Advance Skeleton綁定插件在三維動(dòng)畫(huà)教學(xué)中的運(yùn)用

楊少華

摘要：隨著三維動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)的日趨成熟，其技術(shù)難度也普遍降低，特別是曾經(jīng)需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間訓(xùn)練才能掌握的動(dòng)畫(huà)角色綁定技術(shù)，也在新的綁定插件Advance Skeleton的幫助下變得簡(jiǎn)單易懂，學(xué)生在短期內(nèi)即可掌握。雖然該插件并不能解決所有綁定問(wèn)題，但在基礎(chǔ)性三維動(dòng)畫(huà)教學(xué)中，因其易用性和人性化的操作流程，成為基礎(chǔ)綁定的首選工具。

關(guān)鍵詞：Advance Skeleton;綁定;Maya;動(dòng)畫(huà)

Advance Skeleton（以下簡(jiǎn)稱ADV）是當(dāng)前Maya平臺(tái)三維動(dòng)畫(huà)制作中絕無(wú)僅有的優(yōu)秀綁定插件，近幾年，隨著ADV插件版本更新速度加快，更新幅度提升，使得ADV成為動(dòng)畫(huà)項(xiàng)目中必不可少的綁定工具。特別是“Advance Skeleton在3.5以后的版本出現(xiàn)了革命性質(zhì)的轉(zhuǎn)身”[1]，讓更多動(dòng)畫(huà)師嘗試這一插件的使用。

一、ADV綁定插件在三維動(dòng)畫(huà)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)

（1）學(xué)習(xí)成本低。簡(jiǎn)單易用，ADV官方使用幫助文檔資料健全，為使用者提供諸多便利。伴隨國(guó)內(nèi)動(dòng)畫(huà)人員對(duì)ADV使用的范圍頻率增加，也出現(xiàn)了漢化版的ADV綁定插件，讓國(guó)內(nèi)用戶能夠更快地上手該插件。

（2）軟件設(shè)計(jì)人性化。綁定操作菜單按照綁定流程由上到下一次排列，用戶只需按照菜單提示一次點(diǎn)擊插件相關(guān)功能即可完成綁定。讓學(xué)生能夠?qū)⒏嗟木Ψ旁阽R頭的運(yùn)用、角色的設(shè)定、情節(jié)的安排、審美能力的培養(yǎng)等藝術(shù)創(chuàng)作問(wèn)題上來(lái)。

（3）學(xué)習(xí)初期無(wú)版權(quán)費(fèi)用支出。學(xué)生可以免費(fèi)試用，只有在項(xiàng)目盈利時(shí)才會(huì)給與其一定版權(quán)費(fèi)用。

二、ADV插件學(xué)習(xí)的基本原則

（1）案例化學(xué)習(xí)。軟件任何功能都是針對(duì)一定的目的設(shè)定的，要讓學(xué)生在案例實(shí)踐中去領(lǐng)會(huì)每一個(gè)操作指令的用途，“必須將多樣化的案例式教學(xué)引入其中，通過(guò)各種復(fù)雜而精美的案例來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行制作”[2]，這樣學(xué)生既可以迅速領(lǐng)會(huì)其作用，針對(duì)性更強(qiáng)，又不容易遺忘。

（2）以中文版本為切入口。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)初期往往因?yàn)樵摬寮娜⑽拿姘宥也坏筋^緒，對(duì)于英文基礎(chǔ)較差的學(xué)生來(lái)說(shuō)，完全可以先學(xué)習(xí)中文版，后續(xù)再看英文版就會(huì)比較清晰有條理。

三、綁定前的準(zhǔn)備工作

（一）對(duì)模型本身的要求

在游戲模型綁定中一般使用“A”P(pán)OSE模型;在影視動(dòng)畫(huà)當(dāng)中使用“T”P(pán)OSE模型較多，特別是對(duì)于想要使用動(dòng)作捕捉技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作的角色模型來(lái)說(shuō)，必須使用“T”P(pán)OSE進(jìn)行建模，否則可能在動(dòng)作數(shù)據(jù)匹配中出現(xiàn)錯(cuò)誤。在進(jìn)行身體的骨骼適配之前，要注意檢查，角色模型的最底部即腳步應(yīng)位于地平線之上，世界坐標(biāo)軸Y軸應(yīng)剛好穿過(guò)模型臀部的中心位置，root根關(guān)節(jié)應(yīng)剛好位于臀部的中心。當(dāng)模型需要移動(dòng)時(shí)，應(yīng)移動(dòng)模型的組而不是模型本身，在個(gè)人項(xiàng)目中，如果模型大小有問(wèn)題，可以自行修改，但是在公司項(xiàng)目或集體項(xiàng)目中，各個(gè)角色模型之間的大小比例關(guān)系，以及角色模型與場(chǎng)景模型之間的大小比例關(guān)系均已經(jīng)規(guī)定好，如果在綁定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)模型的大小有問(wèn)題，則應(yīng)該返工給模型組進(jìn)行調(diào)整。一般來(lái)說(shuō)，模型的大小以及各個(gè)模型間的比例關(guān)系在項(xiàng)目的初始階段就已經(jīng)規(guī)定好了，在綁定階段不需要改動(dòng)，因此，我們應(yīng)當(dāng)讓ADV生成的骨架去適配模型的大小，而不是讓模型去適配骨架的大小。模型所有的活動(dòng)關(guān)節(jié)處，如膝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、每一根手指的各個(gè)關(guān)節(jié)處，均應(yīng)當(dāng)至少有3根平行線，以使模型運(yùn)動(dòng)時(shí)不至于產(chǎn)生不良形變。

（二）綁定前的模型整理

模型需要打組處理，刪除不必要的歷史記錄，因?yàn)橹皇墙ｋA段，可以選擇刪除場(chǎng)景中的全部歷史，位于編輯——按類型刪除全部——?dú)v史，以避免在未來(lái)的綁定與動(dòng)畫(huà)流程中可能出的計(jì)算錯(cuò)誤。依據(jù)模型的運(yùn)動(dòng)方式，可以將模型分為以下3類：（1）身體部分，為角色動(dòng)畫(huà)模型綁定的主要部分，骨骼支架將依據(jù)角色模型的形體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布局。（2）跟隨身體運(yùn)動(dòng)且跟隨身體變形部分，主要是衣服布料。（3）跟隨身體運(yùn)動(dòng)但不跟隨身體變形部分，如刀具、槍支、手機(jī)等角色使用的裝備用品。帽子雖然在日常生活被歸為服裝類物品，但因?yàn)槊弊釉趧?dòng)畫(huà)中的運(yùn)動(dòng)方式是跟隨頭部，自身幾乎不變形，因此可以把帽子歸為裝備一類進(jìn)行綁定。要注意身體部分的模型如果是由多個(gè)模型（geometry）組成，一般是將這些身體部分的模型結(jié)合為一個(gè)物體，將其作為一個(gè)物體進(jìn)行綁定的好處是，當(dāng)繪制權(quán)重時(shí)只需要繪制一邊，然后鏡像另一邊，可以大幅提升工作效率;另一種方式是將身體部分的所有模型打組，然后分別對(duì)其綁定，這種方式將無(wú)法使用權(quán)重鏡像工具。

四、綁定的基本流程與綁定要點(diǎn)

按照ADV插件菜單的排列順序，可以簡(jiǎn)單將綁定流程分為預(yù)設(shè)、身體綁定、面部綁定，共3個(gè)部分。

（一）pre：預(yù)設(shè)，預(yù)制

場(chǎng)景模型大綱視圖對(duì)模型大綱整理完畢后，點(diǎn)擊預(yù)設(shè)中的“model clean”可以對(duì)場(chǎng)景中不符合規(guī)范的部分進(jìn)行糾正，同時(shí)清理掉不需要的場(chǎng)景信息。注意使用此功能時(shí)要保證OBJ插件處于啟動(dòng)狀態(tài)，否則無(wú)法執(zhí)行此命令。reference引用的作用在于只記錄模型的路徑信息，并不真的加載模型進(jìn)入場(chǎng)景，這樣的好處是減少場(chǎng)景運(yùn)算量。

（二）Body身體綁定中的骨骼適配

比較常用的是前3個(gè)菜單選項(xiàng)，分別是Fit：骨骼適配/匹配，build：骨骼生成，Deform：變形，被分成了5項(xiàng)，它們是與蒙皮和權(quán)重相關(guān)的屬性設(shè)置。一些重要骨骼的位置匹配非常重要，且方法有不同，比如，（1）根關(guān)節(jié)的位置調(diào)整最好不要直接使用移動(dòng)工具，而是通過(guò)縮放整個(gè)骨架的控制器來(lái)調(diào)整其高度。（2）根關(guān)節(jié)之外的關(guān)節(jié)可以直接通過(guò)移動(dòng)工具調(diào)整位置，但是要注意大腿和小腿之間的關(guān)節(jié)不能使用移動(dòng)工具進(jìn)行左右移動(dòng)，也不能往后移動(dòng)，只能往前移動(dòng)，或者順著大腿延伸的方向移動(dòng)，想要讓小腿順著大腿的延伸方向移動(dòng)需要W+左鍵菜單切換到自身軸向模式進(jìn)行移動(dòng)，操作過(guò)程中始終保持大腿和小腿在前視圖中在一條直線上即可，這樣做的目的是為了在后面能夠正確地生成極向量控制器，同時(shí)讓角色運(yùn)動(dòng)符合基本的人體運(yùn)動(dòng)特征。這一問(wèn)題在上肢的大臂和小臂之間也同樣存在，處理方法是一樣的，同時(shí)要注意，人的每一個(gè)手指的運(yùn)動(dòng)方式與大腿小腿的運(yùn)動(dòng)方式類似，即只能單方向彎曲或展開(kāi)，不能反方向彎曲或者左右彎曲。在保證每一根手指的骨骼形成一根直線的前提下，還要注意這根直線應(yīng)當(dāng)與對(duì)應(yīng)的手指處于平行狀態(tài)，且每一節(jié)手指骨骼自身軸向的Z軸應(yīng)當(dāng)與指甲所處平面垂直并指向手掌背面，否則手掌在綁定后將無(wú)法正確握拳。（3）根關(guān)節(jié)往下，以膝關(guān)節(jié)的骨骼為例，其骨骼位置最好是位于膝關(guān)節(jié)中間略靠前的位置，而不是靠后，這樣在角色動(dòng)畫(huà)制作中可以盡量避免膝蓋形變過(guò)度。（4）chest胸骨關(guān)節(jié)應(yīng)移動(dòng)到鎖骨窩的位置。（5）neck關(guān)節(jié)應(yīng)當(dāng)放置在角色模型脖子的根部，不是脖子的中部，這樣才能讓一個(gè)關(guān)節(jié)帶動(dòng)整個(gè)脖子的運(yùn)動(dòng)。（6）chest關(guān)節(jié)和shoulder關(guān)節(jié)之間還有一節(jié)未被命名的關(guān)節(jié)，這一關(guān)節(jié)的作用主要是為肩膀的聳肩運(yùn)動(dòng)做準(zhǔn)備，綁定后只需旋轉(zhuǎn)這一關(guān)節(jié)的控制器即可實(shí)現(xiàn)聳肩運(yùn)動(dòng);shoulder關(guān)節(jié)調(diào)整到肱二頭肌內(nèi)測(cè)到腋窩之間的連線的中間位置。建議在fit模型階段勾選fit菜單下的jointaxis，可以實(shí)時(shí)顯示骨骼方向，同時(shí)點(diǎn)擊FitMode模式，讓ADV實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整骨骼方向。在早期的ADV版本中，如果想要調(diào)整某一骨骼的位置，則必須通過(guò)旋轉(zhuǎn)這一骨骼的上一級(jí)關(guān)節(jié)方向來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果直接移動(dòng)這一骨骼的位置，則往往會(huì)造成它的上一級(jí)關(guān)節(jié)方向錯(cuò)誤，操作較為煩瑣，在5.0以后的版本中新增的FitMode功能，解決了這一問(wèn)題。移動(dòng)關(guān)節(jié)時(shí)無(wú)論是世界方向還是自身方向都是可以的。骨骼適配完成后最好關(guān)閉jointaxis顯示以及FitMode模式，然后再進(jìn)行下一步。