Solutions CI

Une solution CI crée une solution de cinématique inverse afin de faire pivoter et positionner les liens d'une chaîne. Elle applique un contrôleur CI afin de gouverner les transformations des enfants dans une liaison. Vous pouvez appliquer une solution CI à n'importe quelle hiérarchie d'objets. Vous appliquez une solution CI à une hiérarchie ou partie d'une hiérarchie à l'aide des commandes du menu Animation. Sélectionnez un objet de la hiérarchie, choisissez une solution CI, puis cliquez sur un autre objet de la hiérarchie pour définir l'extrémité de la chaîne CI.

Système de structures avec solution CI IH appliquée

Chaque solution CI a un comportement et flux de travail propres, ainsi que ses propres contrôles et outils spécialisés disponibles dans les groupes de fonctions Hiérarchie et Mouvement. Les solutions CI étant des plug-ins, les programmeurs peuvent étendre les capacités CI de 3ds Max en personnalisant ou en écrivant leurs propres solutions CI.

3ds Max est livré avec quatre solutions CI différentes. Les deux les plus couramment utilisées sont Indépendante de l'historique (IH) et Dépendante de l'historique (DH). Pour afficher les deux travaillant en parallèle, lisez la vidéo suivante :

Dans la vidéo précédente, le bras manipulateur 1 utilise la solution CI IH, tandis que le bras manipulateur 2 utilise la solution CI DH. Les effecteurs extrémité des deux bras sont animés à l'identique. Notez les différentes solutions CI que les deux algorithmes utilisent pour atteindre les mêmes points dans l'espace.

Fonctionnement d'une solution CI

Une solution CI fonctionne généralement de la manière suivante : une chaîne de solution de cinématique inverse est définie sur une partie de la hiérarchie, de la hanche au talon, ou de l'épaule au poignet d'un personnage, par exemple. L'extrémité de la chaîne CI contient un gizmo appelé " but ". Le but peut être repositionné ou animé dans le temps et de différentes façons, souvent à l'aide d'une liaison, de la mise en relation des paramètres ou de contraintes. Quelle que soit la manière dont le but est déplacé, la solution CI tente de déplacer le pivot de la dernière connexion de la chaîne (également appelée effecteur d'extrémité) de sorte qu'il joigne le but. La solution CI fait pivoter les parties de la chaîne afin d'étirer et de repositionner l'effecteur d'extrémité afin qu'il coïncide avec le but.

Utilisation d'une solution CI pour animer un bras

L'effecteur d'extrémité est souvent contraint au plan horizontal. Vous pouvez, par exemple, maintenir les orteils en place tandis que les talons s'élèvent dans un cycle de marche. Le mouvement de la racine de la chaîne positionne alors les jambes au-dessus des orteils.

Quatre plug-ins de solution CI sont livrés avec 3ds Max :

Remarque : 3ds Max propose également deux autres méthodes, indépendantes d'une solution, pour la manipulation en cinématique inverse des hiérarchies : CI interactive et CI appliquée.

Cinématique inverse avec structures

Bien que vous puissiez appliquer une solution CI à n'importe quelle hiérarchie d'objets, il est recommandé d'utiliser un système de structures conjointement à une solution CI pour l'animation d'un personnage.

Un système Structure est une sorte de squelette articulé, composé d'objets hiérarchiquement liés. Celles-ci sont utilisées comme une armature à laquelle les objets sont liés. Lorsque vous utilisez le modificateur de peau, vous pouvez appliquer un objet aux structures en tant que peau, de sorte que l'animation des structures déforme le maillage modelant le personnage. Si vous avez un personnage articulé, vous pouvez utiliser des liaisons ou des contraintes pour que les structures animent le maillage.

L'animation de structures avec un modificateur de peau entraîne l'étirement ou le rétrécissement de la peau.

L'animation de structures avec un modificateur de peau entraîne l'étirement ou le rétrécissement de la peau.

Transformation d'autres objets en structures

Vous pouvez transformer n'importe quel objet en objet structure. Sélectionnez l'objet, puis choisissez Animation Outils de structure. Dans le panneau déroulant Propriétés objet, activez Structure activée. Vous pouvez ensuite choisir Afficher liens seulement pour remplacer l'affichage des objets par les structures. Cela peut s'avérer utile si vous devez animer une hiérarchie qui exige beaucoup de géométrie. La réponse de la fenêtre interactive est beaucoup plus rapide lorsque la géométrie est masquée et affichée uniquement au niveau des liens.

Vous pouvez afficher n'importe quel objet en objet structure. Sélectionnez l'objet, puis choisissez Animation Outils de structure. Le flotteur Outils de structure s'ouvre. Dans le panneau déroulant Propriétés objet, activez Structure activée. Accédez ensuite au groupe de fonctions Affichage. Dans le panneau déroulant Affichage liens, activez les options Afficher liens et Remplacer objet par lien pour afficher les structures au lieu de l'objet. Cela peut s'avérer utile si vous devez animer une hiérarchie qui exige beaucoup de géométrie. La réponse de la fenêtre interactive est beaucoup plus rapide lorsque la géométrie est masquée et affichée uniquement au niveau des liens.

Vous pouvez afficher tout objet de la hiérarchie en tant que structure.

Vous pouvez afficher tout objet de la hiérarchie en tant que structure.

Vous pouvez afficher tout objet de la hiérarchie en tant que structure.

Vous pouvez mettre les structures à l'échelle, les écraser et les étirer à tout moment. Reportez-vous à la rubrique Utilisation d'objets en tant que structures.

Affichage liens

Vous pouvez utiliser Affichage liens et Remplacement objet par lien pour afficher les liens à la place de l'objet. Ces paramètres se trouvent dans le panneau déroulant Affichage liens sur le groupe de fonctions Affichage. Cela peut s'avérer utile si vous devez animer une hiérarchie qui exige beaucoup de géométrie. La réponse de la fenêtre interactive est beaucoup plus rapide lorsque la géométrie est masquée et affichée uniquement au niveau des liens.

Avantages de l'animation des structures avec la cinématique inverse

Vous pouvez animer le mouvement d'un personnage à l'aide de la cinématique avant, en faisant pivoter chaque membre en position, de l'épaule aux doigts et des hanches aux orteils. Mais il est bien plus rapide et réaliste d'utiliser la cinématique inverse afin de simuler l'interaction du pied avec le sol. La cinématique inverse permet également un meilleur contrôle lorsque vous devez apporter des modifications à l'animation. Au lieu d'avoir des images clé sur chaque structure de la chaîne, vous devez apporter des modifications à un noeud seulement afin de modifier l'animation de la chaîne entière.

D'autre part, les animateurs utilisent couramment la cinématique inverse pour les jambes et la cinématique avant pour le torse et les bras. La cinématique avant offre un meilleur contrôle lors du positionnement de la partie supérieure du corps. Il n'est pas nécessaire d'utiliser la cinématique inverse pour chaque tâche d'animation de personnage. L'utilisation de la solution CI indépendante d'historique permet de basculer facilement entre la cinématique avant et la cinématique inverse.

Comment appliquer une solution CI

Vous pouvez appliquer une solution CI lorsque vous créez un système Structures ou à partir du menu Animation.

Réglage de la solution CI

Vous réglez les paramètres de la solution CI dans les groupes de fonctions Animation et Hiérarchie.

Procédures

Pour ajouter une solution CI à une hiérarchie ou un système de structures :

  1. Créez un système de structures ou toute autre hiérarchie d'objets liée.
  2. Sélectionnez une structure ou un objet là où vous souhaitez que la chaîne CI commence.
  3. Choisissez le menu Animation Solution CI et sélectionnez la Solution CI :
    • Solution CI IH pour l'animation d'un personnage.
    • Solution CI dépendante d'historique pour les assemblages mécaniques avec connexions en translation.
    • Solution CI membre pour les chaînes à deux structures.
    • Solution CI Spline pour un contrôle amélioré de structures multiples complexes.
  4. Cliquez à l'endroit où vous souhaitez que la chaîne CI se termine.

    Si vous utilisez la solution CI membre, vous devez appliquer la solution CI pour contrôler uniquement 2 structures.

    La solution CI s'affiche dans la fenêtre.

Pour créer une structure utilisant une résolution CI :

  1. Placez-vous dans le groupe de fonctions Créer , choisissez (Systèmes) et cliquez sur Structures.
  2. Dans le panneau déroulant Affectation chaîne CI, sélectionnez une solution CI à partir de la liste.
  3. Activez l'option Affecter à enfants.
  4. Cliquez sur la souris et faites-la glisser dans une fenêtre pour créer la structure. Cliquez avec le bouton droit de la souris pour mettre fin à la création de structures.

    Les structures sont créées avec la solution CI déjà appliquée.

    Remarque : Si vous utilisez la solution CI spline, une boîte de dialogue Solution CI Spline s'affiche et vous permet de définir des paramètres spéciaux pour la spline et les assistants employés par la solution.

Pour afficher une hiérarchie d'objets en tant que structures :

  1. Sélectionnez la hiérarchie d'objets dans la fenêtre.
  2. Dans le menu Animation, sélectionnez Outils de structure.

    La boîte de dialogue Outils de structure s'ouvre.

  3. Développez le panneau déroulant Propriétés objet.
  4. Dans la zone des propriétés de structure, choisissez Structure activée.
  5. Faites défiler le groupe de fonctions Affichage jusqu'à Affichage liens et développez cette option.
  6. Dans le panneau déroulant Affichage liens, activez Afficher liens et Remplacement objet par lien.

    Les objets disparaissent et les liens s'affichent sous la forme de structures.