Как увидеть кости в blender

Серия уроков по риггингу в Blender. Урок 1: арматура, кости, иерархия

В русском сообществе мало достойных уроков по риггингу в блендере (большинство являются уроками не по созданию рига, а по скачке аддона, и представляют из себя «а вот щас мы скачаем ультра мега супер авто риггер про и нажнем кнопку Generate»), либо они сверх древние. Я решил исправить это, а заодно дать очень хорошую базу для старта в этой области без душноты и монотонности. Уроки рассчитаны для абсолютных новичков. Если вы пришли с другого софта, некоторые вещи могут быть слишком расжеванными, но это вряд ли помешает вам понять функционал

Уроки будут разделены на две главы: простые и продвинутые. Сначала пойдет простая, мы изучим основы риггинга, т.е. зачем и как, заодно зачерпывая базовый функционал программы. если ваша цель — чисто по быстрому сделать деформирующий скелет для позинга, и забить, то первых четырех уроков вполне хватит, дальше смысла читать нет

В продвинутой же, когда мы уже, как говорилось в одном меме — смешарики, и поняли, что от риггинга в одном месте больно, будем во всю использовать Python и Blender API, писать GUI для ригов, продвинутые операторы вроде переключения IK/FK цепей, родителя для кости

• Занятия будут идти в Blender 3.3, однако скоро выйдет следующая версия — Blender 3.4. Так как никаких ломающих изменений не будет — то я сразу переключусь на нее. Тоже самое, когда выйдет 3.5 и так далее. Если будет использоваться фича из новой версии — я об этом скажу
• Необходимо базово изучить сам блендер, интерфейс, навигацию, общепринятые хоткеи. Сделать это можно например вот тут
• Желательно знать (понимать) хоть немножко математики, хотя бы 7-9 классов
• Никаких внешних аддонов использоваться не будет (по крайней мере пока что в планах такого нету), только строенные, исключительно добавляющие удобства, да и они будут связаны в основном со скриптингом
• Я не буду пересказывать то, как писать на питоне, или основы взаимодействия с API блендера. Затронуто лишь будет то, что касается нашей темы. Перед стартом второй главы выйдут несколько уроков по API, на которые я буду ссылаться
• Если у вас есть какие-то предложения по улучшению уроков, то не стесняйтесь их писать (естественно если они в рамках приличия)

Ну чтож, давайте наконец-то начнем!

Смысл риггинга

В 3д графике анимация выполняется при помощи установки ключевых кадров (ключей) — главных поз объекта на определенных кадрах, а все положения в промежуточных кадрах между ключами программа достраивает сама (это называется интерполяцией, пришло из математики)

Определенно легко выставлять эти позы, когда объект монолитен, и ничего внутри него ничего не должно двигаться. Но вот стоит взять что-то комплексное (например, робота), или еще хуже — живое существо, где довольно сложные деформации, то жизнь превратится в ад. Работать с кучей вершин будет очень сложно: придется постоянно все перевыделять, двигать, вращать, сначала выставив пивот (т.е. точка, от которой будут идти трансформации), а в случае с живыми существами вообще будет очень легко сломать их форму

В общем, такое — определенно не дело, поэтому придумали концепцию управляющих элементов, за которыми бы следовали определенные вершины, и назвали костями, а все кости — скелетом, по аналогии со скелетом живых существ. Однако одних костей тоже было мало, работать с огромной кучей костей, управляя каждой — тоже очень сложно и времязатратно, поэтому придумали делать поверх еще один слой контроля с той же инверсной кинематикой, контролами, которые управляли уже костями и т.д. и т.д.

Смысл риггинга — как раз воплотить всю эту идею в жизнь, сделать скелет, которым аниматор сможет удобно манипулировать объектом, а после этого поддерживать этот скелет, улучшать его

Это определенно не легко — ведь надо сделать не только удобный и простой для аниматора сетап, но и хорошо работающий под капотом, чтобы он лишне не нагружал комп (а нагружать систему риги очень хорошо умеют), и в нем было легко разобраться другим риггерам. Я уж молчу, когда персонажей много, да и обычным багам риг вполне подвержен, очень легко может оказаться так, что из-за реализации риг ведет себя в некоторых ситуациях не совсем правильно

Как уже стало понятнее, анимация и риггинг живут бок-о бок с друг-с другом. Риггер не только делает сами риги, но и например пишет различные скрипты-инструменты для аниматора. У любой анимационной студии просто несмертное количество таких скриптов. Поэтому стоит иногда брать фидбек у аниматоров по поводу своего сетапа

Иерархия

Весь риг построен на принципе иерархии ака связях родитель-потомки между костями. Названа связь по примеру из генетики, где подобно тому, как дети наследуют черты от родителей, кости-дети наследуют трансформации кости-родителя, т.е. к их собственным трансформациям поверх добавляются трансформации родителя. Далеко не просто так потомки упоминаются во множественном числе, а родитель в одном: кость может иметь всего лишь одного родителя (на самом деле функция под названием switch Parent иметь их хоть тысячу, но обычно только один родитель активен, так как воздействие сразу нескольких родителей не особо имеет смысл в большинстве случаев), но ее потомков может быть сколько угодно, хоть 2, хоть 20

Давайте перейдем к блендеру, где это и наглядно увидим

Отчищаем сцену, если у вас не изменен стартап файл, и ищем в меню Add в заголовке вьюпорта Armature->Single Bone

Мы создали объект-арматуру с одной-единственной костью. В блендере скелет обзван Арматурой, так как разрабы любят показать всем, что блендер не такой как остальной софт 🙂

Переходим в режим редактирования арматуры. В нем мы устанавливаем костям позицию, которая будет для них нулевой, дефолтной (выставляем так называемую рест позу, Rest Pose) и строим саму иерархию (т.е. определяем, кто кому будет родителем, а кто потомком)

Rest Pose — это тоже очень важное понятие, но мы разберем его вместе с тем, что такое системы координат кости

Кости в блендере состоят из трех частей — хвоста, тела и головы

• Голова — это основа кости. Так например если перейти в режим позы ака Pose Mode (режим, в котором арматура анимируется, и ставятся ключи), то вращение и масштабирование будут идти именно от головы
• Тело позволяет быстро выделить и голову, и хвост
• Хвост — конец кости. От хвоста будут идти потомки кости в режиме connected, но об этом далее

Мы можем отдельно манипулировать хвостом и головой в режиме редактирования, но не в режиме позы

Связь родитель-потомки

Выделяем хвост нашей кости, и жмякаем английскую Е, ведем мышкой куда-нибудь, и жмем ЛКМ, чтобы подтвердить операцию. У нас появилась еще одна кость

Мы применили операцию под названием экструдирование. Наверняка вы ее знаете по моделированию. Как и в моделинге, в редактировании арматуры она создает новую кость из выделения, сохраняя связь с ним. Собственно, тут и есть пример отношения родитель-потомок. Если выделить нашу новорожденную кость, и посмотреть в редактор свойств->вкладочка Relations, то в в поле Parent будет указано имя кости, из которой мы ее сделали. Она и будет родителем для нашей кости

Кстати да, у костей есть имена. Сохранять их в порядке очень важно, а иначе станет неудобно ориентироваться в риге: довольно часто придется указывать имена костей, и вряд ли это будет удобно с Bone.001, Bone.002. Переименовать кости можно либо в редакторе свойств, либо через хоткей F2. Мы назовем нашу кость-родитель как «Parent», а потомка как «Child». Будем так сказать сразу приучатся держать риг в чистоте, а заодно мне будет легче вам рассказывать. На скрине я показал, что как переименовать

Название выделенной кости можно посмотреть либо в редакторе свойств, либо в левом верхнем углу вьюпорта

Собственно, что нам дает то, что Child — это потомок Parent? Очень хорошо это видно в режиме позы: стоит подвигать Parent, как Child тут же последует за ним

При вращении Child видно влияние опции Connected. Она велит кости, что ее голова должна быть намертво приварена к хвосту родителя. Разорвать это никак не получится, даже в режиме редактирования: хвост Parent и голова Child будут единым целым

В режиме позы кость-потомок с Connected в принципе нельзя будет двигать — только вращать и масштабировать (при использовании хоткея G вместо оператора перемещения будет запускаться оператор вращения). Опция Connected является обязательной для такой штуки как инверсная кинематика (IK), но и бывает полезной, когда например кость должна только вращаться (те же кости рук), и не двигаться

Если убрать эту галочку, то Child станет жить отдельно от Parent, но все равно будет двигаться вместе с ним в режиме позы

Блендер оставляет визуальный отклик о том, что между этими костями есть связь — пунктирной линией. На самом деле это не всегда удобно, например, когда много потомков, поэтому ее можно отключить в оверлеях галочкой Relationship Lines

У отношений между костями есть куча дополнительных опций: например галочка Inherit Rotation позволяет отключить наследование вращения. Мы разберем их, если они понадобятся, прямо на месте

Для того, чтобы назначать связи, вовсе не надо постоянно экструдировать. Это можно делать, например выбирая имя кости в поле Parent во вкладке Relations, но еще лучше — использовать хоткей Ctrl + P. Он позволяет установить связь родитель-потомок, припарентить одну кость к другой. Хоткей работает по следующей схеме: Последняя выбранная кость станет родителем для всех ранее выделенных костей. Опции Connected и keep offset позволяют устанавливать значение галочки Connected. Поэкспериментируйте: продублируйте кости через Shift + D, переназначайте родителей с Connected и keep offset, покрутите в режиме позы

Существует противоположный Ctrl + P хоткей — Alt + P — он либо убирает галочку Connected (Disconnect Bone), либо в принципе убирает родителя (Clear Parent)

По сути, то, что мы увидели — это и есть иерархия — структура, где все построено на связи родитель-потомок, хоть и мега простая, из двух элементов. В сложных ригах все также — у костей есть родитель и потомки, только там могут быть нехилые цепочки костей и много-много потомков. Вот пример гуманоидного рига: кость pelvis тут главная. За ней следуют кости спины, за костями спины кости рук и головы

• Весь риг строится на иерархии костей
• Родитель-потомок — связь между костями, когда кость-потомок добавляет к своим трансформациям трансформации кости-родителя
• Арматура — тоже самое, что и скелет
• У арматуры есть режим редактирования, где мы устанавливаем костям дефолтное положение (рест позу) + настраиваем иерархию, и режим позы — где мы анимируем сами кости
• Хоткеи Ctrl + P и Alt + P — ваши лучшие друзья

Это все, что я хотел сказать в этом уроке. Иерархия — это база, это то, без чего риг не смог бы существовать в принципе. Жизненно важно понять ее, к тому же это не сложное понятие. Если вы все поняли — то значит жду вас в следующем уроке, который выйдет в скором времени. Желаю всем выдержки на этом сложном пути, всем удачи, всем пока!

Beginner Blender: Armatures & Rigging

Let’s bring our robots to life! We will do so with bones. Yes, bones. And bones compose armatures. In Blender, rigging is the process of connecting an armature to a mesh to make it move. In this tutorial, you will learn how to rig an armature to animate your robot.

Before we create our first bone, make sure the 3D cursor is at the center of the 3D View. SHIFT + S and select Cursor to Center.

Now Z to wireframe and add a bone with SHIFT + A and select Armature, Single Bone.

Select bone tab in Properties panel

Rename ‘Bone’ to ‘Spine’.

TAB to Edit Mode. Use RMB to select the bottom of ‘Spine’.

Press G to Grab and Z to move it only on the Z-axis, then enter -1, and press ENTER.

Now select the top, or head, of ‘Spine’.

Grab with G, constrain to Z, and move it down -.35. Press ENTER.

With the top of ‘Spine’ still selected, press E to extrude a new bone, and Z to constrain it to the Z-axis, then enter 1.35 and press ENTER.

Rename the new bone to ‘Neck’.

Select the top of ‘Spine’ again.

Press E to Extrude a new bone and X to constrain it to the X-axis. Enter .9 and press ENTER. Rename this bone ‘Shoulder.L’.

Select the head of ‘Shoulder.L’ and Extrude it 2 Blender units on the X-axis. E, X, 2, ENTER.

Rename this bone to ‘Arm’.

Select ‘Arm’ bone and in the Tools panel click Subdivide three times.

This will divide ‘Arm’ into eight bones. Don’t worry about renaming them.

Select the last bone, and rename it ‘Hand.L’.

Zoom in with the scroll wheel if you need and select the head of ‘Hand.L’.

Extrude a new bone, E, X, .5, ENTER. Rename the new bone ‘HandIK.L’.

Select HandIK.L and in the Properties panel, under the Bone tab, under Relations, click the ‘x’ next to its name in the Parent field.

Grab HandIK.L with G and move it on the X-axis .25: X, .25, ENTER.

TAB to Object Mode and from the Object Interaction Toggle, select Pose Mode.

Select Hand.L, and in the Properties panel, select the Bone Constraints tab.

Click the big ‘Add Bone Constraint’ button and select ‘Add Tracking: Inverse Kinematics’.

In the IK panel, in the Target field, select ‘Armature’ and in the Bone field select ‘HandIK.L’. Set the Chain Length to 8 (because we made eight bones when we subdivide ‘Arm’ and we need the chain to connect back to the body).

Select HandIK.L and grab it with G to move it around and see that it works properly. Press ALT + G to reset the pose.

In the Properties panel, select the Armature Object Data tab. Under Display, select B-Bone.

Press A until the entire Armature is selected, then press CTRL + ALT +S to scale the bones and enter .5, then press ENTER.

Select ‘HandIK.L’ and scale it up with CTRL + ALT + S and enter 4. Then press ENTER.

TAB into Edit Mode. Press SHIFT + S and select Cursor to Center. Be sure the Pivot Point toggle is set to 3D cursor. Holding SHIFT, select Shoulder, Arms, Hand and IK bones. Don’t select Spine or Neck.

Press SHIFT + D to Duplicate, then press ENTER. Now we’re going to invite our duplicated arm by scaling it 100% backwards on the X-axis. Press S, X, enter -1 and press ENTER.

Риггинг и позирование персонажа в Blender

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Здравствуйте, уважаемые читатели портала 3D Today.

Я уже достаточно давно печатаю и крашу фигурки. Но не всегда можно найти подходящую. Надо двигаться дальше, и вот решил создать интересную фигурку уже не из готовой модели, а из того, что осталось, то есть из заготовок. А заодно и рассказать, как делать Rigging модели в Blender’е.

Риггинг – это процесс создания скелета у 3д модели, при помощи которого впоследствии создаются позы персонажа и анимация.

Также придётся столкнуться с таким понятием как «инверсная кинематика». Это мне напомнило обратную задачу кинематики в робототехнике (я робототехник). Если не вдаваться в научные объяснения в обратной кинематике по положению конечного звена определяются расположения всех остальных звеньев. Например, у нас есть ладонь и по положению ладони Blender автоматически сгибает запястье, локоть и плечо. Это удобно и одновременно позволяет делать позу более естественной.

Итак, что же мне досталось?

Магосы кузней Марса прислали мне СШК файлы из неведомых архивов с изображением ассасина храма Каллидус. Изображения были в формате OBJ были разъединены на отдельные плоскости и с кучей ошибок. Предположительно это модель для модификации какой-то игры из Вархаммера.

Масштаб также был микроскопический, модель была в позе «раскоряки», а лечение её в Netfabbe не давало результата. Поэтому пришлось лечить модели вручную каждую по отдельности, а потом соединять их булевыми операциями. Пистолет и оружие ближнего боя я оставил как отдельные модели. Сохранил модель как STL файл.

1) После этого я импортировал модель в Blender: File – import — .Stl . Перед началом работы важно так спозиционировать модель, чтобы её линия симметрии располагалась на центре координат (это важно).

2) Для того чтобы создать скелет нужно нажать Add (Shift + A) – Armature – single bone. Для того, чтобы наш скелет был виден сквозь предметы нужно поставить галочку X-Ray во вкладке Арматуры (рисунок человечка). Также стоит поставить галочку Names там же, чтобы видеть названия костей.

3) Появится маленькая кость в виде пирамидки. Ее можно крутить, масштабировать и перемещать, как и привычный объект в Блендере. В Edit Mode при Экструдировании (E) вытягивается ещё одна новая кость. Для создания кости не связанной с остальными работает комбинация Shift + A. Каждую кость нужно перемещать внутри тела так чтобы она была на своём месте. Это не значит, что у нас должно быть 33 позвонка, но в остальном нужно стараться придерживаться реальной анатомии, повторяя те кости, которые имеют суставы. Коса у нашей девушки тоже должна изгибаться под своим весом, поэтому в ней много костей. Чтобы было более удобно и быстро размещать кости лучше пользоваться ортогональными видами (клавиши Numpad ’а).

4) Таким образом, мы прописываем кости везде, где считаем нужным (кроме тех конечностей, которые симметричны).

5) Добавляем к каждой кости имя на вкладке с костями. Это лучше заранее сделать т.к. в скелете риггинга человека несколько десятков элементов, которые будут мешать своими непонятными именами. Симметричные кости нужно именовать по типу «имя».L, где L – обозначает левую кость. Это очень поможет, когда мы будем копировать элементы на правую сторону.

6) Теперь нужно добавить инверсную кинематику. Перейдём на вид сбоку и добавим как бы шпору и отдельную кость около колена.

Для того чтобы кость инверсной кинематики не была соединена ни с одной из костей скелета, выбираем в Edit Mode эту кость, затем Alt + P и Clear parent .

Для каждой из созданных костей заходим во вкладку костей и снимаем галочку с Deform. Теперь эти кости не будут деформировать нашу модель при движении.

7) Выберем кость Foot1.l зажмём Shift и добавим к ней LegIK.L, а затем Make parent (Ctrl + P) и пункт Keep offset. Теперь наша стопа крутиться, если покрутить LegIK.L

8) Для добавления инверсной кинематики в режиме Pose Mode выберем кость LegIK.L зажмём Shift и добавим к ней Leg.L, а затем выберем Add constraint (Ctrl + Shift + C) — Inverse Kinematics. Кость ноги при этом окрасится в желтоватый цвет.

9) Выберем жёлтую кость и зайдём во вкладку ограничений и настроим инверсную кинематику, установим Chain Length – 2, то есть наша кость инверсной кинематики будет увлекать за собой 2 кости. Также чтобы наша нога могла поворачиваться из стороны в сторону, сделаем ограничение Pole Target – Armature – Target . L. Попробуем согнуть нашу ногу за LegIK.L. Если нога сгибается неправильно, возможно, следует поиграться с параметром Pole Angle .

Сделаем таким же образом ещё и руку и косу.

10) Сделаем зеркальную копию нашей ноги. Для этого перейдём на вид спереди (клавиша 1) и заменим Центр вращения на 3д курсор и поместим сам курсор в начало координат зажав Shift + S и выбрав Cursor to center.

После чего в Edit Mode выберем все наши кости для копирования и нажмём следующую волшебную комбинацию: Shift+D , S , X , -1, Enter . Теперь наши кости продублировались, и чтобы написать им правильные имена не снимая выделения с них, зайдём в меню Armature – Flip Names.

11) После того как все кости созданы, соединим их между собой: Выберем кость бедра в Edit Mode затем, затем зажмём Shift и добавим Spine3, выполним операцию Make parent (Ctrl + P) – Keep offset

У вас всё правильно, если при сдвиге костей позвоночника ноги сами сдвигаются и картинка соединения похожа на такую:

12) Выберем в Object Mode наше тело, затем через Shift скелет и нажмём на Set parent to (Ctrl+P) — Armature Deform — With Automatic Weights. Теперь наша модель соединена со скелетом и при движении костей она будет деформироваться, но не всегда правильно.

13) Теперь выберем нашу модель и перейдём в режим Weight Painting, где начнём раскрашивать веса.

Вот так выглядит кость с автоматически проставленными весами. Как мы видим тут цветовая палитра от красного к синему. Красные части строго следуют за моделью, а на синие части влияние у кости отсутствует. При промежуточных цветах происходит деформация полигонов при движении.

Раскрашивать нашу модель следует так: красным — там где нет деформации при движении, например грудная клетка, а также всякие навесные элементы, как подсумки. ремешки, бляхи и пр. Промежуточными цветами нужно красить места сочленения костей, стараясь сделать переход как можно более плавным.

Есть кисточки, которыми мы будем раскрашивать нашу модель:

Две самые часто распространённые кисти это Mix и Blur. Первая кисть лучше подходит для покраски вершин в нужный цвет. Вторая кисть лучше всего подходит для растушёвывания цвета, т.е. для создания плавных переходов.

Параметр Weight – это сила закрашивания вершин, Для кисти Mix: 0 – синий цвет, 1 – красный. Radius – размер кисти, хотя я предпочитаю масштабировать саму модель, а не менять её размер. Strength – отвечает за силу применения эффекта кисти (я её не трогал при работе).

То, что я пометил стрелочкой — это и есть сама кисть, т.е. курсор превращается в такой вот кружочек.

Самая распространённая новичковая ошибка при распределении весов – это случайная покраска весом совершено не соответсвующей части тела. Поэтому если вдруг у вас при сгибании руки внезапно деформируется также пятно на животе – ищите в костях руки покрашенное пятно и убирайте его.

Как понять, что вы всё сделали правильно? Да очень просто (ирония)– нужно лишь проверить каждую кость, крутя её в Pose Mode и наблюдая, есть ли неестественная деформация. И справлять, исправлять, исправлять! Процесс не то чтобы сложный, но скорее муторный, если модель имеет много костей.

Поэтому запасаемся терпением и красим каждую кость.

И это ещё не всё! У нас также есть 2 оружия, которые существуют отдельно от нашей модели. Для того чтобы исправить это подведём их в те места, где они должны располагаться, а потом в Object mode выбираем наш предмет, и жмём Add constraint (Ctrl + Shift + C) — Child Of .

В этом ограничении стоит указать нужную кость: Target – Armature , Bone – Palm.L, т.к. крепится пистолет будет к кости ладони.

Если наш предмет внезапно пропал из виду, нужно нажать Set Inverse.

Теперь при движении наши предметы будут следовать за руками. Проделаем ту же операцию и с ножом.

Осталось только правильно расположить нашего персонажа, просто передвигая кости. Для того, чтобы поза получилась естественной, попрактикуйтесь перед зеркалом (это реально помогает прочувствовать, на сколько куда и что нужно повернуть).

Если Вы сделали что-то не так, то выделите в режиме Pose Mode нужные кости и выберите Pose — Clear Transform – All. Это вернёт их в первоначальное положение.

В получившейся позе я специально сделал 1 ногу выше другой, чтобы она опиралась на бортик подставки, которую я замоделил во Fusion 360.

Я опасался, что руки выйдут кривыми, но вот такие кулачки у меня получились, пока я загибал пальчики один за другим:

В конце получился вот такой вот пафосный ассасин, которого я конечно же буду печатать, красить и дорабатывать.

Долго не решался делать риггинг, ибо первые попытки были не сильно удачными, но я надеюсь, что эта статья покажет, что это не так сложно и не так страшно.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Show/Hide

You do not have to use bone layers to show/hide some bones. As with objects, vertices or control points, you can use H :

H will hide the selected bone(s).

Shift — H will hide all bones but the selected one(s).

Alt — H will show all hidden bones.

You can also use the Hide checkbox of the Bone tab ‣ Viewport Display panel .

Note that hidden bones are specific to a mode, i.e. you can hide some bones in Edit Mode, they will still be visible in Pose Mode, and vice versa. Hidden bones in Pose Mode are also invisible in Object Mode. And in Edit Mode, the bone to hide must be fully selected, not just its root or tip.

© Copyright : This page is licensed under a CC-BY-SA 4.0 Int. License. Last updated on 09/05/2023.