动画中的绑定

动画中的绑定是什么？

角色绑定或骨骼动画是为数字角色动画的第一步。将模型绑定到骨骼层次结构和控制器使您能够摆姿势和动画角色。

动画绑定是如何工作的？

动画师使用绑定通过一系列运动来摆姿势和动画角色或物体。绑定帮助控制该角色或物体的操控。他们不是直接作用于物体，而是创建一个能够实现所需运动或变化的层次结构。这就是绑定，物体由该绑定驱动。

绑定可以是任何东西，但通常会设置一个或多个“控制器”，以允许物体的不同类型的运动或变化。这些变化可以简单到平移或旋转，但可能会扩展到包括复杂行为和运动的自动化。

对于角色，动画师将使用更复杂的绑定技术。“骨骼”、“关节”和其他“变形器”可能会被用来改变几何形状的外观。这允许对模型进行摆姿势和定制变形。

在使用像Maya、Blender或3ds Max这样的3D软件时，绑定艺术家可以为动画创建不同类型的绑定。然后，动画师可以操控绑定的控制器，就像移动和摆姿势一个数字木偶一样。他们使用关键帧记录控制器位置随时间的变化，以创建动画运动。这些类型的绑定模型可以导入到像Unity这样的游戏引擎中。

什么是角色绑定？

角色绑定是将静态3D（或2D）模型转变为可摆姿势的数字木偶的过程。这个过程有很多步骤，但几乎总是涉及创建由骨骼或“关节”构成的骨架结构，并将模型或“皮肤”绑定到这些关节上。角色拥有的绑定越多，它们能够进行的动作就越复杂和微妙。

一旦模型可以与骨架一起移动，绑定艺术家将创建一组控制器，动画师将使用这些控制器来摆姿势角色。这个控制方案的创建、布局和功能是绑定艺术家工作的核心。

此外，当摆姿势时，模型的外观会发生变化，这被称为“变形”。绑定艺术家负责在摆姿势时对角色模型进行调整，并使用系统来驱动这些变化。最终结果是一个易于动画师摆姿势的数字木偶，变形后看起来吸引人，并具有自动化的复杂行为。

点击上方视频，了解WiNDUP的幕后，看看动画角色是如何设计和赋予生命的。跳到3:18，简要介绍如何在Unity中实现角色绑定。

2D和3D动画的绑定

绑定是动画角色、生物或物体在电影、电视和视频游戏中最常用的技术。任何需要运动的东西都可以进行动画绑定。使用3D软件进行绑定可以通过在所有骨骼结构上应用准确的物理模拟，帮助自动化更复杂的动作，例如布娃娃物理。

要开始绑定，动画师首先需要一个2D或3D角色或物体。在创建绑定时，动画师应该考虑他们希望绑定做什么，应该如何移动，以及关节或支点的位置。然后，他们将创建一个层次结构，或者如果是角色，则创建一个骨架，以及一组控制器。

接下来，他们将对象或角色连接到绑定，这个过程可以简单也可以复杂，具体取决于所需的绑定类型。从那里，动画师可以操控绑定，更轻松地创建动画。

角色绑定时需要考虑什么？

独立的层次运动

为了在动画中创造节奏感和平衡感 - 以及更可信的外观 - 层次运动是角色或物体不同部分移动的顺序。例如，在走路循环中，头部和脖子会首先移动，然后是躯干、臀部和腿。

这也创造了重量和重力的感觉，或者速度和动量。独立的层次运动也可以指动画中不同元素相对彼此移动的方式，例如两个角色并肩走。

为了在动画中创造节奏感和平衡感 - 以及更可信的外观 - 层次运动是角色或物体不同部分移动的顺序。例如，在走路循环中，头部和脖子会首先移动，然后是躯干、臀部和腿。

这也创造了重量和重力的感觉，或者速度和动量。独立的层次运动也可以指动画中不同元素相对彼此移动的方式，例如两个角色并肩走。

准确的权重绘制

一个绑定的角色模型附加在关节或骨架的层次结构上。模型的每个单独顶点在不同关节之间加权，这就是它们在你移动骨架时如何移动的方式。

为了使角色模型在动画时正确变形，需要准确的权重绘制。这是将网格上特定顶点的权重添加或移除到骨架中相应关节的过程。这通常通过在3D动画软件中使用画笔工具在网格上绘制来完成。干净的权重绘制可以更好地控制角色的变形，并改善最终结果的外观。

骨骼运动约束

要制作逼真或风格化的动画，理解运动原理是至关重要的。理解物体相对于其他物体的运动被称为运动约束。有两种类型：运动约束和动态约束。

运动约束定义了物体的运动，而不考虑作用于它的力。例如，物体不能以超过光速的速度移动。

动态约束考虑作用于物体的力，例如，物体只能以一定的速率加速。

骨骼运动约束控制它们在变换中的自由度，以创造自然的运动。

角色绑定的最佳实践是什么？

前向运动学

前向运动学是从根部到尖端或“前向”方向操纵关节层次结构的过程。要使用前向运动学定位手臂，首先旋转上臂，然后是肘部，最后是手腕。这种类型的运动在动画时会产生令人愉悦的弧线，但使得设置端点的确切位置变得更加困难，因为其位置是关节链其余部分旋转的组合，并且是手动调整的。

反向动力学

反向动力学是从末端到根部操纵关节层次结构的过程，或以“反向”方向进行。要使用 反向动力学 定位手臂，您只需移动手，肘部和上臂的旋转将根据手的最终位置进行计算。这种运动方式使得可以将角色的手锁定在空间中的某个点，或将其脚锁定在地面上，而不会滑动。然而，在整个关节链上动画自然弧线可能会更困难。

驱动键

驱动键，也称为设置驱动键，允许您更高效地执行基于“条件”的关键帧动画，例如转动轮子打开门。根据动画层次结构（即，驱动所需结果的内容），您需要在一对对象之间创建依赖链接。例如，您的轮子是“主驱动”，而门是“被驱动”。然后将其设置为关键帧。主驱动将引导被驱动，随着您为主驱动动画，被驱动的运动会自动发生。

混合形状

在场景中改变对象的形状需要“变形器”。混合形状 是一种变形器，用于以自然的方式创建一种形状变为另一种形状的错觉，例如，眨眼的眼睛。

约束

要 优化一个绑定 以便更容易操作，您可以使用约束自动控制位置、方向或缩放。有多种类型的约束——瞄准约束控制对象的方向，使其指向场景中的另一个对象，例如眼睛方向。点约束使一个对象跟随另一个对象，而向量约束强制反向运动链的方向跟随另一个对象，例如控制膝盖方向。

控制曲线

任何可动画属性都可以具有 动画曲线，允许您在图表上以线条的形式查看属性的变化值，而不是仅显示关键帧发生时的线性轨迹。动画控制曲线具有多个关键帧，作为控制点，曲线通过这些控制点。动画运动中每个关键帧之间的曲线定义了两个关键帧之间的运动。