Inverse kinematics sa 3D design
Nagbibigay ang 3D animation sa mga engineer at storyteller ng mga tool para magpahayag ng mga immersive na kuwento sa isang bagong dimension.
Pinapaganda ng 3D design ang kalidad at depth ng lahat ng bagay mula sa mga video game hanggang sa mga architectural model at medical scan.
Walang dudang nangangailangan ng creativity ang 3D animation, pero nangangailangan din ito ng teknikal na kasanayan. Ang inverse kinematics ay ang mathematical na framework na ginagawang mas makatotohanan at natural ang mga texture at kilos ng character. Gamitin ang Substance 3D para gawin ang model mo, lagyan ito ng texture, at dagdagan ito ng mga smart material bago ito i-export sa isang tool sa pag-animate.
Sa gabay na ito, susuriin natin kung paano gumagana ang inverse kinematics, kung bakit labis itong kapaki-pakinabang, at kung paano ka makakapagsimulang gamitin ito sa mga design mo.
Ano ang inverse kinematics?
Ang inverse kinematics ay isang mathematical na model na kinakalkula ang lahat ng parameter ng joint para sa isang kinematic chain. Sa madaling salita, tinutukoy ng inverse kinematics (IK) kung aling mga parameter ng joint ang kailangan mo para sa mas makatotohanang animation. Ito ang batayang konsepto na ginagawang posible ang mga makatotohanang character. Ang kailangan mo lang gawin ay sabihin sa software ang mga start at end point ng isang armature at ito na ang bahala sa iba pa.
Sa kabilang banda, tinutukoy ng forward kinematics ang end point kapag binibigyan mo ito ng isang hanay ng mga joint. Mas nakatuon ito sa paghahanap ng end point, samantalang kasama sa inverse kinematics ang paghihiwa-hiwalay ng buong chain sa mga kinakailangang joint para sa mas makatotohanang produkto.
Popular ang inverse kinematics sa robotics dahil natutulungan nito ang mga engineer na magpasya kung saan ipoposisyon ang mga joint sa mga robotic na braso. Pero nagagamit din ang IK sa:
- Pag-design ng mga ergonomic na prosthetic na braso at binti
- Paggawa ng mga 3D character na may natural na posisyon ng kamay at paa sa isang environment
- Pag-rig ng mga 3D facial feature para gumalaw sa natural na paraan
Mga paggamit sa inverse kinematics na pag-animate.
Mahalaga ang inverse kinematics sa 3D animation dahil sinusuportahan nito ang mga natural at makatotohanang pag-animate ng character. Bago ang IK na pag-animate, sobrang matrabaho ang pag-design ng mga character na kayang umabot ng isang bagay nang hindi ina-adjust ang bawat joint. Mabuti na lang, pinapasimple ng reverse kinematics ang proseso ng pag-animate sa pamamagitan ng paghihiwa-hiwalay ng mga joint sa isang click lang.
Mga benepisyo ng paggamit ng inverse kinematics.
May ilang benepisyo ang inverse kinematics, gaya ng:
- Pagtitipid ng oras. Huwag mag-aksaya ng mga oras na nahihirapan sa mechanics. IK ang gumagawa ng mahirap na gawain, kaya mas marami kang oras na tumuon sa pagkukuwento.
- Pag-explore ng mas maraming posibilidad sa creativity. Pinapalawak ng inverse kinematics ang mga creative na pananaw mo, na nagbibigay-daan sa mas maraming oras para sa pag-explore ng creativity. Pag-rig ng mga 3D facial feature para gumalaw sa natural na paraan
- Pagpapaigting ng kahusayan. Mas mahusay na nakakapagtrabaho ang mga animator gamit ang IK, na nakakatulong sa mga designer na gumawa ng mga mas makatotohanang animation sa mas kaunting pagsisikap.
Inverse kinematics sa 3D model interaction.
Mahusay ang inverse kinematics para sa animation, pero may ginagampanan din itong pangunahing papel sa mga 3D model. Ang teknolohiyang ito ay ginagawang mas makatotohanan ang mga 3D model, na pinapaganda ang kalidad ng model at ang experience ng end-user.
Halimbawa, sinusuportahan ng reverse kinematics ang mga experience sa virtual reality at augmented reality, na nagbibigay sa mga user ng higit pang immersive experience. Ginagamit ng mga provider ng pangangalagang pangkalusugan ang teknolohiyang ito para turuan ang mga nag-aaral ng medisina kung paano magsagawa ng operasyon, habang ginagamit naman ito ng mga designer ng sasakyan para mag-brainstorm ng mga design bago sila gumawa ng mga mamahaling pisikal na prototype.
Pinakamahuhusay na kagawian para sa paggawa gamit ang inverse kinematics.
Hindi pwedeng wala ang inverse kinematics sa modernong design. Pero mainam pa ring sumunod sa ilang alituntunin para mas masulit ang feature na ito, kabilang ang:
- Balansehin ang pag-automate at mga manual na pag-adjust. Maraming gagawin ang software, pero posibleng kailanganin mong manual na mag-adjust ng ilang buto para makuha ang eksaktong kilos na gusto mo.
- Panatilihin itong simple sa simula. Pwedeng bumagal ang IK dahil sa mga kumplikadong rig at high-resolution na mesh. Gumamit ng pinasimpleng rig habang sine-set up ang inverse kinematics at i-adjust ito pagkatapos.
- Tingnan kung may mga limitasyon. Kung nakakakuha ka ng kakaibang kilos o mga nag-collapse na chain, tingnan kung may mga limitasyon sa joint o sobrang naka-extend na chain.
Pagsisimula sa Adobe Substance 3D.
Ang inverse kinematics ay ginagawang mas mabilis, mas creative, at napakamakatotohanan ang 3D animation at design. Gayunpaman, kailangan mo ng mga tamang tool para magawa nang tama ang IK.
Buuin ang mga model mo sa Adobe Substance 3D at i-import ang mga ito sa isang animation software para gumawa ng mga pro-level na digital na gawa. Maraming posibilidad ang inverse kinematics, kaya huwag matakot na mag-eksperimento sa teknolohiyang ito para bigyang-buhay ang mga gawa mo.
Mga Madalas Itanong
ANO ANG MGA TECHNIQUE SA INVERSE KINEMATICS SA COMPUTER GRAPHICS?
ANO ANG DALAWANG URI NG KINEMATICS SA 3D ANIMATION?
May dalawang uri ng kinematics:
1. Forward kinematics. Tinutukoy ng ganitong uri ng kinematics ang end point ng isang model gamit ang mga anggulo ng joint na ibinibigay mo.
2. Inverse kinematics: Gaya ng iminumungkahi ng pangalan nito, ito ang kabaligtaran ng forward kinematics. Kinukuha ng IK ang mga start at end point para magbigay ng mga anggulo ng joint.
ANONG MGA TOOL ANG GINAGAMIT PARA SA INVERSE KINEMATICS?
Pwede kang gumamit ng iba't ibang tool para gawin ang IK, kabilang ang:
● Blender
● Maya
● 3ds Max