3D Studio MAX Изнутри

ГЛАВА 4

Методы анимации

Многие используют компьютерную анимацию только для создания модели. Они считают, что если создать модель, которая хорошо выглядит, она оживет сама. К сожалению они заблуждаются. Демонстрационные ленты и даже самые разрекламированные анимации страдают от объектов, которые движутся неуклюже и нереалистично. Этой ловушки можно избегнуть, если понимать, что при любой анимации движение является важной частью всего продукта. Движение следует разрабатывать так же тщательно, как вы строите модель и применяете материалы. На практике движение является составной частью 3DS МАХ, которое трудно украсить совершенными материалами или моделью объекта без понимания способов корректной анимации.

Понимание того, как объекты двигаются и как моделировать их движение в компьютерной анимации,

Проектирование движения

Как и любой другой элемент проекта, эффективное движение имеет большое значение для достижения успеха в своей анимации. Анимация нереальных и фантастических объектов, подобных говорящим животным и сражающимся космическим кораблям воспринимаются легко, потому что они находятся в движении. Вы также видели много анимаций, в которых объект смоделирован очень подробно и тщательно визуализи-рован, но по каким-то причинам он не привлекает внимания. Причиной неудачной анимации обычно является нехватка или неправдоподобность движения. Другими словами, ваше воображение чувствует, что в модели чего-то не хватает, однако не прощает грубого и нереального движения.

Итак, как же движение становится частью всего проекта? Планирование движения следует начинать сразу - даже перед началом создания модели. Проанализируйте свою сюжетную панель. Как объекты движутся и куда они следуют?

Физика движения

Вы уже понимаете важность правдоподобного движения и необходимость его разработки. Наступило время обратиться к физике. Вы же слышали теорию о том, что каждое действие вызывает равное противодействие? Но понимаете ли вы, как оно транслируется в правдоподобное движение?

Вообразите себе фигуру, которая готовится выполнить длинный прыжок. Что, фигура просто свалилась в пространство? Конечно, нет. Сначала фигура приседает, бедра двигаются назад, а туловище наклоняется вперед для поддержания равновесия. Когда начинаются приседания, руки смыкаются сзади до тех пор, пока тело не перейдет в полный присед с наклоном вперед, а руки не будут вытянуты до отказа назад. После небольшой паузы фигура поднимается на носки и руки устремляются вперед. Затем ноги наклоняют тело вперед, руки размахиваются и фигура покидает почву. В конце концов, фигура летит в пространстве, руки полностью вытянуты вперед и ноги вытягиваются вперед, чтобы подготовиться к приземлению. Эта последовательность показана на рисунке 4.3.

В предыдущей последовательности прыжка использованы практически все элементы правдоподобного движения в анимации:

• Преамбула

• Расплющивание и растяжение

• Перекрывающее действие

• Сопровождение

• Преувеличенное движение

• Вторичное действие

В этой главе упомянутые элементы рассматриваются более подробно. Попытайтесь представить себе последовательность приземления прыгнувшей фигуры. Набросайте действия большого прыжка в виде сюжетной панели и затем воспроизведите анимацию jump. avi из CD-ROM и сравните ее со своей последовательностью.

Преамбула

Преамбула является предварительным действием, определяющим основное действие. Такая установка выполняет в анимации множество полезных задач. Если объект неподвижен, необходимо предпринять какое-то предварительное действие для придания объекту энергии, которую он может использовать, чтобы выполнить основное действие. Давайте еще раз обратимся к предыдущему примеру длинного прыжка. Перед тем, как фигура может прыгнуть, она должна присесть и для равновесия взмахнуть руками. (Попытайтесь прыгнуть без приседания и не взмахнуть при этом руками.) На рисунке 4.4 показан момент преамбулы перед длинным прыжком.

Преамбула используется для подготовки аудитории к тому, что должно произойти, или для направления внимания аудитории к месту, где это должно случиться. Представьте себе веревку, которая разрывается под большой нагрузкой. Вы могли испытывать подобное когда рвется шнурок от ботинка или разрывается перегруженная веревка для сушки белья. Действие происходит внезапно и без предупреждения. Если вы аними-руете такую последовательность событий, аудитория, вероятно, не заметит момента разрыва веревки и другие важные моменты анимации, пытаясь догадаться что же случилось. В традиционном решении для такого сценария используется экстремальный случай, чтобы предвидеть основное действие. На крупном плане видно, что веревка растягивается; несколько нитей разрывается и вдруг БАХ! - веревка рвется и вы воспринимаете это событие так, как будто Порки постигла горькая участь. Преамбула крупного плана подготавливает к разрыву веревки. Вы видели эту последовательность событий сотни раз и, вероятно, никогда не переставали думать "Ну и ну, но ведь веревки так никогда не рвутся!"

Заключительным моментом для привлечения внимания аудитории является перемещение камеры. Представьте, что вы прогуливаетесь по дому. Вы находитесь в гостиной и медленно выполняете съемку. Затем вам хочется заглянуть на кухню справа; на кухню идти лень, но быстрый снимок кухни кажется очень подходящим и интересным. Вы используете преамбулу, чтобы завершить съемку гостиной при помощи камеры, обращенной на вход в кухню. Краткая пауза на неподвижном изображении предвидит такой переход (технически это лишь эффект перехода, а не само движение, но принцип один и тот же) и аудитория делает переход в уме перед тем, как анимация действительно переходит к этой сцене.

Расплющивание и растяжение

Свойством живой ткани и многих других материалов является то, что эти материалы мягкие и под воздействием движения деформируются. Подумайте о том, когда вы последний раз видели сбитого полузащитника во время футбольного матча. Тело ведущего мяч растягивается и деформируется так, что это кажется невозможным для человека (или, по крайней мере, кажется что он не выживет) и внезапно игрок поднимается и уходит с поля. Это пример расплющивания и растяжения. Все объекты, если они не очень плотные и жесткие, испытывают определенное расплющивание и растяжение.

Вы помните сюжетную панель отскакивающего мяча? Удлинение мяча, когда он падает и его уплощение при ударе о землю также демонстрируют принцип расплющивания и растяжения. Представьте себе, как отскакивает шарик от кеглей и резиновый мячик. Шарик от кеглей, тяжелый и жесткий, отскакивает от земли невысоко и вообще не деформируется, что показано на рисунке 4.5 - можно даже подумать, что при падении шарика деформируется земля. Однако резиновый мячик, который гораздо легче и мягче, деформируется больше, чем шарик от кеглей (рис. 4.6).

Другой подход при расплющивании и растяжении применяется к фигурам с сочленениями. Вы указываете не на деформацию геометрии фигуры, а на расплющивание и растяжение в положении сочленений. И снова обратитесь к длинному прыжку. Расплющивание и растяжение часто входит в преамбулу. В быстром движении практически всегда используется растяжение, а резкий останов всегда использует расплющивание (иногда сильнейшее расплющивание). Эти эффекты для примера длинного прыжка показаны на рисунке 4.7.

Следует отметить, что никогда не стоит нарушать правило, утверждающее: "Не имеет значения, как деформировался объект, он всегда должен сохранять один и тот же объем". Даже при стилизованной карикатурной анимации, в которой расплющивание и растяжение сильно преувеличены, предпринимается попытка сохранить постоянный объем. Рассмотрим воздушный шар с водой при его сжатии. Вы не добавляете и не удаляете воду, когда шар деформируется, поэтому объем остается постоянным. Такой метод используется в трансформаторе масштаба Squash и в модификаторе Stretch. Когда объект расплющивается по одной из осей, он автоматически расширяется по двум другим. Однако для усовершенствованной анимации не все так просто. Именно вы, как аниматор, должны обеспечить, чтобы деформация по любой из осей превращалась в противоположную деформацию по другим осям, а объем при этом сохранялся.

Перекрывающее действие

Другим важным элементом в правдоподобном движении является понятие перекрывающего действия. Одновременно ничего не происходит. Перекрывающее действие можно видеть в фильмах по безопасности движения, в которых показываются манекены на автомобилях, проламывающих стены. Новичок в анимации может расположить модель автомобиля в точке удара и начать регулировать положение всех объектов в автомобиле. Когда вы посмотрите на пленку крупным планом, то увидите, что же произошло на самом деле. В первых кадрах после удара вся передняя часть автомобиля сминается и разрушается по направлению к передним колесам, но внутренняя часть автомобиля и манекены не двигаются. Они только испытывают удар. Ситуация быстро изменяется в следующих нескольких кадрах, когда манекены устремляются вперед, натягивая ремни безопасности, разбивается ветровое стекло и т.д. Вся эта сцена является результатом одного события - столкновения - но каждое действие происходит в другой момент времени. Если вы досмотрите столкновение до конца, то увидите, что все заканчивается также в различные моменты времени.

Такой же метод применяется и для других эффектов движения в своей анимации. Рассмотрим пример движения руки фигуры из положения покоя до момента, когда она поднимает стакан. Общей ошибкой является продвижение на несколько кадров вперед от положения покоя и затем перемещение всех объектов руки в окончательное положение. Эта ошибка приводит к созданию очень безжизненного движения ввиду того, что все начинается и завершается одновременно. Для корректной последовательности необходимо, чтобы сначала поднялось плечо, затем предплечье, а кисть отклонилась назад. В заключение пальцы охватывают стакан. Каждое из этих движений начинается перед завершением предыдущего, при этом обеспечивается реальное перекрытие, которое подсознательно ожидает аудитория. Традиционные аниматоры часто используют этот метод "Последовательного разделения сочленений", поскольку движение визуализируется за счет последовательного перемещения суставов из положения покоя. Движение начинается от плеча и завершается кончиками пальцев.

Сопровождение

Сопровождение является партнером перекрывающего действия и для анимации означает то же самое, что бросить мячик или замахнуться битой. Действие практически никогда не завершается и внезапно не останавливается. Вместо этого инерция перемещает объект за пределы точки останова, часто заставляя его медленно изменить направление движения и откатиться к предполагаемой точке останова.

В 3D Studio MAX входят контроллеры Безье, напряжения, непрерывности и смещения (ТСВ), предоставляющие возможность создания естественного движения и завершения. Хотя эти контроллеры и оказываются полезными, не следует на них серьезно рассчитывать. В большинстве случаев потребуется самостоятельно делать сопровождение и затем тщательно регулировать движение в Track View.

ПРИМЕЧАНИЕ

Инсценировка

Инсценировка больше связана с композицией, нежели с движением. Идея инсценировки состоит в том, чтобы объекты в движении размещались так, что движение легко заметить и понять. Общей ошибкой явля- ется помещение действия туда, где его трудно заметить, например перед более интересным объектом, который привлекает внимание аудитории. Если какое-то действие аудиторию не привлекает, зачем его использовать?

Попытайтесь визуализировать основные объекты своей сцены в виде силуэтов. Если действие происходит внутри силуэта другого объекта, его трудно обнаружить. Если вы сдвигаете действие в сторону, оно проявляется. Соответствующий пример приведен на рисунке 4.8. Визуализированный вид руки робота показывает, как он подбирает коробку. Если просматривать сцену в силуэте, трудно определить, что же произошло. Сравните рисунок 4.8 с рисунком 4.9. Сцену на втором рисунке проще понять как в визуализированном виде, так и на виде силуэта. Единственное отличие состоит в том, что действие сосредоточено на руке робота.

СОВЕТ

Преувеличенное движение

После всех произведенных попыток сделать анимацию более "реалистичной", кажется непродуктивным говорить о каком-то преувеличении. Однако часто для привлечения внимания аудитории необходимо преувеличить движение или его эффект. Правильное использование преувеличения никоим образом не искажает и не вредит правдоподобности анимации. Возможным исключением может быть анимация для презентации в зале судебного заседания, в котором четкое движение важнее хорошей презентации.

Преувеличение работает вместе с преамбулой и инсценировкой того, что делается для привлечения внимания аудитории. Предвидение подготавливает действие, инсценировка обеспечивает наличие действия там, где его можно видеть, а преувеличение подтверждает, что действие не настоль неуловимо, что аудитория не сможет его заметить.

Хорошие примеры преувеличения можно видеть в телевизионных роликах с последующим просмотром драмы. В роликах много преувеличения. Для выполнения повседневных задач используются двойные снимки, взмахи и скользящие движения. Подобные преувеличения требуются для создания комического эффекта. Теперь посмотрите критическим взглядом на драму. Там по-прежнему имеется преувеличение, однако оно смягчено. Отметьте дополнительные взмахи руками, когда актер подходит к телефону или набирает номер. Отметим, как в реальной жизни подчеркивается выражение лица. Такие преувеличения не отвлекают от реальности сцены, а скорее ее увеличивают с целью получения уверенности в том, что аудитория понимает происходящее. Используйте в своей анимации подобные методы.

Вторичное действие

Вторичное действие является результатом какого-то другого действия. О вторичном действии легко забыть, поскольку в реальной жизни такие побочные эффекты встречаются часто. Даже в случае, если такое вторичное действие видится несознательно, его необходимо включить в свою анимацию, чтобы она стала интересной и реалистичной.

Примером общей ошибки пропуска вторичного действия может служить отскок мячиков. Рассмотрим анимацию, в которой показан отскок баскетбольного мяча от края кольца. Отклонение обода кольца является вторичным движением, а его отсутствие приводит к фальшивой и механической анимации. На рисунке 4.10 показана последовательность отражения мяча от края кольца.

Для просмотра результатов вторичного действия на обод баскетбольного кольца загрузите и воспроизведите файл rim.avi из сопровождающего CD-ROM. Отметьте, что обод наклоняется вниз при ударе мяча и подпрыгивает когда, мяч отскакивает от него.

Изучение движения животных

Общеизвестные данные по движению животных и человека собраны в работе Эдварда Майбриджа (Ead-weard Muybridge), фотографа, который сделал моментальные фотографии животных и людей при выполнении различных задач. Всякий, кто занимается анимацией живых существ, должен обращаться в его книгу "Complete Human and Animal Motion".

Исследование фотографий Майбриджа не позволяет автоматически оживить своих животных. Трудно привлечь внимание аудитории, только копируя прогулку животного. Вместо этого следует придать индивидуальность каждому живому созданию. Снова вернемся к параграфам по восприятию и преувеличению и подумаем о том, как использовать эти методы для придания моделям жизненности и индивидуальности. Например, можно заставить резво подпрыгивать гуляющего молодого щенка, неистово перебирать лапками бегущую мышь либо вытянуть "в струну" взлетающую утку.

Изучение движения человека

Все, что говорилось о движении животных, относится и к движению человека, за исключением того, что следует более осторожно применять преувеличенные эффекты. Вы достаточно хорошо знакомы с движениями своего тела, поэтому в меньшей степени забываете о преувеличениях или перемещениях. Лучший способ определения возможных эффектов заключается в наблюдении за передвижением окружающих людей.

Необходимо сосредоточиться на двух свойствах движения человека, которые часто не замечают: равновесии и криволинейном движении.

Равновесие (

За исключением случая падения тело всегда находится в равновесии. При вытягивании правой руки левая рука, плечо и торс поворачиваются и отклоняются назад. Такое положение уравновешивает вытянутую вперед правую руку. Может показаться, что некоторые стоят прямо как шомпол. На самом деле они сдвигают свой вес на одну ногу, что заставляет бедра и торс изгибаться при изменении равновесия. Другая нога несет меньшую нагрузку и действует в качестве предохранителя при нарушении равновесия.

ПРИМЕЧАНИЕ

Криволинейное движение

В природе не существует прямых линий. Такое же утверждение относится и к естественному движению. Контроллеры в 3DS МАХ по умолчанию устанавливаются для воспроизведения криволинейного движения, но помните, что вы используете их для точной настройки разрабатываемого вручную движения. Двумя примерами, в которых часто пропускается криволинейное движение, являются взмахи рук и повороты головы.