CG実習II | Open Square | 井上貢一研究室

Animation

概要

Blenderではキーフレームごとの動きの記録や、モーションパスを利用した動きの制御などによるアニメーションの作成が可能です。

書きかけです。

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キーフレームアニメーション

3DCGアニメーションの最も一般的なアイデアは、動きの節目にあたるフレーム(はじめのコマを１としたときのコマ番号で、これをKeyFrameと言います)ごとに、その位置・回転・サイズその他の情報を記録して、節目と節目の間は自動的に計算によって自動的に補間するというものです。これをキーフレームアニメーションと言います。
Blenderでの手順は以下の通りです。

1)キーフレームとなるフレームNo.を設定する
2)対象となるオブジェクトの位置他を確定する
3)キーフレームとして情報を記録する
　　[I]Key　→　記録するパラメータを選択
　　Loc(Location)：現在の位置の記録
　　Rot(Rotation)：現在の回転角の記録
　　Size(Size)：現在のサイズの記録
4)動作確認
　 [ALT]+[A]Key

Insert Key     [I]
Add Skeleton to an IKA     [CTRL]+[K]
Animation    [ALT]+[A]
Frame     Cursor Key
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パスアニメーション

被写体やカメラを一定の曲線に沿って移動するように制御したい場合は、モーションパスを置いてそれとオブジェクトを親子関係(Make Parent)にします。モーションパスに関連付けられたオブジェクトはキーフレームの記録がなくともパスの始点から終点まで移動します。回転を加えたりする場合には、その都度必要なところでキーフレームを設定するという方法で実現します。

1)上面ビューからモーションパスを配置する
　　Add > Curve > Path
2)パスの形状を編集する
　　※通常の曲線の編集と同様
3)パスにフレーム数を割り当てる
    Ipo Curve Editor ウインドウで
    a. Pathモードの[Speed]カーブを編集 → 縦軸1.0となるところが終点フレーム
　　b. [Speed]カーブがない場合    [EDITING] > PathLen:_ フレーム数
4)対象となるオブジェクトをパスにリンクする
　オブジェクト → パスの順に選択
　　[CTRL]+[P] でMake Parent
5)動作確認
　 [ALT]+[A]
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Lattice　Deformer　によるシェイプアニメーション

Latticeは３Dの格子から成る外部コントロール構造で、それ自体はレンダリングされませんが、関連付けられたオブジェクトは、Latticeの頂点の起伏に応じて滑らかにその形状を変化させた形でレンダリングされます。波打つような形状変化をさせたい場合などに有効な手段です。

設定の手順
1) オブジェクトの準備
　シェイプ・アニメーションの対象を準備します。

2) Latticeの配置
　Add > Lattice
　エッディットウィンドウのUとVの値でグリッド
　の数を調節します。その後、エディットモード
　で各頂点の位置を編集して外部コントロール
　構造を決めます。

3) 関連付け
　オブジェクト→Latticeの順に選択して
　[CTRL] + [P] で完了です。
　オブジェクトを動かし、Latticeによる形状
　変形の効果を確認してください。
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スケルトンアニメーション( ARMATURE & BONE )

Armatureはキャラクターアニメーションを実現する際の骨組みとなる部品で、単体ではレンダリングされませんが、Armatureに関連付けられたオブジェクトはArmatureの関節を利用して自在に変形、レンダリングすることが可能になります。
ArmatureはいくつかのBone(骨)から構成されますが、オブジェクトとの対応関係には２通りの方法が考えられます。ひとつはオブジェクトの関節に相当する部分の頂点をArmatureの関節に関連付ける方法、もうひとつは複数のオブジェクトをArmatureを構成するBoneひとつひとつに関連付ける方法です。前者は「Armatureの動きに従ってオブジェクトが変形」、後者は「Armatureの動きに従って各オブジェクトが移動」という違いになります。
以下、それぞれ手順を説明しましょう。

１Object / １Armature

1)オブジェクトの形状編集
    関節の位置(付近)に頂点がくるように編集します。頂点がないと関節ができません。
2)Armatureの配置
    ADD > Armature　左クリックの都度Jointが追加されてBoneが伸びます。
    右クリックで完了です。
    オブジェクトの関節となる位置にArmatureのJointが一致するように編集します。
    (完全に一致する必要はありません)。
3)関連付け
    オブジェクト→Armatureの順に選択して[CTRL]+[P]Key を行い
    [Armature]→[Create From Closest Vertex]と選べば
    Jointに最も近い部分が関節になります。
4)振り付け
    [CTRL]+[TAB]でポーズモード
    関節の位置を動かしながらキーフレームを記録していきます。
    記録は通常のアニメーションと同様、[I]です。

１Object / １Bone

1)オブジェクトの準備
    Boneの数に相当する数のオブジェクトを配置します。
2)Armatureの配置
    ADD > Armature　左クリックの都度Jointが追加されてBoneが伸びます。
    右クリックで完了です。
    各オブジェクトとArmatureの各Boneが一致するように編集します。
3)関連付け
    オブジェクト→Armatureの順に選択して[CTRL]+[P] を行い、
    Bone → ( Bone Name ) と選べば、オブジェクトがBoneに関連付けられます。
4)振り付け
    [CTRL]+[TAB]でポーズモード
    関節の位置を動かしながらキーフレームを記録していきます。
    記録は通常のアニメーションと同様、[I]です。

インバースキネマティクス( Armature & IK Solver )

関節の動きを伴うキャラクターのアニメーションでは、階層上の親が子をコントロールする場合(Forward Kinematics)と、子から逆に親をコントロールする場合(Inverse Kinematics)とがあります。特に後者は、指先をつかんで腕の動きをコントロールするなど、「振り付け」のしやすさの点で重要で、Blender ではArmatureとIKソルバの利用によりそれを実現します。

1)オブジェクトとArmatureの準備・関連付け
    ここまでは上述した手順ト同様です。
2)IKソルバの配置
    ADD > Empty など、IKを実現するためのハンドルになるオブジェクトを配置します。
    レンダリングされないオブジェクトとして、Empty(空)が適当でしょう。
3)Armatureの先端BoneにIKソルバをコンストレイン
    ポーズモード[CTRL]+[TAB]に切り替えて先端のBoneを選択
    [OBJECT] > [Constraints] > [Add Constraint] > [IK Solver] > Target OB:_
    ここでIKソルバのオブジェクト名を記述すると、先端Boneの根元のJointが
    IKソルバに誘導されます。
    足のコントロールに例えると、IKソルバは踵をつかむかたちになります。
    もし、つま先をつかんでコントロールしたい場合は、BoneをもうひとつExtrudeして、
    先端(つま先のひとつ先)にIKソルバを関連づけてから、先端部分を縮めてJointに
    埋め込みます。
4)振り付け
    通常のオブジェクトモードで、IKソルバに対してキーフレームを記録します。
    Armature(骨格)及びそれに関連づけられたオブジェクト(筋肉)は、IKソルバの動き
    に誘導されて"逆運動"します。
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Animation Control

概要

アニメーションのキーフレーム情報は、直接グラフの形で編集することが可能です。位置の調整・スピードの調整、また動作の反復などについては、直接キーフレームを記録するより効率的な作業が可能です。

NLAエディター　IPOカーブエディター　ACTIONエディター　があります

書きかけです。

NLAエディターの利用

キーフレームの削除や移動が簡単

IPOカーブエディターの利用 ※Inter POlation

Blenderの場合、キーフレームデータの編集はIPOカーブエディターで行います。
ウインドウ切り替え → Ipo Window
IPOカーブエディターでは、縦軸が選択要素の値（例えばLocXであればｘ軸方向成分の値）で、横軸がフレームナンバーを表します。中央の緑の線は、現在のフレームの位置を意味します。

ウインドウの操作

3Dウインドウの操作と同様です。
表示の拡大・縮小 → [CTRL] + Middle Drag
表示の移動 → [SHIFT]+Middle Drag
全体を中心に表示　→　[HOME]

エディターの編集操作

編集操作は基本的にオブジェクトの編集と同様に頂点ごとに行うことが可能です。
1) Ipo Window →　パラメータの選択
　例えば、下の中央の図ではｘ軸方向の位　　置の変化が見えています。

　LocX,Y,Z : 位置の変化を表すグラフ
　RotX,Y,Z : 回転角
　SizeX,Y,Z : サイズ

2) [TAB] →　頂点選択　→　[G]で編集
　カーブの補間モードによって様子は異なります。
　Constant：頂点間を跳躍（瞬間移動）します。
　Linear：直線的な動きになります。
　Bezier：なめらかなカーブになります。

エディターの応用操作

カーブエディターでは、キーフレーム情報のコピーや反復などが可能です。
いくつかの例を紹介します。
1) ↓で現在のカーブのデータをコピー
　↑でカーブデータをペースト
IPOこの操作により、例えばｘ方向につくった正弦振動をY方向にコピーして位相をずらせば全体として回転運動が得られる」といった利用が可能になります。
2) Extend Mode   Cyclic
現在のカーブを時間軸上で反復します。
3) Extend Mode   Extrapolation
現在のカーブを延長します。
4) Extend Mode   Constant
現在のカーブの端点の位置で静止します。

ACTIONエディターの利用

　Armatureのポーズのキーフレームをコントロール
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LECTURE｜CG実習II

Animation

概要

キーフレームアニメーション

パスアニメーション

Lattice　Deformer　によるシェイプアニメーション

スケルトンアニメーション( ARMATURE & BONE )

インバースキネマティクス( Armature & IK Solver )

Animation Control

概要

NLAエディターの利用

IPOカーブエディターの利用 ※Inter POlation

ACTIONエディターの利用

関連設定

ペアレント設定

トラッキング設定

LECTURE｜CG実習II

Animation

概要

キーフレームアニメーション

パスアニメーション

Lattice Deformer によるシェイプアニメーション

スケルトンアニメーション( ARMATURE & BONE )

インバースキネマティクス( Armature & IK Solver )

Animation Control

概要

NLAエディターの利用

IPOカーブエディターの利用 ※Inter POlation

ACTIONエディターの利用

関連設定

ペアレント設定

トラッキング設定

Lattice　Deformer　によるシェイプアニメーション