انیمیشن فریم کلیدی و اسکلتی
انیمیشن فریم کلیدی حرکت را در زمانهای انتخابشده مشخص میکند و بین آنها درونیابی انجام میدهد، و انیمیشن اسکلتی سطح یک شخصیت را از طریق یک سلسلهمراتب زیرین از استخوانها به حرکت درمیآورد.
Definition
انیمیشن فریم کلیدی پارامترهای صحنه را بین ژستهای کلیدی تنظیمشده توسط هنرمند درونیابی میکند، و انیمیشن اسکلتی یک مش شخصیت را بر اساس ژست یک ساختار استخوانی سلسلهمراتبی تغییر شکل میدهد.
Scope
این موضوع شامل درونیابی موقعیتها و جهتگیریها از جمله درونیابی کواترنیون چرخشها، اسکلتهای مفصلی و کینماتیک رو به جلو، اسکینینگ (skinning) که یک مش (mesh) را به استخوانها متصل میکند، و کینماتیک معکوس (inverse kinematics) که زوایای مفصل را برای رسیدن به اهداف موقعیتی حل میکند، میشود.
Core questions
- چگونه فریمهای میانی صاف از ژستهای کلیدی تولید میشوند؟
- چگونه چرخشها بدون اعوجاج درونیابی میشوند؟
- چگونه یک سلسلهمراتب استخوانی سطح یک شخصیت را تغییر شکل میدهد؟
- چگونه زوایای مفصل برای رسیدن به یک موقعیت هدف پیدا میشوند؟
Key concepts
- درونیابی فریم کلیدی
- درونیابی اسپلاین و کواترنیون
- سلسلهمراتب استخوانی
- کینماتیک رو به جلو
- کینماتیک معکوس
- اسکینینگ و وزنهای پوست
Key theories
- درونیابی چرخش کواترنیون
- نمایش جهتگیریها به عنوان کواترنیونهای واحد و درونیابی آنها با درونیابی خطی کروی، چرخش صاف و کوتاهترین مسیر را بدون قفل گیمبال (gimbal lock) و اعوجاج ناشی از درونیابی زوایای اویلر (Euler angles) فراهم میکند.
- کینماتیک رو به جلو و معکوس
- کینماتیک رو به جلو ژست یک شخصیت را از زوایای مفصل در طول یک سلسلهمراتب استخوانی محاسبه میکند، در حالی که کینماتیک معکوس مسئله معکوس دشوارتر یافتن زوایای مفصل را حل میکند که یک عملگر نهایی (end effector) را در مکان مورد نظر قرار دهد.
Clinical relevance
انیمیشن فریم کلیدی و اسکلتی اساس انیمیشن شخصیت در فیلم و بازیها، آواتارها در واقعیت مجازی و افزوده، و حرکت مفصلی در رباتیک و تجسم بیومکانیک هستند.
History
سیستمهای فریم کلیدی از انیمیشن سنتی نشأت میگیرند؛ منحنیهای کواترنیون شومیک (Shoemake) در سال ۱۹۸۵ درونیابی چرخش صاف را حل کردند، و اسکینینگ با کینماتیک معکوس برای شخصیتهای مفصلی در خطوط تولید استاندارد شد.
Key figures
- Ken Shoemake
- Rick Parent
Related topics
Seminal works
- shoemake1985
- parent2012
Frequently asked questions
- اسکلت در انیمیشن چیست؟
- این یک سلسلهمراتب نامرئی از استخوانها در داخل یک شخصیت است؛ حرکت دادن استخوانها مش سطح متصل را از طریق اسکینینگ تغییر شکل میدهد، بنابراین انیماتورها به جای هر رأس، اسکلت ساده را ژست میدهند.
- چرا از کواترنیونها برای چرخش استفاده میشود؟
- کواترنیونها چرخشها را به آرامی در امتداد کوتاهترین مسیر درونیابی میکنند و از قفل گیمبال جلوگیری میکنند، مشکلی که در آن نمایشهای زاویه اویلر یک درجه آزادی را از دست میدهند و حرکت ناگهانی یا نامشخصی ایجاد میکنند.