Содержание
Без нитей марионетка не будет двигаться. Так же и в анимации: без риггинга персонаж останется статичным и не сможет менять позы. Рассказываем, как сделать риггинг для 3D-модели.
Что такое риггинг и зачем он нужен
Риггинг — это процесс создания «скелета» для 3D-модели, который позволяет ей двигаться.
Дарья Сидорук, моушн-дизайнер
В риггинге учитываются биологические и физические особенности строения тела. После того как модель создана и декомпозирована на составные части (например, кисть — предплечье — плечо), можно подходить к анимации. Но дизайнер не может анимировать предплечье, как ему захочется. Рука должна правильно сгибаться в локте. Риггинг — это последовательное анимирование костей и суставов, необходимое для как можно более точной имитации реального движения.
Научиться создавать трёхмерную графику для рекламы, игр, кино и других сфер можно на курсе «3D-дизайнер». Программа подходит даже тем, кто не умеет рисовать и никогда не работал с графикой.
Получите профессию 3D‑дизайнера за 9 месяцев
Освоите Blender, Substance 3D Painter, Photoshop и другие инструменты. Сможете прокачать софтскилы и выполните 8+ разноплановых проектов.Начать учиться бесплатно
Основные элементы риггинга
Риггинг состоит из нескольких элементов. Каждый отвечает за управление движениями 3D-модели.
- Кости — bones, скелет — rig. Кости – это основа риггинга. Они образуют скелет модели, который определяет, как она будет двигаться. Например, у персонажа есть кости рук, ног, позвоночника и головы.
- Суставы — joints. Суставы соединяют кости и позволяют им вращаться относительно друг друга. Например, колено сгибается благодаря суставу между бедром и голенью.
- Контроллеры — controls. Это элементы, которые позволяют аниматору управлять моделью. Они представляют собой кружки, стрелки, кубы, которые двигают кости без необходимости редактировать их напрямую.
- Прямая и инверсная кинематика
- FK — Forward Kinematics, прямая кинематика. Движение передаётся от родительской кости к дочерним. Например, движение плеча влияет на локоть и кисть.
- IK — Inverse Kinematics, инверсная кинематика. Позволяет управлять конечностью с конца. Например, можно просто переместить кисть руки, и локоть сам подстроится.
- Скиннинг — skinning. Это процесс привязки модели к костям. Каждая точка модели закрепляется за определённые кости, чтобы при движении скелета кожа модели деформировалась естественно.
- Ограничения — constraints. В риггинге ограничения помогают задать определённые правила движения. Например, можно запретить колену вращаться в сторону или сделать так, чтобы взгляд персонажа всегда следовал за объектом.
- Морфинг — blend shapes. Используется для лицевой анимации и изменения формы объекта. Например, можно создать несколько вариантов выражений лица (улыбка, удивление) и плавно переключаться между ними.
Дарья Сидорук
Риггинг начинается со скелета модели. Как живые существа мы не двигаемся сами по себе, нам нужна какая-то база, опора. Так вот, перед самим анимированием нужно в правильной последовательности создать кости и соединить их суставами. База готова. Однако есть ещё важный элемент: чтобы движение произошло в реальности, нужна нервная система и мозг — эту функцию частично берут на себя контроллеры.
Далее в 3D-модели нужно соединить кости и суставы с так называемым «мясом» — самой моделью персонажа. Главное — правую руку соединить с правой рукой, левую — с левой, и чётко в границах конечности. Не выходить за края и не оставлять лишнего пространства.
Важно правильно собрать скелет модели, чтобы все его части двигались естественно
Как сделать rigging в Blender 3D
Blender — это бесплатная программа для 3D-моделирования. Вот как в ней можно сделать риггинг:
1. Чтобы создать скелет, нужно выделить модель, сочетанием клавиш Shift + A вызвать окно Add и выбрать из списка Armature. Есть несколько вариантов: создать скелет человека, животного, единичную кость или просто базовую конструкцию.
Можно создать скелет, одну кость или базовую конструкцию
2. Далее — очень аккуратная работа. Нужно подогнать скелет к модели, учитывая все суставы сгиба. В режиме Single bone создать одну кость и размножить с помощью клавиши Е. В варианте Human появится полноразмерная модель человека, лишнее можно просто удалить.
Скелет нужно соединить с моделью, чтобы все сгибы и суставы работали правильно
3. Последнее — синхронизировать скелет с моделью. Нужно выделить модель и построенный скелет — «арматуру». Вызвать окно Set parent to с помощью Ctrl + P, чтобы прикрепить объект к арматуре. В появившемся меню нажать With Automatic Weights — Blender автоматически прикрепит тело к костям объекта. Появятся контроллеры, с помощью которых происходит логичное и связанное движение.
Blender автоматически прикрепит тело к костям объекта, а контроллеры помогут управлять моделью
Тестирование и оптимизация риггинга
После риггинга важно убедиться, что всё работает корректно. Нужно тестировать позы, пусть даже те, которые не будут использоваться в анимации.
Тестирование риггинга
Проверка базовых движений:
● Переключитесь в Pose Mode.
● Попробуйте вращать и перемещать основные контроллеры — голову, руки, ноги, туловище.
● Убедитесь, что кости двигаются естественно и без неожиданных деформаций
Проверка скиннинга — привязки к костям:
● Выберите модель и переключитесь в Weight Paint Mode.
● Проверьте, правильно ли распределены веса.
● Если какие-то части модели двигаются неправильно, исправьте веса с помощью кистей в Weight Paint Mode
Тест IK и FK — инверсной и прямой кинематики:
● Если используется IK, попробуйте переместить контроллер конечности и убедитесь, что цепочка костей сгибается правильно.
● Проверьте переключение между IK и FK, если есть такая настройка.
● Настройте Pole Target для корректного направления локтей и коленей
Проверка ограничений:
● Убедитесь, что ограничения, например Copy Rotation, Limit Rotation, работают корректно.
● Проверьте, не конфликтуют ли ограничения между собой
Оптимизация риггинга
Оптимизация веса:
● Убедитесь, что веса не пересекаются с ненужными костями.
● Используйте инструмент Normalize All в Weight Paint для устранения лишних весов
Упрощение риггинга:
● Если риггинг слишком сложный и замедляет анимацию, попробуйте уменьшить количество костей или убрать лишние контроллеры
Оптимизация IK-цепочек:
● Слишком длинные IK-цепи могут замедлять работу. Оптимальное число звеньев — 2–3 (например, бедро — голень — стопа).
● Убедитесь, что Pole Target — направляющий объект — не вызывает резких движений колена или локтя
Использование Proxy и Custom Shapes:
● Используйте Custom Shapes для контроллеров, чтобы они были удобнее (например, круги для вращения, стрелки для движения).
● Если модель слишком детализированная, попробуйте применить Proxy-объекты для быстрого тестирования
Дарья Сидорук
Чем лучше и логичнее движение, тем больше будет возможностей для анимации. К сожалению, не всегда с первого раза получается правильно выстроить риггинг, какая-нибудь кость обязательно улетит не в ту сторону. Поэтому нужно возвращаться в режим Edit mode и играть с позицией. Также иногда бывает, что нужно поменять направление кости, её размер и другие параметры.
Примеры применения риггинга в анимации
Риггинг применяют для анимирования героев в мультфильмах, видеоиграх, рекламных роликах и в кино. Вот несколько примеров:
Персонажи в несложной, но хорошо проработанной анимации. Источник: Behance
Хороший пример риггинга кисти и стопы. Источник: Behance
Кукольная анимация. Источник: Behance
Совет эксперта
Дарья Сидорук
В диджитал-пространстве нет цели повторить анимацию конечностей или суставов точь-в-точь, как в жизни. Иногда композиция строится в изменённой гравитации или дизайнер намеренно использует гротеск. Возможностей море, но я советую в первую очередь придерживаться принципов анимации. В них уже заложены базовые движения, которые можно корректировать под ТЗ или свою идею.
Тестируйте разные позы на всех этапах создания анимации. Чем раньше вы найдёте возможные некорректные отображения, тем проще достичь нужного результата. И, конечно, развивайте насмотренность — изучайте тренды и историю развития анимации.