Rigging und Skelettanimation.

Was ist Rigging?

Rigging ist eine Technik der Skelettanimation, bei der eine Kontrollstruktur zur Animation von Modellen erstellt wird. Über diese Kontrollstruktur lassen sich die Aktionen, Gesten und Bewegungen von Figuren und Objekten steuern. Sie besteht aus einer Reihe von verbundenen Bones, die auf das Modell angewendet werden, um es in der gewünschten Weise zu bewegen und zu bearbeiten.

Was ist eine Skelettanimation?

Der Begriff Skelettanimation bezieht sich auf die zweiteilige Art der Darstellung von Figuren und Objekten, bestehend aus:

• Haut oder Mesh – Die Oberflächendarstellung einer Figur oder eines Objekts für den Design-Prozess.
• Skelett oder Rig – Ein hierarchischer Satz miteinander verbundener Teile.

Der Begriff „Rigging“ ist abgeleitet vom Wort „Rig“ – eine Skelettstruktur, die die virtuellen Knochen eines Modells abbildet und dessen Bewegung ermöglicht. So kann man sich Rigging vorstellen wie die Erstellung einer virtuellen Puppe.

Rigging lässt sich sowohl für 2D- als auch für 3D-Animationen anwenden. Die Vorgehensweisen sind ähnlich:

• Rigging in 2D-Animationen. Hier werden Figuren und Objekte in 2D gezeichnet und die gewünschte Bone-Struktur darauf angewendet. Die Struktur ist einfacher als bei einem 3D-Modell, und die Möglichkeiten der Bewegung sind begrenzt.
• Rigging in 3D-Animationen. Bei 3D-Animationen wird die Rigging-Technik häufiger angewendet. Hier kann das ganze Modell mit Rigs versehen und in der Szene animiert werden. Es sind deutlich mehr Bewegungen möglich, unabhängig davon, ob eine Figur oder ein Objekt animiert wird.

Wie funktioniert Rigging?

Rigging ist eine Animationstechnik, bei der für ein 2D- oder 3D-Modell eine Bones-Struktur (Skelett) konstruiert wird. Das Modell, das animiert werden soll, kann ein Tier, ein Mensch oder auch ein Objekt sein, z. B. ein Flugzeug oder eine Frucht.

Mithilfe von spezieller Animations-Software lassen sich dann Position, Größe und Drehung bestimmter Punkte im Skelett (oder Rig) ändern, um Bewegung zu erzeugen. Für die Animation werden diese Änderungen mithilfe von Keyframes (Schlüsselbildern) aufgezeichnet. Wie viel Zeit das Rigging in Anspruch nimmt, hängt von der Größe, dem Umfang und der Komplexität deines Projekts ab. Das können wenige Stunden, aber auch mehrere Tage oder Wochen sein.

Rigging macht nur einen kleinen Teil des Animationsprozesses aus. Tatsächlich gehört es zu den ersten Schritten oder vorbereitenden Arbeiten für eine Animation und ist eine beliebte Methode vieler Animatorinnen und Animatoren – im Hobby-Bereich ebenso wie in professionellen Hollywood-Produktionen, Games, Serien oder Werbespots.

Beim Figuren-Rigging gehst du wie folgt vor:

1. Erstelle ein 2D- oder 3D-Modell.
2. Erstelle ein Skelett für die Figur oder das Objekt. Bei einer Figur orientierst du dich an den Knochen des menschlichen Skeletts.
3. Lege die Gewichtungen fest. Damit definierst du, wie stark sich die Bewegung eines Bones auf einen bestimmten Mesh-Bereich auswirkt. Bei manchen Programmen erfolgt die Berechnung automatisch. Für exakte Ergebnisse kannst du die Werte anpassen.
4. Transformiere die Bones mit Animations-Software, um deren Position, Größe und Drehung anzupassen.
5. Wende wo erforderlich inverse Kinematik auf die Bones an. Das gilt hauptsächlich für Arme und Beine sowie bei Tieren für den Schwanz. Mit der Methode wird sichergestellt, dass Ellbogen und Knie richtig ausgerichtet sind, damit die Bewegung realistisch aussieht.
6. Definiere für bestimmte Bones Beschränkungen, damit sie sich nur in eine Richtung bewegen, um flüssige, natürliche Bewegungen zu erzeugen.
7. Zeichne die Bewegungen der Bones mithilfe von Keyframes auf einer Zeitleiste auf.

Was sind die Vor- und Nachteile von Rigging?

2D- und 3D-Rigging sind nicht die einzigen Optionen für Animatorinnen und Animatoren. Um besser entscheiden zu können, welche Technik für dich und dein Projekt die richtige ist, solltest du die Vor- und Nachteile von Rigging kennen.

Vorteile.

Einige Vorteile von Rigging zur Vorbereitung des Animationsprozesses sind:

• Voneinander unabhängige, auf Hierarchien basierende Bewegungen. Bones können separat bewegt werden, um für eine Figur oder ein Objekt den gewünschten Effekt zu erzielen. Bones, die mit diesen verbunden sind, werden durch die hierarchische Struktur des Rigs mitbewegt.
• Animation durch einfaches Bewegen der Bones. Bei Verwendung eines Polygonnetzes muss die Bewegung Scheitelpunkt (Vertex) für Scheitelpunkt definiert werden. Beim Rigging werden einfach die Bones bewegt.
• Definition von Beschränkungen. Mithilfe von Beschränkungen, die auf bestimmte Bones angewendet werden, lassen sich noch realistischere Bewegungen erzielen. Die Ergebnisse können gespeichert und in künftigen Projekten wiederverwendet werden.
• Für komplexe Animationen geeignet. Durch die hierarchische Struktur muss man sich nicht um jede kleine Bewegung kümmern, da sich die betreffenden Körperteile mit ihren übergeordneten Körperteilen mitbewegen. Das spart Zeit, und man kann sich mehr auf das große Ganze konzentrieren.
• Genaues Weight-Painting. Weight-Painting trägt zu noch realistischeren Bewegungen bei, indem es das Zusammenwirken von Rig und Mesh präziser definiert. Über die Gewichtungseinstellungen lässt sich der Einfluss, den ein Bone auf das Mesh hat, genau bestimmen.

Nachteile.

3D- bzw. 2D-Rigging hat zwar einige Vorteile, es gibt jedoch zwei Punkte, die bei einigen Projekten gegen die Technik sprechen:

• Bones sind im Grunde Scheitelpunkte. Jeder Bone innerhalb eines Rigs stellt lediglich eine Gruppe von Scheitelpunkten oder ein anderes speziell definiertes Objekt dar. Das bedeutet, er kann die volle Komplexität der Bewegungen z. B. von menschlichen Körpern nicht präzise nachbilden.
• Unrealistische Muskel- und Hautbewegungen. Allein durch das Zusammenwirken von Mesh und Rig lassen sich keine realistischen Muskel- und Hautbewegungen erzielen. Hierzu sind spezielle Funktionen z. B. zur Verformung oder Muskelsteuerung nötig.

Rigging in Adobe After Effects.

Adobe After Effects eignet sich für Animatorinnen und Animatoren aller Erfahrungsstufen, die die Rigging-Technik ausprobieren möchten. Das Programm bietet eine große Auswahl einfacher Funktionen und Werkzeuge für das Rigging von Figuren. Gehe wie folgt vor:

1. Erstelle eine Figur, ein Objekt oder ein Modell in einem Programm deiner Wahl, z. B. in Adobe Photoshop.
2. Öffne die Figur (oder das Objekt) in Adobe After Effects. Klicke auf das Marionetten-Pin-Werkzeug (Befehl+P unter macOS bzw. Strg+P unter Windows).
3. Füge der Figur Punkte hinzu. Möglicherweise musst du jedes Körperteil einzeln definieren. Du erstellst im Grunde ein Gerüst aus Bones, damit sich das Mesh und die Bones zusammen bewegen.
4. Klicke und ziehe, um alle Punkte auf einem Körperteil auszuwählen und die Steuerungen zu generieren. Diese stehen für verschiedene Bewegungen:
   • Raute. Drehen und Versetzen, normalerweise für die Mitte eines Modells.
   • Kreis. Drehen, normalerweise für Hals, Becken und Oberkörper.
   • Würfel. Versetzen von Steuerelementen.
   • Trapez. Für Gelenke (Joints) – häufig für Ellbogen und Knie.
5. Füge diese Punkte an den richtigen Stellen hinzu. Du kannst jedes Teil umbenennen und neu positionieren.
6. Definiere die Gewichtungen, und wende ja nach Erfordernis inverse Kinematik und Beschränkungen an.
7. Verschiebe die entsprechenden Punkte auf deiner Figur, um sie zu animieren.

Weitere Infos zu Adobe After Effects

Character-Rigging In Adobe Animate.

In Adobe Animate kannst du eine Figur mithilfe von Rigs bearbeiten. Mit dem Asset-Verkrümmungs-Werkzeug lassen sich Bones und Gelenke drehen, um eine bestimmte Pose und flüssige Animation zu erzielen. So erstellst du ein Rig in Adobe Animate:

1. Öffne deine Figur in Adobe Animate, und wähle sie aus. Navigiere zur Werkzeugleiste, und klicke auf das Asset-Verkrümmungs-Werkzeug.
2. Klicke auf den Körperteil der Figur, auf den das erste Gelenk angewendet werden soll. Dadurch wird ein Dreiecksnetz erstellt.
3. Wähle aus, wo das nächste Gelenk platziert werden soll. Dem neuen Gelenk werden automatisch Bones hinzugefügt. In den Optionen des Verkrümmungswerkzeugs kannst du die automatische Bone-Erstellung aktivieren und deaktivieren.
4. Ist die Option aktiviert, achte stets darauf, dass du die Gelenke an den richtigen Stellen hinzufügst.
5. Füge alle erforderlichen Bones hinzu, um das Rig fertigzustellen.
6. Falls erforderlich, kannst du anschließend das Netz verformen und Bones drehen. Füge für eine flüssige Animation einen neuen Keyframe und ein Tween hinzu.
7. Nach dem Festlegen einer Pose kannst du weiterhin Gelenke hinzufügen oder entfernen. Adobe Animate wendet die Änderung automatisch auf alle Keyframes an.

Adobe Animate enthält noch eine Reihe erweiterter Funktionen zur Rig-Erstellung, mit denen du deine Figuren-Animation optimieren kannst.

Weitere Infos zu Adobe Animate

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