Sterowanie autem

Podstawy posługiwania się Blenderem opisaliśmy w numerach PC Formatu od 11/2011 do 2/2012. W tej i kolejnych częściach kursu pokażemy bardziej skomplikowane techniki. Nauczymy się efektownie osadzać renderowane ruchome obiekty z filmem nagranym zwykłą kamerą. W tym odcinku pokażemy, jak stworzyć animację złożonego obiektu dzięki technice o nazwie rigowanie. Na początek zaprezentujemy sposób uzbrajania modelu 3D w system kości pozwalający na łatwe zarządzanie ruchem obiektu. W przyszłości umożliwi nam to stworzenie ciekawie wyglądającej animacji. W kolejnych odcinkach zajmiemy się kompozycją, czyli łączeniem zdjęć i filmów z obiektami 3D.

Rigowanie (ang. rigging) – w grafice 3D proces przypisania złożonemu obiektowi specjalnych kontrolerów, tzw. kości, które w znacznym stopniu ułatwiają poruszanie częściami obiektu. Upraszcza to tworzenie animacji, zapewniając uzyskanie skomplikowanych ruchów wirtualnej postaci w stosunkowo łatwy sposób. Kości nie tylko oddziałują na poszczególne partie obiektu, ale dzięki zdefiniowanym relacjom reagują między sobą. Przeciągnięcie jednej kości o wysokiej hierarchii pociąga za sobą kości z nią powiązane, a one wpływają na zachowanie całego modelu.

Model 3D samochodu (plik jest zamieszczony na płycie) wyposażymy w układ kostny, który umożliwi wprawianie kół w ruch obrotowy, zapewniający duży stopień realizmu.

Do Blendera wczytaj znajdujący się na płycie obiekt. W tym celu z menu głównego wybierz File i Open. Następnie przejdź do katalogu, w którym znajduje się obiekt z naszej płyty, kliknij go lewym przyciskiem myszy, a następnie kliknij przycisk Open Blender File.

Po załadowaniu obiektu zmień widok na bok samochodu, naciskając na klawiaturze numerycznej [1], a następnie [5] w celu włączenia widoku ortogonalnego. Przytrzymując klawisz [Shift] oraz środkowy przycisk myszki, przesuń widok tak, by samochód zajmował centralną część okna widokowego:

Następnie na dolnej belce kliknij ikonę widoczną na poniższym obrazku i z menu, które się otworzy, wybierz opcję Wireframe. Sposób wyświetlania zmieni się na widok siatki. W celu lepszego zrozumienia pokazanych procesów tryb wyświetlania siatki obiektów został maksymalnie uproszczony.

Naprowadź kursor na środkową część dołu samochodu i kliknij lewym przyciskiem myszki. W miejsce to zostanie przeniesiony kursor Blendera. Przejdź do widoku „z góry”, naciskając klawisz [7] na klawiaturze numerycznej, naprowadź kursor na środkową część samochodu i naciśnij lewy przycisk myszki.

W punkcie, gdzie będzie się znajdował kursor, są dodawane nowe obiekty. Przejdź do widoku „z boku”, naciskając ponownie klawisz [1] na klawiaturze numerycznej. Teraz z menu głównego wybierz polecenia: Add , Armature i Single Bone. Zostanie dodana pierwsza kość.

Na klawiaturze naciśnij klawisz [S], a następnie [2] i kliknij lewym przyciskiem myszki. W ten sposób powiększysz kość dwukrotnie. Ma to znaczenie, bo będzie to główny kontroler samochodu. W panelu Transform po prawej stronie w rubryce Rotation wpisz dla Y wartość -90, by kość ustawić poziomo do karoserii samochodu. Zaznacz też opcję X-Ray, w sekcji Display, a kości będą widoczne przez karoserię bez względu na rodzaj widoku.

W menedżerze obiektów kliknij lewym przyciskiem myszki Kolo LP, co oznacza, że zaznaczyłeś koło lewe przednie (LT to lewe tylne i tak dalej). Kursor myszki przesuń na główne okno widoku i naciśnij kombinację klawiszy [Shift]+[S]. Z otwartego menu wybierz Cursor Selected. Kursor Blendera zostanie przeniesiony w centralną część koła.

Prawym przyciskiem myszki kliknij utworzoną wcześniej kość i przejdź do trybu edycji, naciskając [Tab]. Teraz kombinacją klawiszy [Shift]+[A] dodaj nową kość, która pojawi się w miejscu ustawionego poprzednio kursora. Kliknij dwukrotnie przycisk Translate i w rubrykach dla współrzędnych X i Z wpisz wartość -1. Kość zostanie ustawiona równolegle do karoserii.

Wyjdź z trybu edycji klawiszem [Tab] i powtórz całą procedurę dodawania kości dla pozostałych trzech kół. Pamiętaj, by po każdej zmianie pozycji kursora Blendera przejść do kości głównej, klikając ją lewym przyciskiem myszki, a nową kość dodać w trybie edycji kości (klawisz [Tab]). Powinieneś uzyskać następujący efekt:

Po zdefiniowaniu systemu kostnego należy przypisać zakresy oddziaływań poszczególnych kości na określone elementy auta. Ponadto pozostaje zdefiniować powiązania między kośćmi oraz zachowania elementów w zależności od akcji, jaką przypiszemy układowi kostnemu.

Wyjdź z trybu edycji, naciskając [Tab]. W tym momencie powinny być podświetlone wszystkie utworzone kości. Kliknij ikonę z globusem i z rozwiniętego panelu wybierz opcję Solid. W oknie widokowym zmień widok tak, byś dobrze widział przednie lewe koło wraz z najbliżej znajdującą się kością.

Naciśnij przycisk Object Mode. Z pa nelu, który się teraz rozwinie, wybierz opcję Pose Mode. Następnie kliknij prawym klawiszem myszy lewe przednie koło. Przytrzymując wciśnięty klawisz [Shift], kliknij prawym klawiszem kość znajdującą się najbliżej tego koła.

Naciśnij kombinację klawiszy [Ctrl]+[P] i z otwartego menu kontekstowego wybierz funkcję With Automatic Weights. W ten sposób kość ta zostanie przypisana do najbliższego mu koła. Jeśli będziesz poruszał teraz samą kością, koło będzie podążało za nią. W ten sposób połącz pozostałe kości z resztą najbliższych im kół.

Nie wychodząc z trybu Pose Mode, zaznacz karoserię samochodu, klikając na niej prawym przyciskiem myszki. Przytrzymując wciśnięty klawisz [Shift], zaznacz główną kość. Za pomocą kombinacji klawiszy [Ctrl]+[P] wywołaj menu podręczne kości i wybierz opcję Bone.

Przejdź do trybu edycji, naciskając klawisz [Tab]. Prawym przyciskiem myszy kliknij wybraną kość znajdującą się przy jednym z kół. Lewym przyciskiem kliknij rubrykę Parent i z rozwiniętego menu wybierz kość główną, w naszym przykładzie Bone. Operację tę powtórz dla pozostałych kości znajdujących się przy kołach. W ten sposób zdefiniowałeś nadrzędną kość, której modyfikacje będą wpływały na zachowania kości kół.

Prawym przyciskiem myszki kliknij kość znajdującą się przy przednim lewym kole. W panelu po prawej stronie przejdź do zakładki (ikona kości z łańcuchem). Kliknij przycisk Add Constraint i z rozwiniętej palety wybierz Transformation. Kliknij rubrykę Target i z rozwiniętej palety wybierz system kostny, w naszym przykładzie Armature.

Lewym przyciskiem myszki kliknij rubrykę Bone i z rozwiniętej palety wybierz główną kość układu, w naszym przykładzie Bone. W pierwszej rubryce sekcji Source dla parametru Max współrzędnej X wstaw wartość 5. W ten sposób definiujesz obrót kół o określoną wartość (ustaloną w dalszej części) po przemieszczeniu kości głównej na określonej długości, w naszym przykładzie pięć jednostek.

W sekcji Destination kliknij przycisk Rot. Koło zostanie automatycznie skręcone. Aby to skorygować, kliknij drugi przycisk World Space i z rozwiniętej palety wybierz Local Space. Ustalamy w ten sposób, że zmiany przeprowadzone w przestrzeni globalnej będą wpływały na lokalne parametry wyznaczonych obiektów.

W sekcji Destination w rubryce Max dla współrzędnej X wpisz wartość -360. W ten sposób zdefiniowałeś, że koło na długości pięciu jednostek obróci się o 360 stopni. Dlatego wpisujemy wartość ujemną, gdyż koło ma się obracać w przeciwną stronę do kierunku osi X.

Aby przypisać powtarzanie się akcji obracania koła bez limitu jednostek, musisz zaznaczyć dodatkowo funkcję Extrapolate. W ten sposób bez względu na to, na jaką długość przesuniesz samochód, jego koła będą się nadal kręciły. Wszystkie czynności opisane w krokach od 1 do 5 wykonaj dla każdej kości koła.

Jeśli powtórzysz opisane operacje dla wszystkich kości, możesz sprawdzić efekt. W tym celu kliknij prawym klawiszem myszki kość główną systemu kostnego i przesuń ją wzdłuż osi X (czerwonej). Koła samochodu będą się kręciły z prędkością zależną od tego, z jaką prędkością przesuniesz samo auto.