ) 单击【足迹模式】按钮, 如图7-7 所示。然后在【足迹创建】卷展栏中单击【行走】
一【创建多个足迹】按钮,如图7-8 所示。

图7-6 和ped
      (3) 在弹出的对话框中,选中【从左脚开始】单选按钮,设置【足迹数】为8, 【参数化步
幅宽度】为1, 【实际步幅宽度】为22. 38 9, 【总距离】为5 03. 76, 如图7 -9 所示。

图7-9 创建多个足迹
      ( 4 ) 最后用鼠标单击【足迹操作】卷展栏中的【为非活动足迹创建关键点】按钮,如图7- 10
所示。
      ( 5 ) 播放动画,这时可以看到骨骼步行的动画, 如图7-11 所示。

图7- 11 骨骼步行的动画



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