軟件工程畢業(yè)設(shè)計蒙皮與權(quán)重在骨骼中的制作

畢業(yè)設(shè)計說明書蒙皮與權(quán)重在骨骼中的制作1021010639軟件學(xué)院學(xué)生姓名：學(xué)號：1021010639軟件學(xué)院軟件工程學(xué)院：軟件工程專業(yè)：指導(dǎo)教師：2014年6月蒙皮與權(quán)重在骨骼中的制作摘要：在當今的社會里，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，注重電腦軟件發(fā)揮的三維動畫已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)純手工的二維動畫。而且，伴隨著時代的發(fā)展，三維技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，除了三維角色動畫，各種特效電影、廣告等也越來越多地用上了三維方面的技術(shù)。在三維動畫的方面，骨骼是作為連接模型和動畫的橋梁，在三維模塊里面是至關(guān)重要的。一個角色模型的骨骼如果做不好，那再好的模型也會失去靈魂，再優(yōu)秀的動畫師也無法做出順暢的動畫。三維動畫技術(shù)越來越成熟軟件越來越多，而Maya在3D動畫軟件中起到很重要的地位。在角色設(shè)定中為動畫所作的準備工作里的最后一道工序就是對骨骼進行蒙皮，蒙皮直接影響到后面調(diào)動作。Maya中蒙皮分為平滑綁定與剛性綁定兩種方式，兩種綁定方式基于不同的控制原理蒙皮的幾種方法都是其他軟件不能及的，蒙皮后對關(guān)節(jié)刷權(quán)重，不讓關(guān)節(jié)間互相影響。Maya做出來的動畫片很逼真。Maya三維動畫軟件作為最新的影像制作工具，而蒙皮又是Maya中軟件中強大功能之一，最終使動畫影像增加無窮藝術(shù)魅力。關(guān)鍵詞：骨骼蒙皮權(quán)重makingskinandweightintheboneAbstract:Intoday'ssociety,duetotherapiddevelopmentofcomputertechnology,focusingonthree-dimensionalcomputeranimationsoftwareplayhasgraduallyreplacedthetraditionaltwo-dimensionalanimationpurelymanual.Moreover,withthedevelopmentofthetimes,thescopeofapplicationofthree-dimensionaltechnologymorewidely,inadditionto3Dcharacteranimation,avarietyofspecialeffectsmovies,advertisingspendmoreandmorethree-dimensionalaspectsofthetechnology.Intermsofthree-dimensionalanimation,bonesasabridgetoconnectmodelsandanimationsin3Dmodulewhichiscrucial.Bonesarolemodelifyoudonot,theneventhebestmodelwillloseitssoul,thengoodanimatorcannotmakeasmoothanimation.Three-dimensionalanimationtechniquesbecomemoresophisticatedsoftwaremoreandmore,whileMayaplaysaveryimportantroleinthe3Danimationsoftware.Roleinsettingthepreparationsmadefortheanimationinthefinalstepsofthebonesistheskin,theskindirectlyaffectthemobilizationfortheback.Mayaintotheskinsmoothandrigidbindingboundintwoways,severalmethodsbasedondifferentwaystobindthetwocontrolprincipleskinareothersoftwarecannotand,afterskinningweightsonthejointsbrush,notletmutualinfluencebetweenthejoints.Mayamadeoutofveryrealisticanimation.Maya3Danimationsoftwareasthenewestvideoproductiontools,andtheskinisoneofthepowerfulfeaturesinMayasoftware,animatedimageseventuallyincreaseinfiniteartisticcharm.Keywords:boneskinweights目錄TOC\o"1-3"\u1.引言12.骨骼的創(chuàng)建12.1了解骨骼12.2創(chuàng)建修改骨骼23.ik解算器對骨骼和蒙皮的影響43.1了解ik解算器43.2ik解算器的運用64.屬相之間的關(guān)聯(lián)84.1常用約束84.2自定義屬相之間的關(guān)聯(lián)114.2.1創(chuàng)建和設(shè)置自定義屬相114.2.2驅(qū)動關(guān)鍵幀125.蒙皮與權(quán)重135.1蒙皮與權(quán)重的簡單制作135.1.1蒙皮135.1.2雙重變換145.1.3編輯柔性蒙皮145.1.4鏡像權(quán)重165.1.5影響物體195.1.6剛性蒙皮195.2蒙皮與權(quán)重的修改與應(yīng)用205.2.1添加屈肌205.2.2編輯和復(fù)制屈肌215.2.3保持權(quán)重的情況下修改模型215.2.4Bind.Pose節(jié)點225.3融合變形器對蒙皮的影響225.3.1融合變形器22第II頁共II頁5.3.2修改物體的變形順序235.3.3添加融合變形235.3.4修改融合變形權(quán)重255.4其他變形器255.4.1簇變形器255.4.2抖動變形器275.4.3晶格變形器276.結(jié)論28參考文獻：29致謝301.引言近幾年來三維動畫軟件是越來越多，市場競爭很大，各軟件公司都在不斷開發(fā)和更新，僅相關(guān)軟件會越來越人性化，而maya在三維動畫中是主流的動畫軟件。能夠創(chuàng)造出有骨、有肉、有神的數(shù)字角色是每個CG藝術(shù)家的夢想。數(shù)字角色是否具有神韻，考驗的是動畫制作者對生活、對生命的理解。數(shù)字角色要具備骨和肉則要求制作者對于角色的形體和運動機能有著充分的把握。如果把三維動畫比作現(xiàn)實生活中的木偶動畫，那么木偶動畫中的玩偶就相當于Maya中的建模，木偶表演者就相當于Maya動畫師，而木偶身體中的鋼絲關(guān)節(jié)就是骨骼系統(tǒng)。骨骼在動畫中并不會被最終渲染，它的作用僅相當于一個支架，可以模擬真人的骨骼設(shè)置，對主要關(guān)節(jié)進行移動、旋轉(zhuǎn)等操作。當骨骼被設(shè)定后，我們將模型綁定到骨骼上，這一步就像給機器人裝掛各種外部零件一樣，然后通過各種設(shè)置，對骨骼添加關(guān)鍵幀動畫，再由骨骼驅(qū)動被綁定到相應(yīng)關(guān)節(jié)上的模型。這樣，在最終的動畫中，就可以看到僵硬靜止的模型具有生命力了。從骨骼綁定的整個過程來看，可能比不上關(guān)鍵幀動畫制作來得繁瑣，但是骨骼綁定卻是整部三維動畫的核心、靈魂。除此之外，角色是否有真實感，關(guān)鍵在于皮膚的設(shè)計與制作，也就是對動畫軟件中蒙皮技術(shù)的熟練而有創(chuàng)造性的掌握是至關(guān)重要的。蒙皮是動畫準備工作中的最后一道工序，這道工序后，就可以做動作設(shè)計了，如果蒙皮工作沒做好，以后動畫就麻煩，所以蒙皮很重要。2.骨骼的創(chuàng)建2.1了解骨骼骨骼的功能與現(xiàn)實中的骨骼功能相近，主要是帶動模型的運動。在maya中還可以給鐵鏈或繩子等物體創(chuàng)建骨骼，來實現(xiàn)它們擺動的效果。我們先選擇animation模塊，在skeleton菜單下選擇jointtool創(chuàng)建骨骼，也可以在maya默認的animation工具架上找到。通常為了使用方便，我們會自定義一個自己的工具架，把常用的命令都集成到這個工具架中，在選擇命令時點擊ctrl+shift可以添加快捷工具圖標。骨骼繪制一定要在正交視圖中完成。如果是一個人體模型，通常骨骼脊椎的部分應(yīng)該是弧線形，我們可以參考一些實際的人體結(jié)構(gòu)資料，用shift鍵也可以對骨骼進行直線的繪制。創(chuàng)建骨骼時我們要注意在多個視角觀察骨骼位置是否張確。創(chuàng)建好骨骼后，我們需要把各個部位與對應(yīng)的骨骼關(guān)節(jié)進行父子關(guān)系的創(chuàng)建。如果我們還需要查看骨骼，可以在shading中選擇x-ray，這樣可以使模型透明化，我們就可以看到里面的骨骼了，也可以使用x-rayjoints不使模型透明化。在繪制骨骼時肘關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)一定要有一些弧度，為以后做ik的時候提供方便。骨骼創(chuàng)建完成后我們可以調(diào)整骨骼的顯示大小，在display菜單下animation中選擇jointsize來調(diào)整。為了方便控制骨骼，我們可以將骨骼的控制手柄移動出來，ctrl+a打開骨骼的屬性編輯器，在display下勾選displayhandle并在selectionhandle中輸入移動的數(shù)值。2.2創(chuàng)建修改骨骼在創(chuàng)建骨骼時一定要盡量避免骨骼的旋轉(zhuǎn)，因為在以后我們綁定時這些旋轉(zhuǎn)的數(shù)值會給我們帶來很多的不便。在骨骼屬性編輯器中joint菜單下，drawstyle骨骼繪制的形狀，radius骨骼的大小。degreesoffreedom自由旋轉(zhuǎn)的方向，去掉勾選后在該軸不可旋轉(zhuǎn)。stiffness設(shè)置旋轉(zhuǎn)的阻力，preferredangle主要設(shè)置加入ik手柄之后骨骼的角度。jointorient控制骨骼的旋轉(zhuǎn)，我們可以在此設(shè)置骨骼的旋轉(zhuǎn)，并不影響通道欄中骨骼屬性的旋轉(zhuǎn)值，換句話說，使用jointorient可以改變骨骼的方向而不改變骨骼的旋轉(zhuǎn)屬性。如果想要單獨調(diào)整父物體的位置而不使子物體發(fā)生改變，我們可以按insert鍵進入中心點的模式單獨調(diào)整某個骨骼。圖2-1圖2-1骨骼的參數(shù)設(shè)置當我們要把左邊的骨骼復(fù)制的右邊時，可以使用鏡像骨骼，在skeleton菜單下選擇mirrorjoint的參數(shù)設(shè)置。mirroracross是鏡像要通過的坐標平面。mirrorfunction有屬相behavior和orientation。behavior指行為復(fù)制，使用此方式鏡像出的骨骼的行為（移動旋轉(zhuǎn)等）也是鏡像的，而orientation則不是。所以我們一般使用behavior。searchfor與replacewith可以快速命名，好的命名習(xí)慣可以在骨骼鏡像后快速的進行重命名。searchfor被替換的字段，replacewith替換后的字段。鏡像骨骼時一定要選擇根關(guān)節(jié)，如果選擇跟關(guān)節(jié)的子物體鏡像，新的骨骼也會是原有根骨骼的子物體。另外在復(fù)制ik時需選中加有ik的骨骼才可以進行復(fù)制。圖2-2圖2-2鏡像骨骼圖2-3圖2-3骨骼制作骨骼的方向是定義骨骼旋轉(zhuǎn)的軸向。選擇骨骼按f8鍵進入組件選問號，可以看到骨骼上小的坐標軸，這就是骨骼的旋轉(zhuǎn)軸。通過改變骨骼的旋轉(zhuǎn)軸就可以改變骨骼的方向。在改變前一定要確認旋轉(zhuǎn)工具是否使用local，這樣有利于軸向的修改。如果要統(tǒng)一修改骨骼的軸向，可以使用骨骼軸向改變工具，在skeleton菜單下選擇orientjoint，它的參數(shù)有orientjointtoworld，是統(tǒng)一為世界坐標。primaryaxis指把x軸替換為哪個軸，secondaryaxis指把y軸替換為哪個軸，secondaryaxisworldorientation指骨骼第二方向軸在世界坐標中的方向。圖2-4圖2-4修改骨骼方向3.ik解算器對骨骼和蒙皮的影響3.1了解ik解算器ik是反向動力學(xué)，fk是正向動力學(xué)的意思。ik就是用骨骼末關(guān)節(jié)來控制副關(guān)節(jié)的運動。用ik解算器給手臂等做動畫可以達到一個很好的效果。在skeleton菜單下打開ikhandletool的參數(shù)設(shè)置。在currentsolver解算器中我們一般使用ikrpsolver旋轉(zhuǎn)平面解算器。autopriority以末關(guān)節(jié)為第一個ik進行計算，之后以此類推。solverenable打開解算器，snapenable使末端效應(yīng)器與骨骼對齊，sticky保持ik手柄的位置，priority是ik手柄計算的優(yōu)先級，weight是ik手柄對骨骼影響的程度，poweight是ik和末端效應(yīng)器之間的強度關(guān)系。我們可以嘗試在手臂模型上添加一個ik手柄，拖動ik手柄我們可以看到一個非常好的手臂運動效果。ik與fk各有優(yōu)缺點，ik操作簡單快速，但對于圓弧操作會顯得不自然，像擺手這種動作，fk則相反。圖3-1ik圖3-1ik參數(shù)設(shè)置在通道欄中我們可以查看ik手柄的屬性。polevector是ik手柄的及向量，它是用來定義所控制骨骼的方向的，可以控制ik手柄的旋轉(zhuǎn)，但是旋轉(zhuǎn)幅度不大，通常我們都是用約束的方式來更好的控制ik手柄的及向量。offset、roll在線性ik中才有效果。twist也是控制ik手柄的旋轉(zhuǎn)但不改變及向量。ikblend可以控制ik到fk的轉(zhuǎn)換，有時我們會做一個動作，前半部分會使用ik，而后半部分要使用fk，我們就可以直接把ikblend屬性切換到0，就可以使用fk了。在屬相編輯器ctrl+a中，還有ik手柄的其他屬性。ikhandleattributes中stickiness默認為off，它是用來鎖定ik手柄的位置的。在iksolverattributes中，ikblend使與fk進行融合，勾選ikfkcontrol則ikfk都能使用。iksolver為ik解算器類型。圖3-2ik圖3-2ik的屬相ikSCsolver指單鏈ik解算器，它的運算速度比較快，但是通常實用旋轉(zhuǎn)平面結(jié)算器較多，因為旋轉(zhuǎn)平面解算器比sc解算器的可控性強。彈簧解算器在maya中是隱藏解算器，需要使用命令來調(diào)用，輸入mel命令ikspringsolver，在解算器類型中就可以看到彈簧解算器了。在制作多節(jié)的物體類如制作昆蟲的腿時，可以使用彈簧ik來控制。3.2ik解算器的運用在設(shè)置fk時要將ik解算器屬性設(shè)置中ikfkcontrol勾選并保證ikhandle屬性設(shè)置中stickiness是關(guān)閉的。使用樣條ik制作脊椎或鐵鏈有更好的效果。在ikskeleton菜單下選擇iksplinehandletool打開屬性設(shè)置。rootoncurve使根關(guān)節(jié)鎖定在曲線上，autocreaterootaxis默認不可選中，當rootoncurve不勾選時autocreaterootaxis才可勾選，可以使ik的起始關(guān)節(jié)前加一個控制器控制整條的ik。autoparentcurve使骨骼成為曲線的子物體，一般不使用這個。snapcurvetoroot使曲線吸附到根關(guān)節(jié)上面，autocreatecurte自動生成曲線來對骨骼進行控制，autosimplifycurve自動簡化曲線，numberofspans為簡化曲線的段數(shù)，有1、2、3、4四個選項，分別對應(yīng)曲線上4、5、6、7個點數(shù)。roottwistmode可以把曲線約束到根關(guān)節(jié)上。twisttype旋轉(zhuǎn)的方式。不使用自動生成曲線創(chuàng)建時我們可以使用v鍵點吸附來繪制骨骼上的曲線，然后給曲線和骨骼進行匹配，選擇所骨骼的根節(jié)點末節(jié)點和曲線進行創(chuàng)建ik，創(chuàng)建完成后調(diào)整曲線上點可以看到骨骼隨之運動。我們可以用它來創(chuàng)建角色的尾巴、脊椎等，像迪斯尼的一些動畫它的角色的腰部會非常柔軟，它可以達到一種不符合人體常理的動作。圖3-3圖3-3骨骼創(chuàng)建ik當我們選擇到樣條ik手柄時會出現(xiàn)提示，樣條ik無法在3d空間移動。它的屬性里twist可以使整個骨骼進行旋轉(zhuǎn)，roll有同樣的效果。offset使骨骼在根關(guān)節(jié)處發(fā)生位移，但是創(chuàng)建樣條ik時沒勾選rootoncurve的話，0ffset屬性無法使用。通常控制樣條ik的方法是使用簇的變形器來控制的。選擇曲線在空格鍵菜單中選擇editcurves，打開selection中clustercurve，我們發(fā)現(xiàn)曲線上出現(xiàn)多個c的字樣，這就是簇變形器。當我們給骨骼創(chuàng)建了ik后，就需要添加控制器。添加控制器時我們要注意三點。第一，控制器要便于選擇，能清楚的表示它的作用。第二，控制器的功能越多越好，可以用一個控制器來控制多個屬性，可以使場景簡潔明了。第三，控制器屬性要干凈清晰，把屬相值凍結(jié)歸0，把不必要的屬性隱藏掉。圖3-4圖3-4添加控制器4.屬相之間的關(guān)聯(lián)4.1常用約束模型多而雜亂時我們就需要創(chuàng)建組，組就像一個容器，它可以放入場景中的所有物體，使用組可以規(guī)劃和組織場景，可以使大綱視圖更清晰明了。要注意新創(chuàng)建的組的中心始終在原點。我們來了解以下幾種常用約束。圖4-2點約束設(shè)置圖圖4-2點約束設(shè)置圖4-1約束點約束指一個物體的移動屬性可以控制另一個物體的移動屬性。在constrain菜單下選擇point的參數(shù)設(shè)置。maintainoffset保持偏移，offset為偏移的值，不勾選maintainoffset會使兩個物體中心點重合。constraintaxes是約束的軸向。weight權(quán)重指約束對物體的影響力，默認為1，也就是完全影響。通道欄中的屬性，白色表示屬相被控制，藍色表示屬相被約束。改變中心點的位置，同時也就改變了約束的位置。旋轉(zhuǎn)約束是使用一個物體的選擇屬性來控制另一個物體的旋轉(zhuǎn)屬相。它的參數(shù)設(shè)置與點約束基本相同。進行約束時如果要保留被約束物體的變換屬性，那么一定要勾選保持偏移。對于一個手臂模型，我們就可以在手腕處創(chuàng)建一個控制器，用它來約束ik手柄的移動和手腕骨骼的旋轉(zhuǎn)屬性。父子約束可以同時控制物體的移動和旋轉(zhuǎn)兩個屬性。在制作抓取物體動畫時，可以使用父子約束，通過瞬間改變它的權(quán)重值實現(xiàn)。注意一個物體的同一個屬性一定不要被多個物體約束。及向量約束主要就是給ik做約束的。我們可以創(chuàng)建一個及向量的目標物體create菜單下選擇locator，把它作為膝關(guān)節(jié)的控制器對腿部的ik手柄進行及向量約束，我們就可以通過locator控制膝蓋的方向了。圖4-3圖4-3及向量約束目標約束是使用一個物體的移動屬性來控制另一個物體的旋轉(zhuǎn)屬性，一般是用來給角色眼睛做約束來使用。打開constrain菜單下aim參數(shù)設(shè)置，maintainoffset保持偏移，通常是要勾選的。aimvector目標軸，upvector向上軸，worlduptype世界向上的方式，worldupvector世界向上的向量。constraintaxes受控制的軸。weight權(quán)重值。制作目標約束時要先選擇目標物體再選擇要進行控制的眼睛。圖4-4圖4-4目標約束設(shè)置4.2自定義屬相之間的關(guān)聯(lián)4.2.1創(chuàng)建和設(shè)置自定義屬相為了增強控制器的功能，可以對控制器增加屬性來控制其他物體，我們常會用到自定義屬相的添加。選擇控制器，然后在modify菜單下打開addattribute，我們先了解一下它的參數(shù)。longname自定義屬相的命名，overridenicename勾選后我們可以起一個更短小精悍的名字，一般不用。makeattribute定義屬相是否可以被key關(guān)鍵幀。datatype創(chuàng)建屬相的類型，有vector矢量、integer整數(shù)、string字符串、float浮點、boolean布爾、enum列舉。下面我們還可以設(shè)置最大值maximum、最小值minimum和默認值default。創(chuàng)建后需要關(guān)聯(lián)對應(yīng)的屬性才有意義。打開超圖，windows菜單下hypergraph：hierarchy選擇inputandoutputconnections。在控制器節(jié)點右下角點右鍵選擇創(chuàng)建的屬性，連接到對應(yīng)節(jié)點的屬相。返回三維視圖可以看到被關(guān)聯(lián)的屬性變?yōu)辄S色。通常屬性變?yōu)辄S色，表示屬性被直接關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)成功后，改變自定義屬相的值就會有效果了。也可以使用關(guān)聯(lián)編輯器對屬性進行關(guān)聯(lián)。windows菜單下generaleditors打開componenteditor。我們先把控制器與被關(guān)聯(lián)物體都導(dǎo)入進來，然后選擇對應(yīng)的屬性即可。圖4-5圖4-5創(chuàng)建自定義屬相圖4-6關(guān)聯(lián)屬相圖圖4-6關(guān)聯(lián)屬相圖4-7關(guān)聯(lián)后的屬相4.2.2驅(qū)動關(guān)鍵幀驅(qū)動關(guān)鍵幀可以使一個物體的屬相來完全控制另一個物體的屬性。例如創(chuàng)建控制手指彎曲的屬性，首先在控制器上自定義屬相finger，設(shè)置為浮點型并設(shè)置最大最小值。然后設(shè)置驅(qū)動，在animate菜單下選擇setdrivenkey打開set...。導(dǎo)入驅(qū)動者控制器和被驅(qū)動者這個手指的各個關(guān)節(jié)，我們可以用控制器的finger屬性驅(qū)動這幾個關(guān)節(jié)在z軸的旋轉(zhuǎn)，我們先在對應(yīng)數(shù)值為最小值時key幀，再在最大值時key幀，這樣就可以控制手指骨骼的彎曲了。這里我們要注意，驅(qū)動的屬性只可以有一個，而被驅(qū)動的屬相可以是多個。圖4-8圖4-8驅(qū)動關(guān)鍵幀設(shè)置5.蒙皮與權(quán)重5.1蒙皮與權(quán)重的簡單制作5.1.1蒙皮當我們給角色調(diào)好骨骼控制器這些后，就要進行蒙皮了。一般蒙皮的種類有兩種，一種為柔性蒙皮，一種為剛性蒙皮。柔性蒙皮一般用于動畫或電影，而剛性蒙皮一般用于游戲中。什么叫做蒙皮呢，其實就是使模型上的每一個點都匹配到骨骼上面，從而骨骼進行運動的話，模型也會隨之運動。它就可以使骨骼與我們現(xiàn)實中的骨骼具有一樣的功用。首先我們了解一下柔性蒙皮，在animation視圖下打開skin菜單bindskin然后選擇smoothbind的參數(shù)設(shè)置。首先第一個是bindto默認值為jointhierarchy指對全身的骨骼進行蒙皮，也可以對指定選擇的骨骼進行蒙皮selectedjoints，下一個objecthierarchy可以對指定選擇的骨骼的每一個父子集進行綁定。bindmethod為綁定方式，maxinfluence指模型上一點最多同時受幾個關(guān)節(jié)的影響，dropoffrate指關(guān)節(jié)對蒙皮影響的衰減率。removedunusedinfluenses指移除不必要的骨骼，如果有些骨骼離蒙皮或模型過遠，就會自動排出不進行計算。colorizeskeleton對骨骼施加一些顏色，它的點和骨骼都是以同樣的顏色存在的，這樣我們可以很清楚的看到哪些點是受哪些骨骼影響的。蒙皮時需要同時選中骨骼和模型進行制作，創(chuàng)建蒙皮后試移動ik手柄，發(fā)現(xiàn)模型會隨著骨骼一起移動，說明蒙皮綁定成功，但模型有些地方會發(fā)生變形，這是由于權(quán)重值的影響。進行完蒙皮的模型，屬性會被自動鎖定，我們無法再控制模型，只是由于系統(tǒng)為了防止出現(xiàn)雙重變換而使蒙皮失效，默認為鎖定。圖5-1圖5-1骨骼蒙皮5.1.2雙重變換在綁定過程中一個模型同時被一個骨骼多次控制，就會出現(xiàn)雙重變換。雙重變換是一個很大的錯誤，它會使模型出現(xiàn)很大的偏差。例如一個人物模型的眼球，它本身與骨骼建立了父子關(guān)系，如果再把它進行蒙皮就會出錯。在綁定時我們要盡量避免雙重變換。一般出現(xiàn)雙重變換，我們可以刪除它的蒙皮skin菜單下detachskin，只使它成為骨骼的子物體就可以了。5.1.3編輯柔性蒙皮我們可以通過屬性編輯器和權(quán)重繪制工具來整理柔性蒙皮的權(quán)重。當我們給骨骼進行蒙皮后，通常情況下權(quán)重是自動分配的，移動模型時會發(fā)現(xiàn)模型有些地方會發(fā)生拉伸，我們可以通過屬性編輯器來調(diào)整蒙皮上的點的權(quán)重，我們可以在windows菜單下找到屬性的編輯器，windows-general選擇editors打開componenteditor，選擇模型上變形的點可以看到這些點對應(yīng)的屬性和編輯，在smoothskins可以看到多個骨骼對同一點的權(quán)重影響，我們可以通過數(shù)值來調(diào)整，不過總權(quán)重total固定為1。如果還是有不平整的地方，我們還可以通過繪制權(quán)重的方法來修改蒙皮的權(quán)重。在skin菜單下找到editsmoothskin打開繪制權(quán)重paintskinweightstool，打開之后我們會發(fā)現(xiàn)模型變?yōu)楹诤桶變煞N顏色，白色代表完全受權(quán)重影響的，黑色代表完全不受權(quán)重影響的，灰色為中間的過渡值，權(quán)重的繪制應(yīng)該在模型的點上而不是面上，參數(shù)里有paintoperation表示繪制權(quán)重的幾種方法，replase減去，某一點權(quán)重過高可以用此方式來減少權(quán)重，add則相反，scale表示相乘，smooth表示光滑，使相鄰點的權(quán)重分配的更均衡，通常我們使用的就是replace，add和smooth。圖5-2圖5-2查看權(quán)重圖5-3繪制權(quán)重（2）圖5-3繪制權(quán)重（圖5-3繪制權(quán)重（2）圖5-3繪制權(quán)重（1）圖5-3繪制權(quán)重（4）圖5-3繪制權(quán)重（3）圖5-4繪制權(quán)重后（1）圖5-4圖5-4繪制權(quán)重后（1）圖5-4繪制權(quán)重后（2）圖5-4繪制權(quán)重后（3）圖5-4圖5-4繪制權(quán)重后（4）5.1.4鏡像權(quán)重對于一個對稱的模型，我們可以把已畫好的權(quán)重鏡像到未畫權(quán)重的一邊，在skin菜單下選擇editsmoothskin-mirrorskinweight查看參數(shù)設(shè)置，第一行mirroracross表示對稱鏡像的中間平面，direction指鏡像是否為正向的，從+x到-x。surfaceassociation是鏡像的算法，closestpointonsurface為點對點的一種算法，直接鏡像點的權(quán)重。raycast是通過創(chuàng)建一種光線，然后進行計算在復(fù)制。closestcomponent復(fù)制的權(quán)重沒有任何的衰減和過渡。通常我們使用的都是第一個點對點的算法。influenceassociation為權(quán)重鏡像的一個路徑，默認參數(shù)closestjoint離最近的一個關(guān)節(jié)進行匹配鏡像。還有參數(shù)onetoone一對一，如果要鏡像兩邊的骨骼設(shè)置完全一樣的話可以使用這個。第三個選項label，如果骨骼上已經(jīng)注好了標簽，就可以使用此方式進行復(fù)制。通常我們使用的是onetoone。設(shè)置好后，我們選擇要鏡像的蒙皮，然后點擊mirror，權(quán)重就計算好了。對于對稱的模型都可以通過權(quán)重鏡像的方法可以省去我們第二次繪制權(quán)重的過程。如果繪制或者復(fù)制權(quán)重后出現(xiàn)異常，可以選擇模型，執(zhí)行Skin->EditSmoothSkin->ResetWeightstoDefault（重置默認權(quán)重）。圖5-5圖5-5鏡像權(quán)重設(shè)置5.1.5影響物體通過影響物體可以模擬肌肉的效果。比如手臂彎曲時肱二頭肌會鼓漲，我們可以在肌肉部分添加驅(qū)動關(guān)鍵幀，使胳膊彎曲時有個箭頭會隨著向前推進。我們把箭頭作為一個影響物體，讓它來影響模型。綁定前一定要注意先把模型回到綁定初始位置。接下來打開skin菜單下editsmoothskin，選擇addinfluence的參數(shù)設(shè)置。geometry使影響物體和模型盡量在添加完之后沒有穿插，通常采用默認值勾選。dropoff衰減率，之前已經(jīng)說過。polygonsmoothness可以調(diào)整值是模型上點與影響物體運動匹配。nurbssamples與polygonsmoothness相同，它是指向nurbs物體的。weightlocking鎖定權(quán)重，添加影響物體后我們可以輸入指定的權(quán)重值，通常我們勾選并使值為0，以便于我們手動調(diào)整權(quán)重值。調(diào)整完影響物體的權(quán)重后，我們就可以看到肌肉運動的效果了。5.1.6剛性蒙皮我們先了解剛性蒙皮與柔性蒙皮的區(qū)別。柔性蒙皮是把權(quán)重從0到1平均分配給模型的每一分點上，而剛性蒙皮對模型的每個點的權(quán)重分配只有0或1兩種數(shù)值，計算速度要比柔性蒙皮快。通常剛性蒙皮適用于游戲角色比較多，因為剛性蒙皮的運算速度較快。在skin菜單下bindskin打開rigidbind的屬性。bindto有三個選項。completeskeleton把所有的骨骼全部進行剛性蒙皮，selectedjoints把選中的骨骼進行剛性蒙皮，forceall選中以外的骨骼進行剛性蒙皮。colorjoints可以使我們更清楚的看到模型上的點受那些骨骼的影響。blindmethod蒙皮完后會創(chuàng)建每一個的分割區(qū)?，F(xiàn)在我們在大綱視圖里選擇所有的骨骼和蒙皮進行綁定，用ik手柄測試發(fā)現(xiàn)穿插還是較大。我們在屬性編輯器里查看蒙皮上點的屬性。在屬性編輯器里打開rigidskins我們可以清楚的看到所有的數(shù)值全都是1，沒有像柔性蒙皮中小數(shù)數(shù)值的存在。剛性蒙皮的權(quán)重只能通過屬性編輯器來修改，不能進行權(quán)重繪制。我們打開windows菜單下hypergraph：hierarchy找到inputandoutputconnections打開后看到所有的骨骼上面都有一個cluster也就是指簇的變形，它跟整個骨骼和模型有一個連接，這是跟柔性蒙皮不一樣的地方。圖5-6圖5-6查看剛性蒙皮權(quán)重DetachSkin（分離皮膚）：用來分離蒙皮后的物體和骨骼。開啟設(shè)置選項，默認History：Deletehistory是將物體與骨骼分離后，刪除蒙皮歷史，并返回模型綁定前的形態(tài)。而Keephistory則在保留蒙皮歷史的情況下分離物體骨骼，并返回模型綁定前的形態(tài)，常用于給蒙皮后的骨骼增加關(guān)節(jié)；當再次進行物體蒙皮，可保持之前的權(quán)重。Bakehistory（烘焙歷史）：分離物體骨骼，并刪除簇權(quán)重的歷史記錄，但保持模型當前形態(tài)。常用于靜幀擺Pose。Coloring（著色）：僅針對剛直蒙皮的骨骼著色，定義是否在分離骨骼后移除綁定時設(shè)定的骨骼顏色。默認為移除。5.2蒙皮與權(quán)重的修改與應(yīng)用5.2.1添加屈肌如何給剛性蒙皮添加柔性蒙皮的效果呢？使用剛性蒙皮后，在關(guān)節(jié)的地方穿插較大，使用屈肌系統(tǒng)將這個部分平滑。在skin菜單下選擇editrigidskin找到createflexor打開，flexortype屈肌類型有三種，晶格lattice，雕刻sculpt，骨骼簇jointcluster。我們可以選擇添加屈肌的位置，默認在選擇的的骨骼上atselectedjoint，或者在所有骨骼上atalljoint。我們先了解sculpt屈肌類型，maxdisplacement雕刻球影響蒙皮上點的距離。dropoffdistance衰減率，dropofftype調(diào)整變形形式，mode調(diào)整模型形式，insidemode調(diào)整點的分布?，F(xiàn)在進行雕刻球創(chuàng)建，創(chuàng)建屈肌后要調(diào)整，在縮放時一定要選擇屈肌來縮放，不要選中骨骼縮放。骨骼簇類型屈肌沒有獨有屬性，直接創(chuàng)建。晶格類型可以設(shè)置分段數(shù)，positiontheflexor是否確定變形器的位置，如果不勾選，變形器不可修改，修改會使模型改變。勾選則不同，但也只能在模型運動前進行修改。圖5-7圖5-7添加屈肌5.2.2編輯和復(fù)制屈肌選擇晶格屈肌，可以通過修改參數(shù)值來調(diào)整屈肌。在skin菜單下editrigidskin選擇copyflexor可以來復(fù)制屈肌。復(fù)制屈肌只對晶格屈肌有效，雕刻和骨骼簇屈肌不能復(fù)制。刪除屈肌直接delete，刪除后想恢復(fù)應(yīng)該重做。注意在綁定時盡量不要使用undo的命令，在使用屈肌時也一樣。5.2.3保持權(quán)重的情況下修改模型骨骼綁定后模型屬性值會鎖定，怎么在保持權(quán)重的同時修改模型呢？skin菜單下editrigidskin選擇preserveskingroup中detachskeleton可以使骨骼和蒙皮進行分離，分離后就可以對模型進行修改了。detachselectedskeleton使指定的骨骼和蒙皮進行分離。rettachskeleton使模型重新關(guān)聯(lián)到蒙皮。分離修改完模型后重新關(guān)聯(lián)就可以了。在使用打斷剛性蒙皮連接的工具時，骨骼一定要在綁定的初始狀態(tài)。圖5-8圖5-8骨骼與蒙皮的分離和關(guān)聯(lián)5.2.4Bind.Pose節(jié)點skin菜單下gotobindpose（回到綁定時姿勢）：選擇骨骼或蒙皮模型，執(zhí)行此功能將返回綁定時的模型姿勢。在激活stickiness的狀態(tài)下是無法回到綁定狀態(tài)下的。當對骨骼進行IK和約束操作，容易引起此功能失效。遇到這種情況，進入Modify->EvaluateNodes，將IKSolvers，Constraints，Expressions的勾去掉，再執(zhí)行GotoBindPose即可；不過建議是在調(diào)動作之前，給控制器設(shè)置一個初始關(guān)鍵幀以便隨時返回。如果無法使骨骼或模型回到綁定狀態(tài)，可以嘗試暫時關(guān)掉所有節(jié)點，modify菜單下evaluatenodes選擇ignoreall，然后再嘗試回到綁定狀態(tài)。5.3融合變形器對蒙皮的影響5.3.1融合變形器融合變形器可以是一個物體的變形添加到另一個物體上。通常融合變形使用在表情動畫上，通過它的特性我們可以做出多種多樣的表情。在createdeformers菜單下打開blendshape的參數(shù)設(shè)置。blendshapenode定義一個名稱。envelope相當于這個blendshape的權(quán)重值，默認為1。origin有l(wèi)ocal和world兩個選項，選擇world會使做完的模型回到世界中心。blendshape有三種形式，第一個為in-between，把多個變形的物體融合到一個模型的屬性上面，從而我們可以通過一個變形的屬性來控制多個變形的屬性。第二個checktopology檢查拓撲結(jié)構(gòu)，檢查與原模型對應(yīng)的拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生了怎樣的變化，把這些變化運用到原模型。第三個deletetargets刪除目標物體，勾選后變形的物體會被刪除掉。選擇變形物體和原模型進行create。之后我們在原模型inputs屬性會有一個我們命名的變形器標簽，打開后選擇psphere2，中鍵拖動使之在0到1之間變化，發(fā)現(xiàn)原物體會隨之變化，這個過程就叫做融合變形。知道這種特性后，我們就可以應(yīng)用到表情的制作上面。我們可以復(fù)制人物的頭部模型并修改出一個表情，將兩個模型創(chuàng)建融合變形器，中鍵拖動psphere2屬性就可以看到人物做表情的過程了。我們也可以從windows菜單下animationeditors打開blendshape，通過拖動滑竿來看表情，不過一定要給每個表情都添加好標簽來方便查看。5.3.2修改物體的變形順序如果在做融合變形之前進行了蒙皮的操作，融合變形就會出現(xiàn)錯誤。在inputs屬性里我們可以看到blendshape的位置在蒙皮之前，會導(dǎo)致在blendshape的狀態(tài)下模型運動出錯。我們要想辦法修改，選擇模型右鍵屬性inputs選擇allinputs，可以看到通道欄里面顯示的幾個節(jié)點，我們可以拖動中鍵改變位置，使蒙皮處于列表最上層，在再重新選擇模型發(fā)現(xiàn)修改生效，再運動模型就不會出錯。我們還可以在editdeformers菜單下blendshape選擇remove直接把blendshape進行刪除，參數(shù)設(shè)置里可以輸入blendshape的名稱，還有要刪除的選項名稱，選項名稱一定要與通道欄里inputs中blendshape的選項一致。我們還有另一種方法。我們打開windows菜單下hypergraph：hierarchy找到inputandoutputconnections，在超圖中也可以直接選擇blendshape節(jié)點進行刪除。其實我們應(yīng)該在創(chuàng)建之初就要處理好輸入列表。在createdeformers菜單下打開blendshape的參數(shù)設(shè)置選擇advanced高級。這個選項可以確定blendshape在通道欄inputs列表中的位置。選擇順序frontofchain就可以放在列表蒙皮之下了。5.3.3添加融合變形如果我們要給一個人物添加兩個或多個表情，可以創(chuàng)建兩個帶表情的模型，并對原模型創(chuàng)建blendshape，但是我們會發(fā)現(xiàn)使用一個blendshape節(jié)點的時候就會關(guān)閉另一個，這種情況也許在特殊的情景下會有用，但是一般需要的不是這種效果。我們可以用另一種方法，同樣將第一個表情blendshape，然后選擇第二個或其它的模型，再選擇原模型在editdeformers菜單下blendshape選擇add參數(shù)設(shè)置，可以把這個表情作為一個屬性添加到已有的blendshape上。在使用blendshape時模型的拓撲結(jié)構(gòu)要保持一致。圖5-9添加表情圖圖5-9添加表情圖5-10blendshape5.3.4修改融合變形權(quán)重如果我們想調(diào)整blendshape對模型的影響范圍，就需要修改它的權(quán)重。首先，我們可以通過屬性編輯器的方式來調(diào)整它的權(quán)重，在windows菜單下generaleditors打開屬性編輯器componenteditors，選擇blendshapedeformers可以看到各個點對應(yīng)blendshape權(quán)重的值都為1。如果改為0，這些點就會回到模型原始的位置上。blendshape的權(quán)重也可以使用權(quán)重繪制工具來修改，在editdeformers菜單下找到paintblendshapeweightstool。它的屬性跟我們繪制骨骼權(quán)重時的熟悉基本一致。值得注意的是clamp屬性的兩個參數(shù)lower和upper。無論如何繪制都不會低于lower的值或高于upper值。通過blendshape的權(quán)重修改，我們可以制作出新的表情。5.4其他變形器5.4.1簇變形器如何使用一個簇變形器來給一個模型做動畫。首先我們需要使用繪畫筆的工具來選擇需要的一些點，然后在createdeformers菜單下選擇cluster，一定要勾選relative，這樣就不會出現(xiàn)雙重變換的屬性。創(chuàng)建后我們就會看到一個簇的變形器?？梢酝ㄟ^控制這個簇變形器來控制這些點，我們還需要調(diào)整簇的權(quán)重。調(diào)整簇的權(quán)重有兩種方法，一種是通過屬性編輯器，打開屬性編輯器componenteditor里的weighteddeformer界面，調(diào)整這些點對應(yīng)簇的權(quán)重。還有一種是使用權(quán)重繪制工具來修改，在editdeformers菜單下選擇paintclusterweighttool，繪制方式與其它權(quán)重相同。圖5-11圖5-11繪制簇變形器的權(quán)重圖5-12圖5-12繪制簇變形器的權(quán)重后5.4.2抖動變形器一個物體從運動狀態(tài)到瞬間的靜止狀態(tài)會產(chǎn)生抖動，要做出這個效果，我們就需要抖動變形器。在createdeformers菜單地下找到j(luò)iggledeformer，打開參數(shù)設(shè)置stiffness表示抖動的硬度大小，damping表示抖動阻尼的大小，weight是它的權(quán)重。jiggleonlyw