Seca Skosh
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Animation mit Poser
Inverse Kinematik und Zeitplan-Diagramm
Poser hat zwei interessante Funktionen: Inverse Kinematik und das Zeitplandiagramm. Sie sind vorteilhaft in Bezug auf Bewegungsgestaltung, aber sie haben auch eine höhere Lernkurve. Hier in diesem Beispiel arbeite ich mit Poser 4. Ich versuche mich trotzdem allgemein zu fassen. Nicht all Funktionen erkläre ich genauer: Datei öffnen, Schiebereglerbedienung, Menüsteuerung, Aufbau der Oberfläche... ich empfehle, bei dem Tutorial die Handbücher griffbereit zu haben.
Das Turtorial gliedert sich in diese Abschnitte:
A- Theorie
B - Grundlegende Einstellungen
C - Inverse Kinematik
D - Zeitplan-Diagramm
E - Fertigstellen der Animation
A - Theorie
Für einfache Bewegungen, wie hinsetzen, hinlegen, aufstehen, herumstehen, eine Kniebeuge, etc. sind die folgenden Überlegungen gedacht. In diesem Tutorial erarbeiten wir eine einfachere und deutliche Bewegung, die beliebte Kniebeuge, also runtergehen und wieder raufgehen des Körpers mit Einknicken der Beine....
Zeit:
2 Sekunden entsprechen einem SL-Atemzyklus (ein-aus). Das Atmen ist ein sehr guter Maßstab für Form und Zeit der Bewegung.
Frames per second:
Pro Sekunde sind 12 bis 15 Bilder ein gutes Maß für eine brauchbare Bewegung.
Framesanzahl:
2 Sekunden * 15 Frames macht 30 Frames.
Endlosschleife:
Da meine Bewegung einen Atemzyklus andauert, habe ich auch eine gute Basis, um auch eine Bewegungs-Endloschleife zu bauen. Bei einer Endlossschleife müssen Start- und Endposition aller Körperteile gleich sein. Die Kulmination der Bewegung, wenn sie gleichmäßtig ist, sollte sich in der Nähe der Mitte, bei Frame 15, befinden - das erlaubt genug Freiraum für ganz einfache Bewegungsänderungen, zb. für einmal heben und wieder senken des Armes.
Veränderung der Zeit:
Methode A: Eine auf 30 Frames angelegte Bewegung ließe sich mit einer Rate von 12-30 Frames pro Sekunde abzuspielen. Somit kann sie gemächlich/normal oder zügiger ablaufen. Ich kann die Figur sich langsam oder schnell bewegen lassen, alles mit der gleichen Bewegung, und es sieht immer gut aus.
Methode B: Man erhöhe die Framezahl... Eine Framezahl von 60 würde eine einfache Bewegung auch langsam erscheinen lassen, wenn man sie mit 15 FpS abspielt. Man müßte aber von Anfang an diese Bewegung mit 60 Frames planen, was meiner Meinung nach zu komplex ist, so das man eventuell den Überblick verliert, immerhin entspräche eine solche Framemenge 15 Bilder in einer halben Sekunde. Einer gestalteten Bewegung mit 30 Frames kann man nachträglich weitere 30 Frames anfügen, aber es wären zuerst "leere Frames", die Bewegung wäre immer noch nur in den ersten 30 Frames. In dem Fall würde die Animation übrigens in der Pose des 31. Frames für weitere 2 Sekunden (in den angefügten 30 Frames) verharren... Wenn man die Bewegung erweitern möchte, mit einer weiteren Handlung, dann ist das anfügen von Frames ein probates Mittel.
B - Grundlegende Einstellungen
Startposition: Wir stellen wir die Ausgangsposition her, so wie sie für alle SL-Animationen nötig ist. Als Figur wählen wir Poser 2, einfach (zwingend!). DIe Animation selber beginnt erst ab dem 2. Frame - die Pose des 1. Frames dient als Referenz für SL und darf nicht verändert werden.
Framezahl und Zeit: Wir stellen die Framezahl auf 31 (= 1 Referenzframe für SL + 30 für unsere Animation). DIe Zeit stellen wir auf 15 Frames/Sekunde, sie ist jederzeit frei änderbar. Sie muß aber vor dem exportieren zur bvh-Datei festgelegt werden.
Darstellung: Rechenblatt als Hintergrund, Kamera von vorne, volle Bewegungsumsetzung->Begrenzungsquader
Abb.1: Startposition, Frameanzahl, Zeit
Keyframes und Bewegungsübergang definieren: Da alle Bewegungsänderungen frühestens ab Frame 2 einsetzen sollen, setzen wir da Marken, nämlich Keyframes, für alle Körperteile und wir bestimmen die Art der Bewegungsübergänge als "Linearer Übergang". Wir markieren dazu in der Animation-Palette alle Frames des Körpers und betätigen dem Button für den linearen Übergang.
Abb.2: Aufruf der Animation-Palette und markieren der Frames - erkennbar am weißen Rahmen, hier abgemessen durch die rote Diagonale.
Der lineare Übergang bezeichnet abrupten Bewegungswechsel. Der weiche Übergang als Gegensatz dazu, der Spline-Übergang berechnet Zwischenphasen für eine runde, flüssige Bewegung. In der Praxis für SL zeigte sich bisher, das der lineare Übergang meistens gute Egebnisse zeigt und sich zudem in Poser wesentlich besser handhaben läßt.
Abb. 3: Der Button für “Linearer Übergang”. Keyframes nach Einschalten des linearen Übergangs: Die makierten Keyframes auf Frame 2 und 31 sind orange. Der weiße Rahmen kennzeichnet die Markierung. Es befinden sich Keyframes an Pos 1, 2 und 31.
C - Inverse Kinematik
Normale Animation: Bewegt man die Hüfte, so bewegen sich alle anderen Körperteile gleichermaßen mit. Zentraler Punkt bei allen Bewegungen des Körpers um sich selbst ist die Position der Hüfte. Will man schlafen, ist sie am Erdboden, beim Sitzen wird sie etwas gesenkt, beim Springen hebt sie sich und sinkt wieder. Alle anderen Körperglieder haben relative Positionen zu ihr. Wenn man eine Bewegung plant, so kann man erst alle Körperglieder ausrichten und dann beliebig die Hüfte auf dem Koordinatensystem positionieren. Aus einer stehenden Bewegung kann eine liegende oder schwebende werden. Bei der Kniebeuge müßte man die Winkel der Beine ändern und anschließend die Hüfte soweit absenken, daß die Füße den Boden berühren. Zum Aufrichten müßte das umgekehrt wiederholt werden.
Inverse Kinematik: Hände und/oder Füße werden an ihrer augenblicklichen Position fixiert. Bei einer Kniebeuge aus dem Stand werden, da die Füße fixiert sind, die Beine passend zur Bewegung einknicken. Desgleichen “entfalten” sie sich wieder, wenn man die Hüfte nach oben bewegt. Die inverse Kinematik spart Zeit und ist genau.
Einschalten der inversen Kinematik:
Abb 4: Einschalten der inversen Kinematik für die Beine. Zwar steht dort “Bein”, aber die Fixierung betrifft in Wahrheit nur den Fuß. Beim Arm ist es entsprechend auch nur die Hand.
Verschieben der Hüfte zur z-Achse: Ein Blick mit der Kamera von links (oder rechts) offenbart, das die Figur aufgrund der Werkseinstellung nicht im Gleichgewicht steht. Wir schieben die Hüfte in Frame 2 nach vorne. Wir bemerken, wie schön die Füße an Ort und Stelle verbleiben - denn das ist unsere inverse Kinematik.
Abb 5: Stellung der Figur nach Verschieben der Hüfte auf der z-Achse in Frame 2. Links die alte, ungleichgewichtige Position. Die Füße haben aber dieselben Position auf allen Achsen behalten. Die Winkel zwischen Hüfte, Oberschenkel, Unterschenkel und Fuß eines jeden Beines wurden durch die inverse Kinematik angepasst. Oben ein Blick auf die Auswahlfunktion für die Frameposition, angewählt ist Frame 2.
Lassen wir die Animation mal ablaufen. Und man sieht erstaunt: Von Frame 2 aus marschiert die Hüfte gleichmäßig in ihre alte Ausgangsstellung zurück. Bei Frame 31 ist Hüfte wieder in ihrer alten Position. Soll sie aber nicht.
Warum tut die Hüfte das? Weil wir Keyframes auf Pos 2 und auf Pos 31 gesetzt haben, und weil die Positionen der Gelenke an diesen Keyframes gespeichert wird Das bedeutet, wir haben die Start -und Endpunkte einer Endlosschleife geschaffen, was wiederum bedeutet: Wir können zwischen diesen Punkten Bewegungen setzen, die automatisch zu ihrer Ausgangsposition zurücklaufen. Und das bedeutet letztlich, das wir eine Menge Arbeit sparen, nämlich die Hälfte.
Aber das ist so nicht immer erwünscht, hier z.B. soll die Hüfte immer auf derselben Position der z-Achse bleiben. Was tun?
Lösung 1: Man löscht alle Frames ab Frame 3 und füllt wieder neue bis Frame 31 auf. Mit anderen Worten: man hätte gleich zu Anfang 2 Frames statt 31 einrichten können. Mitgedacht? Mitgedacht. Nur ist das keine gute Lösung, wenn man schon andere Bewegungen kreiert hat.
Lösung 2: Auf Position 31 gehen und dort den exakten Z-Wert von Frame 2 eintragen.
Lösung 3: Den Keyframe für die Hüfte der z_Achse auf Pos 31 löschen.
Lösung 4: im Zeitdiagramm arbeiten.
Es ist keine Lösung falsch, aber eine ist besonders richtig: Bitte wählt die Lösung 2.
Auf Position 31 gehen und dort den exakten Z-Wert von Frame 2 eintragen. Damit hat der Keyframe von Frame 31 für die Hüfte auf der z-Achse einen anderen Wert bekommen.
Nun wollen wir mit der Kniebeuge beginnen. Arbeitsposition auf Frame 16 setzen. (das ist die Mitte der 30 Frames nach dem Startframe)
Absenken der Hüfte zur y-Achse: Hier sehen wir genau, wie die unteren Extremitäten aufgrund der inversen Kinematik anatomisch korrekt gebeugt werden. Und das ist sehr schön so. Weiterhin sehen wir im Ablauf der Animation, wie die Figur wieder in die Ausgangsposition nach oben geht. Unsere Endlosschleife funktioniert.
Abb 6 : Abgesenkte Postion der Hüfte in Frame 16
Die inverse Kinematik kann beliebig an- oder ausgeschaltet werden. MIt der inversen Kinematik erzeugte Bewegungen werden nicht rückgängig gemacht, wenn man sie ausschaltet. Ein Ausschalten ermöglicht bloß freiere Bewegungen der Gliedmassen. Das Einschalten wiederum friert Bewegungen der Hände oder/und Füße ein. Das Einschalten der inversen Kinematik mitten im Workflow ist manchmal riskant. Die Hände und die Füße bekommen neue Postionsangaben, je nach Ursprungsbewegung. Genau genommen bekommen sie überhaupt erst dadurch Keyframes und Werte für die absolute Position im Raum. Es gibt aber Umstände, da wird alles zerstört, indem die Hände oder Beine absolut verrenkt durch die Gegend trudeln. Wenn das passiert, liegt das an der inversen Kinematik, die nicht unter den richtigen Umständen eingeschaltet wurde. Dann muß man gezielt alle Keyframes der Hände und Füße löschen, die inverse Kinematik einfach wieder abschalten oder auf das Backup zurückgreifen. Man sollte genau planen, wann und ob man die inverse Kinematik nutzt.
D - Zeitplan-Diagramm
(eine andere Form der Bewegungsdarstellung)
Wir aktivieren das Zeitplandiagramm:
Abb. 7: Zeitplandiagramm: Der Punkt in der Mitte unten ist die y-position der Hüfte auf der Zeitachse von links nach rechts. Der kleine Haken links ist der 1 Frame, wo sich nichts verändert hat. Die grüne Linie zeigt die aktuelle Arbeitsposition. In diesem Fall befindet sie sich, sozusagen, auf dem Weg nach oben.
Das Zeitplandiagramm stellt auf 2 Achsen den Ablauf einer Bewegung in Raum und Zeit dar. Es entsteht eine Linie in diesem Diagramm, welche manipuliert werden kann. Dadurch ändert sich die Bewegung. Es ist eine analoge Sichtweise und sie ist umso nützlicher, je komplexer die Bewegung ist. Aus dem Steigungsgrad der Linie läßt sich die Dynamik der Bewegung gut herausinterpretieren. In praktischer Hinsicht sind die Zahlwerte auf den Achsen weniger nützlich - exakte Werte gibt man besser mit den Schiebereglern ein. Ist das Zeitfenster einmal aktiviert, kann durch einen einfachen klick auf ein Körperteil das Diagramm für das angeklickte Körperteil aktiviert werden.
Wir korrigieren nun die Kniebeuge. Sie soll schneller herunter gehen, aber langsamer hinauf. Der Weg dazu ist derjenige, den Punkt, wo die Hüfte am tiefsten steht, zeitlich weiter nach vorne zu legen, z.B. auf Frame 9.
Wir gehen auf Frame 9, klicken und ziehen die Linie nach unten. Durch den Klick wird ein neuer Keyframe gesetzt.
Abb. 8: Der eingefügte Keyframe. Die Linie davor wurde steiler, was bedeutet, das die Bewegung schneller geworden ist.
Übrigens: Die Animation läßt sich bei aktivierten Fenstern jederzeit abspielen!
Wir gehen auf Frame 16 und löschen den Keyframe, z.B. mit der "delete-Taste". Die Linie sieht dann anders aus, und es wird sofort klar, wie die Bewegung nun abläuft:
Abb. 9: Linienverlauf nach Löschung des Keyframes auf Pos 16. Die Bewegung ab Frame 9 wird langsamer, erkenntlich daran, das die Linie flacher ist als vorher.
Wir wollen nun, das die Figur zu Anfang noch langsamer hochkommt und nach kurzer Zeit schneller wird. Wir gehen auf Frame 18, klicken, erzeugen damit einen Keyframe, und ziehen die Linie ein wenig nach unten. Subtiles Arbeiten ist angesagt, experimentiert herum...
Abb. 10: Die Figur sinkt schnell in die Knie, steht dann langsam wieder auf, um sich schließlich wieder etwas schneller ganz aufzurichten.
Nun wenden wir den S--Spline-Übergang an. Wir gehen auf Frame 9 und klicken auf S-Spline. Der Bewegungsübergang wird durch eine Kurve ersetzt.
Abb. 11: Die Bewegung wird viel weicher, allerdings sackt die Hüfte automatisch weiter nach unten (die Talsohle). Das macht S-Spline etwas unberechenbar und sollte darum dann mit Bedacht angewendet werden, wenn exakte Positionierungen wichtig sind. Hier lassen wir das so, weil es egal ist, ob die Figur ein paar Zentimeter tiefer geht oder nicht. Allerdings ist die Linie Ende der Talsohle nun steiler als die folgende, die Aufwärtsbewegung beginnt also schneller und wird dann langsamer - und das wollten wir ja eigentlich nicht.
Wir fügen an Frame 11 einen neuen Keyframe ein, stellen diesen auf "linearen Übergang" und ziehen anschließend den Keyframe auf Frame 17 etwas runter:
Abb. 12: Frame 11 und Frame 17 und die neue Linienführung
Die Beuge ist aber nicht tief genug. Wir ziehen die beiden tiefsten Keyframes auf Pos 9 und 11 weit nach unten. Die Vergrößerung dann zeigt, das von der Kurve von S-Spline nun aber nicht mehr viel übrig geblieben ist. Die Bewegung wechselt trotz S-Spline abrupt die Richtung:
Abb. 13: Ausschnitt des Diagramms am tiefsten Punkt der Bewegung,
nachdem wir Keyframe 9 und 11 weit nach unten gezogen haben
Wir fügen bei 13 einen neuen Keyframe ein und löschen Frame 11. S-Spline berechnet von Frame 9 ausgehend eine Kurve:
Abb. 14: Keyframes auf Pos 9 und 13
Für S-Spline gilt: Versuch macht kluch. Es gibt aber insgesamt 4 Übergangstypen, mit denen experimentiert werden darf, und dafür bietet sich das Zeitplandiagramm zur Kontrolle gut an.
D - Fertigstellen der Animation
Arme nach vorne: Position Frame 2, Hauptkamera, Bewegungsumsetzung-schnelle Darstellung. Schulter, Oberarm und Unterarm werden nach vorne gebracht. Man achte auf natürliche Winkel. Der andere Arm wird anschließend mit der Symetrieeinstellung im Menü von Poser angepasst. Man achte darauf, das diese Einstellungen in Frame 2 geschehen. Folgende Daten wären Richtwerte.
Abb. 15
Oberarm..........Schulter............Unterarm
Drehen.......-10 Drehen........5.....Drehen.....0
Schwenken...61 Beugen......13.....Winkeln...-2
Beugen.........2 Schwenken.18....Beugen....12
Wie eingangs das Problem mit der Hüfte, so wandern die Arme bis zum Frame 31 langsam wieder in ihre Startposition zurück.
Eine schnelle Methode, das nun zu verbessern, ist das Aufrufen der Animations-Palette, sodann das markieren der Schulter, Ober- und Unterarme in den Frames von 3 bis 31 und das löschen derselben auf einen Schlag. Die Arme haben nun die ganze Bewegung über die Stellung von Frame 2:
Die beteiligten Körperglieder in der Animation-Palette - markiert und vor dem Löschen. Man muß das für beide Arme ausführen.
Füße etwas auseinander: Wir schalten die inverse Kinematik aus und winkeln die Unterschenkel auf Frame 2 um 4 Grad zurück auf 0 Grad. Dann gehen wir in das Zeitplandiagramm, klicken auf alle Keyframes, die danach kommen, und löschen sie. Das Zeitplandiagramm zeigt uns auch, warum wir das tun müssen. Das Löschen geht auch mithilfe der Animation-Palette. Wir müssen nun die inverse Kinematik für die Beine wieder einschalten.
Es gäbe noch ein paar Details: Die Hände sollten angespannter sein, der Kopf könnte ein wenig nicken, oder man versucht, durch Bewegungen von Hüfte, Bauch und Brust eine angestrengte Atmung darzustellen... wie auch immer, die Poser-Datei kann nach dem Export als bhv-Datei in SL upgeloadet werden.
Jetzt kommt der Upload Zum Upload mit dem SL-CLient verweise ich auf die entsprechenden Tutorials an anderen Stellen.
Wenn man die inverse Kinematik abschaltet, und dann die bhv-Datei erzeugt und uploadet, wird die Bewegung nicht korrekt dargestellt. Man sieht das schon in Poser. Darum muß die Kinematik vor dem Upload aktiviert werden.
ENDE des Tutorials
Inverse Kinematik und Zeitplan-Diagramm
Poser hat zwei interessante Funktionen: Inverse Kinematik und das Zeitplandiagramm. Sie sind vorteilhaft in Bezug auf Bewegungsgestaltung, aber sie haben auch eine höhere Lernkurve. Hier in diesem Beispiel arbeite ich mit Poser 4. Ich versuche mich trotzdem allgemein zu fassen. Nicht all Funktionen erkläre ich genauer: Datei öffnen, Schiebereglerbedienung, Menüsteuerung, Aufbau der Oberfläche... ich empfehle, bei dem Tutorial die Handbücher griffbereit zu haben.
Das Turtorial gliedert sich in diese Abschnitte:
A- Theorie
B - Grundlegende Einstellungen
C - Inverse Kinematik
D - Zeitplan-Diagramm
E - Fertigstellen der Animation
A - Theorie
Für einfache Bewegungen, wie hinsetzen, hinlegen, aufstehen, herumstehen, eine Kniebeuge, etc. sind die folgenden Überlegungen gedacht. In diesem Tutorial erarbeiten wir eine einfachere und deutliche Bewegung, die beliebte Kniebeuge, also runtergehen und wieder raufgehen des Körpers mit Einknicken der Beine....
Zeit:
2 Sekunden entsprechen einem SL-Atemzyklus (ein-aus). Das Atmen ist ein sehr guter Maßstab für Form und Zeit der Bewegung.
Frames per second:
Pro Sekunde sind 12 bis 15 Bilder ein gutes Maß für eine brauchbare Bewegung.
Framesanzahl:
2 Sekunden * 15 Frames macht 30 Frames.
Endlosschleife:
Da meine Bewegung einen Atemzyklus andauert, habe ich auch eine gute Basis, um auch eine Bewegungs-Endloschleife zu bauen. Bei einer Endlossschleife müssen Start- und Endposition aller Körperteile gleich sein. Die Kulmination der Bewegung, wenn sie gleichmäßtig ist, sollte sich in der Nähe der Mitte, bei Frame 15, befinden - das erlaubt genug Freiraum für ganz einfache Bewegungsänderungen, zb. für einmal heben und wieder senken des Armes.
Veränderung der Zeit:
Methode A: Eine auf 30 Frames angelegte Bewegung ließe sich mit einer Rate von 12-30 Frames pro Sekunde abzuspielen. Somit kann sie gemächlich/normal oder zügiger ablaufen. Ich kann die Figur sich langsam oder schnell bewegen lassen, alles mit der gleichen Bewegung, und es sieht immer gut aus.
Methode B: Man erhöhe die Framezahl... Eine Framezahl von 60 würde eine einfache Bewegung auch langsam erscheinen lassen, wenn man sie mit 15 FpS abspielt. Man müßte aber von Anfang an diese Bewegung mit 60 Frames planen, was meiner Meinung nach zu komplex ist, so das man eventuell den Überblick verliert, immerhin entspräche eine solche Framemenge 15 Bilder in einer halben Sekunde. Einer gestalteten Bewegung mit 30 Frames kann man nachträglich weitere 30 Frames anfügen, aber es wären zuerst "leere Frames", die Bewegung wäre immer noch nur in den ersten 30 Frames. In dem Fall würde die Animation übrigens in der Pose des 31. Frames für weitere 2 Sekunden (in den angefügten 30 Frames) verharren... Wenn man die Bewegung erweitern möchte, mit einer weiteren Handlung, dann ist das anfügen von Frames ein probates Mittel.
B - Grundlegende Einstellungen
Startposition: Wir stellen wir die Ausgangsposition her, so wie sie für alle SL-Animationen nötig ist. Als Figur wählen wir Poser 2, einfach (zwingend!). DIe Animation selber beginnt erst ab dem 2. Frame - die Pose des 1. Frames dient als Referenz für SL und darf nicht verändert werden.
Framezahl und Zeit: Wir stellen die Framezahl auf 31 (= 1 Referenzframe für SL + 30 für unsere Animation). DIe Zeit stellen wir auf 15 Frames/Sekunde, sie ist jederzeit frei änderbar. Sie muß aber vor dem exportieren zur bvh-Datei festgelegt werden.
Darstellung: Rechenblatt als Hintergrund, Kamera von vorne, volle Bewegungsumsetzung->Begrenzungsquader
Abb.1: Startposition, Frameanzahl, Zeit
Keyframes und Bewegungsübergang definieren: Da alle Bewegungsänderungen frühestens ab Frame 2 einsetzen sollen, setzen wir da Marken, nämlich Keyframes, für alle Körperteile und wir bestimmen die Art der Bewegungsübergänge als "Linearer Übergang". Wir markieren dazu in der Animation-Palette alle Frames des Körpers und betätigen dem Button für den linearen Übergang.
Abb.2: Aufruf der Animation-Palette und markieren der Frames - erkennbar am weißen Rahmen, hier abgemessen durch die rote Diagonale.
Der lineare Übergang bezeichnet abrupten Bewegungswechsel. Der weiche Übergang als Gegensatz dazu, der Spline-Übergang berechnet Zwischenphasen für eine runde, flüssige Bewegung. In der Praxis für SL zeigte sich bisher, das der lineare Übergang meistens gute Egebnisse zeigt und sich zudem in Poser wesentlich besser handhaben läßt.
Abb. 3: Der Button für “Linearer Übergang”. Keyframes nach Einschalten des linearen Übergangs: Die makierten Keyframes auf Frame 2 und 31 sind orange. Der weiße Rahmen kennzeichnet die Markierung. Es befinden sich Keyframes an Pos 1, 2 und 31.
C - Inverse Kinematik
Normale Animation: Bewegt man die Hüfte, so bewegen sich alle anderen Körperteile gleichermaßen mit. Zentraler Punkt bei allen Bewegungen des Körpers um sich selbst ist die Position der Hüfte. Will man schlafen, ist sie am Erdboden, beim Sitzen wird sie etwas gesenkt, beim Springen hebt sie sich und sinkt wieder. Alle anderen Körperglieder haben relative Positionen zu ihr. Wenn man eine Bewegung plant, so kann man erst alle Körperglieder ausrichten und dann beliebig die Hüfte auf dem Koordinatensystem positionieren. Aus einer stehenden Bewegung kann eine liegende oder schwebende werden. Bei der Kniebeuge müßte man die Winkel der Beine ändern und anschließend die Hüfte soweit absenken, daß die Füße den Boden berühren. Zum Aufrichten müßte das umgekehrt wiederholt werden.
Inverse Kinematik: Hände und/oder Füße werden an ihrer augenblicklichen Position fixiert. Bei einer Kniebeuge aus dem Stand werden, da die Füße fixiert sind, die Beine passend zur Bewegung einknicken. Desgleichen “entfalten” sie sich wieder, wenn man die Hüfte nach oben bewegt. Die inverse Kinematik spart Zeit und ist genau.
Einschalten der inversen Kinematik:
Abb 4: Einschalten der inversen Kinematik für die Beine. Zwar steht dort “Bein”, aber die Fixierung betrifft in Wahrheit nur den Fuß. Beim Arm ist es entsprechend auch nur die Hand.
Verschieben der Hüfte zur z-Achse: Ein Blick mit der Kamera von links (oder rechts) offenbart, das die Figur aufgrund der Werkseinstellung nicht im Gleichgewicht steht. Wir schieben die Hüfte in Frame 2 nach vorne. Wir bemerken, wie schön die Füße an Ort und Stelle verbleiben - denn das ist unsere inverse Kinematik.
Abb 5: Stellung der Figur nach Verschieben der Hüfte auf der z-Achse in Frame 2. Links die alte, ungleichgewichtige Position. Die Füße haben aber dieselben Position auf allen Achsen behalten. Die Winkel zwischen Hüfte, Oberschenkel, Unterschenkel und Fuß eines jeden Beines wurden durch die inverse Kinematik angepasst. Oben ein Blick auf die Auswahlfunktion für die Frameposition, angewählt ist Frame 2.
Lassen wir die Animation mal ablaufen. Und man sieht erstaunt: Von Frame 2 aus marschiert die Hüfte gleichmäßig in ihre alte Ausgangsstellung zurück. Bei Frame 31 ist Hüfte wieder in ihrer alten Position. Soll sie aber nicht.
Warum tut die Hüfte das? Weil wir Keyframes auf Pos 2 und auf Pos 31 gesetzt haben, und weil die Positionen der Gelenke an diesen Keyframes gespeichert wird Das bedeutet, wir haben die Start -und Endpunkte einer Endlosschleife geschaffen, was wiederum bedeutet: Wir können zwischen diesen Punkten Bewegungen setzen, die automatisch zu ihrer Ausgangsposition zurücklaufen. Und das bedeutet letztlich, das wir eine Menge Arbeit sparen, nämlich die Hälfte.
Aber das ist so nicht immer erwünscht, hier z.B. soll die Hüfte immer auf derselben Position der z-Achse bleiben. Was tun?
Lösung 1: Man löscht alle Frames ab Frame 3 und füllt wieder neue bis Frame 31 auf. Mit anderen Worten: man hätte gleich zu Anfang 2 Frames statt 31 einrichten können. Mitgedacht? Mitgedacht. Nur ist das keine gute Lösung, wenn man schon andere Bewegungen kreiert hat.
Lösung 2: Auf Position 31 gehen und dort den exakten Z-Wert von Frame 2 eintragen.
Lösung 3: Den Keyframe für die Hüfte der z_Achse auf Pos 31 löschen.
Lösung 4: im Zeitdiagramm arbeiten.
Es ist keine Lösung falsch, aber eine ist besonders richtig: Bitte wählt die Lösung 2.
Auf Position 31 gehen und dort den exakten Z-Wert von Frame 2 eintragen. Damit hat der Keyframe von Frame 31 für die Hüfte auf der z-Achse einen anderen Wert bekommen.
Nun wollen wir mit der Kniebeuge beginnen. Arbeitsposition auf Frame 16 setzen. (das ist die Mitte der 30 Frames nach dem Startframe)
Absenken der Hüfte zur y-Achse: Hier sehen wir genau, wie die unteren Extremitäten aufgrund der inversen Kinematik anatomisch korrekt gebeugt werden. Und das ist sehr schön so. Weiterhin sehen wir im Ablauf der Animation, wie die Figur wieder in die Ausgangsposition nach oben geht. Unsere Endlosschleife funktioniert.
Abb 6 : Abgesenkte Postion der Hüfte in Frame 16
Die inverse Kinematik kann beliebig an- oder ausgeschaltet werden. MIt der inversen Kinematik erzeugte Bewegungen werden nicht rückgängig gemacht, wenn man sie ausschaltet. Ein Ausschalten ermöglicht bloß freiere Bewegungen der Gliedmassen. Das Einschalten wiederum friert Bewegungen der Hände oder/und Füße ein. Das Einschalten der inversen Kinematik mitten im Workflow ist manchmal riskant. Die Hände und die Füße bekommen neue Postionsangaben, je nach Ursprungsbewegung. Genau genommen bekommen sie überhaupt erst dadurch Keyframes und Werte für die absolute Position im Raum. Es gibt aber Umstände, da wird alles zerstört, indem die Hände oder Beine absolut verrenkt durch die Gegend trudeln. Wenn das passiert, liegt das an der inversen Kinematik, die nicht unter den richtigen Umständen eingeschaltet wurde. Dann muß man gezielt alle Keyframes der Hände und Füße löschen, die inverse Kinematik einfach wieder abschalten oder auf das Backup zurückgreifen. Man sollte genau planen, wann und ob man die inverse Kinematik nutzt.
D - Zeitplan-Diagramm
(eine andere Form der Bewegungsdarstellung)
Wir aktivieren das Zeitplandiagramm:
Abb. 7: Zeitplandiagramm: Der Punkt in der Mitte unten ist die y-position der Hüfte auf der Zeitachse von links nach rechts. Der kleine Haken links ist der 1 Frame, wo sich nichts verändert hat. Die grüne Linie zeigt die aktuelle Arbeitsposition. In diesem Fall befindet sie sich, sozusagen, auf dem Weg nach oben.
Das Zeitplandiagramm stellt auf 2 Achsen den Ablauf einer Bewegung in Raum und Zeit dar. Es entsteht eine Linie in diesem Diagramm, welche manipuliert werden kann. Dadurch ändert sich die Bewegung. Es ist eine analoge Sichtweise und sie ist umso nützlicher, je komplexer die Bewegung ist. Aus dem Steigungsgrad der Linie läßt sich die Dynamik der Bewegung gut herausinterpretieren. In praktischer Hinsicht sind die Zahlwerte auf den Achsen weniger nützlich - exakte Werte gibt man besser mit den Schiebereglern ein. Ist das Zeitfenster einmal aktiviert, kann durch einen einfachen klick auf ein Körperteil das Diagramm für das angeklickte Körperteil aktiviert werden.
Wir korrigieren nun die Kniebeuge. Sie soll schneller herunter gehen, aber langsamer hinauf. Der Weg dazu ist derjenige, den Punkt, wo die Hüfte am tiefsten steht, zeitlich weiter nach vorne zu legen, z.B. auf Frame 9.
Wir gehen auf Frame 9, klicken und ziehen die Linie nach unten. Durch den Klick wird ein neuer Keyframe gesetzt.
Abb. 8: Der eingefügte Keyframe. Die Linie davor wurde steiler, was bedeutet, das die Bewegung schneller geworden ist.
Übrigens: Die Animation läßt sich bei aktivierten Fenstern jederzeit abspielen!
Wir gehen auf Frame 16 und löschen den Keyframe, z.B. mit der "delete-Taste". Die Linie sieht dann anders aus, und es wird sofort klar, wie die Bewegung nun abläuft:
Abb. 9: Linienverlauf nach Löschung des Keyframes auf Pos 16. Die Bewegung ab Frame 9 wird langsamer, erkenntlich daran, das die Linie flacher ist als vorher.
Wir wollen nun, das die Figur zu Anfang noch langsamer hochkommt und nach kurzer Zeit schneller wird. Wir gehen auf Frame 18, klicken, erzeugen damit einen Keyframe, und ziehen die Linie ein wenig nach unten. Subtiles Arbeiten ist angesagt, experimentiert herum...
Abb. 10: Die Figur sinkt schnell in die Knie, steht dann langsam wieder auf, um sich schließlich wieder etwas schneller ganz aufzurichten.
Nun wenden wir den S--Spline-Übergang an. Wir gehen auf Frame 9 und klicken auf S-Spline. Der Bewegungsübergang wird durch eine Kurve ersetzt.
Abb. 11: Die Bewegung wird viel weicher, allerdings sackt die Hüfte automatisch weiter nach unten (die Talsohle). Das macht S-Spline etwas unberechenbar und sollte darum dann mit Bedacht angewendet werden, wenn exakte Positionierungen wichtig sind. Hier lassen wir das so, weil es egal ist, ob die Figur ein paar Zentimeter tiefer geht oder nicht. Allerdings ist die Linie Ende der Talsohle nun steiler als die folgende, die Aufwärtsbewegung beginnt also schneller und wird dann langsamer - und das wollten wir ja eigentlich nicht.
Wir fügen an Frame 11 einen neuen Keyframe ein, stellen diesen auf "linearen Übergang" und ziehen anschließend den Keyframe auf Frame 17 etwas runter:
Abb. 12: Frame 11 und Frame 17 und die neue Linienführung
Die Beuge ist aber nicht tief genug. Wir ziehen die beiden tiefsten Keyframes auf Pos 9 und 11 weit nach unten. Die Vergrößerung dann zeigt, das von der Kurve von S-Spline nun aber nicht mehr viel übrig geblieben ist. Die Bewegung wechselt trotz S-Spline abrupt die Richtung:
Abb. 13: Ausschnitt des Diagramms am tiefsten Punkt der Bewegung,
nachdem wir Keyframe 9 und 11 weit nach unten gezogen haben
Wir fügen bei 13 einen neuen Keyframe ein und löschen Frame 11. S-Spline berechnet von Frame 9 ausgehend eine Kurve:
Abb. 14: Keyframes auf Pos 9 und 13
Für S-Spline gilt: Versuch macht kluch. Es gibt aber insgesamt 4 Übergangstypen, mit denen experimentiert werden darf, und dafür bietet sich das Zeitplandiagramm zur Kontrolle gut an.
D - Fertigstellen der Animation
Arme nach vorne: Position Frame 2, Hauptkamera, Bewegungsumsetzung-schnelle Darstellung. Schulter, Oberarm und Unterarm werden nach vorne gebracht. Man achte auf natürliche Winkel. Der andere Arm wird anschließend mit der Symetrieeinstellung im Menü von Poser angepasst. Man achte darauf, das diese Einstellungen in Frame 2 geschehen. Folgende Daten wären Richtwerte.
Abb. 15
Oberarm..........Schulter............Unterarm
Drehen.......-10 Drehen........5.....Drehen.....0
Schwenken...61 Beugen......13.....Winkeln...-2
Beugen.........2 Schwenken.18....Beugen....12
Wie eingangs das Problem mit der Hüfte, so wandern die Arme bis zum Frame 31 langsam wieder in ihre Startposition zurück.
Eine schnelle Methode, das nun zu verbessern, ist das Aufrufen der Animations-Palette, sodann das markieren der Schulter, Ober- und Unterarme in den Frames von 3 bis 31 und das löschen derselben auf einen Schlag. Die Arme haben nun die ganze Bewegung über die Stellung von Frame 2:
Die beteiligten Körperglieder in der Animation-Palette - markiert und vor dem Löschen. Man muß das für beide Arme ausführen.
Füße etwas auseinander: Wir schalten die inverse Kinematik aus und winkeln die Unterschenkel auf Frame 2 um 4 Grad zurück auf 0 Grad. Dann gehen wir in das Zeitplandiagramm, klicken auf alle Keyframes, die danach kommen, und löschen sie. Das Zeitplandiagramm zeigt uns auch, warum wir das tun müssen. Das Löschen geht auch mithilfe der Animation-Palette. Wir müssen nun die inverse Kinematik für die Beine wieder einschalten.
Es gäbe noch ein paar Details: Die Hände sollten angespannter sein, der Kopf könnte ein wenig nicken, oder man versucht, durch Bewegungen von Hüfte, Bauch und Brust eine angestrengte Atmung darzustellen... wie auch immer, die Poser-Datei kann nach dem Export als bhv-Datei in SL upgeloadet werden.
Jetzt kommt der Upload Zum Upload mit dem SL-CLient verweise ich auf die entsprechenden Tutorials an anderen Stellen.
Wenn man die inverse Kinematik abschaltet, und dann die bhv-Datei erzeugt und uploadet, wird die Bewegung nicht korrekt dargestellt. Man sieht das schon in Poser. Darum muß die Kinematik vor dem Upload aktiviert werden.
ENDE des Tutorials
