#author("2023-05-10T12:32:58+09:00;2022-08-30T09:25:13+09:00","default:inoue.ko","inoue.ko")
*第12回 アニメーションの基礎
[[3DCG演習/2023]]｜''2023.08.17 -''
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***解説動画
//#youtube(f6L6BQx1O34)
//-録画済み動画です。再生して視聴してください。
//-以下名簿が表示されます。''既読確認（出欠確認）''をお願いします。
&fontawesome(far fa-hand-point-right); __[[既読確認>]]__
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***CONTENTS
#contents2_1
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**はじめに
***様々なアニメーションの手法
-キーフレームの設定によるオブジェクトのトランスフォーム
時間の経過とともに''移動、回転、拡縮''などの変化を与えることができます。また「タイヤを回転させながら移動する車」のように、車のボディ（親）の移動とタイヤ（子）の回転を階層化することで、複合的なアニメーションも実現できます。
-パスアニメーション
アニメーションパスにオブジェクトを紐付けすると、パスに沿った移動制御が可能になります。
-オブジェクトの形状変形
以下のような方法で形状の変化をアニメーション化することができます。
--シェイプキー：基本形状と変形パターンを複数設定して制御する
--アーマチュア：不可視の内骨格（スケルトン）を持たせて動きを制御する
--ラティス：不可視の外骨格を持たせて動きを制御する
-様々なプロパティーの変化
アニメーション化できるのは、オブジェクトの動きだけではありません。マテリアルの各種パラメータやライトの輝度、カメラのズームなども変化させることができます。
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***キーフレーム
アニメーションの基本は「キーフレームの設定」にあります。移動・回転・拡縮あるいは変形、いずれも変化の「節」となるフレーム（時刻）に、その時点でのパラメータを記憶させることで、中間の状態を自動的に補間するかたちで、アニメーションが実現します。
アニメーションの設定作業では、今見ているシーンが何フレーム目であるかを意識する必要があります。現在フレームは、タイムライン上に表示されます。
#image(Blender/CurrentFrame.jpg)
上の図では、現在位置は 30フレーム、キーフレームが 1, 40, 80 にあります。
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***アニメーションのプレビュー
オブジェクトにキーフレームが設定されている場合、以下の操作でアニメーションをプレビューすることができます。
キーボード：[SPACE]（トグル）
タイムラインの利用：再生（▶︎）・停止（I I）・頭出し（I◀︎）
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***アニメーションの設定に使うエディター
-Timeline Editor：初期ワークスペースに表示されています。
-Dope Sheet：タイムラインとほぼ同様です（メニュー構成が異なる）。
-Graph Editor：キー値の変化をグラフで表示します。
尚、いずれのエディタも、画面左端のプルダウンメニュー（＞）をクリックすることで、キーフレームの状態を詳細に確認することができます。
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***アニメーションのレンダリング
アニメーションのアウトプットは当然動画ファイルとなります。以下の方法で、動画ファイルとして出力されます。
Topbar ＞ Render ＞ Render Animation
出力仕様は、プロパティーエディターの Render Property タブと Output Propertyタブで、必要な項目を設定します。
-Render Property
--Render Engine：Eevee（高速） または Cycles（高画質）
-Output Property
--Format：X 1920, Y 1080 など
--Frame Rate：30 fps など
--Frame Range：開始フレームと終了フレームの間が動画出力されます
デフォルトでは 1 - 250 となっています。
30fps で 15秒 であれば 450フレーム必要なので、1 - 450 となります。
--Output：書き出しディレクトリ、File Format（FFmpeg など）
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**Keyframes
アニメーション制御の大半は、キーフレームを用いて行います。キーフレームとは、当該フレーム（時刻）において実現されるべき、位置、回転角その他のプロパティ（属性値）を保持したフレームのことで、時系列に複数のキーフレームを持たせることで、キーフレーム間のプロパティは自動的に補完されます。
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***キーフレームの設定
オブジェクトのキーフレームは、キーボードの [ I ] （Insert Keyframe）をプレスして設定します。
[ I ] Key （ Header Menu > Object > Animation > Insert Keyframe ）
#image(Blender/InsertKeyframeMenu.jpg,right,30%)
''3D Viewport 上で対象となるオブジェクトを選択した状態で [ I ] Key をプレス''すると、Insert Keyframe Menu が表示されるので、設定したいプロパティー項目を選択します。
#clear
#image(Blender/InsertKeyframeZoom.jpg,right,30%)
''プロパティーパネル上の対象項目の上にマウスを合わせた状態で [ I ] Key をプレス''すると、その値がキーフレームに記録されます。
右の図は、カメラズームのアニメーションを想定して、カメラの焦点距離 50mm をキーフレームとして設定した事例です。このようなキーフレーム設定によって、あらゆるプロパティを時間軸上で変化させることが可能です。
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//***キーフレームの自動記録
//#image(Blender/AutoKeying.jpg,right,30%)
//タイムラインヘッダー上にある自動記録ボタンが ON になっていると、プロパティの値が変更された場合に、設定されたフレームにキーフレームを自動的に追加します。
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***キーフレームの削除
オブジェクトのキーフレームは、設定時と同様の状態下で、キーボードの [ALT] + [ I ] のプレスで削除できます。
[ALT] +[ I ] Key （ Header Menu > Object > Animation > Delete Keyframe ）
タイムラインやグラフエディタ上では、キーフレームのアイコンを選択して [ x ] あるいは [Delete] で削除することもできます。
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***Interpolation（内挿）
キーフレーム間のプロパティー値は、自動的に補間（Interpolation）されます。グラフエディタ上では、補間された値の変化がアニメーションカーブとして可視化されます。
#image(Blender/GraphEditor.jpg)
上の図では、Cubeオブジェクトの座標について、XとYの値がそれぞれ変化している様子を見ることができます。
キーフレームの補間には、''定数、線形、２次曲線、ベジエ曲線''などの方法があります。特に、ベジェ補間は、ハンドルのタイプと制御点によってカーブの形が決まります。Illustrator のパスの編集と同様の操作です。
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***Extrapolation（外挿）
最初のキーフレームの前と最後のキーフレームの後の状態を外挿補間する方法には、''定数（状態キープ）、線形（慣性）、繰り返し''などがあります。
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**Parent & Track
***ペアレント設定
複数のオブジェクトからなる被写体でアニメーションを実現する場合、オブジェクト同士の親子関係を正しく設定する必要があります。
オブジェクトを 子 → 親の順に選択
Object > Parent（ [CTRL] + [P] )
-親を動かす → 子はそれにしたがって動く
-子を動かす → 親の位置から相対的に動く
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***トラッキング設定
被写体の動きにカメラを追随させたい・・という場合は、カメラを特定の被写体に Track to Constraint します。
カメラ→被写体の順に選択。
Object > Track（ [CTRL] + [T] ）> Track to Constraint
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**PathAnimation
Curveオブジェクトのひとつである ''Path'' を使うと、オブジェクトをパスに沿って移動させるアニメーションを簡単に実現することができます。
#image(Blender/PathAnimation.jpg,right,30%)
パスとオブジェクトに親子関係（Make Parent）を設定するだけで、パスに紐付けられたオブジェクトは、キーフレームの設定なしにパスの始点から終点まで、パスの形状に沿って移動します。
-上面ビューからモーションパスを配置する
Add > Curve > Path
-パスの形状を編集する（通常の曲線の編集と同様）
-パスとオブジェクトに親子関係を設定する
オブジェクト → パスの順に選択
Object > Parent（ [CTRL]+[P] ） > Follow Path
-アニメーションのフレーム数が始点になっていることを確認
-オブジェクト（子）を移動して、パス（親）の始点に合わせる
-アニメーションを再生すると、オブジェクトがパスに沿って移動する様子が確認できるはずです。
#image(Blender/PathAnimation2.jpg,right,30%)
プロパティーエディタ > Object Data Property パネル > Path Animation の項目で、以下のような各種調整が可能です。
-Frames : パスの始点から終点までのフレーム数
-Follow：オブジェクトの向きを進行方向に調整
#clear
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**階層アニメーション
キーフレーム操作の応用事例として、アニメーションの階層化について説明します。例えば、プロペラを回しながら飛ぶヘリコプターを表現するには、以下のような手順でアニメーションを設定します。
-ヘリコプターの胴体（親）に、プロペラ（子）をペアレント設定
-胴体（親）は、シーンの中を（パスに沿って）移動するように設定。
-プロペラ（子）は、ひたすら回転だけを続けるように設定。
&small(プロペラのキーフレームに位置情報が含まれると、親から離れてしまいます。);
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