Абсолютные и относительные ключи формы. Анимация изменения формы (деформации) объекта в Blender
Обновлено:
Для анимации изменения формы объекта, то есть той или иной его деформации, во многих средах трехмерного моделирования сначала необходимо создать набор конечных его представлений (видов). В Blender их называют ключами формы (shape keys).
Непосредственно анимация выполняется наложением значений ключей формы на шкалу времени. Blender сам занимается вычислением промежуточных положений "перетекания" меша из одного своего состояния в другое. При этом каждая вершина движется по кратчайшей прямой линии от своей исходной точки к новой, из-за чего такой морфинг подходит не во всех случаях, а только в наиболее простых.
Следует помнить, что трансформация объекта может быть совмещена с другой анимацией, например, его перемещением в пространстве, у которого будут свои ключевые кадры на таймлайне.
Ключи формы могут быть относительными (используются чаще) и абсолютными. Первые удобны, когда влияние форм надо комбинировать, вторые — если речь идет о последовательном изменении объекта. Далее в статье мы отдельно рассмотрим базовые принципы их применения на конкретных примерах.
Важным правилом морфинга с помощью ключей формы является неизменное количество вершин меша и сохранение их нумерации (топологии).
Относительные ключи формы: комбинированное и промежуточное влияние
Относительные ключи часто используют для анимирования мимики лица. Представьте, что персонаж может улыбаться и щуриться. Мы создаем три формы: обычное лицо, с широкой улыбкой и с полным прищуром. Далее, комбинируя их, можно получать варианты, когда лицо сразу щуриться и улыбается, делает что-то одно, только слегка улыбается, сильно улыбается и немного прищуривается и т.д.
Добавим на сцену голову обезьяны и перейдем на вкладку Data | Данные редактора свойств. Здесь в поле Shape Keys | Ключи формы, кроме основы, добавим еще две формы, одну назовем "Рот", другую — "Брови". В режиме редактирования выберем форму "Рот" и изменим меш так, чтобы его рот стал больше. Для третьей формы поднимем у обезьяны брови.
Вернемся в объектный режим и заметим, что меш здесь находится под влиянием сразу двух форм: у обезьяны и рот открыт, и брови подняты. Дело в том, что влияние ключей сейчас установлено на максимум, то есть в значение 1. Если уменьшить это значение до нуля в соответствующем поле у обеих модификаций, то меш вернется к своей основе.
Числа в списке форм рядом с их названием обозначают степень влияния соответствующей формы на ту, что указана в поле Relative To |Относительно. Так объект в форме "Рот" со значением 0 будет таким же как "Основа". Если параметр Value | Значение поднять до 1, то объект примет окончательную форму этого ключа. Значения между 0 и 1 будут задавать неполное влияние ключа на базовую форму, то есть объект будет иметь промежуточное состояние.
Если у меша есть несколько ключей, можно комбинировать их влияние, придавая фигуре множество разных форм. Поэтому относительные ключи часто используются при анимации мимики лица героев. При этом рекомендуют в базовой форме сделать наиболее сложное лицо, а в ключах его по-разному упрощать.
Итак, мы подготовили формы. Теперь остается только разработать сценарий и создать ключевые кадры для параметра Value | Значение у каждого ключа формы. В случае относительных ключей каждая форма анимируется отдельно.
Пусть обезьяна должна сначала удивляться, поднимая брови и открывая рот. Потом она приопускает брови, но продолжает говорить.
Выделим форму "Брови". Нажмем I над его значением установленным в 0. Перейдем в 24-й кадр на таймлайне. Поднимем влияние формы до единицы и создадим ключевой кадр здесь. В 72-м кадре установим значение в 0.3, создадим ключ.
Для "Рот" в первом кадре значение 0, в 36-м — 1. Далее создаем серию ключей с разным влиянием формы.
Абсолютные ключи формы: поэтапная деформация объекта
Абсолютные ключи формы не могут оказывать совместное влияние на меш. Анимация может идти через них только последовательно: от первого морфа ко второму, далее к третьему и т.д. Однако обратное направление тоже возможно, то есть от последнего через промежуточные к первому. Но "перепрыгнуть" через какой-то ключ формы не получится, потому что все они лежат на общей шкале оценки времени.
Абсолютные ключи подходят для анимации постепенного изменения объекта. Например, роста, увядания, деформации под воздействием. Представьте разбивающуюся вазу. Сначала она целая, потом на ней появляются трещины, в следующем положении осколки находятся близко друг к другу, а в последнем разбросаны.
Для ознакомления с этой техникой мы смоделируем более простую ситуацию: возьмем меш Grid | Сетка и "сомнем" его, как-будто это лист бумаги.
Добавив объект, на панели ключей формы создадим два ключа (основу и первый) и снимем флажок Relative | Относительно. Тем самым мы перейдем в режим абсолютных ключей формы.
В режиме редактирования выберем "Ключ 1". Во вьюпорте включим пропорциональное редактирование (буква O) с типом "Случайный" и, перемещая вершины, немного сомнем плоскость.
Вернемся в объектный режим. Перемещая ползунок Evaluation Time | Оценка времени, можно увидеть, как объект меняет свою форму от одной к другой. Однако кадры здесь не имеют отношения к шкале времени проекта. Чтобы создать анимацию изменения формы, мы должны соотнести шкалу оценки времени с Timeline. Сделаем это позже.
В списке форм напротив каждой есть число. По умолчанию у базы ‒ это ноль, у первого ключа ‒ десять, у второго бы было двадцать и т. д. Эти числа обозначают моменты условного времени, когда объект окончательно принимает ту или иную форму. Между этими значениями меш имеет промежуточный вид, который вычисляется согласно заданному алгоритму интерполяции.
Если мы будем создавать следующий ключ с помощью кнопки с плюсом, то его исходная форма будет как у основы, и придется ее больше править, если предполагается, что она является как бы продолжением формы "ключа 1". Поэтому следует создавать "ключ 2" тогда, когда во вьюпорте плоскость имеет окончательный вид первого ключа. И сделать это с помощью пункта New Combined | Новый комбинированный меню Shape Key Specials | Настройка ключа формы.
Внимание! Перед созданием "Ключ 2" параметр оценки времени мы установили в значение 30. Если бы там мы оставили число 10, то максимальное влияние второго ключа было бы задано по умолчанию на 20-й кадр. Однако теперь оно будет в 30-м.
Теперь самое время изменить форму второго ключа в режиме редактирования.
Создадим анимацию изменения формы:
- Установим оценку времени в 0, а на таймлайне сделаем текущим первый кадр. Наведем курсор мыши на поле Evaluation Time | Оценка времени и нажмем I, поле должно стать желтым.
- Сделаем текущим 61-й кадр, а в поле оценки времени установим значение 30 и создадим здесь еще один ключевой кадр (I).
Если посмотреть анимацию, можно заметить, что переход из формы первого ключа во второй происходит немного медленнее. Это связано с тем, что согласно шкале оценки времени на изменение плоскости из основной формы в форму первого ключа затрачивается 10 кадров, а переход из первого ключа во второй составляет 20 кадров. Если бы по умолчанию на каждый промежуток отводилось по 10 кадров, но нам требовалось бы, чтобы один переход был медленнее другого, пришлось бы создавать дополнительные ключевые кадры. Однако это был бы более управляемый вариант.