Masarykova univerzita. Fakulta informatiky

Masarykova univerzita Fakulta informatiky

Bakalářská práce Tvorba kosterního systému a animace lidské figury v programu Cinema 4D

Vypracovala: Lenka Plháková Vedoucí práce: MgA. Helena Lukášová, ArtD. 2011

Prohlášení

Prohlašuji, že tato práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracovala samostatně. Všechny zdroje, prameny a literaturu, které jsem při vypracování používala nebo z nich čerpala, v práci řádně cituji s uvedením úplného odkazu na příslušný zdroj.

Shrnutí

Cílem bakalářské práce je připravit 3D model lidské figury pro animaci. Tvorba kosterních systémů a kinematiky bude nejprve řešena obecně, poté budou principy předvedeny v programu Cinema 4D.

Klíčová slova

animace, dopředná kinematika, inverzní kinematika, kinematika, klouby, kosti, kosterní systém, pohyb, rigování, stupně volnosti

Poděkování

Tímto listem chci poděkovat především MgA. Heleně Lukášové, ArtD. a Mgr. Lukáši Kalčokovi za cenné rady, které mne vždy dokázaly posunout o krok dál. Taktéž děkuji své rodině, která mne ve studiu vždy podporovala a byla mi po celou dobu psychickou oporou.

Obsah Úvod........................................................................................................................................... 3 1 Obecné problémy animace lidské postavy ..................................................................... 5 1.1 Počátky animace......................................................................................................... 5 1.1.1 Eadweard Muybridge ......................................................................................... 5 1.1.2 Rotoscoping........................................................................................................ 6 1.2 Základní znalosti lidské anatomie a pohybu .............................................................. 7 1.2.1 Koordinace pohybů ............................................................................................ 7 1.2.2 Lidská kostra ...................................................................................................... 7 1.2.3 Kostra horní končetiny ....................................................................................... 8 1.2.4 Kostra dolní končetiny ....................................................................................... 9 2 Znázornění lidské postavy v 3D grafice ....................................................................... 10 2.1 Typy postav .............................................................................................................. 10 2.2 Kostra 3D modelu .................................................................................................... 11 2.3 Hierarchický model kostry ....................................................................................... 12 2.3.1 Pohyb horní končetiny ..................................................................................... 13 2.3.2 Pohyb dolní končetiny...................................................................................... 15 2.4 Stupně volnosti......................................................................................................... 15 2.5 Inverzní a dopředná kinematika ............................................................................... 16 2.5.1 Dopředná kinematika ....................................................................................... 16 2.5.2 Inverzní kinematika.......................................................................................... 17 2.5.3 Způsoby výpočtu IK......................................................................................... 18 2.5.4 Jakobián............................................................................................................ 18 2.5.5 Vhodnost použití FK a IK ................................................................................ 19 2.6 Animace postavy ve 3D grafice ............................................................................... 19 3 MOCCA .......................................................................................................................... 21 3.1 MOCCA 2 ................................................................................................................ 21 3.2 Srovnání MOCCA 2 a MOCCA 3 ........................................................................... 21 3.2.1 MOCCA 3 ........................................................................................................ 22 3.2.2 Správci.............................................................................................................. 22 3.2.3 Deformátory ..................................................................................................... 22 3.2.4 Vytváření oděvů ............................................................................................... 23 3.3 Základní nástroje pro rigování ................................................................................. 23 3.3.1 Rozdíl mezi Joints a Bones .............................................................................. 23 3.3.2 Nastavení kloubů.............................................................................................. 23 3.3.3 Joints Tool ........................................................................................................ 24 3.3.4 Vlastnost Weight .............................................................................................. 24 3.3.5 Weight Tool...................................................................................................... 25 3.3.6 Mirror Tool....................................................................................................... 27 3.3.7 Naming Tool .................................................................................................... 28 3.4 Nástroje pro simulaci svalů ...................................................................................... 28 3.4.1 Muscle .............................................................................................................. 28 3.4.2 Morph Brush .................................................................................................... 30 3.5 Nástroje zjednodušující orientaci při animování...................................................... 31 3.5.1 Visual Selector ................................................................................................. 31 3.5.2 Informace na obrazovce ................................................................................... 32 4 Příprava lidské postavy pro animaci v programu Cinema 4D .................................. 34 4.1 Příprava modelu před umístěním kostry .................................................................. 34 4.1.1 Velikost modelu ............................................................................................... 34 1

4.1.2 Poloha modelu.................................................................................................. 35 4.1.3 Póza modelu ..................................................................................................... 35 4.1.4 Polygonová síť modelu .................................................................................... 36 4.1.5 Tok v polygonové struktuře ............................................................................. 37 4.1.6 Rozdělení polygonové struktury ...................................................................... 37 4.1.7 Tvorba kosterního systému v Cinema 4D ........................................................ 39 4.1.8 Tvorba IK v Cinema 4D................................................................................... 40 4.1.9 Tvorba vnějších ovladačů................................................................................. 41 4.2 Hierarchie cílových objektů ..................................................................................... 42 4.2.1 Uživatelská data a Xpresso .............................................................................. 43 4.3 Navázání kostry na polygonovou strukturu ............................................................. 46 4.4 Tvorba animace v Cinema 4D.................................................................................. 47 4.4.1 Počáteční nastavení osy snímků ....................................................................... 47 4.4.2 Způsob umisťování klíčových snímků ............................................................. 48 4.4.3 Zrcadlení animace ............................................................................................ 49 5 Základní lidské pohyby.................................................................................................. 52 5.1 Chůze........................................................................................................................ 52 5.2 Běh ........................................................................................................................... 53 Závěr........................................................................................................................................ 55 Slovník pojmů......................................................................................................................... 56 Seznam použité literatury...................................................................................................... 57 Obrazové přílohy.................................................................................................................... 59 Obsah přiloženého DVD ........................................................................................................ 67

2

Úvod Tato práce obsahuje obecné informace o pohybu lidské postavy a způsobech jeho napodobování pomocí 3D grafických programů. V textu jsou vysvětleny pojmy 3D počítačové grafiky v souvislosti s animací a spojitost mezi skutečným pohybem člověka a pohybem modelu. Přístupy k animaci jsou nejprve rozebrány obecně, poté jsou postupy předvedeny v programu Cinema 4D. Text se zabývá popisem funkcí i využitím jednotlivých nástrojů vhodných pro umisťování kostry do modelu, uchycování kostry a animaci postavy. Při popisu postupů a nástrojů vycházím z vlastních zkušeností. Tuto problematiku jsem se rozhodla zpracovat, protože je program Cinema 4D na Fakultě informatiky studentům dostupný a protože zatím existuje velmi málo ucelených tutoriálů a materiálů o této problematice, z nichž většina není psaná česky. Knihy se většinou zabývají programem Cinema 4D obecně a o přípravě charakteru se zmiňují jen na několika stranách, navíc bývají principy předvedeny na komiksových postavičkách, kde není třeba znát lidskou anatomii a kde se nedostatky rychle ztratí. Cílem práce je poskytnout studentům ucelené informace, s jejichž znalostí by dokázali vytvořit animaci alespoň jednoduchého humanoidního charakteru, v programu Cinema 4D. Součástí práce jsou přílohy, které by studentovi měly poskytnout více informací o dané problematice, přiložen je i vlastní model a celkově narigovaná 1 postava ve formátu .c4d, která vznikla pro potřeby této práce, a animace jednoduchých pohybů postavy ve formátu .c4d s příslušnými rendry. Práce byla inspirována bakalářskou prací Jitky Daňkové, která zpracovává podobné téma v programu 3Ds Max.

Obsah jednotlivých kapitol První kapitola pojednává o počátcích animace ve spojitosti se vznikem fotografie a o obecných vlastnostech lidského těla. Druhá kapitola se zabývá znázorněním lidské postavy a jejího pohybu pomocí 3D grafiky. Třetí kapitola popisuje modul MOCCA a jeho využití a představuje čtenáři nástroje, které modul obsahuje. Ve čtvrté kapitole jsou popsány jednotlivé postupy tvorby kostry, vkládání kostry do polygonové struktury a animace charakteru v programu Cinema 4D. Pátá kapitola se zabývá základními lidskými pohyby. 1

Viz. Slovník pojmů v závěru práce.

3

Způsob psaní textu Tento text je určen studentům počítačové grafiky, kteří jsou seznámeni se základními principy programu Cinema 4D. Není v ní popsáno ovládání základních modelovacích nástrojů. Cinema 4D je již vydána i v české verzi, většina knih a tutorialů je ale dostupná v anglickém jazyce a i mnoho českých uživatelů preferuje anglickou verzi programu. Pro některé anglické výrazy běžně užívané v počítačové grafice český překlad neexistuje, a kvůli srozumitelnosti by nebylo vhodné výrazy překládat, proto jsou zpravidla anglické výrazy v textu ponechány ve svém původním znění. Pro větší přehlednost textu jsou důležité nabídky nástrojů, tlačítka a ikony programu Cinema 4D zvýrazněny kurzívou, u výrazů v původním znění jsou v závorkách uvedeny jejich české verze.

4

1 Obecné problémy animace lidské postavy Zobrazení lidské postavy, která má působit reálně je velmi náročný úkol. Lidské tělo je pro každého člověka velmi známý tvar, proto se každý filmový divák nebo hráč počítačové hry stává ihned i kritickým hodnotitelem grafikovy práce. Na první pohled je možné posoudit, zda se postava pohybuje reálně a jestli vypadá křečovitě nebo strnule. Jemné nedostatky mohou společně ve výsledném pohybu vypadat rušivě. Lidský pohyb se zatím nepodařilo výpočetně přesně definovat. Na toto téma proběhlo několik výzkumů, které se snažily vystihnout lidský pohyb. Výsledky bylo možné aplikovat jen na omezené množství pohybů použitelných v konkrétních situacích. Problém tkví také v jedinečnosti pohybů každého člověka. Na celkový pohybový výraz působí tělesná konstituce, fyzická kondice, genetika, kulturní prostředí, osobnost člověka a jeho aktuální emoční rozpoložení. 2

1.1 Počátky animace 1.1.1

Eadweard Muybridge

Velký krok vpřed od fotografie k animaci udělal anglický fotograf a vynálezce Eadweard Muybridge, který je považován za zakladatele chronofotografie. Studiem pohybu se začal zabývat v roce 1873 díky sázce Lelanda Stanforda, železničního magnáta a chovatele koní. Stanford se vsadil o 25 000 USD, že se kůň v určitém stadiu klusu ani jednou nohou nedotýká země. Jelikož se sázka nedala rozhodnout pouhým okem, Muybridge Stanfordovi přislíbil, že se s jeho finanční podporou pokusí domněnku dokázat. Do dlouhé budovy umístil v pravidelných intervalech 24 fotoaparátů a na dráhu natáhl provázky, které přístroje spouštěly, právě když kolem nich probíhal kůň. Na důkazu pro Stanforda pracoval šest let. Nakonec dokázal, že kůň má opravdu v jedné chvíli všechny čtyři nohy ve vzduchu. V květnu 1882 časopis Nature otisknul článek, kde Muybridge prohlásil:„V blízké budoucnosti, budou výsledky důležitých závodů záviset na fotografii, která bude určovat vítěze“. U dostihových závodů a koní Muybridge nezůstal a vrhl se i na fotografování pohybu jiných zvířat a člověka. Díky němu svět poprvé spatřil, jak vypadá člověk zachycený v letu při skoku do dálky a jak se liší pohyby při běhu od pohybů chůze. Od těchto sérií snímků už byl jen krok k vynálezu kinofilmu. 2

[3] str. 317.

5

Z Muybridgeových snímků můžeme čerpat i dnes při vytváření 3D modelů. [10]

Obr. 1.1 Eadward Muybridge – zachycení pohybu [19] 1.1.2

Rotoscoping

Rotoscoping je proces, při kterém se animátor snaží odpozorovat a přenést pohyby figuranta nahraného na videozáznamu na animovanou figuru. Tradiční animátoři obkreslují jednotlivé snímky filmu, 3D grafici si většinou pomáhají promítáním snímků přímo do scény. Technika rotoscopingu vznikla v roce 1917, kdy Max Fleischer patentoval svůj rotoskop, který promítal chůzi přímo na animátorský stůl. Díky Fleisherovu pozdějšímu vynálezu rotografu vznikl i první film, kde vystupovaly kreslené postavičky společně s člověkem. Časem filmaři zjistili, že když obkreslují obrázky úplně přesně, postava se sice pohybuje přirozeně, ale schází jí emoce. Pokud by animátor přesně překreslil jeden snímek za druhým podle předlohy, animace by byla zbytečně náročná a navíc by vypadala usedle, protože by postrádala přirozený rytmus. Proto se z referenčního videa vybírají jen důležité obrazy, ze kterých vznikají klíčové snímky animace. Nejlepší je vybrat herce stejné tělesné konstituce a

6

stejného pohlaví jako je animovaný model, protože v jiných případech je nutné experimentovat s upravováním časování i pohybů modelu tak, aby vypadaly přirozeně. 3

1.2 Základní znalosti lidské anatomie a pohybu 1.2.1

Koordinace pohybů

Celkový pohyb je tvořen vzájemnou interakcí různých částí těla. Když člověk pohybuje rukou, změna napnutí svalů a polohy kostí se projeví i na rameni, trupu a rotaci kyčle, nebo na reakci druhé ruky. Samozřejmě platí, že čím větší pohyb ruka tvoří, tím více svalů se zapojuje. Pro člověka je téměř nemožné pohybovat jednou částí těla a zároveň zachovat ve zbývajících částech strnulost. Proto je nutné vnímat i části těla, které nejsou prioritou pohybu, ale dotváří anatomické souvislosti přirozenosti pohybu. 1.2.2

Lidská kostra

Soustavu lidského pohybu tvoří svalová a kosterní soustava. Některými publikacemi je svalová soustava označována jako soustava pohybová a kosterní soustava je pojednávána jako soustava opěrná. Oba dva způsoby označení však stále popisují stejnou skutečnost a oba jsou považovány za správné. Vůlí ovladatelný pohyb zajišťuje v lidském těle kosterní příčně pruhovaná svalovina společně s kostmi, na které se upíná. Kostra dospělého člověka se skládá z přibližně 206-ti kostí (některé kosti v průběhu života srůstají), z nichž některé mají funkci pohybovou a jiné tvoří ochranu vnitřních orgánů. Lidská kostra se, zjednodušeně řečeno, skládá z kostí a kloubů – kosti jsou nedeformovatelné části lidského těla, kdežto klouby umožňují rotaci kostí vůči sobě navzájem v konkrétním směru a rozsahu. 4

3

4

[4] str. 255-257. [11]-[13].

7

Obr. 1.2 Lidská kostra [20] 1.2.3

Kostra horní končetiny

V lidském těle kosti ruky radius a ulna rotují kolem sebe a vytváří tak obtížně zachytitelnou deformaci, která je často zaměňována za rotaci lokte. Pokročilé 3D modely simulující tento jev mohou mít v předloktí umístěn speciální kloub, díky kterému dochází k věrnější rotaci kostí. Klouby mají omezený rozsah pohyblivosti. Například loket má rozsah cca 20° až 180°. Překročení limit rozsahu pohyblivosti kloubů působí nepřirozeně. Omezení pohyblivosti kloubů se také může lišit podle celkové pozice těla. Na následující ilustraci je zřejmé, že součástí pohybu paže je i pohyb klíční kosti a lopatky. Lopatka je kost volně připojená k zádům plochými svaly. Při vzpažení ruky nebo

8

lopatky se kost klíční zvedá směrem vzhůru, při předpažení a zapažení se pohybuje současně s lopatkou. Předpažení posouvá rameno vpřed a lopatka se pohybuje směrem od páteře. 5

Obr. 1.3 Poloha lopatky [5] 1.2.4

Kostra dolní končetiny

Nejpohyblivějším kloubem dolní končetiny je kloub kyčelní, který se skládá z kloubní jamky a do ní zapadající hlavice. Při rotaci dolní končetiny pohyb vychází z kyčelního kloubu a je rozprostřen po celé její délce až ke kotníku, kolenní kloub pohyb kyčle pouze následuje. Kolenní kloub propojuje kyčelní kloub s kotníkem a obsahuje pouze jeden stupeň volnosti, protože nedovoluje končetině pohyb do stran a je ohebný jen jedním směrem, zatímco kotník je pohyblivý ve dvou směrech. Lidské chodidlo, nárt a prsty nohou se skládají z dvaceti šesti kůstek, které tvarují klenbu chodidla. Chodidlo se dotýká podložky třemi opěrnými body a vhodným rozložením váhy mezi těmito body napomáhá změně těžiště těla. [2]

5

[3] str. 318-319.

9

2 Znázornění lidské postavy v 3D grafice 2.1 Typy postav Postava, se kterou má být vytvořena 3D animace, musí být deformovatelná. Velmi jednoduché postavy renderované real-time 6 bývají rozděleny na samostatné části těla, například ruka je složená ze samostatné části předloktí a nadloktí. Části těla jsou uspořádány podle hierarchie kostry a rotace jednoho kloubu znamená rotaci jedné celé části. Tato metoda je rychlá, ale používá se spíše u robotických postav, protože lidské figury modelované tímto způsobem nepůsobí reálně. Pokročilejší polygonální modely jsou tvořeny celistvou polygonovou sítí představující kůži nebo oděv postavy. Rotací kloubu hierarchické struktury umístěné uvnitř těla se deformují příslušné vertexy 7 a simulují rotaci polygonové sítě kolem kloubu. Nejjednodušší přístup navazování kostry je připoutat každý vertex k právě jednomu kloubu. Lepších výsledků lze dosáhnout, když je jeden vertex ovlivňován více klouby, kterým je přidělena různá hodnota vlivu. Kůže se tímto zásahem deformuje hladčeji, ale stále se na ní mohou objevit nedokonalosti při extrémních ohybech kloubů. Tyto problematické části řeší free-form 8 deformace, které redukují na kůži místa kolem nejvíce pohyblivých kloubů, jako jsou kolena, kyčle, ramena a lokty. Tři stupně volnosti v rameni, které byly zmíněny již dříve, jsou stále málo flexibilní pro komplexní lidský pohyb. Tato oblast vyžaduje pro zcela realistický vzhled deformace speciální modely kloubů vytvořené na základě anatomických znalostí. Deformace povrchu způsobené v těle pohybujícími se svaly a tuky mohou být na virtuální postavě řešeny řadou metod. Jednodušší dovolují animátorovi specifikovat svalové deformace, složité modelují celou anatomii po vrstvách. Obsahují reálně vypadající kostru, na kterou jsou šlachami přichyceny svaly a na svalech ležící tukové polštáře. Velký přínos má simulace svalů pro animaci tváře.

6

Renderování real-time je interaktivní částí počítačové grafiky, která vykresluje snímky animace v rychlém sledu. Používá se především v počítačových hrách, kde umožňuje přímou interakci s virtuálním prostředím (také viz Slovník výrazů). 7 Viz Slovník výrazů. 8 Free-form deformace umožňují měnit tvar objektu uloženého uvnitř deformované sítě. Síť i objekt uvnitř se při tomto typu deformace jeví jako plastická hmota.

10

2.2 Kostra 3D modelu Jak bylo výše uvedeno, reálná lidská kostra má mimo jiné funkci opěrnou a pohybovou. V případě 3D modelu není opěrná funkce kostry potřebná vůbec. Kostra zde zastupuje pouze pomocnou konstrukci, která umožňuje kontrolu pohybu modelu. Počítačová animace se proto zaměřuje primárně na kosti s funkcí pohybovou. Není třeba zabývat se tvarem kostí lebky, pánve a žeber. Hrudní koš můžeme dokonce vynechat úplně, pokud nepotřebujeme nasimulovat rozpínání hrudníku při dýchání. Taktéž není pro účely animace důležité, jak přesně kosti modelu vypadají. Opora 3D modelu neodpovídá detailům reálných kostí a je abstrahována na oblé, nebo hranaté geometrické tvary. Každý 3D software používá mírně odlišný kosterní systém. V Cinema 4D je použit jeden vzor kosti na celou kostru. Práci se zjednodušeným kosterním systémem usnadňuje také skutečnost, že ne všechny kosti na sebe musí přímo navazovat. S narůstajícím počtem kostí se celý projekt stává nepřehledným a časově náročnějším, proto je nutné výrazně zredukovat jejich počet. U stylizované kostry samozřejmě zachováváme délku a polohu dlouhých kostí, kostí prstů ruky a polohu kloubů, které tyto kosti spojují. Kůstky zápěstní a záprstní nahrazujeme pro každý prst jednou kostí spojující kosti prstu s kloubem zápěstí. Redukujeme počet páteřních obratlů podle toho, jak velkou pohyblivost vyžadujeme v zádové oblasti. Hrudní obratle se většinou nahrazují jen jednou kostí, protože v reálném těle hrudník omezuje pohyb těchto obratlů, krční obratle taktéž jednou kostí a k simulaci bederních a pánevních obratlů postačí jedna až čtyři kosti dle potřeby.

11

Obr. 2.1 Kostra 3D charakteru

2.3 Hierarchický model kostry Kostry lidských a zvířecích modelů bývají tvořeny hierarchickými stromovými strukturami. Jelikož stromové struktury mají jen jeden kořen a pozice kořene by měla být relativně stabilní, nelze počátek stromu umístit do některé končetiny. Kořen stromu je umístěn do bederní části lidské postavy, tedy těžiště celého těla. Nohy tvoří dvě větve uzlů vycházející přímo z kořene, páteř tvoří třetí větev, která se v oblasti hrudníku rozděluje na tři další větvě. Jedna z nich vede do horní části trupu a hlavy a další dvě do rukou. Kořen je objekt, jehož pozice se udává v globálních souřadnicích, kdežto ostatní uzly podřízené kořenu mají své souřadnice definované vzhledem k rodičovskému uzlu. Uzly stromové struktury představují v těle klouby a cesty mezi uzly kosti. Kostra je polohována pomocí rotací v kloubech. Uzly se dostávají do požadovaných poloh po obloukových drahách, které mají střed v předcházejícím uzlu. Póza kostry je specifikována

12

vektorem složeným z úhlů každého kloubu. Je to tedy kompletní set rotačních parametrů odpovídajících pozici kloubů. 9

Obr. 2.2 Srovnání hierarchie kosterního systému se stromovou strukturou [3] 2.3.1

Pohyb horní končetiny

Jednoduchý model horní končetiny s primitivní rukou reprezentovanou jednou kostí má sedm stupňů volnosti. 10 Tři v ramenním kloubu, jeden v lokti a tři v zápěstí. Rotace předloktí představuje problém. Kloub na modelu je spojován se zápěstím, ve skutečnosti rotace předloktí není lokalizována v jenom bodě, ale podél celého předloktí.

Obr. 2.3 Stupně volnosti kloubů horní končetiny [3] Vhodné je umístit koncový efektor 11 do zápěstí a ne až do konečků prstů, umožňuje to lepší kontrolu nad pozicí ruky a prstů. Zjednodušený model horní končetiny obsahuje jen loket s jedním stupněm volnosti. Mezi ramenem, loktem a zápěstím je zformována rovina, ve které se loket pohybuje. Rotace této roviny omezují pozice končetiny. Jakmile je rovina pevně 9

[3] str. 180-185.

10 11

Viz kapitola 3.4. Viz Slovník výrazů.

13

dána, je jednoduché vypočítat pozice ramene a lokte. Některé animační programy umožňují animátorovi specifikovat řešení IK 12 pomocí roviny, kterou je možné rotovat do požadované pozice. Neurologické studie prokázaly, že pozice ruky je určena požadovanou polohou cílového efektoru a rotace zápěstí konkrétním úkonem ruky, nebo úchopem předmětu. Tuto studii simuluje výpočetní model využívající sférický souřadnicový systém. Nastavení ramenního a loketního kloubu je vypočítáno ze zamýšlené pozice zápěstí a ramene. Pokud jsou porušeny některé limity rotací kloubů, dochází k přepočítání a upravení pozice. Nakonec je samostatně vypočítána orientace zápěstí a pozice prstů. Pokud má být ruka detailněji animována, je nutné věnovat pozornost typům úchopů, jakých je schopna a zkoumat, k čemu jsou tyto úchopy používány. Palec postavený v opozici k prstům je velmi obratný a umožňuje uchopit předměty mnoha různých tvarů a velikostí. U animovaných postaviček se často eliminuje počet prstů na tři, prsteníček s malíčkem se slučují do jednoho prstu a palec zůstává v opozici. U velmi jednoduchých modelů se prsty slučují do jednoho celistvého tvaru a palec zůstává v opozici, nebo se palec úplně vynechává. Pokud jde o lidskou ruku, je pro každý prst a palec vytvořena jedna větev. Větve se setkávají v zápěstí. Zápěstní a záprstní kůstky tedy tvoří prodloužení prstů. Na každém prstu jsou namodelovány tři klouby, na palci jsou na lidské ruce vidět jen dva. Je možné držet se skutečné předlohy, nebo přidat třetí kloub blízko ke kořeni palce.

Obr. 2.4 Ruka

12

Termín inverzní kinematika viz kapitola 3.5.

14

2.3.2

Pohyb dolní končetiny

Pohyb dolní končetiny je vhodné animovat pomocí IK, protože při běžných pohybech jako jsou chůze nebo běh je nutné mít kontrolu nad přesnou pozicí chodidla vzhledem k podložce. Díky tomuto typu spojení má kyčelní kloub tři stupně volnosti. Celkem tedy lidská dolní končetina od kyčle ke kotníku obsahuje šest stupňů volnosti. [2] Lidské chodidlo, nárt a prsty nohou se skládají z dvaceti dvou kůstek, které dokáží vytvořit velké množství drobných doplňkových pohybů. Důležitá je schopnost ohybu chodidla při chůzi, proto je nutné uprostřed chodidla vytvořit jeden kloub, který bude ohýbat špičku nohy. Při rotaci chodidla kolem některé jeho boční hrany je nutné umístit střed rotace vnější a vnitřní hrany zvlášť, pokaždé do středu rotované hrany. Já jsem drobné pohyby chodidla řešila pomocí pluginu Xpresso a Uživatelských dat. V Uživatelských datech jsem si vytvořila ovladače ve formě posuvníků, a pomocí Xpresso jsem ovladačům přidělila ovlivňované klouby a zvolila jejich extrémy rotací v daném směru.

Obr. 2.5 Chodidlo [5]

2.4 Stupně volnosti Stupně volnosti (degrees of freedom, DOF) specifikují pozici a orientaci každého 3D objektu. DOF jsou obecně definovány jako základní nezávislé veličiny, které popisují stav systému. Jsou to základní směry posuvu a rotace, kterými se těleso může pohybovat. Tyto směry a rotace jsou odvozeny od základního souřadnicového systému. V ploše má bod tři stupně volnosti – posun v ose x, posun v ose y a rotaci. V třídimenzionálním prostoru existuje šest stupňů volnosti v jednom bodě. Rotace kolem os x, y a z a posuny ve směrech x, y a z. Obecně má n-dimenzionální prostor (n × (n+1))/2 stupňů volnosti, z toho n posuvů a (n × (n-1))/2 rotací. Pro konkrétní označení stupňů volnosti se v angličtině používají názvy uvedené v tabulce. Zkratky rotací P, Y, R používá i Cinema, proto je vhodné vědět, která zkratka označuje kterou rotaci. Pro představu je k tabulce přiložen i obrázek letadla, na kterém jsou rotace znázorněny.

15

Obr. 2.6 Rotace ve 3D prostoru [9] heaving

pohyb nahoru a dolů

swaying pohyb vlevo a vpravo surging

pohyb dopředu a dozadu

pitching náklon dopředu a dozadu yawing

náklon vlevo a vpravo

rolling

náklon ze strany na stranu

Složitěji se určují stupně volnosti u systému složeného z několika různých objektů, například u robotického ramene. Konečný počet stupňů volnosti je kombinací DOF každé části systému. Termín stupeň volnosti se v tomto případě používá pro vyjádření počtu parametrů, které jsou nutné k popisu polohy systému. Specifickým případem je řetězec pevných těles spojených polohovatelnými klouby. V lidské ruce je celkem sedm stupňů volnosti. Ramenní kloub je schopen rotace okolo všech tří os, stejně jako kloub zápěstí, zatímco loketní kloub je schopen pouze jedné rotace. Zdánlivá rotace okolo osy paže vychází z ramene. Mechanismus, který je schopen pohybu ve všech šesti stupních volnosti, je označován jako holonomicný (holonomic). Objekt s kontrolou nad méně stupni volnosti – než je maximum – je neholonomický (non-holonomic) a objekt překračující maximální počet stupňů volnosti je redundantní (redundant). Redundantním objektem je právě lidská ruka se sedmi stupni volnosti. [9] Lidské tělo má přibližně 206 kostí a 600 svalů, a kdyby bylo plně namodelované, mělo by kolem dvou set stupňů volnosti. [3]

2.5 Inverzní a dopředná kinematika V animaci kosterních řetězců se uplatňují dva základní principy – inverzní a dopředná kinematika. Pro vytvoření přirozeně vypadající animace těla je třeba využít oba tyto principy. 2.5.1

Dopředná kinematika

Dopředná kinematika (Forward kinematics, FK) vyhodnocuje hierarchii kostí postupně směrem od kořene k nejmenším a nejvzdálenějším větvím. Poloha řetězce je volena postupným umisťováním kloubů. Vhodné je polohovat směrem od kořenových k okrajovým. 16

Změna polohy jednoho kloubu znamená

i změnu poloh podřízených kloubů. Výhodou

dopředné kinematiky je, že má animátor vždy plnou kontrolu nad přesnou polohou každé části kostry a nad stupni volnosti každého kloubu. Díky své přesnosti ale je tato metoda velmi pracná a zdlouhavá a nejdou s ní animovat situace, kdy koncová část řetězce zůstává na jednom místě, zatímco zbylé uzly se pohybují. Vytvoření jedné pózy je výsledkem dlouhého zkoušení různých variant pozic a rotací jednotlivých kloubů řetězce. Dopředná kinematika je využívána, je-li potřeba dosáhnout specifické pozice nebo orientace koncového elementu řetězce. 13 2.5.2

Inverzní kinematika

Inverzní kinematika (IK) je metoda animace objektu nebo sady objektů, která s použitím propojené struktury kostí vytváří vzájemné vztahy mezi objekty. Díky kostem lze s minimálním úsilím vytvářet složitější a přirozenější pohyb. Při pohybu koncové části řetězce se ostatní připojené části přesouvají ve vztahu ke koncové, která pohyb inicializovala. Při animaci pomocí inverzní kinematiky stačí určit pouze počáteční a konečnou pozici objektů. Animátor se tak může soustředit na situaci koncového objektu řetězce. Inverzní kinematikou lze vytvářet přirozený pohyb rukou a nohou nebo výraz tváře mnohem jednodušeji, než s použitím dopředné kinematiky. Je vhodné ji použít k situacím, kdy konec řetězce zůstává na jednom místě, zatímco zbytek se pohybuje, nebo když má být konec řetězce veden po konkrétní cestě. I když je animace pomocí IK méně pracná, není vhodné uplatňovat ji úplně všude. IK má svá omezení a ne všechny pohyby jí jdou obsáhnout. IK může způsobovat nežádoucí nepřirozené polohy mezilehlých uzlů řetězce, nebo naopak nemusí být schopna zachytit celý rozsah pohybu, který zvládne lidské tělo. Systémy, které obsahují hodně omezení, se musí vypořádávat s faktem, že mnoha pozic řetězce nelze vůbec dosáhnout. Takovéto systémy jsou nazývány overconstrained systems (příliš podmíněné systémy). Naopak systémy, které jsou málo omezené a nabízí pro jednu pozici koncového uzlu několik různých pozic řetězce, jsou takzvané underconstrained systems (slabě omezené systémy). Dosah koncových uzlů řetězce je omezený. Reachable workspace je dosažitelný prostor, tedy celá oblast, kam může dosáhnout koncový efektor. Dextrous workspace je prostor, kam může koncový uzel dosáhnout v jakékoli orientaci řetězce.

13

[3] str. 203.

17

Obr. 2.7 (4.17 Computer Animation Algorithms and Techniques) [3] 2.5.3

Způsoby výpočtu IK

Pokud je mechanismus dostatečně jednoduchý, úhly mezilehlých kloubů mohou být vypočítány analytickou cestou. Mezi počáteční a koncovou pozicí se mezilehlé pozice vytvoří interpolací hodnot pozičních vektorů. Ve většině případů je systém příliš složitý pro řešení analytickým způsobem. Je třeba využít inkrementální přístup využívající matic hodnot (Jakobián), 14 které určují změny v kloubech v závislosti na pozici koncového bodu. Inverzní kinematika může být počítána také pomocí inverze nebo pseudoinverze Jakobiánu. Detailnější pohyby mohou být vypočteny pomocí pseudoinverze Jakobiánu dodáním prioritního řešení charakteristického znaku pohybu. Běžné výpočetní metody používají pseudoinverzi Jakobiánu, i ta ale nedokáže přesně simulovat charakter lidského pohybu. Formální inverzní přístup s použitím Jakobiánu může být nahrazen procedurálním přístupem založeným na stejných principech, které ale lépe simulují lidský pohyb. 15 Na klouby ležící nejdále od efektoru má efektor největší vliv, klouby umístěné blízko něj mění úhly potřebné pro konečný vynikající vzhled řetězce. Toto je implementováno procedurálně, výpočtem vlivu každého stupně volnosti na koncový bod. 2.5.4

Jakobián

Struktury reprezentující lidskou figuru jsou příliš komplexní na to, aby byly počítány analytickým způsobem. V každém okamžiku je zjištěna nejlepší cesta ke změně pozice kloubů pomocí rotací. Účelem je dosáhnou přesné pozice a orientace koncového efektoru a 14

Viz oddíl 2.5.4.

15

[3] str. 192, 319.

18

zároveň požadovaného vzhledu celého řetězce. Výpočet je uskutečněn pomocí matice parciálních derivací, zvané Jakobián. Jakobián je matice 6 × 6, která představuje šest funkcí se šesti nezávislými proměnnými. Vložením specifických hodnot úhlů kloubů xi jsou pomocí příslušného vzorce vypočteny příslušné hodnoty pozice a orientace koncového efektoru yi. V mnoha bodech v čase je Jakobián lineární funkcí xi. Každý výraz Jakobiánu odpovídá změně rotace kloubu a zároveň změně pozice a orientace koncového efektoru. Rotační změna v koncovém efektoru odpovídá rychlosti úhlu kloubu pod koncovým objektem. Problém je určit nejlepší lineární kombinaci rychlostí vyvolaných různými klouby, která bude mít požadovanou výslednou rychlost v koncovém bodě. Jakobián formuluje tento problém v maticové podobě. Při výpočtu pomocí Jakobiánu je nutné pracovat s hodnotami souřadnic spadajících pod jeden souřadnicový systém. Souřadnice kloubů bývají v některých reprezentacích vztahovány na předchozí uzly v řetězci, proto je nutné tyto souřadnice před použitím Jakobiánu převést do globálního souřadnicového systému. 2.5.5

Vhodnost použití FK a IK

Rozdíly metod jsou dobře popsatelné na příkladu paže a ruky. Inverzní kinematika vypočítá polohu a úhel kostí v paži podle polohy ruky. Zatáhnutím za poslední část se ostatní části přizpůsobí. Dopřednou kinematikou (FK) se polohuje postupně jedna kost po druhé do požadovaných úhlů pomocí rotace v kloubech. Zjednodušeně by se daly silové úkony považovat za úkony popsatelné inverzní kinematikou, zatímco dopředná kinematika slouží k zachycení pohybů vykonávaných nevědomky. Inverzní kinematiku používá lidská mysl k běžným úkonům jako chůze nebo sahání pro předměty. Člověk, který chce jít, neurčuje polohu každého kloubu na noze zvlášť, než došlápne. Mozek přikáže chodidlu, aby se posunulo a kosti, klouby a svaly celé nohy se automaticky přesunou tak, aby byla výsledná poloha chodidla vyhovující. Dopřednou kinematiku používáme pro nevynucené pohyby, například zhoupnutí ruky při chůzi nebo padání bezvládné ruky. Tento pohyb koná tělo mimoděk a ruka je při něm uvolněná. Nejprve se pohybuje loket, až za ním následuje zápěstí a jako poslední prsty ruky. Kdybychom tento pohyb animovali pomocí IK, bylo by zhoupnutí nepřirozené.

2.6 Animace postavy ve 3D grafice Ačkoli se rozpohybování narigované postavy zdá z počátku jednoduché a spontánní, není tomu tak. Je třeba studovat rozfázování pohybů a jejich správné načasování, aby animace vypadala přirozeně. 19

Při animování je dobré soustředit se na jednotlivé, izolované části těla. Předem si stanovit malý úsek časové osy a pro něj vytvořit nejprve klíčové snímky pro pohyb jedné části těla, potom se vrátit na začátek animace a přidat rozfázování pohybu další části. Tímto způsobem se práce na animaci zpřehlední. Já jsem postupovala tak, že jsem nejdříve animovala jednu nohu, pak přenesla její pohyb pomocí Mirror Tool na nohu druhou, a nakonec se věnovala animování rukou. Je přirozené, že pohyby různých částí těla nezačínají a nekončí ve stejnou chvíli. Při pohybu ruky při chůzi se nejprve pohybuje kost pažní a až za chvíli po ní předloktí. Ten samý princip funguje mezi předloktím a zápěstím. Celkově ruka budí dojem řetězové reakce. Žádná část těla by se neměla úplně zastavit, protože v lidském těle stále pracují svaly a šlachy a působí na něj gravitační síly. Co kamera nevidí, to není důležité. Toto pravidlo platí nejen u 3D modelování, ale i u animace. Počet klíčových snímků markantně ovlivňuje vzhled animace. Je-li klíčových snímků mnoho v malých rozestupech od sebe, model se pohybuje křečovitě. Zlaté pravidlo pro dosažení plynulého pohybu je použít méně klíčových snímků ve větších rozestupech. [4]

20

3 MOCCA Společnost Maxon představila ve verzi R8.x programu Cinema 4D skupinu nástrojů MOCCA zjednodušujících animaci. Zkratka MOCCA znamená Motion Capture and Character Animation (zachycení pohybu a animace postav).

3.1 MOCCA 2 Původní verzí programu byla MOCCA 2 a pracovala s měkkou IK (inverzní kinematika), která byla pro uživatele často příliš složitá a vzhledem k ostatním konkurenčním pojetím animace se stala zastaralou a nedostatečně flexibilní. Z toho důvodu D. K. Libische přivedl na svět dodatečný komplexní balík pro MOCCA 2, který dokáže pracovat nejen s objekty Bones (kosti), ale i s objekty Joints (klouby) a s objekty Joint Chain (řetězce kloubů). Klouby jsou v podstatě jen mezilehlé koncové body kostí, ale kosti kloubů se umí zobrazit coby legitimní objekty v Object Manager na rozdíl od standardního deformátoru Bones. 16

3.2 Srovnání MOCCA 2 a MOCCA 3 MOCCA 3 ukazuje nové možnosti animace v programu Cinema 4D. Nástroje užívané v programu MOCCA 3 navazují na své předchůdce ze skupiny MOCCA 2 vytvořené pro práci s měkkou inverzní kinematikou. Funkcionalita nástrojů z MOCCA 2 byla autory přenesena do novější verze MOCCA 3. Standardní kosti používané inverzní kinematikou MOCCA 2 lze přeměnit na křivky a s jejich pomocí řídit cestu animovaných bodů a také dynamiku bodů. Nové Joints takto použít nelze, protože Skin Deformer nepracuje s křivkami. Morfovací nástroje nové MOCCA 3 neumí pracovat s hierarchií. Obě verze tak dosahují v tomto ohledu podobných výsledků a záleží jen na uživateli, kterou z nich upřednostní. Ve verzi MOCCA 2 dochází k určitým nežádoucím efektům – na modelu při mapování vlivu kostí zůstávají „hluchá“ místa, případně se oblasti vlivu kostí překrývají a sečtená váha sousedních kloubů přesahuje na některých místech povrchu optimální hodnotu. Nová verze odstranila tyto nedostatky prostřednictvím aplikace změn oblastí vlivu kloubů i na sousední oblasti a následným přepočítáním součtu překrývajících se oblastí na optimální hodnotu. Třetí verze se zaměřuje více na animaci pomocí řetězců kloubů, která je výrazně méně pracná než

16

[6] str. 10-12; [16].

21

manipulace s jednotlivými objekty. Rigování a animace charakterů pomocí MOCCA 3 se tak stává v očích recenzentů doslova hračkou. 17 3.2.1

MOCCA 3

MOCCA 3 se samozřejmě nezabývá jen kosterním systémem, ale rigováním komplexně. Obsahuje například deformátor Skin (kůže), deformátory a vlastnosti pro ovlivňování povrchu, nástroje umožňující převádění Joints na Bones a naopak, navazování svalů, vytváření oděvů, které jsou podpírány tělem postavy a které se při animaci deformují, a omezování pohybu a rotace kloubů. 18 Nejzákladnější a zároveň nejdůležitější části MOCCA jsou nástroje pro tvorbu kostry pomocí Joints a pro vytvoření riggu. 19 Těchto nástrojů je celkem pět: Joint Tool, Weight Tool, Mirror Tool, Naming Tool a Morph Brush. 20 3.2.2

Správci

MOCCA 3 přichází se dvěma významnými funkcionalitami – správci. První z nich je VAMP – Vertex Map Manager, který je schopen přenášet vlastnosti, například bodovou mapu, z jednoho objektu na jiný objekt, přestože vnitřní struktura těchto objektů je vzájemně nezávislá. Druhým správcem je Visual Selector (vizuální selektor), který uživateli usnadňuje orientaci v kostech a kloubech a dělá tak animování postav mnohem jednodušším. Uživatel nemusí hledat konkrétní cílový bod ve složité stromové struktuře ve správci objektů. Vizuální selektor otevře obraz modelu v novém okně, kde jsou jednotlivým pohyblivým částem těla přiděleny rozlišovací značky. Kliknutím na značku v okně selektoru část těla vybereme a v modelovacím okně s touto částí pohybujeme. 3.2.3

Deformátory

Vedle zmíněných funkcionalit nabízí MOCCA 3 mnoho dalších nástrojů, které stručně představím v následujícím textu. Deformátor Jiggle (houpání) vytváří sekundární pohyb bez použití kostí nebo kloubů. Při animaci charakteru se dá využít například na pohupující se břicho poskakující postavičky. Dalším zajímavým deformátorem je Squash&Stretch (zmáčknout&natáhnout), který jednoduše animuje natahování a smršťování a simuluje pružnost objektů. Díky deformátoru Cluster (klastr) můžeme animovat detailní pohyby různých částí těla 17

Tamtéž.

18

[16]; [14].

19 20

Pro narigování postavy. Viz kapitola 3.3.

22

nezávisle na kostech nebo kloubech. Používá se především pro animování obličeje. Point Cache (cache bodů) je – jak název prozrazuje – pohybová paměť, která dokáže uložit animaci postavičky, přidat ji jako novou položku do správce objektů a kombinovat ji s dalšími efekty, jako například Motion Blur (rozmazání pohybem), a dokonce přenášet uloženou animaci na jiné modely. 3.2.4

Vytváření oděvů

Za samostatné odvětví MOCCA 3 se dá považovat vytváření oděvů a jejich animace pomocí Clothilde. Clothilde dokáže vytvořit oděvy pružné, poškozené, simulující rozličné materiály o různé tvrdosti a poddajnosti a navíc je i animovat.

3.3 Základní nástroje pro rigování 3.3.1

Rozdíl mezi Joints a Bones

Cinema 4D obsahuje dva typy objektů, ze kterých může být utvořena kostra, Joints (klouby) a Bones (kosti). Je doporučené používat klouby, protože je práci s nimi přizpůsobena většina nástrojů MOCCA. Pro export do jiných programů je možný převod kloubů na kosti. Klouby jsou specifikovány pouze svou pozicí v prostoru, a proto jsou nedeformovatelné a mohou být orientovány nezávisle na směru kosterního řetězce. Klouby na rozdíl od kostí nabízí automatizovaný mód vytváření map vlivu na objekt kůže. Kosti jsou definovány svou délkou a jsou srovnatelné s pevnými objekty. Rotací kosti dochází k rotaci podřízených objektů. 3.3.2

Nastavení kloubů

V nastavení kloubů v záložce Objects

lze specifikovat pomocí parametru Bone směr

orientace mezilehlých částí kloubů. Tento směr je důležitý při přidělování vah vlivu. Nejpoužívanější a v mnoha případech nejlogičtější nastavení je To Child. Spojnice mezi klouby nejsou skutečnými objekty (opačně tomu je v případě kostí), proto je délka mezilehlých spojnic nezávislá na pozicích kloubů. Nastavení velikosti spojnic kloubů na hodnotu délka přizpůsobí délku kosti délce spojnice kloubů, což poskytuje uživateli nejsnadnější představu o hierarchii a tvaru kostry. Výběrem osy kloubu a stisknutím tlačítka zarovnání se kloub nasměruje zvolenou osou ke svému podřízenému kloubu (pokud je

23

zvolena orientace To Child). Tímto způsobem lze řešit například správnou orientaci os v kloubech prstů. 21 3.3.3

Joints Tool

Joints Tool (kloub – nástroj) je standardním nástrojem pro tvorbu a správu nově vytvořené struktury kloubů. Stisknutím klávesy Ctrl a umístěním Joint vytváří řetězce kloubů. Na spojnici mezi dvěma již vytvořenými klouby lze vytvořit nový kloub stisknutím klávesy Shift a kliknutím na spojnici. Bez stisknutého Ctrl se kloub přesouvá. Posunutí jednoho kloubu pomocí tohoto nástroje neznamená posunutí celého řetězce. Jeden kloub se posune, zatímco ostatní zůstávají na místě a řetězec se deformuje. Obecně jsou postavy i jejich kostry modelovány symetricky tak, že ruce a nohy jsou umístěny stejně na pravé i na levé straně těla a mají stejnou strukturu. Nabídka Joints Tool obsahuje tvoření symetrické kostry podle volitelné roviny zrcadlení. 3.3.4

Vlastnost Weight

Příkaz Bind (propojení) po aplikaci na kostru a polygonovou strukturu těla vytvoří nový deformátor Skin (kůže) jako potomka těla a přidělí polygonové síti vlastnost Weight (vliv). Informace o míře deformace nejsou umístěny v objektu deformátoru Skin, který váhy bodů aktivuje, ale ve Weight. Je možné mít pro více objektů jen jeden deformátor Skin, ale každý objekt musí mít svou vlastnost Weight. V některých animacích může být výhodou možnost vyjmout z objektu kostru a pohybovat s ní vedle polygonové struktury těla tak, že deformace těla je stále ovlivňována pohybem kostry. Tohoto efektu lze dosáhnout v deformátoru Skin ve správci nastavení výběrem parametru Object z nabídky Coor (souřadnice). Přestože nyní bude postava zcela mimo objekty kloubů, stále bude podléhat jejich vlivu. [16] V nastavení vlastnosti Weight mohou být nápomocna tlačítka Clear Weights, Remove Empty, Auto Weight, Set Pose a Reset Pose. Clear Weights (vyčistit nastavení vlivu) maže všechny existující vlivy kloubů na vertexy. Remove Empty (odstranit prázdné) maže klouby, které nemají žádný vliv na polygony, toto tlačítko je vhodné použít až po nanesení všech vlivů kloubů. Auto Weight (automatický vliv) přiřadí postavě vlivy kloubů. V ideálním případě by se mohlo začít s animováním postavy ihned, vždy je ale vhodné vlivy přinejmenším překontrolovat. Mapy vlivu jsou znázorněny barevně. Černá barva znamená, že na polygony nebo body nemá kloub žádný vliv, bílá barva znázorňuje 100% vliv, stupně šedi 21

[1] str. 271.

24

označují míru ovlivnění. Automatic Weighting zajišťuje, že je každý vertex přidělen k nejbližším kloubům. Set Pose (nastavit pózu) nastavuje počáteční pozici rigované postavy a pozici kloubů, do této počáteční pozice je možné se vždy vrátit pomocí Reset Pose (vymazat pózu). 3.3.5

Weight Tool

Weight Tool (nanášení vlivu – nástroj) slouží pro úpravu váhy na jednotlivých bodech polygonové struktury. Vlastnost Weight znázorňuje hned po svém vzniku pomocí příkazu Bind automaticky vygenerované váhy. Tyto váhy ale nikdy nejsou naprosto správně naneseny, proto je nutné použít nástroj Weight Tool k jejich překontrolování a úpravě. Jednotlivé vlivy kloubů se zobrazí označením polygonové struktury, následným označením kloubu s klávesou Ctrl a aktivací Weight Tool pomocí nabídky Character > Weight Tool. Podle právě aktivovaného módu se zobrazují polygony nebo body v odstínech šedi. Jednoduchou změnou barvy pro každý klub v tabulce Weight tool > Weights (Vliv) lze docílit přehlednějšího zobrazení vlivů kloubů.

Obr. 3.1 Rozlišení vah

Obr. 3.2 Rozlišení vah tabulka

V záložce Weight Tool > Options (volby) > Mode (režim) lze nastavovat způsob nanášení vah. Nejdůležitější tři způsoby jsou absolutní hodnota, přidat a mazat. Mezi režimy přidat a mazat se dá jednoduše přepínat pomocí klávesy Ctrl. Nanášení map společně se stištěným Ctrl nastavuje opačný režim a kurzor na změnu upozorňuje zčervenáním. V režimu Remap (přemapování) probíhá editace vah pomocí křivky. Kromě režimu a intenzity je možné upravit i dvě nastavení Clamp (oříznutí), která definují horní a spodní limity vah.

25

Aplikace vah může probíhat několika způsoby. Automatic weighting (automatické vyvažování) zajišťuje, že je každý vertex přiřazen nejbližšímu kloubu a celá struktura se jeví vyváženě. Automatické vyvážení lze lehce upravovat pomocí definování úbytků vah a počtu kloubů, které mohou mít vliv na vertex. Velké skupiny polygonů nebo bodů, které mají mít stejný vliv, se vyvažují tak, že jsou nejprve označeny některým z nástrojů výběru (např. výběr > smyčka hran) a poté je zvolen nástroj Weight Tool > Options (volby) > volba intenzity > Apply Selected (použít vybrané). Oblast lze zvětšovat a aplikovat na ni nižší intenzity v módu přidat. Weight Tool > Options (volby) > volba intenzity > Apply All (použít vše) aplikuje vybranou intenzitu na všechny polygony objektu. Pokud grafik volí svou cestu a chcete začít s „čistým plátnem“, může automatické vyvažování smazat tlačítkem Aply All s nastavenou absolutní intenzitou 0, nebo ve vlastnosti polygonové struktury Weight (vliv) stisknout tlačítko Clear Weights (vyčistit nastavení vlivu). Reassign to Selected přiřadí všem neoznačeným polygonům váhu 0 %. Detailní přístup umožňuje upravovat jednotlivé body aplikací malých intenzit vlivu. Záložka Weight Tool > Painting (nanášení) poskytuje široké možnosti volby nástroje pro úpravu intenzit, mimo jiné i velikost nástroje. Velikost nástroje lze jednoduše změnit též stiskem pravého tlačítka myši a rolováním kolečka myši. Zaškrtávací políčko Auto Normalize (automatická normalizace) přepočítává všechny překrývající se váhy kloubů tak, aby byl každý vertex 100% ovlivněn. Tlačítko Normalize (normalizovat) je možné používat místo automatické normalizace, jeho funkce je ale odlišná. Toto tlačítko normalizuje pouze váhy bodů ovlivněných právě označeným kloubem.

26

Obr. 3.3 Weight Tool 3.3.6

Mirror Tool

Mirror Tool (zrcadlení – nástroj) se zabývá zrcadlením struktury kloubů včetně jejich vlastností, inverzní kinematiky, vlivu na povrchovou strukturu a animace. Je vhodné aktivovat jej po označení vzorového objektu a do cílového pole potom přenést objekt, na který se mají vlastnosti zrcadlit. Mirror Tool poskytuje mnoho možností volby rovin a typů zrcadlení.

Obr. 3.4 Mirror Tool 27

3.3.7

Naming Tool

Naming Tool (pojmenování – nástroj) je užitečným pomocníkem zejména u pojmenovávání složitější kosterní struktury. Je velmi důležité dávat kloubům smysluplná jména, podle kterých budou snadno dohledatelné. Pojmenování jsou nepostradatelná při nanášení map vlivu i při ovládání kosterního systému. Nástroj Naming Tool se využívá především pro změnu jmen kloubů zkopírovaných zprava do leva pomocí Mirror Tool nebo při pojmenovávání prstů.

Obr. 3.5 Naming Tool

3.4 Nástroje pro simulaci svalů Cinema 4D obsahuje dva nástroje, kterými je možné simulovat natahování a smršťování svalů pod kůží. Před umisťováním svalů by měla být kostra již navázaná k polygonové struktuře. 3.4.1

Muscle

První přístup využívá objekt Muscle (sval) a deformátor, který se přiřazuje pod polygovovou strukturu a ovlivňuje ji podle chování svalu. Muscle Object i Muscle Deformer se skrývají v nabídce Character. Objekt svalu se automaticky vloží do středu souřadnicové soustavy. Podle kloubů volených do polí upevnění se sval sám přimkne ke kostře. Je třeba upravit jeho délku, k čemuž slouží další pole v tabulce Upevnění. Základní poloha svalu vůči kosti a velikost svalu se definuje v tabulce Nastavení. Upevněný sval by se měl nyní pohybovat v závislosti na pohybu kloubů vůči sobě. Natahování a smršťování svalu se upravuje pomocí křivek a definování minimálních a maximálních hodnot ovlivňujících sval.

28

Obr. 3.6 Napnutý a smrštěný sval Pokud sval funguje podle představ, může být umístěn pod polygonovou strukturu. Muscle Deformer

musí ležet v hierarchii polygonové struktury, kterou má ovlivňovat sval. Do

parametrů deformátoru má být přetažen sval, jehož pohyb deformátor převádí na polygonovou strukturu. [18]

Obr. 3.7 Muscle Object a hierarchická struktura svalu Obr. 3.8 Muscle Deformer

29

3.4.2

Morph Brush

Morph Brush umožňuje upravovat objekt štětcem a nabízí řešení detailních problémů animace. Dá se jím simulovat natahování a smršťování svalstva přecházením mezi dvěma různými stavy morfovaného objektu a je mnohem flexibilnější než předešlý způsob simulace svalstva, protože může ovlivňovat každý bod jiným způsobem. [15] Morf funguje na základě mapování jedné situace na jinou, v tomto případě se jedná o mapování stavu objektu v závislosti na rotaci kloubu. Vlastnost Morph (morf) lze přidat do polygonové struktury zobrazením nabídky pomocí pravého tlačítka Character Tags (charakter vlastnosti) > Morph. Ve vlastnostech morfu je možné přidávat nové Morph Target (cíle morfování). Zaškrtnutím Auto Joint Driven (automatické řízení klouby) a pohybem kloubu, který má morf ovlivňovat, se do vlastností kloubu automaticky přiřadí Driven Tag (řízení vlastnost). Jestliže jsou pro pohyb kostry využívány ovladače, přiřadí se řízení jak ovladači, tak všem kloubům, které ovladač ovlivňuje. Pokud je struktura končetiny složitější, vlastnost řízení se přiřadí k více kloubům, než je nutné. V tomto případě je možné přebytečné vlastnosti smazat, nebo vlastnost řízení vkládat k objektům jednotlivě z nabídky pravého tlačítka Character Tags (charakter vlastnosti) > Driven Tag (řízení). Řízení udává v jaké ose má kloub rotovat, aby byla polygonová struktura ovlivňována, pro jaký úhel rotace je stanoven počáteční stav struktury a pro který úhel má být struktura změněna do stavu druhého.

Obr. 3.9 Morph Brush a hierarchie morfování Obr. 3.10 Driven Tag

30

Do vlastností řízení je nutné uvést Driven Object (řízený objekt), kterým je polygonová struktura obsahující vlastnost Morph. Kloub, který ovlivňuje morf by nyní měl být v pozici, při které je sval smrštěný. Nyní přichází fáze definování druhého stavu objektu. Označením polygonového objektu v režimu hran, bodů nebo polygonů se objekt narovná do původní polohy, ale kloub zůstane zohnutý. Nyní je možné definovat nový tvar zatnutého svalu. Pokud je tento pohled na deformaci matoucí, vložením polygonového objektu pod HyperNURBS se zobrazí sval v jeho budoucí pozici, lze pak lépe definovat výsledný tvar svalu. Tvar je možné definovat pomocí štětce nebo přesunu bodů. Ve vlastnosti morfu je nyní nutné vypnout Auto Joint Driven. Při pohybu kloubu by se měl nyní sval deformovat do požadovaného tvaru. Současně s rotací se ve vlastnosti morfu mění hodnota na posuvníku Strength (intenzita), čímž je možné zkontrolovat správnou funkčnost morfu.

Obr. 3.11 Nanášení morfu bez HyperNURBS Obr. 3.12 Nanášení morfu s aktivním HyperNURBS

3.5 Nástroje zjednodušující orientaci při animování 3.5.1

Visual Selector

Při procesu animování je nutné často překlikávat mezi ovladači jednotlivých částí těla a kostmi. Jelikož je ovladačů a kostí mnoho, stávají se i přes vhodné pojmenování nepřehlednými a stálé hledání konkrétního ovladače je únavné. Namísto stálého prohledávání seznamu názvů kloubů je možné výběr urychlit pomocí Visual Selector (vizuálního 31

selektoru). Na pozadí vizuálního selektoru se umístí libovolný obrázek a na něj obrázkové odkazy na ovladače. Selektor se spouští přes kliknutí pravým tlačítkem na objekt v tabulce Objects, Character Tags (charakter vlastnosti) > Visual Selector. V počátečním nastavení selektoru je zobrazena celá postava, levé a pravé chodidlo a levá a pravá ruka.

Obr. 7.1 Visual Selector – původní zobrazení Obr. 7.2 Visual Selector s vlastním obrázkem a odkazy na ovladače Přes Attribute Manager je možné zadat cestu k vlastnímu obrázku, nebo vybraný obrázek jednoduše přetáhnout z webového prohlížeče nebo složky. Odkazy na ovladače se do selektoru vkládají přetáhnutím ovladače na konkrétní místo v selektoru. Pro větší názornost jednotlivých odkazů na části těla Cinema poskytuje ikonky, které je možné změnit v nabídce selektoru Tag (vlastnost) > Hot Spots (zkratky) kliknutím na některý z ovladačů a výběrem nového obrázku. Tento jednoduchý obrázek s odkazy může výrazně urychlit práci na animačních projektech. 22 3.5.2

Informace na obrazovce

Uživatelská data je možné při tvorbě animace ovládat přes vlastnosti ovladače, nebo přímo přes info, které se zobrazuje v animačním okně. Info se zobrazuje jen když je zapnutý konkrétní ovladač. Tabulka informací se k obrazovce připojuje přes uživatelská data. Nejjednodušší je označit najednou všechny názvy posuvníků a v menu pravého tlačítka vybrat Add to HUD (přidat k infu na obrazovce). Tabulku je možné libovolně přesunout pouze se stisknutou klávesou Ctrl. Nyní lze pomocí posuvníků přímo na obrazovce manipulovat s uživatelskými daty.

22

[1] str. 303.

32

Obr. 3.13 Informace na obrazovce

33

4 Příprava lidské postavy pro animaci v programu Cinema 4D Příprava celkového rigu postavy vyžaduje přesné pořadí úkonů. Při nesprávném seřazení nastávají velké komplikace, kvůli kterým je nutné vracet se o mnoho kroků zpět.

4.1 Příprava modelu před umístěním kostry Před vytvářením kostry postavy je nutné překontrolovat postavu samotnou. Důležité je její umístění v prostoru, její postoj a samezřejmě i polygonová struktura.

4.1.1

Velikost modelu

Před tvorbou kostry je nutné zkontrolovat velikost modelu. U modelu s navázanou kostrou a napojenou inverzní kinematikou není jednoduché měnit velikost. Pokud nebude model použit jen v prázdné scéně, je nutné porovnat jej s ostatními předměty a hlavně postavami, které budou v animaci vystupovat. Nejlepší samozřejmě je tvořit všechny modely předmětů a postav v reálné velikosti, abychom měli vždy kontrolu nad jejich vzájemnými poměry. Cinema používá jako výchozí jednotky metry, jednotky je však možné změnit pomocí Edit (úpravy) > Preferences (možnosti nastavení) > Units (jednotky) na milimetry, nanometry nebo naopak míle či pixely.

Obr. 4.1 Dřevěná postavička díky velikosti vypadá vzhledem k lidské postavě jako hračka Obr. 4.2 Velikost obou postav je srovnatelná

34

4.1.2

Poloha modelu

S ohledem na budoucí zrcadlení kostry podle globálních souřadnicových os je vhodné umístit postavu tak, že rovina os YZ prochází středem těla a postava se dotýká nohama roviny os XZ. Střed souřadnicové soustavy je dobré umístit mezi chodidla postavy. Nastavení souřadnic modelu na hodnotu (0,0,0) nemusí být vždy přesné, díky čemuž mohou vznikat komplikace. Záleží tu na umístění lokální osy modelu, je proto nutné zkontrolovat umístění lokální souřadnicové osy vzhledem k modelu. 4.1.3

Póza modelu

Před nastavením základní pózy modelu by měla přijít rozvaha nad tím, jakých pohybů má být model při animaci schopen. V případě humanoidního modelu jsou dosažitelné pohyby předem dány omezenou pohyblivostí různých typů kloubních spojení kostry. U lidského modelu by základní póza měla být neutrální. Nohy by měly být rozkročeny přibližně na šířku ramen tak, aby nedocházelo k dotyku polygonů levé a pravé končetiny a aby postava měla stabilní těžiště. Největší dilema obvykle vyvstává v oblasti ramene. Do jaké pozice rameno umístit, aby bylo schopno obsáhnout všechny důležité pohyby? Ruka by v počáteční poloze měla být uvolněná a neměla by být umístěná v žádné extrémní pozici. Extrémní pozice jsou pozice T a I. Při T pozici jsou ruce upaženy kolmo k tělu, svaly na ramenou jsou zaťaté a navíc při modelaci svalů může docházet k nepatrným chybám v anatomii a polygonové síti, které vyniknou při umístění ruky do svislé pozice. Pozice I znamená, že jsou ruce připažené k tělu. V tomto případě se vyskytují problémy při modelování podpaždí. Hrany polygonů jsou na sebe nahuštěné a mají tendenci vytvářet nechtěné kožní záhyby. Nejmenší problémy vznikají při použití základní pozice A, kdy ruce směřují šikmo dolů a svírají s tělem úhel v rozmezí 45° a 75°. Jelikož jde o polohu mezi pozicemi T a I, není příliš obtížné nanést na polygonovou síť váhy vertexů tak, aby se ruce chovaly přirozeně v obou těchto pozicích.

35

Obr. 4.3 T pozice

4.1.4

Obr. 4.4 A pozice

Polygonová síť modelu

Před započetím práce na kostře postavy je nutné překontrolovat polygonovou síť a zjistit, jestli se na ní nenachází chyby, které by mohly značně zkomplikovat celý proces navazování kostry a později i práci na animaci. Malá chyba na začátku práce může v konečném výsledku vyústit ve velmi těžko řešitelný problém, stejně jako nesprávné pořadí úkonů při umisťování a navazování kostry. V ideálním případě je síť kvadratická a normály všech polygonů jsou otočeny jedním směrem. Standardní směr normál ukazuje ven z polygonové struktury. Tento požadavek lze zkontrolovat označením celé polygonové sítě bez aplikovaného HyperNURBS příkazem Ctrl+A a prozkoumáním barvy polygonů. Polygony, jejichž normály směřují ven mají oranžovou barvu, ty s normálami dovnitř mají barvu modrou. Polygonová struktura, která je potomkem HyperNURBS se zobrazuje vždy celá oranžová, proto je nutné ji pro účely této kontroly z modulu vyjmout. Označené modré polygony obrátí příkaz funkce > otočit normály, který lze najít také v nabídce, která se objeví po stisknutí pravého tlačítka myši. Dále je nutné zkontrolovat zdvojené vrcholy nebo hrany. Při převádění symetrie na celistvou polygonovou strukturu může dojít k chybě, kdy se některé body nesvaří automaticky. Síť polygonů může vypadat na první pohled v pořádku, ale po aplikaci HyperNURBS v místě spoje vznikají ostré hrany a na polygonové síti jdou vidět body, ve kterých je struktura jakoby zlomená.

36

Obr. 4.5 Chyba v polygonové síti zeleně jsou naznačené dobře spojené body a červeně body rozdělené. Poslední správně spojená dvojice tvoří na polygonové síti viditelné přerušení křivky.

Pro opravu jednotlivých dvojic bodů slouží nástroje struktura > sešít nebo struktura > svařit. Oba tyto nástroje jsou opět dohledatelné i v nabídce pravého tlačítka myši. Nástroj sešít může být aplikován i na dlouhé nesešité hrany, nástroj svařit je vhodné používat jen na jednotlivé nesešité dvojice bodů. Čím menší počet polygonů bude model mít, tím jednodušší bude práce se sestavením jeho kostry a s animací. Příliš propracované struktury s mnoha malými polygony vyžadují propracovanější kosterní systém, se kterým souvisí složité bodové mapy vlivu. Problémy při nanášení map vlivu vznikají u částí těla, které stojí samostatně, ale jejichž polygony jsou moc blízko u sebe, nebo se dokonce překrývají. Takovéto choulostivé oblasti bývají prsty rukou (prsty nohou se většinou neanimují každý zvlášť) a oblasti kolen, chodidel a kotníků. 4.1.5

Tok v polygonové struktuře

Je složité vytvořit polygonovou síť tak, aby při animovaném pohybu vypadala přirozeně. Je mnoho přístupů jakými lze polygonovou strukturu pojmout. Někdo preferuje velmi anatomicky propracovaný model i za cenu toho, že nebude složen jen z kvadratických polygonů, jiný prosazuje dokonalou kvadratickou strukturu. Knihy, ze kterých jsem čerpala pro potřeby této práce, preferují první přístup, dnes se ale stále více grafiků přiklání ke způsobu druhému, detaily těla vytváří v programech, které nabízí detailní způsob modelovaní tzv. sculpting (ZBrush, Mudbox), a následně je na jednoduchou polygonovou strukturu přenáší pomocí textur. Toky polygonů v síti se odvozují ze znalostí anatomie lidské svalové hmoty. Nejsložitější je vytvoření správných toků v oblasti ramene a podpaždí. Ramenní kloub je jedním z nejpohyblivějších kloubů lidského těla. 4.1.6

Rozdělení polygonové struktury

Rozdělení polygonové struktury na jednotlivé části těla není nezbytně nutnou součástí přípravy postavy, ale může zpřehlednit pozdější práci na tvorbě kostry, navazování kostry na polygonovou síť i animační práci. Jednotlivé části struktury mohou být podle potřeby skryty, aby zbytečně nepřekážely, nebo naopak zviditelněny. 37

Tělo je vhodné rozdělit například na trup, hlavu, samostatné horní a dolní končetiny, chodidla a ruce. Pro rozdělení struktury na jednotlivé části je nutné celý objekt v tabulce Objects označit. Nyní je vhodné vybrat pomocí Selection (výběr) > Loop Selection (smyčka hran) hranice části těla, například smyčku polygonů okolo zápěstí, poté lze pomocí nástroje Selection > Fill Selection (vyplnit výběr) vybrat celou oddělenou oblast zápěstí a prstů. Dále je nutné vybranou část pojmenovat pomocí Selection > Set Selection (zachovat výběr). Vedle polygonové struktury se vytvořila ikona s oranžovým trojúhelníkem označujícím vybranou část, kterou je možné nyní pojmenovat. Při výběru a specifikaci další části je nutné znovu označit v tabulce Objects celou polygonovou strukturu, jejíž část bude definována. Připomínám, že označování se stisknutou klávesou Shift přidává další polygony k výběru, kdežto označování s Ctrl polygony z výběru odebírá. Při zobrazení vlastností objektů do hierarchické struktury jsou vidět i názvy jednotlivých částí. Jiné zobrazení se volí v tabulce Objects v záložce View (pohled) > Vertical Tags (vlastnosti vertikálně). Po označení ikony konkrétní části lze volit z různých možností skrytí nebo zviditelnění polygonů.

Obr. 4.6 Hiererchie rozdělěné struktury

Obr. 4.7 Možnosti skrývání polygonů

38

4.1.7

Tvorba kosterního systému v Cinema 4D

Před tvorbou kostry je nutné zkontrolovat pozici polygonové sítě, její polohu a nedostatky v její struktuře. Klouby se do postavy vkládají pomocí nástroje Joint Tool v předním nebo bočním pohledu. Pokusy o umístění kostí v perspektivním pohledu jsou zdlouhavější, protože perspektivní pohled v tomto případě neposkytuje potřebný přehled o polohách, do kterých mají být klouby umístěny. Je dobré nejprve zvolit jeden z ortografických pohledů a v něm umístit klouby do správných poloh a poté přejít do jiného ortografického pohledu. Klouby jsou nyní vytvořeny v jedné rovině. Jednotlivým označováním a vodorovným přesouváním kloubů pomocí Joint Tool je nyní možné upravovat kostru tak, aby ležela v požadovaných místech. Před vložením prvního kloubu nemusí být zaškrtnuto políčko Root Null v možnostech nástroje Joint Tool, protože vložení nulového objektu nemá v tomto případě na kostru žádný vliv a spíše v tabulce objektů překáží. Při umisťování kostí je nutné dbát na jejich rotaci vzhledem k jejich poloze v polygonové struktuře a vzhledem k ostatním kostem. Špatná rotace kostí se po aplikaci IK těžko upravuje a po připoutání k polygonové síti způsobuje nemalé problémy v ovladatelnosti narigované postavy. Po vytvoření řetězce kloubů je vhodné klouby ihned pojmenovat. Rychlý pohyb po hierarchii kloubů umožňují šipky klávesnice, pro úpravu jména a potvrzení nového jména stačí stisknout klávesu Enter. Umisťování kloubů do prstů ruky je možné urychlit kopírováním kostry prstu. Po pečlivém vytvoření jedno prstu – včetně pojmenování – lze zkopírovat hierarchii prstu označením všech kloubů a přetažením hierarchie v tabulce objektů se stisknutou klávesou Ctrl. Řetězec se do polygonové struktury zkopíruje na stejné místo. Přejmenovat nový prst je možné například pomocí nástroje Maminy Trol a v modelovacím módu lze přesunout nově vytvořenou kostru prstu na patřičné místo. Klouby prstů mají být umístěny vždy na pozici reálného kloubu. Zvláštní pozornost by měla být věnována rotaci palce. Osa rotace palce je vzhledem k ostatním prstům vychýlena, proto se klouby palce nastavují v modelovacím módu rotováním jednotlivých kůstek tak, aby podřízený kloub dosáhl zamýšlené pozice.

39

Obr. 4.8 Rotace kloubů ruky Aby byla kostra postavy celistvá a nerozpadala se při přesunu po ploše, je nutné mít kostru vzájemně provázanou. Na nejvyšším místě hierarchické struktury by měl stát kořen a od něj by se měly větvit všechny ostatní klouby způsobem, jaký byl popsán v kapitole 2.3. IK je možné vložit do celkově vytvořené kostry, ale domnívám se, že lepším postupem je vytvoření jedné poloviny kosterní hierarchie i s IK a poté zrcadlové přenesení kostry se všemi vlastnostmi a kinematikou na druhou polovinu těla. 4.1.8

Tvorba IK v Cinema 4D

Inverzní kinematika se vkládá do již vytvořeného kosterního řetězce usazeného na patřičná místa polygonové sítě. Pro vložení IK do řetězce je třeba označit klouby, které budou inverzní kinematikou ovlivňovány. Je na místě označit vždy jen klouby jednoho podřetězce, například jen klouby levé ruky. Také je nutné si uvědomit, že pohyb horní končetiny nebude ovlivňovat jen rameno, ale i klíční kost, která pomáhá ramenu dostat se do patřičné polohy. V případě ruky tedy bude IK uchycena na všech kloubech od klíční kosti k zápěstí, kromě lokte. Na označené body lze aplikovat Character (charakter) > IK Chain (IK řetězec). Nyní se k označeným kloubům – s výjimkou posledního – přidala vlastnost IK, která propojila vždy dva označené klouby mezi sebou. Ve vlastnosti IK nadřazeného kloubu je uveden jako koncový kloub vždy následující označený podřazený kloub. Navíc se ke každému koncovému kloubu ve stejném místě automaticky vygeneroval nový cílový Null Object (osy). Cílové objekty se budou hodit pro pozdější vytváření vnějších ovladačů končetin. Hierarchie inverzní

40

kinematiky bude tvořena těmito cílovými objekty. Pro lokty a kolena je lepší vytvořit pole polohovatelná pomocí vnějších ovladačů. Tak získá končetina víc možností rotace, které ale budou stále dobře kontrolovatelné. 4.1.9

Tvorba vnějších ovladačů

Správně narigovaná postava by měla být jednoduše ovladatelná. Příjemné ovladatelnosti do velké míry napomáhají ovladače jednotlivých řetězců kloubů a jejich částí. Jako ovladače jsou většinou používány křivkové 2D objekty, které pro větší přehlednost mohou mít tvar písmen, různých jednoduchých geometrických tvarů, nebo rukou a nohou. Ovladač ve tvaru nohy modelu lze vytvořit několika jednoduchými kroky. Nástrojem smyčka hran vyberete na modelu hranu, která vede okolo celého chodidla. Nástroj Structure > Edge to Spline vytvoří pod polygovoným objektem jako potomka označenou křivku. Změna velikosti všech bodů křivky v ose Y na hodnotu 0 vytvoří 2D křivkový objekt ve tvaru chodidla. Křivkové objekty je vhodné umisťovat pomocí funkcí přichytávání. Možnosti přichytávání Snap Menu se zobrazí po stisknutí klávesové zkratky P + K. Se zvolenými parametry 3D Snaping (3D přichytávání) a osy se křivkové objekty budou přichytávat ke kloubům. Tato funkce se hodí zejména pro umisťování ovladačů kolen a loktů. Ovladač kolene po nanesení na kloub kolene jen posuňte směrem vpřed, v případě lokte směrem vzad. Ve vlastnosti IK ramenního kloubu se nachází ještě jedna nevyplněná položka pole. Do tohoto políčka patří ovladač lokte. Po přetáhnutí ovladače dojde k automatickému natočení IK řetězce podle polohy pole. Řetězec se nyní vychýlil z polygonové struktury, což je nutné před navázáním kostry do struktury napravit. Natočení končetiny do původní polohy se provádí přesunem ovladače ramene ve svislém směru. Další ovladače mohou být použity pro ramena, boky a hlavu. V tomto případě se ovladače umisťují většinou za tělo ve formě písmen nebo kolem těla jako kruhové křivky. Důležité je uvědomit si, že osa otáčení křivek leží v jejich středu, ale pro účely deformace postavy je nutné umístit osy rotací do pozic kloubů, které mají být ovladači ovlivněny. Osy objektů je možné přesouvat mimo objekt, jen pokud je objekt editovatelný. Po převedení křivky na skupinu bodů již lze s aktivním módem editace os přemístit osy do míst kloubů. Celkový ovladač těla má za úkol přesun celé postavy z místa na místo. Připevňuje se ke kořenu kostry přidáním Character Tags (charakter vlastnosti) > Constrain (omezení) a

41

aktivací políčka PSR. Do PSR cílů stačí pak už jen přetáhnout ovladač těla. Vlastnost Constrain se uplatňuje i při přichytávání ovladačů hlavy, ramen a pánve. Natočením všech ovladačů stejným směrem – nastavením rotace H, P i B na 0° – lze výrazně zpříjemnit práci při animaci.

Obr.4.9 Vnější ovladače

4.2

Obr.4.10 Kostra s vnějšími ovladači

Hierarchie cílových objektů

Nyní je nutné ovladačům přidělit klouby, které mají ovládat. Do hierarchie ovladače ruky se musí umístit všechny cílové objekty vzniklé napojením IK ruky. K cílovým objektům nohy je potřeba ještě několik objektů přidat, aby byla noha schopna specifických pohybů chodidla. Dva nové cíle mají vzniknout v místě kloubu ve středu nohy zkopírováním cíle tohoto kloubu pomocí klávesy Ctrl. Tyto body budou zajišťovat zvedání paty a zvedání prstů na nohou. Třetí nový bod by měl vzniknout v pozici kloubu na špičce chodidla a zajistit propínání chodidla vzhledem k holeni. Všechny cíle nohy by měly být zařazeny pod ovladač nohy a hierarchicky uspořádány podle toho, jak se mají vzájemně ovlivňovat. Uspořádání cílů v mém projektu ukazuje následující obrázek.

42

Obr. 4.11 Hierarchie ovladačů 4.2.1

Uživatelská data a Xpresso

K ovládání jemné motoriky prstů a pohybu chodidel není vhodné používat inverzní kinematiku. Jemné pohyby je vhodné určovat jen pomocí ovladačů. Uživatelská data zadaná v ovladači ruky, budou definovat pohyby prstů. Modul Xpresso poté uživatelským datům přiřadí patřičnou funkci.

Obr. 4.12 Správa uživatelských dat Pro ovladač ruky bude třeba pěti nových uživatelských dat (pro každý prst jedno), která se definují ve vlastnostech ovladače User Data (uživatelská data) > Edit User Data (správa uživatelských dat). Všechna data budou mít v tomto případě typ Float rozhraní Float Slider a

43

jednotky procenta. Toto nastavení vytvoří ve vlastnostech ovladače ruky pět posuvníků, které udávají míru změny v procentech. Posuvník pro palec doporučuji nastavit na počáteční hodnotu 50.

Obr. 4.13 Posuvníky uživatelských dat Nyní nastal čas do vlastností ovladače ruky přidat vlastnost Cinema 4D Tags > Xpresso. Objekty se do editoru Xpresso umisťují přetažením. K ovládání prstů ruky je třeba do Xpressa přetáhnout ovladač ruky a všechny klouby prstů ruky kromě koncových kloubů. Každý objekt Xpressa má na levé straně vstupní část označenou modrým čtverečkem a na pravé straně výstupní část označenou červeně. V ovladači ruky je potřeba dostat na výstup uživatelská data klepnutím na červený čtverec v jeho nabídce User Data a postupně data do objektu vložit. Pro články prstů, které budou naopak ovládané, je třeba vložit vstupy. Jelikož je klouby pohybováno rotováním, nabízí se vložit na vstup souřadnice > rotace B. Vhodná rotace prstů se volí podle zarovnání rotací v kloubech ruky. Pokud byly rotace kloubů vloženy špatně, chyba se teď – při pohybování prsty – projeví. Mezi uživatelská data a rotace je nutné vložit překladač rozsahu, který přemapuje procentuelní změny na posuvnících uživatelských dat na minima a maxima rotací kloubů. Nový překladač se do tabulky vkládá kliknutím pravým tlačítkem myši > New Node (nový uzel) > Xpresso > Calculate (počítat) > Range Mapper (překladač rozsahu). Nastavení překladače rozsahu je nutné upravit. Vstupní jednotka se volí podle výstupní hodnoty uživatelských dat (v tomto případě procenta) a výstupní naopak podle vstupních dat kloubu, kterými jsou stupně. Minimální a maximální hodnota výstupních dat bude omezovat ohyb kloubu.

44

Obr.4.14 Xpresso

Obr. 4.15 Nastavení překladače rozsahu

45

Po nastavení všech kloubů prstů lze tabulku Xpressa bez ukládání křížkem zavřít. Žádná data se neztratí a tabulku je možné vždy znovu otevřít dvojitým kliknutím na tuto vlastnost u konkrétního ovladače. Vlasnost Xpresso jsem definovala u každého ovladače zvlášť. Je též možné vytvořit pro celý projekt jednu velkou tabulku, nebo mezi sebou jednotlivé tabulky Xpresso propojovat. Xpresso obsahuje mnoho možností manipulace s objekty, na tomto jednoduchém příkladě bylo jen naznačeno, jak se dá využít při ovládání kostry.

4.3 Navázání kostry na polygonovou strukturu Pokud je kostra již plně funkční, může být navázána na polygonovou strukturu. Kostru je možné navazovat i před definováním inverzní kinematiky a ovladačů, já ale upřednostňuji postup, při kterém se navazuje kostra se všemi ovladači a vlastnostmi. Při jiném postupu se může navázaná polygonová struktura, do které se vkládá IK, chovat velmi nevyzpytatelně. Před navázáním kostry je nutné překontrolovat, zda jsou všechny kosti uvnitř polygonové sítě na správných místech a jestli mají požadovanou orientaci. Kostra se do polygonové struktury připoutává příkazem Bind aplikovaným na kostru a polygonovou síť. Funkce příkazu Bind, vlastnost Weight a definování map vlivů kostry na polygonovou síť pomocí Weight Tool byly již popsány v kapitole 3.3. Díky funkční inverzní kinematice je možné hned překontrolovat, jak se změna pozice kloubního řetězce promítá na strukturu polygonů. Pohnutím některé části těla se mohou nechtěně zdeformovat i okolní části. Tento případ je předveden na mapování prstů ruky, kdy jsou při modelování prsty blízko u sebe. Funkce automatického nanášení vah nerozezná správně, které vertexy mají být kostmi ovlivněny, a je nutné váhy ručně přiřadit ke správným kostem.

Obr. 4.16 Chyba v navázání polygonové struktury na kostru 46

4.4 Tvorba animace v Cinema 4D K tvorbě animace správně narigované postavy většinou postačí pouze vnější ovladače kloubů. Hierarchie kloubů a polygovová síť modelu bude v poli animace viditelná, ale jejich reprezentace v tabulce Objects může zůstat skryta. Každý typ objektů je vhodné zařadit do vlastní vrstvy a nepotřebné vrstvy v tabulce Objects skrýt. Vrstvy se definují ve Window (okno) > Layer Browser (prohlížeč vrstev). Nová vrstva vzniká dvojitým kliknutím do okna vrstev a na hierarchii objektů se aplikuje přetáhnutím do kořenového uzlu. Já jsem vytvořila celkem tři vrstvy, jednu pro ovladače, druhou pro klouby a třetí pro polygonovou síť. Nepotřebné vrstvy se skrývají v Layer Browser kliknutím na čtvrtou vlastnost vrstvy.

Obr. 4.17 Vrstvy 4.4.1

Počáteční nastavení osy snímků

Pro práci na animaci je vhodné zvolit méně detailní způsob vykreslování animačního okna, například volbou Display (zobrazení) > Quick Shading (rychlé stínování), nastavením Display > Level of Detail (úroveň detailů) na hodnotu nízkou nebo střední a povolením ořezu skrytých částí animace. Display > Backface Culling (zobrazit neviditelné) by mělo být vypnuté.

Obr. 4.18 Osa snímků Celkový počet snímků animace je zobrazen pod osou snímků zhruba uprostřed. Počet snímků je možné upravovat jak na začátku animování, tak během práce. Počet snímků viditelných na ose se upravuje dvojitým kliknutím na posuvník pod osou snímků a upravením číselné hodnoty, nebo klikáním na šipky posuvníku.

Obr. 4.19 Změna počtu snímků zobrazené části osy Zobrazený snímek je označen zeleným obdélníčkem, pole napravo od osy snímků slouží ke kontrole aktuálního snímku, nebo může být též využito pro rychlou navigaci na konkrétní

47

snímek. Pro zobrazení jiného snímku je nutné klikat do horní poloviny osy snímků, dolní polovina je rezervována pro klíčové snímky. V případě animace kloubů pomocí ovladačů se mají měnit pouze rotace a pozice kloubů, proto tyto parametry animace zůstávají aktivní. Ostatní typy animace je jistější odznačit, aby nedocházelo ke zbytečným nechtěným deformacím modelu. 4.4.2

Způsob umisťování klíčových snímků

Pod časovou osou jsou vyobrazeny tři červené ikony potřebné pro vkládání klíčových snímků do časové osy. Kliknutím na pole s otazníkem vede ke zjištění, že dochází k animaci pouze aktivních elementů. Způsob klíčování snímků je dvojí. První využívá ikonu označenou klíčem a uzamyká po stisknutí ikony jednotlivé aktivní ovladače ve zvolených polohách. Tuto ikonu je nutné použít vždy, když je potřeba uložit snímek před označením jiného snímku nebo ovladače. Nepotvrzením předchozí změny klíčovým tlačítkem se umístěný ovladač vrátí do své původní pozice. Klíčový snímek se vždy umisťuje na aktivní snímek (označený zeleným obdélníkem). Umístění klíčového snímku se zobrazí na ose jako podlouhlý modrý obdélník. Klíčový snímek je vždy specifický pro ovladač a pozici na časové ose. Snímky konkrétních ovladačů jsou vždy viditelné, pouze pokud je ovladač označený. Polohy kloubů je vhodné upravovat pomocí souřadnice a uživatelských dat. Stisknutím tlačítka klíčového snímku se uzamknou polohy rotací a pozic ovladače a vytvoří se u nich červená tečka. Uživatelská data se ale tímto způsobem uzamykat nedají. Pro uzamčení konkrétních uživatelských dat je nutné označit tečku před názvem pomocí klávesy Ctrl, uzamčení opět zbarví tečku červeně.

Obr. 4.20 Vložení klíčového snímku Druhý způsob umisťování klíčových snímků je automatický Keyframing, který se spouští ikonou se šipkami. Automatický Keyframing ukládá každou změnu hodnoty polohy nebo rotace. Je to velmi silná funkce, díky které se může práce urychlit, ale také velmi rychle

48

zkazit. Může vznikat velké množství nechtěných snímků z nepozornosti. Chyby vznikají především kvůli opomenutí vypnutí automatického Keyframingu, a proto je celá animační plocha v tomto módu ohraničena červeným obdélníkem. Snímky animace je možné i kopírovat a přesouvat. Přesun se uskutečňuje jednoduše označením modrého políčka tak, že změní barvu na oranžovou, a přetažením políčka. Pro kopírování snímku je navíc nutné stisknout klávesu Ctrl. Kopírovat snímek je možné i bez přetahování a to nastavením aktuálního snímku na vzorový oranžový, stisknutím Ctrl a kliknutím na snímek cílový. Pro navigaci na další existující klíčový snímek je možné použít klávesovou zkratku Ctrl + G, pro návrat k předchozímu klíčovému snímku Ctrl + F. Tyto klávesové zkratky je vhodné používat zejména při automatickém klíčování. 4.4.3

Zrcadlení animace

Jelikož při běžných pohybech – jako je například chůze – končetiny vykovávají zrcadlový pohyb, který je posunutý v čase, je možné pohyb jedné končetiny zrcadlově přenést pomocí Miror Tool na končetinu druhou. Pohyb není vhodné zrcadlit, dokud animací první končetiny maxumálně nesplňuje kladené požadavky. Pro zrcadlení je nejprve nutné označit vzorový ovladač, poté aktivovat nástroj Miror Tool, do pole cíl přiřadit ovladač druhé končetiny, zaškrtnout pole hierarchie a animace a stisknout tlačítko zrcadlení. Nyní není změna na druhé končetině vidět. Pro vyobrazení výsledku je nutné nejprve kliknout kamkoli do osy snímků. Končetiny se ozrcadlily tak, že je jejich pohyb zcela symetrický. V případě běhu je nutné snímky jedné končetiny posunout o polovinu cyklu animace. Pro posun animace je třeba otevřít tabulku klíčových snímků kliknutím pravým tlačítkem na ovladač s ozrcadlenou animací Show Tracks (zobrazit stopy).

49

Obr. 4.21 F-Curves V pravém horním rohu této tabulky jsou umístěny tři ikony pro přepínání tabulky mezi křivkami, snímky a pohybem. Každý snímek je označen symbolem, který vyjadřuje typ interpolace mezi snímky. Většinou je využívána interpolace měkká, interpretovaná symbolem křivky s vahadlem. Cinema 4D na každý nový snímek aplikuje právě měkkou interpolaci. Ikona lomené čáry symbolizuje lineární propojení bodů a symbol plus kombinaci více typů interpolace. Změnu typu interpolace u konkrétního snímku je možné provést přes tuto tabulku označením konkrétního snímku a výběrem typu interpolace z menu pravého tlačítka.

Obr. 4.22 Přesun snímků

50

Skrytím hierarchie ovladače lze dosáhnout větší přehlednosti práce. Označením textu ovladače všechny jeho snímky zoranžoví. Nyní je lze přemístit tažením tak, aby první snímek zůstal v polovině celkové délky cyklu. Přetažením některé snímky spočinuly za hranicí okna. Množství zobrazených snímků se upravuje v nabídce Frame (snímek) > Frame Range (rozsah snímků). Snímky, které přečnívají přes původní počet snímků, by měly být označeny a přesunuty na začátek osy. Nyní se končetiny v animaci pohybují správně, hodnoty prvního a posledního snímku animace by měly být shodné. Pokud jsou rozdílné, je třeba je sjednotit zkopírováním, aby na sebe začátek a konec cyklu navazovaly.

51

5 Základní lidské pohyby 5.1 Chůze Chůze je jedním z nejběžnějších komplexních pohybů člověka. V oblasti animace často používaný termín walk cycle znamená kompletní pohyb celé postavy při chůzi. Tento pohyb se většinou animuje jen jedenkrát a poté se cyklí do delší animace. Důležitý je poznatek, že při cyklení pohybu několikrát za sebou dochází k dojmu strojového pohybu, proto je vhodné cyklus různě drobně modifikovat, nebo za sebe navazovat různé cykly chůze, aby pohyb vypadal přirozeněji. Jednotlivé fáze chůze jsou známé již z dob Eadwearda Muybridge, každý si ale samozřejmě může cyklus odpozorovat na svém vlastním těle nebo na figurantovi.

Obr. 5.1 Eadward Muybridge – chůze [19] U chůze je velmi důležité pamatovat na to, že se v každém okamžiku jedna z nohou dotýká podložky a tělo přenáší svou váhu podle pozice nohou, aby mělo v každém okamžiku stabilitu. Pohyb končetiny při chůzi může být rozdělen na dvě fáze – fázi stojnou, kdy noha spočívá alespoň jednou ze svých částí na podložce, a fázi švihovou, ve které se posouvá vzduchem směrem vpřed. Fáze stojná začíná dotykem paty s podložkou a končí dotykem prstů s podlahou. Nevědomky dochází k mírnému natáčení boků a ramen do protilehlých směrů a tím celý trup postavy rotuje. Boky napomáhají končetinám uskutečnit rozsáhlejší pohyb. Čím delší je krok, tím více je pánev natáčena. Tělo se celé pohupuje nahoru a dolů podle aktuální pozice nohou. Pánev je v nejvyšší pozici, když jedna noha stojí pevně na zemi a druhá se posouvá kolem ní vpřed, naopak v nejnižší poloze, když obě nohy stojí rozkročené na zemi. Chodidla se při chůzi zvedají jen několik centimetrů nad podložku. Při zvedání a přesouvání chodidla vpřed se zohýbá koleno, aby noha nešourala po podlaze. Ruka vždy kopíruje pohyby protilehlé nohy, to znamená, je-li pravá noha vzadu, je vzadu i levá ruka a naopak. Když se vpřed posunuje zároveň levá ruka a levá noha, nemáme z pohybu dojem chůze, ale spíš lyžování na běžkách. Ruce mají být při chůzi uvolněné.

52

Chodidlo dopadající na podlahu se opírá nejprve o patu a poté se pokládá směrem od zadní části k přední. Chodidlo zvedající se z podložky zůstává ležet špičkou na místě a odpoutává se ze země nejprve patou, potom přední částí chodidla a až nakonec prsty u nohou. Animační cyklus chůze se vytváří buď na jednom místě, nebo i s pohybem vpřed. Při volbě animace na místě je nutné docílit efektu, že nohy kloužou směrem vzad, jako kdyby postava chodila po běžícím pásu. Tento animační cyklus je poté možné rozpohybovat směrem vpřed jednoduchým posouváním postavy. Animační cyklus vytvářený ihned i s pohybem vpřed má své nevýhody v navazování cyklů za sebe, pro někoho ale může být tato animace při tvorbě lépe představitelnou.

5.2 Běh Běh je vzhledem k chůzi pohyb dynamičtější, rychlejší a fyzicky náročnější. Animace běhu by neměla představovat jen zrychlenou animaci chůze, protože rozsah pohybů je u běhu větší a při běhu dochází k fázi, kdy tělo letí vzduchem. Běh by měl být rozeznatelný podle toho, že se v určité chvíli postava nedotýká nohama podložky. Při chůzi se v jedné chvíli dotýkají podložky obě chodidla, tato fáze je v běhu nahrazena právě fází letu, která začíná při odrazu z jednoho chodidla a končí dopadem na chodidlo druhé. Během letové fáze dochází k přesunu zadní nohy přes skrčené koleno vpřed a k přípravě chodidla na dopad na podložku. Chodidlo opět dopadá nejprve na patu a pak se pokládá směrem ke špičce jako u chůze. Zatímco při chůzi je postava vzpřímená, při běhu se většinou předklání.

53

Obr. 5.2 Eadward Muybridge – běh [21]

54

Závěr Tato práce shrnuje poznatky potřebné pro vytvoření kosterního systému a animace humanoidního charakteru ve 3D grafice. Postupovala jsem od nejobecnějších znalostí lidské anatomie a pohybu přes vysvětlení pojmů počítačové grafiky až ke konkrétnímu využití poznatků v programu Cinema 4D. Před psaním textu jsem vytvořila vlastní postavu, kterou jsem s pomocí tutorialů narigovala a poté s ní vytvořila jednoduché animace. Srovnávala jsem mezi sebou jednotlivé části tutorialů a vytvořila z nich jednoduchý a přitom komplexní návod k vytvoření 3D animace. Popsala jsem vhodnou posloupnost jednotlivých úkonů přípravy polygonové sítě, kosterního systému, navázání kostry na polygonovou strukturu i animace. Vytvořila jsem tak na základě vlastních zkušeností s programem text, který může pomoci studentům počítačové grafiky pochopit principy pohybů a toto pochopení použít při následné animaci v programu Cinema 4D, čímž jsem dostála v úvodu stanoveného cíle práce. Příprava charakteru pro animaci je práce vyžadující znalost anatomie, přesnost a trpělivost. Každou fázi přípravy je třeba před zahájením nové části přípravy charakteru vždy pečlivě zkontrolovat, protože nesprávné pořadí úkonů způsobuje při práci nemalé komplikace. Při zanedbání kontroly se může jednoduše stát, že se v práci objeví problém, kvůli kterému se musí poslední fáze vytvořit úplně znovu. Celková doba strávená nad rigováním se tak značně prodlužuje. Cinema 4D je programem, ve kterém se vytváří profesoinální filmové i herní animace, proniknout do všech jeho možností tak není vůbec jednoduchou záležitostí. Téma 3D animace postav je velmi široké a může být dále prohlubováno. Na tuto bakalářskou práci by mohla navazovat příprava charakterů založených na zvířecí anatomii, nebo kombinaci lidských a zvířecích vlastností kosterního systému.

55

Slovník pojmů Rigování – komplexní proces přípravy charakteru pro animaci včetně vytvoření a upevnění kostry a přípravy vnějších ovladačů Charakter – postava s konkrétními vlastnostmi, které mohou být vizuálně znázorněny například atributy typickými pro konkrétní postavu Morfování – přeměna objektu, postupný přechod z jednoho stavu objektu na stav jiný Rendrování - tvorba reálného obrazu na základě počítačového 3D modelu Koncový efektor – koncový bod řetězce, kterým jsou ovlivňovány ostatní body řetězce Sculpting – sochařství ve 3D grafice, pracuje s nanášením a detailním tvarováním hmoty Renderování real-time – interaktivní částí počítačové grafiky, která vykresluje snímky animace v rychlém sledu. Používá se především v počítačových hrách, kde umožňuje přímou interakci s virtuálním prostředím. Free-form deformace – umožňují měnit tvar objektu uloženého uvnitř deformované sítě. Síť i objekt uvnitř se při tomto typu deformace jeví jako plastická hmota.

56

Seznam použité literatury Použitý program: Maxon. Cinema 4D R10.506 Student Edition. MAXON Computer Inc. 2007. Knihy: [1] Koeningsmarck, Arndt von. Cinema 4D 11 Workshop. Focal Press. 2008.

[2] Herman, Irving P. Physics of the Human Body. Springer. 2007. [3] Parent, Rick. Computer Animation Algorithms and techniques. Morgan Kaufmann Publishers. 2002. [4] Ratrner, Peter. 3-D human modeling and animation. John Wiley & Sons. 2003. [5] Szunyoghy, Andreás; Fehér, György. Anatomie pro výtvarníky: člověk, zvířata, srovnávací studie. Slovart. 1999. [6] Zoch, Pavel. MOCCA3: IK řetězec. PIXEL: 2D/3D grafika a animace, digitální foto, video a zvuk. 2007, roč. 11, č. 3, 10-12.

Video tutorialy: [7] C4Dportal. The basics of rigging with CD character plugins in Cinema 4D [video tutorial, 5 částí]. 2007. [citováno 11. 05. 2011] Dostupné z WWW: [8] Maxon. C4D Release 10 video tutorials [video tutorialy na DVD].

Internetové zdroje: [9] Přispěvatelé Wikipedie. Degrees of freedom (mechanics) [online]. Wikipedie: Otevřená encyklopedie. c2011. Datum poslední revize 10. 04. 2010. [citováno 01. 04. 2011] [10] Přispěvatelé Wikipedie. Eadweard Muybridge [online]. Wikipedie: Otevřená encyklopedie. c2011. Datum poslední revize 8. 05. 2011, 18:56 UTC. [citováno 11. 05. 2011] [11] Přispěvatelé Wikipedie. Kostra člověka [online]. Wikipedie: Otevřená encyklopedie. c2010. Datum poslední revize 12. 09. 2010, 17:18 UTC. [citováno 11. 05. 2011] [12] Přispěvatelé Wikipedie. Lidské svalstvo [online]. Wikipedie: Otevřená encyklopedie. c2010. Datum poslední revize 7. 12. 2010, 22:19 UTC. [citováno 11. 05. 2011]

57

[13] Přispěvatelé Wikipedie. Sval [online]. Wikipedie: Otevřená encyklopedie. c2011. Datum poslední revize 21. 04. 2011, 16:36 UTC. [citováno 11. 05. 2011] [14] Toolfarm. Maxon MOCCA 3 [online]. 7 listopad 2009. [citováno 14. 11. 2010]. Dostupné z internetu: <[email protected]>. Dostupné z WWW: . [15] 3dsoftware. MOCCA 3, nad dalším šálkem kávy, první díl [online]. 27 listopad 2006 [citováno 10. 3. 2011]. Dostupné z WWW: [16] 3dsoftware. MOCCA 3, nad dalším šálkem kávy, druhý díl [online]. 1 prosinec 2006 [citováno 10. 3. 2011]. Dostupné z WWW: [17] 3dsoftware. MOCCA 3, nad dalším šálkem kávy, pátý díl [online]. 2 leden 2007 [citováno 5. 04. 2011]. Dostupné z WWW: [18] 3dsoftware. MOCCA 3, nad dalším šálkem kávy, šestý díl [online]. 4 leden 2007 [citováno 6. 04. 2011]. Dostupné z WWW:

Obrazové zdroje: [19] [citováno 10. 05. 2011]. Dostupné z internetu: [20] [citováno 10. 05. 2011]. Dostupné z internetu: [21] [citováno 12. 05. 2011]. Dostupné z internetu: [22] [citováno 19. 05. 2011]. Dostupné z internetu: [23] [citováno 19. 05. 2011]. Dostupné z internetu: [24] [citováno 19. 05. 2011]. Dostupné z internetu: [25] [citováno 19. 05. 2011]. Dostupné z internetu:

58

Obrazové přílohy

[22]

[23]

59

[24]

[25]

60

[2]

61

[2]

62

[2]

[3]

63

[5]

64

[5]

65

[5]

66

Obsah přiloženého DVD Součástí DVD s přílohami práce je můj vlastní model a celkově narigovaná postava ve formátu .c4d, která vznikla pro potřeby této práce, a animace jednoduchých pohybů postavy ve formátu .c4d s příslušnými rendry. Do přiložených souborů jsem také zařadila videotutorialy s názornými postupy práce v Cinema 4D a obrazové přílohy, které mohou posloužit jako referenční nebo inspirační materiály.

67