Обратна кинематика в 3D проектирането

Какво е обратна кинематика?

Обратната кинематика е математически модел, който изчислява всички параметри на ставите за кинематична верига. Казано по-просто, обратната кинематика (IK) определя кои параметри на ставите са ви необходими за по-реалистична анимация. Това е основната концепция, която прави възможно създаването на реалистични персонажи. Всичко, което трябва да направите, е да укажете на софтуера началната и крайната точка на веригата стави и той ще се погрижи за останалото.

Правата кинематика, от друга страна, определя крайната точка, когато ѝ зададете серия от стави. Тя е по-фокусирана върху намирането на крайна точка, докато обратната кинематика включва разбиване на цялата верига на необходимите стави за създаването на по-реалистичен продукт.

Обратната кинематика е популярна в роботиката, защото помага на инженерите да решат къде да позиционират ставите на роботизираните ръце. Но обратната кинематика се отнася и за:

• Проектиране на ергономични протези на крайници
• Създаване на 3D персонажи с естествено разположение на ръцете и краката в среда
• Ригване на 3D чертите на лицето, за да се движат естествено

Приложения на анимацията с обратна кинематика.

Обратната кинематика е от съществено значение за 3D анимацията, защото поддържа естествени и реалистични анимации на персонажи. Преди анимацията с обратна кинематика беше необходима много работа при дизайна на персонажи, които могат да стигнат до обект, без да се коригира всяка става. За щастие, обратната кинематика оптимизира процеса на анимация, като изчислява параметрите на ставите само с едно щракване.

Предимства на използването на обратна кинематика.

Обратната кинематика има няколко предимства, като например:

• Спестяване на време. Не губете дълги часове в борба с механиката. IK върши тежката работа, така че имате повече време да се съсредоточите върху разказването на истории.
• Проучване на повече творчески възможности. Обратната кинематика разширява творческите ви хоризонти, което ви дава повече време за творчески изследвания. Ригване на 3D чертите на лицето, за да се движат естествено
• Подобряване на ефективността. Аниматорите работят по-ефективно с IK, което помага на дизайнерите да създават по-реалистични анимации с по-малко усилия.

Обратна кинематика при взаимодействието с 3D модел.

Обратната кинематика е чудесна за анимация, но също така играе ключова роля при 3D моделите. Тази технология прави 3D моделите по-реалистични, подобрявайки както качеството на модела, така и изживяването на крайния потребител.

Например, обратната кинематика поддържа преживявания във виртуалната реалност и обогатената реалност, които дават на потребителите по-завладяващи изживявания. Доставчиците на здравни услуги използват тази технология, за да обучават студенти по медицина как да извършват операции, докато автомобилните дизайнери я използват, за да разсъждават върху проекти, преди да създадат скъпи физически прототипи.

Най-добри практики за работа с обратна кинематика.

Обратната кинематика е задължителна за модерния дизайн. Но все пак е добре да следвате няколко практически правила, за да извлечете повече полза от тази функция, включително:

• Балансиране на автоматичните и ръчните настройки. Софтуерът ще извърши голямата част от работата, но може да се наложи ръчно да коригирате някои кости, за да получите точното движение, което искате.
• Не усложнявайте в началото. Сложните ригове и мрежите с висока разделителна способност могат да забавят IK. Използвайте опростен риг, докато настройвате обратната кинематика и я коригирайте след това.
• Проверете ограниченията. Ако получите странно движение или изкривени вериги, проверете за ограничения на ставите или прекомерно удължени вериги.

Първи стъпки с Adobe Substance 3D.

Обратната кинематика прави 3D анимацията и дизайна по-бързи, по-креативни и силно реалистични. Имате нужда от правилните инструменти обаче, за да използвате IK правилно.

Създайте вашите модели в Adobe Substance 3D и ги импортирайте в софтуер за анимация, за да създадете цифрови творения на професионално ниво. Обратната кинематика има много възможности, така че не се страхувайте да експериментирате с тази технология, за да вдъхнете живот на творенията си.