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本週介紹電腦動畫的核心機制─階層關係,學習如何建立階層關係,軸心的調整,鏈接的操作,另外也介紹幾個常用的修改器,並利用這些修改器來建立特別的動畫效果
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階層關係(Hierarchy)編輯

將物體鏈接起來操作是建立電腦動畫不可或缺的工具之ㄧ,沒有這種工具,便無法建立較為進階複雜的動畫,例如腳踏車的龍頭與輪胎的運動,或是常見的角色骨骼運動
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原理編輯

當我們把一個物體鏈接到另一個物體時,我們便建立了所謂的父子關係,所有施加在父物體上面的變換,都會一併套用到他所有的子物體上面,而這整個父子關係稱為鏈接或是階層

階層關係常用情況編輯

1. 將大量的物體鏈接到同個父物體上,這樣就可以透過父物體控制整群子物體的動態
2. 將攝影機或是燈光的目標物鏈接到場景的主角物體上,讓攝影機或燈光永遠指向主角物體
3. 將物體鏈接到輔助物體上,來建立複雜的運動效果,路如上週將原地跳動的球鏈接到向前移動的point輔助物體上而產生往前跳動的球的動畫
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4. 將物體鏈接成骨骼架構,用來建立角色動畫,這通常會使用專用的bone骨骼物體來完成
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軸心(Pivot)編輯

物體的旋轉中心稱為軸心,透過階層面板的軸選單,我們可以修改物體的軸心,也可以將軸心對齊到物體的中心
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用鏈接工具建立階層關係編輯

最基本的建立鏈接方式,就是透過主工具列上的"選擇並鏈接 - Select and Link"工具按鈕來建立階層關係
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1. 按下"選擇並鏈接"按鈕,進入建立鏈接模式
2. 在視圖中,按下滑鼠左鍵將子物體拖動到父物體上,鏈接建立成功的話,父物體會高亮閃爍一下
3. 繼續鏈接動作,或是切換到其他工具結束鏈接模式

透過圖解視圖(Schematic View)建立階層關係編輯

另一種方式,是透過圖解視圖來建立鏈接,好處是可以直接關查物體之間的階層關係,適合用在建立複雜的階層架構上

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1. 按下主工具列的圖解視圖按鈕
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2. 按下圖解視圖工具列上的鏈接按鈕
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3. 在圖解視圖中以滑鼠左鍵將子物體的圖形拖放到父物體所代表的圖形上
4. 繼續建立其他鏈接,或切換到別的工具結束鏈接模式

解除階層關係編輯

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1. 選擇任何子物體,按下主工具列上的"斷開目前選擇鏈接 - Unlink Selection"按鈕,目前選擇物體跟原來父物體的父子關係便會解除,但是跟他本身的子物體的父子關係則不受影響

透過互動式反向運動學(Interactive IK)快速擺放鏈接編輯

在此介紹一個方便擺放一長串鏈接外觀的方式,以鎖鍊為例
1. 切換到創建面板的圖形分類,在上視圖或透視圖上建立一個Rectangle,大小隨意
2. 切換到修改面板,調整長度為15,寬度為20,角半徑為4左右
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3. 展開着色選單,勾選在視埠中啟用與在著色器中啟用,使用徑向方式,厚度約4.7
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4. 按住Shift並旋轉此模型,複製出一個垂直的鎖鏈,並移動到與原來鎖鏈相接觸的位置
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5. 選擇兩個鎖鏈,按住shift並往後移動,到形成鎖鍊的適當位置,放開滑鼠後選擇複製,數目設多一點,例如10個
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6. 使用選擇並鏈接工具,從尾端開始建立整串鎖鍊的階層關係
7. 選擇最尾端的鎖鏈,切換到階層面板的反向運動學選單,按下"互動式反向運動學"按鈕
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8. 移動最尾端的鎖鏈,調整整體外觀
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修改器(Modifier)動畫編輯

電腦的運作原理其實是一連串的數學計算,所以其實電腦動畫也可以說是數字的變化,例如移動動畫,就是位置的數字變化,旋轉動畫就是角度的數字變化,色彩動畫就是顏色碼的數字變化,也就是說,在max中,只要是以數字表示的參數,幾乎都可以設定動畫,最常見的就是利用修改器的參數來做動畫,以下介紹幾個常用的修改器,透過實際範例來練習動畫的製作

彎曲(Bend)編輯

1. 打開範例檔
2. 選擇樹,切換到修改面板,添加一個Bend修改器
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3. 啟用自動關鍵點模式,在第0畫格與最後一個畫格分別設置不同的彎曲參數
4. 播放動畫觀察結果

錐化(Taper)與扭曲(Twist)編輯

1. 建立一個Star圖形,到修改面板改約十個點
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2. 添加一個Extrude修改器,調整數量到適當高度,增加分段到15或更多
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3. 繼續添加一個Taper錐化修改器,調整數量使頂端縮成一小點
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4. 再添加一個Twist扭曲修改器,加大角度建立螺紋效果
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噪波(Noise)與波浪(Wave)編輯

1. 建立一個Plane物體,長寬約為120x100,到修改面板調整長度與寬度分段,各約15~20
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2. 添加一個Noise噪波修改器,調整比例約為10,XYZ方向強度約為3~5
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3. 勾選動畫噪波,相位2,並播放動畫觀察效果
4. 繼續添加Wave修改器,振幅一約為4.5,振幅二約為6,波長約70
圖像:w15_27.jpg
5. 啟用自動關鍵點模式,讓Wave修改器的相位從第0畫格到最後一個畫格由0變化到6
6. 再添加一個Wave修改器,打開Wave的次物體選單,選擇Gizmo,在視圖中繞Z軸旋轉使其與前一個Wave修改器呈90度相交
圖像:w15_28.jpg
7. 同樣設定適當震幅與波長,並使用自動關鍵點設定相位變化
8. 播放動畫觀察最後效果

變形(Morpher)編輯

變形最常用於臉部表情的製作,在此利用角色打燈的範例檔來練習變形動畫
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1. 打開範例檔
2. 按住shift並移動模型,複製三個頭部模型
圖像:w15_30.jpg
3. 編輯複製出來的模型外觀,做出與原來模型不同的外型,記住不能改變頂點數量,只能改變頂點或多邊形位置
圖像:w15_31.jpg
4. 選擇原來的模型,添加一個Morpher修改器(誤植為Mopher)
圖像:w15_32.jpg
5. 選擇第一個空的通道,在通道參數欄裡按下"從場景中拾取物件",然後選擇第一個複製物體
6. 重複步驟五,替另外兩個空的通道指定第二與第三個複製物體
7. 調整通道右邊的數字,觀察模型的變化,此時可以刪除或隱藏複製物體(按右鍵選隱藏選擇物)
圖像:w15_33.jpg
8. 利用自動關鍵點模式建立變形動畫

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