Für die Steuerung einer Hierarchie wird als Vorgabe ein Verfahren angewendet, das als vorwärtsgerichtete Kinematik bezeichnet wird.
Die Prinzipien dieser Verfahrensweise sind folgende:
- Hierarchische Verknüpfung eines übergeordneten Objekts mit einem untergeordneten Objekt
- Platzierung von Drehpunkten zur Definition der Verbindungen zwischen verknüpften Objekten
- Vererbung von Position, Rotation und Skalierung vom übergeordneten auf das untergeordnete Objekt
Sie animieren die Objekte einer Hierarchie im Prinzip genau wie andere Objekte. Aktivieren Sie die Auto-Key-Schaltfläche, und transformieren Sie die Objekte in der Hierarchie in verschiedenen Frames. Beim Animieren von Hierarchien müssen Sie jedoch einige spezielle Punkte beachten.
Arbeitsweise von Verknüpfungen und Drehpunkten
Sobald zwei Objekte miteinander verknüpft sind, bleiben Position, Rotation und Skalierung des untergeordneten Objekts in Bezug auf das übergeordnete Objekt gleich. Diese Transformationen werden vom Drehpunkt des übergeordneten Objekts zum Drehpunkt des untergeordneten Objekts gemessen.
Sehen Sie sich zum Beispiel die beiden Quader in der folgenden Abbildung an. Der größere Quader ist dem kleineren übergeordnet. Die Drehpunkte und die Verknüpfungen zwischen den Quadern sind hier abgebildet, um Ihnen die Arbeitsweise der Verknüpfung zu zeigen. Die Verknüpfung geht vom Drehpunkt des übergeordneten Objekts zum Drehpunkt des untergeordneten Objekts. Stellen Sie sich den Drehpunkt des untergeordneten Objekts als Verbindungsglied zwischen dem übergeordneten und dem untergeordneten Objekt vor.
Über ihre Drehpunkte verknüpfte übergeordnete und untergeordnete Objekte.
Eine Rotation des übergeordneten Objekts wirkt sich auf die Position und Ausrichtung des untergeordneten Objekts aus.
Eine Rotation des untergeordneten Objekts hat keinen Einfluss auf das übergeordnete Objekt.
Verknüpfungen sind in eine Richtung gehende "Leitungen", über die am übergeordneten Objekt vorgenommene Transformationen an die untergeordneten Objekte weitergeleitet werden. Wenn Sie das übergeordnete Objekt verschieben, drehen oder skalieren, wird das untergeordnete Objekt im gleichen Maß verschoben, gedreht oder skaliert. Da hierarchische Verknüpfungen nur in eine Richtung wirken, hat das Verschieben, Drehen oder Skalieren des untergeordneten Objekts keinen Einfluss auf das übergeordnete Objekt.
Auf das untergeordnete Objekt angewendete Transformationen werden zusätzlich zu allen vom übergeordneten Objekt weitergegebenen Transformationen durchgeführt.
Animieren eines übergeordneten Objekts
Vom übergeordneten Objekt werden nur die Transformationen an ein untergeordnetes Objekt weitergegeben. Wenn Sie das übergeordnete Objekt verschieben, drehen oder skalieren, wird die mit dem Objekt verknüpfte Unterstruktur ebenfalls animiert.
Wenn Sie die Modifikatoren oder Erstellungsparameter des übergeordneten Objekts animieren, hat das keinerlei Auswirkung auf die untergeordneten Objekte.
Durch Verschieben des übergeordneten Stammobjekts wird die ganze Hierarchie verschoben.
Eine Rotation des übergeordneten Stammobjekts wird auf alle untergeordneten Objekte übertragen.
Animieren eines untergeordneten Objekts
Bei der vorwärtsgerichteten Kinematik wird ein untergeordnetes Objekt durch seine Verknüpfung zum übergeordneten Objekt in keiner Weise eingeschränkt. Untergeordnete Objekte können unabhängig vom übergeordneten Objekt verschoben, gedreht und skaliert werden.
Ein Verschieben des letzten untergeordneten Objekts wirkt sich nicht auf vorhergehende Objekte in der Hierarchie aus.
Das Drehen eines untergeordneten Objekts in der Mitte der Hierarchie wirkt sich auf alle untergeordneten Objekte, aber nicht auf übergeordnete Objekte aus.
Wenn die übergeordneten Objekte durch Bewegen des letzten untergeordneten Objekts in der Kette manipuliert werden sollen, können Sie die inverse Kinematik verwenden.
Steuern der Hierarchie
Ein untergeordnetes Objekt erbt die Transformationen des ihm direkt übergeordneten Objekts, welches wiederum die Transformationen sämtlicher ihm übergeordneten Objekte erbt. Da die vorwärtsgerichtete Kinematik diese Art der Vererbung verwendet, müssen Sie die Hierarchien von oben nach unten erstellen und animieren.
Manipulieren der Hierarchie eines Beins.
Schauen Sie sich die verknüpfte Gliederpuppe in der Abbildung an. Wenn Sie den rechten Fuß der Gliederpuppe auf den Fußball neben der Gliederpuppe setzen möchten, führen Sie folgende Schritte durch:
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Drehen Sie den rechten Oberschenkel so, dass sich das gesamte Bein über dem Fußball befindet. - Drehen Sie das rechte Schienbein so, dass der Fuß nahe der oberen Fläche des Fußballs liegt.
- Drehen Sie den rechten Fuß so, dass er zur oberen Fläche des Quaders parallel ist.
- Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 3, bis sich der Fuß an der gewünschten Position befindet.
Beim Transformieren von Objekten beginnen Sie immer mit dem übergeordneten Objekt auf der höchsten Ebene und arbeiten sich dann durch die Hierarchie nach unten vor.
Mithilfe der vorwärtsgerichteten Kinematik können Sie die Positionierung jedes einzelnen Objekts in der Hierarchie genau steuern. Bei großen und komplexen Objekten kann sich diese Vorgehensweise jedoch als aufwendig erweisen. In solchen Fällen können Sie die inverse Kinematik einsetzen.