在游戏中,角色的动作、神态表情等行为都需要游戏中的动画系统来驱动,动画的逼真程度直接影响了角色的真实感,进而影响玩家的游戏体验。因此,动画很早就作为一项游戏技术而存在。

众所周知,人物模型是由三角面Mesh组成的。为了让人物动起来,一个最简单的想法是直接修改Mesh的各个顶点的坐标,这带来了几个问题:

1. 逐顶点操作很容易带来非常不自然的结果。

2. 随着模型越来越精细,顶点越来越多,操作空间十分巨大。

这加大了动画制作的难度。

仿照自然界的生物体,一个自然的想法是,可以在Mesh中放置若干骨骼,骨骼的运动带动Mesh的运动。这样,动画师只需要操作骨骼,就可以带动Mesh完成动画的编辑。

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由此,骨骼动画应运而生,它是目前游戏中最常用的人物动画技术。

与骨骼对应的,Mesh被称为皮肤(Skin)。

一段段骨骼之间相互连接,连接处称之为关节(Joint)。骨骼可以绕着关节进行转动。

关节之间通过线段相连,可以形成一个树状结构,我们称之为关节模型

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上图中,以腰部的关节为树根,其他关节根据连接关系形成了一棵树。

工业界骨骼动画的制作流程

1. 骨骼与标准姿势(T-pose)的绑定与蒙皮(Binding,Skinning)。

2. 动画师操作骨骼,制作关键帧(KeyFrame)。

3. 关键帧之间的插值形成整个动画。

绑定与蒙皮:对于标准姿势,创建一套骨骼用来对应Mesh上的顶点。这个对应做好了,才可以完成驱动操作。另外,这个对应好不好直接影响了动画的质量,这也是让万千美术头秃的工作。

关键帧:这是制作动画的常用方法,通过指定关键的动作来表示动画。

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插值:对于非关键帧的动画,通过插值来生成。

另一个角度上,可以这么理解:在关键帧编辑骨骼姿态,在非关键帧插值骨骼姿态,在所有帧上进行蒙皮

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