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IK-"Inverse Kinematics" (Cinemática Inversa)

Kinematics.663.0.html Muito trabalho foi feito no Resolvedor de Cinemática Inversa(Link em inglês) tanto para melhorar a sua performance quanto para adicionar novas funcionalidades. Adicionalmente, a configuração dos IKs nunca foi tão fácil !

Interface

Modo: Modo de Pose

Para habilitar a resolução IK, você primeiro precisa de alguma coisa para que a cadeia de ossos aponte como alvo. Este Alvo pode ser um Objeto Empty, ou outro osso que não está dentro da cadeia de ossos. Existem duas maneiras de inicializar a restrição: por atalho ou utilizando o Painel de Restrições dentro do Modo de Pose. Para este exemplo, selecione a ponta do osso da cadeia e pressione ⇧ ShiftI, escolhendo "To New Empty Object" (Para um Novo Objeto Empty) a partir do Menu que aparecerá. Um novo Objeto Empty será criado, e será configurado como o "target" (alvo) para a cadeia IK. O osso então é colorizado de amarelo, e uma linha pontilhada indica em qual distância da cadeia de ossos a Solução IK irá trabalhar. A nova opção de "ChainLen" ou comprimento da cadeia para a restrição de Solução IK (encontrado no Painel de botões de Objeto) permite controlar quão distante acima a cadeia de Solução IK irá se estender, substituindo o velho botão de alternância "IK" no Modo de Edição. Uma cadeia de Zero (0) significa todos os ossos a partir desse osso para trás através dele e conectados a ele, todo o caminho para trás até o osso raiz. Isto também significa que ossos dentro de uma cadeia IK não tenham mais que ser conectados, mas que permitem uma certa distância inicial (offset) a partir do seu parente. A outra opção que aparece em uma Janela, "Without Target" (Sem Alvo), está explicada no fim deste artigo, abaixo de "Mixing IK and FK" (Misturando IK e FK).

Para poder utilizar um osso como um alvo para a solução de IK (sem a criação de um Objeto Empty), selecione o osso alvo primeiramente, então mantenha pressionado ⇧ Shift e selecione o osso na ponta da sua cadeia IK. Pressionando ⇧ ShiftI e escolhendo "To Selected Bone" (Para o Osso Selecionado), a partir do menu que aparecerá, configura o osso da ponta para utilizar como osso alvo para este alvo IK. Note que o osso alvo não pode ser uma parte da cadeia de ossos que vai ter a solução IK.

Árvore IK

Osso em Modo de Pose com Restrição IK.

Agora há suporte para "Árvore IK". As cadeias de IK que iniciam no mesmo Osso serão automaticamente resolvidas em conjunto, afetando-se entre si conforme o necessário para alcançar os seus "targets" (alvos). O deslizador "PosW" define a importância de cada "target" (alvo), no caso de nem todos os "targets" (alvos) puderem ser alcançados.

Rotação do "Target" (Alvo) do IK

A opção "Rot" da Restrição de Resolvedor IK ou IK Solver faz com que a ponta da cadeia bata com a rotação do "target" (alvo). Sua importância relativa ao alcance da posição do "target" (alvo) pode ser controlada com o deslizador "RotW".

Pólo do "Target" (alvo) do IK

Esta Restrição de osso permite a você definir um Pólo, que é a direção na qual por exemplo um joelho, ou uma junta mediana dentro da cadeia IK, deve apontar a sua observância. Veja os Logs de lançamento para mais informações. O resolvedor da restrição de IK do osso possui tanto um "target" (alvo) (que é para qual o osso final aponta), quanto um Pólo de "target" (alvo), que é o "target" (alvo) no qual a cadeia aponta, ou aquele que fica faceando conforme ele se dobra. Isto é mais útil em joelhos e cotovelos, mas também deve trabalhar para permitir a você controlar de qual maneira a parte de trás "enruga" quando está se comprimindo. Parenteando um Objeto Empty para a Armadura, e então utilizando-o como Pólo Alvo. Animando a localização desse Empty, que vai guiar a orientação da cadeia de ossos conforme ela se dobra. Para Joelhos, flutue o Objeto Empty para fora da frente da perna (você pode estudar um pouco de Mocap ( Captura de Movimentos ) para ver como a rotação da perna/calcanhar resulta na orientação do Joelho durante o ciclo de caminhada (Walk Cycles) ). Para os cotovelos, flutue o Empty para trás do braço, e estude o Mocap para ver como as juntas se comportam ou ficam dobradas para diferentes movimentos.

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O que é um "Pole Target" (Pólo Alvo) ?
"Um Pólo Alvo é um Alvo secundário para um Osso com uma restrição IK.
O Primeiro Alvo é aonde a cadeia de ossos está tentando chegar, e o segundo alvo ( o pólo alvo ), é aonde a cadeia de ossos se dobra para chegar a esta alvo.
Uma configuração possível é esta: Uma cadeia de ossos (como o braço → antebraço) possui uma restrição IK no último "child bone" (osso filho) (braço) e está configurada para ter como alvo um alvo IK (como um alvo que substitui o osso para a mão).
Então, para controlar a direção na qual o cotovelo está apontando, um usa outro alvo, o pólo alvo.
"


-- Cota (levemente modificado) a partir de conversas de FreakyDude a partir desse assunto de Postagem.--


Limites de Rotação

O comportamento de ossos individuais em uma cadeia IK pode ser modificado. Para os ossos dentro de uma cadeia IK, existe um número de opções disponíveis dentro do Modo de Pose, nos botões de edição.

Por padão, os ossos possuem 3 graus de liberdade (Degree of Freedom ou DoF), significando que eles podem rotacionar sobre o eixo X e Z, e rodar ou girar ao longo do eixo Y. Cada grau de DoF agora pode ser travado, para desabilitar a rotação sobre um eixo em particular.

Como um exemplo, vamos considerar um braço humano. O Pulso possui 2 DoF. Ele pode dobrar em qualquer direção, mas não pode rotacionar. O cotovelo também possui 2 DoF: ele pode girar, e dobrar em uma direção. Finalmente, o ombro possui 3 DoF. Um exemplo de 1 DoF é o Joelho.

Uma "Stiffness" (Rigidez) define para cada "'DoF com quanta vontade o osso se rotaciona.

Configurando o Campo de Rotação

O Campo de Rotação também pode ser limitado. Os valores de "Limit X" e "Limit Z" definem quanto será a distância com a qual o osso poderá se rotacionar sobre os eixos X e Z respectivamente . Caso ambos estejam habilitados, isso definirá uma região elipsóide. O valor de "Limit Y" define quanto o osso pode girar.

Há duas coisas importantes para se lembrar:

  • DoF e limites de rotação são definidos com respeito a posição de descanso do osso.
  • Eles somente funcionam para ossos dentro de cadeias IK.

Mixando IK ( Inverse Kinematics) e FK ( Forward Kinematics)

Em muitos casos ocê somente vai querer utilizar a Restrição IK para assistência nas Poses dos personagens, sem possuir uma Restrição IK para definir todos os movimentos o tempo inteiro durante a animação. Para esta finalidade, duas funcionalidades foram adicionadas:

  • "Targetless IK" (IK sem Alvo)

Quando uma cadeia IK não possui alvo definido, ela ainda pode ser utilizada para a configuração das animação das Poses. Diferentemente do IK normal, você deve configurar "Keys" (Chaves) em todos os Ossos na cadeia se você quiser reter a pose. Os Ossos Utilizando este tipo de IK são desenhados em uma cor alaranjada.

  • "Automatic IK" (IK Automático)

Esta Opção, dentro dos botões de Edição, no Painel "Armature", automaticamente designam uma cadeia de IK temporária para qualquer osso trasladado, dando o mesmo efeito de como se o osso selecionado estivesse designado para um IK sem alvo. Esta cadeia então somente se propaga sobre os ossos conectados daquele que fora atrelado.