Atvirkštinė kinematika naudojant 3D dizainą
3D animacija suteikia inžinieriams ir pasakotojams įrankių, leidžiančių pasakoti įtraukiančias istorijas naujoje dimensijoje.
3D projektavimas pagerina kokybę ir gylį visose srityse – nuo vaizdo žaidimų iki architektūrinių modelių ir medicininių skenavimų.
3D animacija neabejotinai reikalauja kūrybiškumo, bet taip pat ir techninių įgūdžių. Atvirkštinė kinematika – tai matematinė sistema, kuri tekstūras ir veikėjų judesius paverčia tikroviškesniais ir natūralesniais. Prieš eksportuodami modelį į animacijos įrankį, naudokite „Substance 3D“, kad sukurtumėte modelį, sukurtumėte jo tekstūras ir pridėtumėte išmaniųjų medžiagų.
Šiame vadove išnagrinėsime, kaip veikia atvirkštinė kinematika, kodėl ji tokia naudinga ir kaip galite pradėti ją naudoti savo projektuose.
Kas yra atvirkštinė kinematika?
Atvirkštinė kinematika – tai matematinis modelis, pagal kurį apskaičiuojami visi kinematinės grandinės sąnarių parametrai. Paprasčiau tariant, atvirkštinė kinematika (IK) nustato, kokių sąnarių parametrų reikia, kad animacija būtų tikroviškesnė. Tai pagrindinė koncepcija, leidžianti sukurti tikroviškus personažus. Programinei įrangai tereikia nurodyti armatūros pradžios ir pabaigos taškus, o ji pasirūpins visu kitu.
Kita vertus, priekinė kinematika nustato galutinį tašką, kai jai nurodote sąnarių seriją. Ji labiau orientuota į galinio taško radimą, o atvirkštinė kinematika apima visos grandinės suskaidymą į reikiamus sąnarius, kad galutinis produktas būtų tikroviškesnis.
Atvirkštinė kinematika populiari robotikoje, nes padeda inžinieriams nuspręsti, kur robotinėse rankose reikia išdėstyti sąnarius. Tačiau AK taip pat taikoma:
- kuriant ergonomiškus galūnių protezus;
- kuriant 3D personažus, kurių rankos ir kojos natūraliai išdėstytos aplinkoje;
- kuriant 3D veido bruožus, kad jie judėtų natūraliai.
Atvirkštinės kinematikos animacijos taikymo sritys.
Atvirkštinė kinematika yra labai svarbi 3D animacijai, nes padeda kurti natūralias ir tikroviškas personažų animacijas. Iki AK animacijos reikėdavo daug pastangų, norint sukurti personažus, kurie galėtų pasiekti objektą nereguliuodami kiekvieno sąnario. Laimei, atvirkštinė kinematika supaprastina animacijos procesą, nes sąnarius išskaido vos vienu spustelėjimu.
Atvirkštinės kinematikos naudojimo pranašumai.
Atvirkštinė kinematika pasižymi keliais toliau nurodytais pranašumais.
- Taupo laiką. Nešvaistykite laiko kovodami su mechanika. AK atlieka sunkųjį darbą, todėl daugiau laiko galite skirti pasakojimui kurti.
- Praplečia kūrybines galimybes. Atvirkštinė kinematika praplečia jūsų kūrybinį akiratį, todėl lieka daugiau laiko kūrybiniams ieškojimams. Kuriant 3D veido bruožus, kad jie judėtų natūraliai.
- Didina efektyvumą. Naudodami AK animatoriai dirba efektyviau, o tai padeda dizaineriams lengviau kurti tikroviškesnes animacijas.
Atvirkštinė kinematika 3D modelių sąveikoje.
Atvirkštinė kinematika puikiai tinka animacijai, tačiau ji taip pat atlieka svarbų vaidmenį kuriant 3D modelius. Dėl šios technologijos 3D modeliai tampa tikroviškesni, todėl pagerėja ir modelio kokybė, ir galutinio naudotojo patirtis.
Pavyzdžiui, atvirkštinė kinematika padeda kurti virtualiosios ir papildytosios realybės patirtis, kurios naudotojams suteikia daugiau įtraukiančios patirties. Sveikatos priežiūros paslaugų teikėjai šią technologiją naudoja mokydami medicinos studentus, kaip atlikti operaciją, o automobilių dizaineriai – prieš kurdami brangius fizinius prototipus.
Geriausia darbo su atvirkštine kinematika praktika.
Atvirkštinė kinematika yra būtina šiuolaikinio dizaino priemonė. Tačiau vis tiek verta laikytis kelių taisyklių, kad ši funkcija būtų naudingesnė.
- Subalansuokite automatizavimą ir rankinį reguliavimą. Programinė įranga susidoros su daug kuo, tačiau jums gali tekti rankiniu būdu sureguliuoti keletą kaulų, kad išgautumėte tikslų norimą judesį.
- Iš pradžių laikykitės paprastumo. Sudėtingos platformos ir didelės raiškos tinkleliai gali sulėtinti AK. Nustatydami atvirkštinę kinematiką naudokite supaprastintą platformą, o vėliau ją koreguokite.
- Patikrinkite apribojimus. Jei gaunate keistus judesius arba sutrūkusias grandines, patikrinkite, ar nėra sąnarių apribojimų arba pernelyg ištemptų grandinių.
Darbo su „Adobe Substance 3D“ pradžia.
Dėl atvirkštinės kinematikos 3D animacija ir projektavimas tampa greitesni, kūrybiškesni ir itin tikroviški. Tačiau norint teisingai atlikti AK, reikia tinkamų įrankių.
Kurkite modelius „Adobe Substance 3D“ ir importuokite juos į animacijos programinę įrangą, kad sukurtumėte profesionalaus lygio skaitmeninius kūrinius. Atvirkštinė kinematika pasižymi daugybe galimybių, todėl nebijokite eksperimentuoti su šia technologija, kad savo kūriniams suteiktumėte gyvybės.
Dažnai užduodami klausimai
KAS YRA ATVIRKŠTINĖS KINEMATIKOS METODAI KOMPIUTERINĖJE GRAFIKOJE?
KOKIE YRA DU 3D ANIMACIJOS KINEMATIKOS TIPAI?
Yra du kinematikos tipai:
1. Priekinė kinematika. Šis kinematikos tipas nustato modelio galutinį tašką naudodamasis jūsų pateiktais sąnarių kampais.
2. Atvirkštinė kinematika: kaip matyti iš pavadinimo, tai priešinga tiesioginei kinematikai rūšis. AK ima pradžios ir pabaigos taškus, kad pateiktų sąnarių kampus.
KOKIE ĮRANKIAI NAUDOJAMI ATVIRKŠTINEI KINEMATIKAI?
Norėdami atlikti AK galite naudoti įvairius įrankius, pvz.:
● „Blender“
● „Maya“
● „3ds Max“