Blender tutoriál: Animace chůze ženy v Blenderu (1. část) - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

6. dubna 2009, 00.00 | Když jsem před časem pátral po tutoriálu věnovaném animaci člověka v Blenderu, nenašel jsem ani jeden takovýto návod v češtině. Rozhodl jsem se tedy pro napsání tohoto, ve kterém budeme modelovat chůzi ženy. Tutoriál je určen mírně pokročilým uživatelům Blenderu, ale při znalosti základního ovládání by s ním snad neměl mít problém nikdo. Rozdělen je do dvou částí, zde se seznamte s tou první.

Když jsem před časem pátral po tutoriálu věnovaném animaci člověka v Blenderu, nenašel jsem ani jeden takovýto návod v češtině. Rozhodl jsem se tedy pro napsání tohoto, ve kterém budeme modelovat chůzi ženy. Tutoriál je určen mírně pokročilým uživatelům Blenderu, ale při znalosti základního ovládání by s ním snad neměl mít problém nikdo. Postavu jsem si exportoval z programu MakeHuman, což je stejně jako Blender open source aplikace a tudíž zcela legálně zdarma.

Tvorba armatury

Armatura, kterou budeme vytvářet, logicky vychází ze základní biologické stavby kostry člověka. Člověk má své těžiště umístěno někde v oblasti pánve a tak začneme první kostí armatury někde v těchto místech. Přidáme první kost, která bude nadřazena ostatním přes Add>>Armature do míst znázorněných na následujícím obrázku. Správného místa vložení kosti docílíme přesunutím 3D kurzoru právě do míst, na které má být kost vložena, a nebo budeme muset kost do těchto míst přesunout (klávesa G). Pokud máme kost vloženou a umístěnou na správném místě, přepneme se do Edit módu (TAB). A této kosti nastavíme vlastnosti. X-Axis Mirror, jenž zajistí, že bude možno vytvářet zrcadlově obrácené kosti, což nám značně ulehčí práci při vytváření kostí rukou a nohou.X-Ray umožní to, že kost je viditelná v meshi, což je výhodné v tom, že kost nemusíme pracně hledat.

Stále jsme v Edit módu a můžeme začít vytvářet páteř, označíme si špičatý konec kosti (tzv. tip) a z něj budeme extrudovat další části páteře klávesou E, je výhodné ji použít v kombinaci s klávesou Z, abychom páteř vytvářeli v ose Z a byla tak absolutně symetrická. Takto tedy pokračujeme i u dalších kostí, celkem doporučuji vytvořit pět takovýchto páteřních kostí zhruba stejně velkých. Naše vytvořená páteř bude trochu flexibilnější než lidská, neboť jí v pohybu nebrání hrudní koš.

Nyní stejným způsobem vytvoříme z poslední kosti páteře kost na krk a hlavu. Na hlavu stačí pouze jedna kost, kterou necháme kousek přesahovat (viz následující obrázek). Je to proto, abychom mohli tuto kost lépe uchopit, když s ní později budeme potřebovat manipulovat při animaci.

Přišel čas smysluplně pojmenovat kosti. Doporučuji dávat opravdu názorná jména, neboť nám to později ušetří spoustu času, přemýšlení a dohledávání. Pokud si označíme všechny kosti v Edit módu, což nám jednoduše umožňuje klávesa A, můžeme potom jednotlivé kosti přejmenovat v nabídce Armature Bones. Zde také vidíme, která kost od které dědí.

Pokud máme kosti páteře pojmenovány, přejdeme k vytváření paží. Zde využijeme symetrického extrudování. Označíme si kloub mezi posledním článkem páteře a krkem a stiskem Shift + E vytvoříme klíční kosti, z nich paže, předloktí a dále kosti dlaní. Pro jednoduchost jsem nevytvářel každý prst zvlášť, pro účel naší animace to ani není potřeba.

Nyní k pojmenování symetricky vytvořených kostí: Aby fungovaly některé nástroje symetrických kostí, musíme pojmenovat například "bone.L" levou kost a "bone.R" odpovídající kost na pravé straně. Lze také použít "bone.l" a "bone.r", nebo "Left.Bone" a "Right.Bone". Je dobré se po dokončení pojmenování kostí přesvědčit, zda jsme některou kost nevynechali. V panelu Armature si u kostí zapneme zobrazování názvů tlačítkem Names a přesvědčíme se o správnosti našeho počínání. Na obrázku jsou vidět mnou použité názvy kostí.

Horní polovina kostry je hotová, můžeme tedy přistoupit k tvorbě nohou. Stejně jako jsme zrcadlově vytvářeli paže, vytvoříme i nohy. Označíme kloub na širší straně (root) první vytvořené kosti (pater1) a za pomocí kláves Shift + E vytvoříme kosti, které nahrazují pánev a kyčelní klouby. Ale zde musíme dát velký pozor, jelikož všechny ostatní kosti jsme extrudovali ze špičatého konce kosti a dědily ze svého předchůdce, ale pokud extrudujeme kost ze širšího konce, potom tato nemá žádného rodiče. Musíme tedy rodiče přidat ručně, pokud ale určíte jako child of kost, ze které jsme kyčel tvořili, přichytí se kyčel na špičatý konec kosti a to samozřejmě nechceme. Musíme tedy vypnout tlačítko Con (někdy je zobrazeno jako Off), které se nachází vedle rodičovské kosti. Nyní můžeme přidat rodiče a naše kyčel bude dědit z páteře, jenže k ní nebude pevně přichycena (pokud se nepodaří zabránit tomu, aby se kost natáhla ke špičce páteře, odpojíme ji pomocí tlačítka Con a přesuneme ji na původní místo). Musíme myslet na to, že úpravu je nutno udělat i na druhé noze, jelikož toto nám symetrické nástroje automaticky neupraví.

Z kyčle dále extrudujeme stehenní a lýtkovou kost, poté i chodidlo a prsty na nohou. Jako něco navíc působí kost vystupující z paty (pojmenoval jsem ji ridici), žádný humanoidní tvor takovou kostí nedisponuje, ale nám bude velmi prospěšná při manipulaci s nohami. Kosti nohou pojmenujeme podle obdobných pravidel jako u rukou.

Základní kostra je tímto hotova, nyní začneme vytvářet její logiku. Na příkladech si ukážeme jak upravit kostru, aby se co nejlépe animovala. Ovšem než začneme, dovolil bych si zmínit užitečnou klávesovou zkratku Alt + R a Alt + G, jenž nám vrátí změny rotace, resp. posunutí kostí v Pose módu.

Označíme kost, kterou jsem pojmenoval „paze.l“ a přepneme se do Pose módu klávesou Tab (Pose mód je obdobou Edit módu u armatur a složí především k animování. Kosti se zde dají přesouvat, rotovat, ale nedají se například mazat. Mezi těmito dvěma módy se přepínáme klávesou Tab). Pokud tedy s touto kostí v Pose módu pohneme, vidíme, že se s ní pohybují i ostatní kosti ruky. Nyní označme předloktí a zkusme s ním pohnout. Vidíme, že se pohybuje jen ona a zbylé prsty s dlaní. Pro animaci by se nám nejvíce hodilo, abychom mohli manipulovat přes předloktí celou rukou a toho dosáhneme tím, že u kosti zvolíme inverzní kinematiku tlačítkem Auto IK v panelu Armature. Nyní, když pohneme dlaní, hýbe se celá ruka, jenže s ní i celá páteř a potažmo i nohy, a to také nechceme. Nyní tedy musíme opět použít tlačítko Con, abychom prolomili řetězec, takže se přepneme do Edit módu, označíme si kost paže a v panelu Armature Bones toto tlačítko deaktivujeme. Nesmíme však zapomenout, že úpravy musíme udělat i na druhé ruce. Poslední úpravou pro ruce je přidání palce ke dlani, neboť když nyní hýbeme dlaní, palec zůstává na místě a to je samozřejmě proti přirozenosti. Odpojíme první kost palce od předloktí tlačítkem Con a jako rodičovskou kost přidáme dlaň.

Ruce jsou tímto upraveny a můžeme přistoupit k úpravě nohou. V Edit módu si označíme kost, která reprezentuje prsty na nohou a deaktivujeme tlačítko Con, poté jí přiřadíme jako rodiče řídící kost nohy (výrůstek z paty), kost by se nám měla spojit s řídící čárkovanou čárou. Totéž provedeme pro chodidlo, odpojíme ho od mateřské kosti a přiřadíme mu řídící jako mateřskou kost. Nyní možná trochu nelogicky odstraníme rodiče řídící kosti, to uděláme tak, že si ji označíme a jako rodiče vybereme prázdnou kolonku.

Pokud zkusíme v Pose módu s řídící kostí pohnout, zjistíme, že nám neovlivňuje kosti, které jsou nad ní, přičemž kvůli tomu byla přeci původně vytvořena. K tomu, proč jsme ji tedy vlastně odpojili, se dostaneme později. Nyní musíme zajistit, aby řídící kost opět řídila pohyb nohy a toho docílíme tím, že se přepneme do Pose módu, označíme lýtkovou kost a v panelu Constraints položku Add Constraint, z níž vybereme IK Slover. Je to omezeni, které se přidá do vybrané kosti, ale aby fungovalo jak má, musíme jej ještě následovně upravit. Jako Target napíšeme slovo Armature, objeví se nám další políčko, do něj vyplníme název řídící kosti, v našem případě „ridici.l“. Tím jsme zajistili, že řídící kost opět řídí pohyb nohy, a dále celého těla – takže zde máme stejný problém jako u rukou a proto musíme opět tzv. prolomit řetězce a to tak, že u přidaného omezení IK Solver zvolíme Chain Len: 2. a řídící kost nyní řídí pohyb nohy jak má.

Nyní si můžeme pohyb v Pose módu vyzkoušet. Výsledek by měl být podobný jako na obrázku. Teď ještě totéž u druhé nohy a kostra je hotová.

Tímto bych první díl tutoriálu ukončil a dovolil bych si vás pozvat k dílu druhém. V něm celou postavu rozpohybujeme a přiložíme vám i blend soubor vytvořené chůze.

Poznámka: Obsah toto článku je součástí bakalářské práce na Fakultě aplikované informatiky Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně.