《角色綁定技術》課件-第8章 HumanIK綁定技術

三維動畫Maya高級角色骨骼綁定技法第8章HumanIK綁定技術實訓1、你了解運動捕捉系統(tǒng)嗎？2、你知道如何在不同的角色之間對動畫進行重定目標？3、如何利用HIK綁定系統(tǒng)進行蜘蛛俠的綁定？課前導入本章重點學習如何使用HumanIK綁定系統(tǒng)對蜘蛛俠角色進行綁定，介紹HumanIK綁定系統(tǒng)與創(chuàng)建流程及掌握重定目標動畫移植功能，通過蜘蛛俠綁定案例的學習，熟練并掌握HumanIK綁定技術的高級應用。

本章簡介HumanIK角色綁定系統(tǒng) 設置HumanIK角色設置HumanIK重定目標HumanIK高級角色綁定案例制作

本章學習目標第8章HumanIK綁定技術 上節(jié)課我們學習了蜘蛛俠頭部綁定的案例，重點學習如何給蜘蛛俠建立頸部及眼睛部位骨骼，如何設置頭部骨骼的IK及眼睛的綁定設置，最終完成蜘蛛俠整體的綁定系統(tǒng)，這堂課我們繼續(xù)深入學習利用HumanIK技術進行蜘蛛俠角色的綁定案例。

課前回顧8.1HumanIK角色綁定系統(tǒng)三維軟件maya2011版本起，就將原有的FBIK（全身反向動力學）系統(tǒng)升級為HumanIK（人類角色反向動力學）系統(tǒng)。HumanIK工具提供了完整的角色關鍵幀設置環(huán)境，其中有全身和身體部位關鍵幀設置和操縱模式、輔助效應器和樞軸以及固定。8.1.1HumanIK綁定系統(tǒng)概述8.1HumanIK角色綁定系統(tǒng)HumanIK角色綁定系統(tǒng)提供了重定目標引擎（動畫移植）功能，可以輕松在不同大小、比例和骨架層次的角色之間對動畫進行重定目標，該功能不僅僅針對人類角色，它還可以運用于四足角色。8.1.1HumanIK綁定系統(tǒng)概述8.1HumanIK角色綁定系統(tǒng)Maya的HumanIK工具已可以在動畫流程中的應用程序之間傳遞角色資源。例如，在Maya中創(chuàng)建和綁定角色，可使用“發(fā)送到”(Sendto)命令在Maya和MotionBuilder之間傳遞HumanIK角色數據。這意味著不再需要將角色從Maya導出FBX即可將角色導入MotionBuilder。然后將綁定發(fā)送到MotionBuilder進行運動捕捉數據，然后使用Maya中的層繼續(xù)細化動畫。8.1.1HumanIK綁定系統(tǒng)概述8.1HumanIK角色綁定系統(tǒng)1、啟用HIK面板。在Skeleton（骨架）菜單下，選擇HumanIK，進入HIK系統(tǒng)的創(chuàng)建面板。如果maya不包含HIK系統(tǒng)，需要在插件管理器中加載mayaHIK.mll。8.1.2HIK系統(tǒng)創(chuàng)建流程8.1HumanIK角色綁定系統(tǒng)2、創(chuàng)建HIK骨架。如果場景中還沒有任何HIK系統(tǒng)，點擊Skeleton即可創(chuàng)建一套骨骼。8.1.2HIK系統(tǒng)創(chuàng)建流程8.1HumanIK角色綁定系統(tǒng)3、調整比例。HIK系統(tǒng)的骨架，默認是以1.8M（Maya中的場景數值為180厘米）左右的角色身高為基礎的，對于通常以1:100（模型：實際）比例的三維動畫而言顯得巨大，因此需要將CharacterScale數值設置為0.01。8.1.2HIK系統(tǒng)創(chuàng)建流程8.1HumanIK角色綁定系統(tǒng)每個要在重定目標流程中使用的角色必須設置為HumanIK角色。若要作為HumanIK角色運行，角色必須具有有效的骨架定義，映射出它的骨架結構。如果映射現有骨架，則必須映射HumanIK所需的全部十五個節(jié)點。這樣即可標識角色骨架的主要元素。如果未為這15個必需節(jié)點提供特征，則無法在運行時使用HumanIK控制角色。在“角色控制”(CharacterControls)中，只有成功映射所有這些必需節(jié)點后才能保存或鎖定特征。8.1.3HumanIK角色設置8.2設置HumanIK角色在使用“定義”(Definition)選項卡將角色骨架中的骨骼映射到HumanIK解算器理解的節(jié)點之前，必須將角色設置為基本的T形站姿，以便為HumanIK提供有關角色骨架和關節(jié)變換比例的重要信息。角色的T形站姿必須盡可能與以下的描述和示例相匹配，以便反向運動學和重定目標解算器為角色生成精確的結果。如果未正確配置T形站姿，那么解算器會將全部操作基于錯誤數據之上，并很可能產生出歪斜、古怪或意想不到的姿勢。8.2.1

T形站姿T形站姿有以下要求：（1）角色必須面向Z軸的正方向。（2）手臂必須沿X軸擴散。因此，左臂應指向X軸的正方向。（3）角色的頭頂必須向上，并位于Y軸的正方向上。（4）角色的手將展平，手掌朝向地面，拇指平行于X軸。（5）角色的腳需要垂直于腿（腳趾指向Z軸方向，如圖所示）。腳不得繞Y軸旋轉（即，左腳腳趾不應向內朝向右腿，也不應向外遠離右腿）。（6）典型的T形站姿，如圖所示。8.2設置HumanIK角色角色映射過程主要有兩種方法，具體取決于是否為角色的骨骼使用標準命名約定。（1）手動映射骨骼（2）根據命名模板自動映射骨骼（詳細說明及操作請參考書籍）8.2.1映射角色骨骼

“角色”(Character)視圖中的骨骼將變?yōu)榫G色，以指示每個有效的骨骼指定。繼續(xù)映射，直到定義完所有需要的骨骼為止。映射所有必需的骨骼之后，驗證狀態(tài)指示器將變?yōu)榫G色。如圖所示。8.3設置HumanIK重定目標

動畫重定目標流程（1）為每個角色創(chuàng)建HumanIK骨架定義。（2）打開“角色控制”(CharacterControls)，并從“角色”(Character)菜單中選擇目標角色。8.3.1將動畫從一個角色重定目標到另一個角色目標角色必須具有控制裝配。如果選定角色沒有任何控制裝配，Maya

會創(chuàng)建一個。HIK骨骼綁定的制作思路：●模型關節(jié)定位?！?/p>

創(chuàng)建角色骨骼?！裉砑雨P節(jié)標簽名稱。●角色綁定蒙皮?！馠umanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制?！褫d入Mocap示例?！駝赢嬛囟繕恕！馠umanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制。第8章HumanIK綁定技術 8.4.1模型關節(jié)定位8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step1、開啟Maya2013打開配套光盤spiderman工程文件里的蜘蛛俠Tpose模型，選中模型放入圖層里設置為T進行凍結鎖定管理。創(chuàng)建骨架時，請確保角色開始時處于標準T形站姿，面向正Z軸，Y軸向上，且手臂與X軸對齊。8.4.1模型關節(jié)定位8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step2、點擊創(chuàng)建菜單創(chuàng)建定位器，然后Ctrl+D復制命令得到五個定位器，分別放在前視圖和側視圖左大腿骨、左膝蓋骨、左腳踝骨、左腳掌骨、左腳趾骨位置處，如圖所示。8.4.1模型關節(jié)定位8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step3、選擇定位器，繼續(xù)Ctrl+D復制命令得到多個定位器，分別放置在根部（髖骨）、腰骨、腹骨、胸骨、頸骨、頭骨，如圖所示。8.4.1模型關節(jié)定位8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step4、選擇定位器，繼續(xù)Ctrl+D復制命令得到多個定位器，分別放置在鎖骨、肩骨、肘骨、腕骨、手骨創(chuàng)建定位器，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step1、點擊骨架菜單創(chuàng)建骨關節(jié)工具，首先設置確定關節(jié)方向為世界方向勾選，然后按V鍵吸附分別在左大腿骨、左膝蓋骨、左腳踝骨、左腳掌骨、左腳趾骨創(chuàng)建骨節(jié)，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step2、點擊骨架菜單創(chuàng)建骨關節(jié)工具，首先設置確定關節(jié)方向為世界方向勾選，按V鍵吸附分別在腰骨、腹骨、胸骨、頸骨、頭骨創(chuàng)建骨節(jié)，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step3、點擊骨架菜單創(chuàng)建骨關節(jié)工具，首先設置確定關節(jié)方向為世界方向勾選，按V鍵吸附分別在鎖骨、肩骨、肘骨、腕骨、手骨創(chuàng)建骨節(jié)，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step4、點擊骨架菜單創(chuàng)建骨關節(jié)工具，首先設置確定關節(jié)方向為世界方向勾選，按V鍵吸附在根部骨骼處創(chuàng)建根關節(jié)，調節(jié)半徑大小為1.5，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step5、選中左側腿部骨骼和執(zhí)行鏡像骨骼命令選擇YZ軸方向，點擊應用可以迅速得到右側腿部骨骼，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step6、選中左側肩部骨骼執(zhí)行鏡像骨骼命令選擇YZ軸方向，點擊應用可以迅速得到右側肩部骨骼，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step7、我們現在把下肢骨骼與軀干骨骼進行連接起來，分別選中左腿大腿骨、右腿大腿骨，然后加選中腰骨，最后加選根關節(jié)執(zhí)行P鍵父子關系操作，層級關系，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step8、上肢骨骼與軀干骨骼進行連接起來，分別選中左側鎖骨和右側鎖骨，然后加選胸部骨骼執(zhí)行P鍵父子關系操作，如圖所示。8.4.2創(chuàng)建角色骨骼8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step9、至此蜘蛛俠骨骼搭建完畢，現在可以去大綱視圖把所有的定位器選中進行刪除操作，如圖所示。接下來進行骨骼的系統(tǒng)命名，需要給每節(jié)骨骼添加關節(jié)標簽名稱操作。8.4.3添加關節(jié)標簽名稱8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step1、點擊骨架菜單找到關節(jié)標簽設置，執(zhí)行顯示所有標簽命令，如圖所示。8.4.3添加關節(jié)標簽名稱8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step2、分別選中左側腿部和肩部骨骼執(zhí)行關節(jié)標簽設置里的添加關節(jié)標簽下的設置左側標簽命令，如圖所示。8.4.3添加關節(jié)標簽名稱8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step3、分別選中右側腿部和肩部骨骼執(zhí)行關節(jié)標簽設置里的添加關節(jié)標簽下的設置右側標簽命令，如圖所示。8.4.3添加關節(jié)標簽名稱8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step4、分別選中左側腿部關節(jié)和肩部關節(jié)及手掌關節(jié)執(zhí)行關節(jié)標簽設置里的添加關節(jié)標簽下的設置腿部標簽、設置鎖骨標簽、設置手臂標簽、設置拇指、食指、中指、無名指、小指標簽命令，如圖所示。8.4.3添加關節(jié)標簽名稱8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step5、分別選中右側側腿部關節(jié)和肩部關節(jié)及手掌關節(jié)執(zhí)行關節(jié)標簽設置里的添加關節(jié)標簽下的設置腿部標簽、設置鎖骨標簽、設置手臂標簽、設置拇指、食指、中指、無名指、小指標簽命令，如圖所示。8.4.3添加關節(jié)標簽名稱8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step6、分別選中中心部位骨骼執(zhí)行關節(jié)標簽設置里的添加關節(jié)標簽下的設置根標簽、設置脊椎標簽(腰部)、設置脊椎標簽(腹部)、設置脊椎標簽(胸部)、設置頸部標簽、設置頭部標簽命令，如圖所示。8.4.3添加關節(jié)標簽名稱8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step7、在視窗中選中根關節(jié)點擊骨架菜單關節(jié)標簽設置，執(zhí)行隱藏所有標簽命令，如圖所示。8.4.4角色綁定蒙皮8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step1、取消圖層模型的鎖定，打開大綱視圖，選中根部骨骼，加選蜘蛛俠模型執(zhí)行蒙皮菜單下的綁定蒙皮里的平滑綁定，打開屬性框進行設置，綁定方法選擇熱量貼圖，蒙皮方法選擇雙四元數，熱量貼圖衰減設置為0.65，點擊確定，如圖所示。8.4.5HumanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step1、點擊骨架菜單，打開HumanIK命令即開啟“角色控制”面板，如圖所示。8.4.5HumanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step2、接下來手動映射骨骼操作，點擊定義菜單中的骨架命令會出現“定義角色骨架”視圖面板，如圖所示。8.4.5HumanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step3、HumanIK解算器所需的15個節(jié)點會顯示在定義角色骨架視圖的全身布局中，并一同分組在“名稱匹配”(NameMatch)視圖的“必需”(Required)組中，如圖所示。8.4.5HumanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step4、將蒙皮好的骨骼手動映射到“定義角色骨架”視圖，首先進行鎖定面，其次進行X射線顯示關節(jié)，第三選中左腿的大腿骨骼然后通過右擊AssignSelectedBone（指定所選骨骼）添加到HumanIK的系統(tǒng)里相對應的大腿骨處，如圖所示。8.4.5HumanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step5、注意鎖骨關節(jié)及手掌的關節(jié)映射分別選擇拇指、食指、中指、無名指、小指進行映射如圖所示。8.4.5HumanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step6、同理分別選中繼續(xù)映射，直到定義完所有需要的骨骼為止。映射所有必需的骨骼之后，驗證狀態(tài)指示器將變?yōu)榫G色。如圖所示。8.4.5HumanIK系統(tǒng)創(chuàng)建角色控制8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step7、完成定義骨架后，可以選擇角色控制左側圖標

>“創(chuàng)建>控制裝配”(Create>ControlRig)來創(chuàng)建控制裝配，這樣系統(tǒng)會自動添加上控制器。該操作會自動鎖定骨架定義。如圖所示。8.4.6載入Mocap示例8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step1、接下來為了檢測骨骼裝配系統(tǒng)，我們在角色控制角色設置為無然后去選擇導入菜單下的導入Mocap示例（或者點擊窗口菜單，執(zhí)行常規(guī)編輯器下的Visor外界資源庫命令），如圖所示。8.4.6載入Mocap示例8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step2、然后找到Mocap示例，選中你喜歡的示例用鼠標中間拖入到視窗里，這里我選中的是fight1.ma文件，如圖所示。8.4.7動畫目標重定 8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step1、打開大綱視圖找到控制角色全局縮放的定位器(reference)，然后對其縮小和蜘蛛俠模型大小，如圖所示。8.4.7動畫目標重定 8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step2、打開首選項找到時間滑塊設置播放速度為實時，設置時間線長度為100幀，如圖所示。8.4.7動畫目標重定 8.4HumanIK高級角色綁定案例制作Step3、選中蜘蛛俠的控制器在角色控制欄中角色選擇Charater1,源選擇MocapExample，會發(fā)現蜘蛛俠迅速匹配到有動畫數據的角色模型上，如圖所示。8.4.7動畫目標重定 8.