設(shè)計骨骼綁定

1、一、骨骼設(shè)置：1、骨骼建立首先，我們從骨骼部分說起。骨骼的建立是使用我編寫的一套 auto rig系統(tǒng)。這套系統(tǒng)有一萬多行代碼，花了很長時間編寫調(diào)試，現(xiàn)在還只能綁定兩足生物，以后會慢慢完善，會進一步加上四足生物和其他的一些常用的角色解決方案。建立的時候很簡單，首先是選擇需要建立的身體部位，把各個部位都分開來設(shè)置，這樣可以單獨建立某一個部位（譬如手臂），也為建立多個手臂或者多個腿部的角色提供了方便。選擇好設(shè)置的部位以后，點擊 create skeleton guide（建立骨骼向?qū)В┌粹o，在場景中建立一套人物的骨骼，之后調(diào)節(jié)一側(cè)骨骼旋轉(zhuǎn)和縮放匹配角色關(guān)節(jié)位置，使用symmetrize功能鏡像對稱

2、另一側(cè)即可。匹配好位置以后，就可以進入建立控制器標簽面板，這里能夠完成全部骨骼系統(tǒng)的功能?；旧暇褪前凑諒淖蟮接遥瑥纳系瓜碌捻樞蛞淮吸c擊：create global control（建立一個角色整體控制器）：身體下面的那個圓圈。create body controls（建立整個身體的所有控制器）：所有身體的控制器都會建立出來，并設(shè)置好各個關(guān)節(jié)之間的聯(lián)系，這時候的骨骼已經(jīng)可以用了。然后就是設(shè)置控制器可見性，fk的時候隱藏ik控制器，反之亦然，場景會整潔一些。之后是清理場景了，該分組的就給分組，該隱藏的就給隱藏，之后就是這個樣子了，怎么樣干凈，就怎么樣來制作，整個 outliner就一個 all_

3、ctl 控制器。下面就是建立四肢的 ribbon 控制了。ribbon可以實現(xiàn)四肢的一些高級控制方式，也就是常說的二級控制的任意變形，在這里也都是通過系統(tǒng)自動建立，選擇好想要建立的四肢部分（也是可以手腿分開建立的），點擊 create ribbon就能建立了，結(jié)果如圖：add prefix and controls color（添加前綴和控制器顏色）最后一個步驟就是添加角色的名稱前綴，并設(shè)置控制器顏色。到此，骨骼部分就建立完成了、蒙皮蒙皮也就是正常地刷權(quán)重就好了。但是，這時候命名的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了，一個好的恰當(dāng)?shù)拿梢宰屩谱髡呖焖俚卦诒姸喙趋喇?dāng)中找到需要的那個。刷權(quán)重的時候需要給控制器設(shè)置

4、上動畫，然后反復(fù)地拖動時間滑塊來查看權(quán)重效果，這樣能快速地得到權(quán)重反饋效果。二、變形制作1、關(guān)節(jié)變形修正權(quán)重刷好以后，就可以進行關(guān)節(jié)變形修正了，這一步比較麻煩，但是對于追求高質(zhì)量綁定來說則是必須的。之所以要進行修正，是因為在關(guān)節(jié)骨骼旋轉(zhuǎn)的時候會產(chǎn)生體積丟失的現(xiàn)象，如果只是刷權(quán)重的話必然會產(chǎn)生這種效果，所以就要通過其他的辦法來彌補。彌補的方法很多，可以用blendshape來修正，也可以用influence 物體來調(diào)整，或者用其他的一些變形工具來修正。我選擇使用第一種。這是正常刷權(quán)重以后的肩部旋轉(zhuǎn)效果。這是blendshape修正以后的效果，這個效果會比較真實，它能夠很形象地看出肌肉堆積的效果。

5、這就是還原了的原始blendshape變形目標，比較奇怪的一個形狀，也就是當(dāng)肩部旋轉(zhuǎn)的時候要驅(qū)動這個blendshape目標。怎么能得到這個奇怪的形狀呢，可以使用 art of rigging 教程里面提供的一個腳本工具 cgtookkit shape builder 來制作，教程里面也有詳細的使用說明。理論上只要有關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的地方都會有體積丟失，旋轉(zhuǎn)越大丟失的越嚴重，但是如果要求不是特別高的話，只做主要的大關(guān)節(jié)就可以，像肩部、肘部、手腕、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、腰部等等，一些小的手指關(guān)節(jié)也可以不做。這幾個關(guān)節(jié)比較難處理的是萬向軸關(guān)節(jié)，如肩部和髖部三個軸向都能夠旋轉(zhuǎn)。其次是腕和踝關(guān)節(jié)是兩個軸向旋

6、轉(zhuǎn)。最簡單的是肘部跟膝蓋，只有一個軸向旋轉(zhuǎn)。修正的時候首先是要得到修正的blendshape形狀，然后就是怎么驅(qū)動它的問題了，肘部跟膝蓋用骨骼旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動就可以，而其他幾個關(guān)節(jié)用uv驅(qū)動或者距離驅(qū)動都可以，art of rigging 教程也有講驅(qū)動這種萬向關(guān)節(jié)的辦法。這個地方我感覺是綁定當(dāng)中比較重要的環(huán)節(jié)，變形的好壞會直接影響到最終渲染結(jié)果，是呈現(xiàn)給觀眾看的，所以多花些精力來做也是值得的。（當(dāng)然也要根據(jù)項目要求來做，不要求很精細也就沒有必要做這么細）到此身體部分就全部完成了，下面我們就來看看表情的制作。2、表情制作表情制作也是用到了 auto rig 系統(tǒng)里面的表情模塊，這個表情系統(tǒng)把很多繁瑣

7、的工作都可以自動完成，大大提高的表情的制作效率，但表情的好壞還是要手動來控制，并不能直接自動的制作生動的表情。一起來看看表情模塊吧。首先是選擇分離好的頭部模型。然后建立面部骨骼模板，并且把模板上面的骨骼捕捉到相應(yīng)的位置上面。（這時候只有左側(cè)）對齊好位置以后，點擊mirror | bind joints to head按鈕，可以鏡像出右側(cè)的骨骼，并且把這些骨骼自動綁定到頭部上，同時也自動綁定好了眼睛部分的控制。第三步點擊duplicate facial target 按鈕，復(fù)制出需要的所有blendshape變形目標。原來做足球綁定的時候這些都是手動完成的，非常的費時費力。其實這個功能是這個表情

8、系統(tǒng)的雛形，最初只是想做個復(fù)制頭部目標，并且都是命名好的這樣的腳本，后來就一點一點的擴展成今天這個樣子了。第四步就開始制作表情目標了，以左眼眉內(nèi)部向上為例，場景獨立顯示這個目標，然后進入物體點級別。在第1幀對這些點設(shè)置關(guān)鍵幀，移動到第5幀，調(diào)節(jié)這些點的位置，使左眼眉向上運動，然后反復(fù)調(diào)節(jié)時間條來調(diào)節(jié)效果。因為blendshape的目標是線性過度的，要想得到圓滑的過度（譬如眼皮和張嘴）就可以在中間幀再調(diào)節(jié)這些點的位置，如果感覺5個目標還不夠圓滑，還可以隨意的增加幀數(shù)，直到得到一個滿意的效果為止。第五步，點擊 convert animation to blend 按鈕，可以將時間條上的所有動畫幀轉(zhuǎn)

9、換為對應(yīng)的in-between目標。第六步，選擇表情目標的_blend組，點擊 duplicate and mirror target 按鈕，就能夠鏡像復(fù)制出右側(cè)臉部變形目標，組里面有多少個目標都統(tǒng)統(tǒng)一起復(fù)制，并且都是重新命名好的。之后就是漫長的手動調(diào)節(jié)所有的表情目標，需要點耐心。第七步，點擊create blendshape for facial 按鈕，自動建立表情blendshape，把所有的目標全部添加進表情blehdshape，不管組里面是單獨一個目標還是多個過渡目標，全部都均勻的分布在每個blendshape權(quán)重的 0-1上面，形成圓滑的過度效果?，F(xiàn)在已經(jīng)可以通過調(diào)節(jié)blendsha

10、pe滑桿來控制表情了。第八步，現(xiàn)在有了 blendshape，但控制界面還不夠友好，需要建立一個控制面板來控制blendshape，既直觀又方便。點擊 create facial controls 按鈕，自動建立面部控制面板。這時候的面板還只是獨立的一個個控制器而已，還不能控制blendshape表情。第九步，點擊 link controls to blendshape 按鈕，就可以自動鏈接所有表情控制器到blendshape目標，現(xiàn)在就實現(xiàn)了使用面部控制器來控制表情了。第十步，這一步需要又需要刷權(quán)重了，表第一步建立的臉部骨骼的權(quán)重要一一刷好，這些骨骼在這一步就會被轉(zhuǎn)換成臉部的高級控制器，用來

11、調(diào)節(jié)臉部的特殊表情。至此整個角色就基本綁定完成。3、角色控制面板從身體到表情的一個大致流程，下一步我們來看看這套綁定的控制中心，它是一個角色控制面板，如下圖（原本是想用野人的截圖做身體面板的背景，但是考慮到這樣一來用到其他角色身上的時候會有點別扭，所以就選了個素描用的木人來做背景）角色的絕大多數(shù)高級控制功能都是在這里實現(xiàn)的，面板是用 mel 編寫的，按鈕是用photoshop 制作的 bmp位圖。整個面板分為五個標簽，body（身體）、hands（手部）、facial（面部）、facialadv（高級面部控制）、visibility（顯示）。在身體面板里面可以選擇身體的各個部位控制器，就像一個

12、遙控器一樣，還可以實現(xiàn)一些高級功能，譬如無縫fk/ik切換（帶自動幀，匹配不同狀態(tài)的不同長度）、fk/ik自動鎖骨、無縫fk/ik跟隨，這都是跟 auto rig 系統(tǒng)相對應(yīng)的，使用auto rig 系統(tǒng)建立的骨骼可以直接應(yīng)用這個面板來控制。auto rig 制作的腳跟控制我自己比較喜歡，一個控制器就可以控制所有的腳部動作，控制器的好處就是比面板參數(shù)要直觀，動畫師都是形象思維比較強，可能會喜歡這樣的控制。手部控制面板也是一個控制器選擇器，在這里我把很著名的pose管理器poselib集成了進來，可以把poselib 制作的手指動作庫顯示在下面，調(diào)節(jié)起來更方便。這個就是表情控制面板了，可以在這里

13、調(diào)節(jié)表情，也可以在場景里面調(diào)節(jié)。這個是面部的高級控制面板，都是跟高級控制器名稱一一對應(yīng)的，點擊面板的按鈕就能直接選擇相應(yīng)的場景中的控制器，是不出有點像中醫(yī)的面部穴位，呵呵。這里是控制場景中角色的各個部位顯示，頭部身體四肢都可以分開顯示（當(dāng)然是low res模式）好了，到此這套野人的 rigging demo 就都講解完畢，希望對大家能有所幫助三、最后的一點建議總的來說，綁定是一個技術(shù)性很強的工作，但是做到最后還是離開了技術(shù)。想要做好的話首先要對動畫有很好的觀察，對生物的肢體運動極限有所了解，知道綁定的角色需要做到什么樣的動畫，肌肉在什么度數(shù)會被擠壓，擠壓之后會變成什么樣子。表情更是如此，一套綁定的好壞在于變形，變形的成敗則在于表情。觀眾的注意力絕大多數(shù)時間都是在角色的表情上面，角色的喜怒哀樂和內(nèi)心世界也都是通過表情來傳遞給觀眾的，所以表情變形是綁定當(dāng)中的重中之重。想要做出好的表情首先也是要對表情動畫和表