設(shè)計(jì)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(shuō)起。骨骼的建立是使用我編寫(xiě)的一套 auto rig系統(tǒng)。這套系統(tǒng)有一萬(wàn)多行代碼，花了很長(zhǎng)時(shí)間編寫(xiě)調(diào)試，現(xiàn)在還只能綁定兩足生物，以后會(huì)慢慢完善，會(huì)進(jìn)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(shí)候很簡(jiǎn)單，首先是選擇需要建立的身體部位，把各個(gè)部位都分開(kāi)來(lái)設(shè)置，這樣可以單獨(dú)建立某一個(gè)部位（譬如手臂），也為建立多個(gè)手臂或者多個(gè)腿部的角色提供了方便。選擇好設(shè)置的部位以后，點(diǎn)擊 create skeleton guide（建立骨骼向?qū)В┌粹o，在場(chǎng)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(duì)稱

2、另一側(cè)即可。匹配好位置以后，就可以進(jìn)入建立控制器標(biāo)簽面板，這里能夠完成全部骨骼系統(tǒng)的功能。基本上就是按照從左到右，從上倒下的順序一次點(diǎn)擊：create global control（建立一個(gè)角色整體控制器）：身體下面的那個(gè)圓圈。create body controls（建立整個(gè)身體的所有控制器）：所有身體的控制器都會(huì)建立出來(lái)，并設(shè)置好各個(gè)關(guān)節(jié)之間的聯(lián)系，這時(shí)候的骨骼已經(jīng)可以用了。然后就是設(shè)置控制器可見(jiàn)性，fk的時(shí)候隱藏ik控制器，反之亦然，場(chǎng)景會(huì)整潔一些。之后是清理場(chǎng)景了，該分組的就給分組，該隱藏的就給隱藏，之后就是這個(gè)樣子了，怎么樣干凈，就怎么樣來(lái)制作，整個(gè) outliner就一個(gè) all_

3、ctl 控制器。下面就是建立四肢的 ribbon 控制了。ribbon可以實(shí)現(xiàn)四肢的一些高級(jí)控制方式，也就是常說(shuō)的二級(jí)控制的任意變形，在這里也都是通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)建立，選擇好想要建立的四肢部分（也是可以手腿分開(kāi)建立的），點(diǎn)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(gè)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(shí)候命名的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了，一個(gè)好的恰當(dāng)?shù)拿?，可以讓制作者快速地在眾多骨骼?dāng)中找到需要的那個(gè)。刷權(quán)重的時(shí)候需要給控制器設(shè)置

4、上動(dòng)畫(huà)，然后反復(fù)地拖動(dòng)時(shí)間滑塊來(lái)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(jìn)行關(guān)節(jié)變形修正了，這一步比較麻煩，但是對(duì)于追求高質(zhì)量綁定來(lái)說(shuō)則是必須的。之所以要進(jìn)行修正，是因?yàn)樵陉P(guān)節(jié)骨骼旋轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生體積丟失的現(xiàn)象，如果只是刷權(quán)重的話必然會(huì)產(chǎn)生這種效果，所以就要通過(guò)其他的辦法來(lái)彌補(bǔ)。彌補(bǔ)的方法很多，可以用blendshape來(lái)修正，也可以用influence 物體來(lái)調(diào)整，或者用其他的一些變形工具來(lái)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(gè)效果會(huì)比較真實(shí)，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(biāo)，比較奇怪的一個(gè)形狀，也就是當(dāng)肩部旋轉(zhuǎn)的時(shí)候要驅(qū)動(dòng)這個(gè)blendshape目標(biāo)。怎么能得到這個(gè)奇怪的形狀呢，可以使用 art of rigging 教程里面提供的一個(gè)腳本工具 cgtookkit shape builder 來(lái)制作，教程里面也有詳細(xì)的使用說(shuō)明。理論上只要有關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的地方都會(huì)有體積丟失，旋轉(zhuǎn)越大丟失的越嚴(yán)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(gè)關(guān)節(jié)比較難處理的是萬(wàn)向軸關(guān)節(jié)，如肩部和髖部三個(gè)軸向都能夠旋轉(zhuǎn)。其次是腕和踝關(guān)節(jié)是兩個(gè)軸向旋

6、轉(zhuǎn)。最簡(jiǎn)單的是肘部跟膝蓋，只有一個(gè)軸向旋轉(zhuǎn)。修正的時(shí)候首先是要得到修正的blendshape形狀，然后就是怎么驅(qū)動(dòng)它的問(wèn)題了，肘部跟膝蓋用骨骼旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)就可以，而其他幾個(gè)關(guān)節(jié)用uv驅(qū)動(dòng)或者距離驅(qū)動(dòng)都可以，art of rigging 教程也有講驅(qū)動(dòng)這種萬(wàn)向關(guān)節(jié)的辦法。這個(gè)地方我感覺(jué)是綁定當(dāng)中比較重要的環(huán)節(jié)，變形的好壞會(huì)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(lái)做也是值得的。（當(dāng)然也要根據(jù)項(xiàng)目要求來(lái)做，不要求很精細(xì)也就沒(méi)有必要做這么細(xì)）到此身體部分就全部完成了，下面我們就來(lái)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(gè)表情系統(tǒng)把很多繁瑣

7、的工作都可以自動(dòng)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(dòng)來(lái)控制，并不能直接自動(dòng)的制作生動(dòng)的表情。一起來(lái)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(shí)候只有左側(cè)）對(duì)齊好位置以后，點(diǎn)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(dòng)綁定到頭部上，同時(shí)也自動(dòng)綁定好了眼睛部分的控制。第三步點(diǎn)擊duplicate facial target 按鈕，復(fù)制出需要的所有blendshape變形目標(biāo)。原來(lái)做足球綁定的時(shí)候這些都是手動(dòng)完成的，非常的費(fèi)時(shí)費(fèi)力。其實(shí)這個(gè)功能是這個(gè)表情

8、系統(tǒng)的雛形，最初只是想做個(gè)復(fù)制頭部目標(biāo)，并且都是命名好的這樣的腳本，后來(lái)就一點(diǎn)一點(diǎn)的擴(kuò)展成今天這個(gè)樣子了。第四步就開(kāi)始制作表情目標(biāo)了，以左眼眉內(nèi)部向上為例，場(chǎng)景獨(dú)立顯示這個(gè)目標(biāo)，然后進(jìn)入物體點(diǎn)級(jí)別。在第1幀對(duì)這些點(diǎn)設(shè)置關(guān)鍵幀，移動(dòng)到第5幀，調(diào)節(jié)這些點(diǎn)的位置，使左眼眉向上運(yùn)動(dòng)，然后反復(fù)調(diào)節(jié)時(shí)間條來(lái)調(diào)節(jié)效果。因?yàn)閎lendshape的目標(biāo)是線性過(guò)度的，要想得到圓滑的過(guò)度（譬如眼皮和張嘴）就可以在中間幀再調(diào)節(jié)這些點(diǎn)的位置，如果感覺(jué)5個(gè)目標(biāo)還不夠圓滑，還可以隨意的增加幀數(shù)，直到得到一個(gè)滿意的效果為止。第五步，點(diǎn)擊 convert animation to blend 按鈕，可以將時(shí)間條上的所有動(dòng)畫(huà)幀轉(zhuǎn)

9、換為對(duì)應(yīng)的in-between目標(biāo)。第六步，選擇表情目標(biāo)的_blend組，點(diǎn)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(biāo)，組里面有多少個(gè)目標(biāo)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(zhǎng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)所有的表情目標(biāo)，需要點(diǎn)耐心。第七步，點(diǎn)擊create blendshape for facial 按鈕，自動(dòng)建立表情blendshape，把所有的目標(biāo)全部添加進(jìn)表情blehdshape，不管組里面是單獨(dú)一個(gè)目標(biāo)還是多個(gè)過(guò)渡目標(biāo)，全部都均勻的分布在每個(gè)blendshape權(quán)重的 0-1上面，形成圓滑的過(guò)度效果。現(xiàn)在已經(jīng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)blendsha

10、pe滑桿來(lái)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(gè)控制面板來(lái)控制blendshape，既直觀又方便。點(diǎn)擊 create facial controls 按鈕，自動(dòng)建立面部控制面板。這時(shí)候的面板還只是獨(dú)立的一個(gè)個(gè)控制器而已，還不能控制blendshape表情。第九步，點(diǎn)擊 link controls to blendshape 按鈕，就可以自動(dòng)鏈接所有表情控制器到blendshape目標(biāo)，現(xiàn)在就實(shí)現(xiàn)了使用面部控制器來(lái)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(huì)被轉(zhuǎn)換成臉部的高級(jí)控制器，用來(lái)

11、調(diào)節(jié)臉部的特殊表情。至此整個(gè)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(gè)大致流程，下一步我們來(lái)看看這套綁定的控制中心，它是一個(gè)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(lái)用到其他角色身上的時(shí)候會(huì)有點(diǎn)別扭，所以就選了個(gè)素描用的木人來(lái)做背景）角色的絕大多數(shù)高級(jí)控制功能都是在這里實(shí)現(xiàn)的，面板是用 mel 編寫(xiě)的，按鈕是用photoshop 制作的 bmp位圖。整個(gè)面板分為五個(gè)標(biāo)簽，body（身體）、hands（手部）、facial（面部）、facialadv（高級(jí)面部控制）、visibility（顯示）。在身體面板里面可以選擇身體的各個(gè)部位控制器，就像一個(gè)

12、遙控器一樣，還可以實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)功能，譬如無(wú)縫fk/ik切換（帶自動(dòng)幀，匹配不同狀態(tài)的不同長(zhǎng)度）、fk/ik自動(dòng)鎖骨、無(wú)縫fk/ik跟隨，這都是跟 auto rig 系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的，使用auto rig 系統(tǒng)建立的骨骼可以直接應(yīng)用這個(gè)面板來(lái)控制。auto rig 制作的腳跟控制我自己比較喜歡，一個(gè)控制器就可以控制所有的腳部動(dòng)作，控制器的好處就是比面板參數(shù)要直觀，動(dòng)畫(huà)師都是形象思維比較強(qiáng)，可能會(huì)喜歡這樣的控制。手部控制面板也是一個(gè)控制器選擇器，在這里我把很著名的pose管理器poselib集成了進(jìn)來(lái)，可以把poselib 制作的手指動(dòng)作庫(kù)顯示在下面，調(diào)節(jié)起來(lái)更方便。這個(gè)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(chǎng)景里面調(diào)節(jié)。這個(gè)是面部的高級(jí)控制面板，都是跟高級(jí)控制器名稱一一對(duì)應(yīng)的，點(diǎn)擊面板的按鈕就能直接選擇相應(yīng)的場(chǎng)景中的控制器，是不出有點(diǎn)像中醫(yī)的面部穴位，呵呵。這里是控制場(chǎng)景中角色的各個(gè)部位顯示，頭部身體四肢都可以分開(kāi)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(duì)大家能有所幫助三、最后的一點(diǎn)建議總的來(lái)說(shuō)，綁定是一個(gè)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，但是做到最后還是離開(kāi)了技術(shù)。想要做好的話首先要對(duì)動(dòng)畫(huà)有很好的觀察，對(duì)生物的肢體運(yùn)動(dòng)極限有所了解，知道綁定的角色需要做到什么樣的動(dòng)畫(huà)，肌肉在什么度數(shù)會(huì)被擠壓，擠壓之后會(huì)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(shí)間都是在角色的表情上面，角色的喜怒哀樂(lè)和內(nèi)心世界也都是通過(guò)表情來(lái)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(duì)表情動(dòng)畫(huà)和表