第6章 骨骼与蒙皮动画

第 6 章 骨骼与蒙皮动画

6.1 骨骼动画

6.1.1【相关知识】Biped 骨骼系统

1．Biped 骨骼系统简介

（1）Biped 骨骼系统

在 3ds max 9 中，集成了为两足动物设计动作的的角色动画编辑插件 Character Studio。它提供了全套 3D 角色模 型的动画编辑解决方案，包括 Biped（两足动物）骨骼系统、Physique 修改器和群组系统三个部分的内容。

通过内部的 Biped（两足动物）骨骼系统来设计各种不同运动方式，3ds max 系统就会将 Biped 骨骼系统的运动编 辑过程记录下来，并通过绑定功能来完成角色模型的运动赋予，最终实现角色的动画效果。

3ds Max 9 中的 Biped 骨骼系统，不但可以同以前的版本一样直观地模拟两足动物骨骼系统，还新增了男性骨骼 和女性骨骼，以及 Character Studio 中的默认骨骼系统等多种基本骨骼类型。图 6-1-1 所示。

character studio 的 Biped 骨骼系统是针对两足动物的基本骨骼的共性来建立的，可以进行增减操作的特殊骨骼 系统。它的基础形态非常接近于人类的骨骼结构，为编辑人物角色动画提供了方便条件，为更好地区别角色中的性别差 异，男性骨骼和女性骨骼两个骨骼系统，有别于基础骨骼形态，男性的头骨上眉弓较宽，下颌骨方正，而女性下颌内收， 呈尖形。男性的锁骨和肱二头肌都比女性大，显得发达。二者的上臂和前臂也有所差异，最突出的变化是胸部和盆骨的 形态，在女性骨骼系统中，胸部明显突起，盆骨宽大，在大腿根部的骨骼也随之变粗，为女性角色提供了更加合理的骨 骼形态。 小腿与脚掌骨骼部分没有明显变化， 这两种骨骼在与网格模型的合理匹配上提供了比之前版本更加吻合的形态， 节省了调整时间，提高了骨骼与角色模型对位的效率。

图 6-1-1 骨骼的四种类型（骨骼、男性、女性和标准）

使用相关的修改工具做局部形态调整，还可以模拟其他两足或多足动物的基本骨骼形态，如图 6-1-2 所示。

图 6-1-2 两足或多足动物的基本骨骼形态

（2）Biped 骨骼动画

Character Studio 中赋予两足动物骨骼运动的方式基本上分为两类。 一种方式是自由动画 （Freeform Animation）。 这种方式的基本操作要求是首先预设好时间关键帧的位置，然后使用手动调整指定骨骼中各关节的不同的运动形态和 位置，并在调整的同时进行关键帧记录（Set key）。

通过关键帧的不断指定和编辑修改记录，一组组自由动画被系统保存并自动进行过渡连接，过渡过程和骨骼的变

形运动是被系统自动地完成求解的。通过这种帧记录方式几乎可以模拟出任何所能想象或观察到的角色动画的动态。 同时自由动画的编辑方式也是其它动画方式的一种不可缺少的后期补充编辑方式，可以比较精细地对角色进行动态的 描绘。

另一种方式是足迹动画（Footstep Animation）。它是通过 Character Studio 内建的足迹动画编辑功能，进行参 数指定后自动生成足迹，模拟两足动物一些常见的动态，如行走、跑步、跳越等。这种编辑过程只是一种前期的准备， 而后期的较复杂的动态变化，还需要自由动画方式来做补充。本节案例中使用的就是足迹动画。

使用 Biped 骨骼系统设定好的动画数据，还可以单独保存为*.bip 或*.STP 等动作文件格式。新增的三种拷贝复制 功能（姿态，姿式，轨迹）又为我们保存场景中骨骼的局部形态、整体动态和局部骨骼动作文件提供了多种保存和复 制方式，能够在其他角色的编辑中通过不同的载入命令再次应用。

2．Biped 骨骼系统的结构

（1）创建 Biped（两足动物）骨骼系统

单击 （创建）面板→ （系统）→Biped(两足动物)按钮，进入 Biped 骨骼系统创建模式，在前视图或透视图的 下方按住鼠标左键不放，并向上移动鼠标，可以看到一个由小变大的两足动物骨骼在视窗中产生，到适当的大小后释放 左键，就得到了一个标准的 Biped 骨骼系统，如图 6-1-3 所示。

图 6-1-3 创建骨骼

（2）编辑 Biped（两足动物）骨骼系统

在两足动物创建期间，可以更改任何用来定义两足动物基本结构的默认设置，在创建骨骼时可以方便地设置结构参 数。如图 6-1-4 左图所示。

“参 在Biped创建完成后， 如果要修改骨骼结构， 则需要在运动视图中去设置结构参数， 在命令面板中单击 （运动）

·数”按钮，再在“Biped”卷展栏中单击 （形体模式）按钮，展开“结构”卷展栏。如图 6-1-4 右图所示。

图 6-1-4 中的手臂、颈部链接、脊骨链接等参数均为默认设置，都是针对人类体形的，含义如下。

“手臂”复选框：设置是否为当前两足动物生成手臂。

“颈部链接”数值框：设置在两足动物颈部的链接数。默认值为 1。范围为 1 至 25。

“脊椎链接”数值框：设置在两足动物脊骨上的链接数。默认设置为 4。范围为 1 至 10。

“腿链接”数值框：设置在两足动物腿部的链接数。默认值为 3。范围为 3 至 4。

“尾部链接”数值框：设置在两足动物尾部的链接数。值 0 表明没有尾部。默认设置为 0。范围为 0 至 25。

“马尾辫 1/2 链接”数值框：设置马尾辫链接的数目。默认设置为 0。范围为 0 至 25。

可以使用马尾辫链接来制作头发动画。马尾辫链接到角色头部并且可以用来制作其它附件动画。通过在体形模式中 重新设置并定位，可以使用马尾辫来实现角色下颌、耳朵、鼻子或任何其他随着头部一起移动的部位的动画。不像选择 两足动物手部并拖动来重新定位整个手臂的过程，马尾辫使用旋转变换来定位。

“手指”数值框：设置两足动物手指的数目。默认值为 5。范围在 0 到 1 之间。

“手指链接”数值框：设置每个手指链接的数目。默认值为 1。范围为 1 至 3。