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Tutoriais - 3ds max avançado

Bones parte 1 (HI Solver)

Neste primeiro tutorial sobre Bones, veremos como montar a estrutura para um personagem orgânico com o HI Solver. Até o Max 3 não havia este sistema, você só pode acompanhar este tutorial a partir do 3ds max 4. Se você é iniciante e deseja animar personagens, é muito importante estudar a parte básica do programa, animação com Key Frames, edição da animação no Curve Editor e Dope Sheet, modos de coordenadas, entre outras coisas básicas. Porque animar personagem é uma parte complexa do 3D e não é com este tutorial que você vai sair animando, tendo a devida base no programa, a animação de personagem se tornará algo divertido e prazeroso como deve ser.

Para iniciar, clique no menu Creat>System e no botão Bones, depois, crie 4 Bones usando a Viewport Left e iniciando pela coxa, como mostra a segunda imagem ao lado. É muito importante fazer na mesma vista que eu, para acompanhar melhor o tutorial. Pode ajudar muito no início colocar nome em todos os Bones, eu vou nomeá-los aqui para poder me referir a eles no decorrer do tutorial, veja o nome de cada um na imagem ao lado.
Selecione todos os Bones pela vista Top e clique no icone do Mirror, escolha X na janela que se abre, habilite Copy e Mirror Bones, os Bones espelhados são movidos para o lado conforme aumentar o valor de Offser, facilitando a identificação, você também pode copiar em vez de espelhar, neste caso o resultado é o mesmo.
Agora, posicione os Bones espelhados numa distância correta para as pernas, como mostra a imagem ao lado. Estamos fazendo apenas a estrutura para animação de um personagem, pois é o objeto do estudo deste tutorial, não temos o personagem modelado. Quando for preparar uma estrutura de um personagem verdadeiro, você deve usá-lo como referência para a criação dos Bones.
Inicie a criação dos Bones da coluna também pela Viewport Left, próximo do final do Bone da coxa, faça 3 Bones igual mostram as duas imagens ao lado. Depois, movimente os Bones para ficarem centralizados com as pernas. A imagem da esquerda mostra a vista Left e a imagem da direita mostra a vista Front.
Inicie a criação dos Bones do braço e da mão também pela vista Left, começando pelo Bone com o nome \"Braço\" mostrado na imagem ao lado, fazendo o braço, o ante-braço, a mão, e a falange 1 do dedo, a falange 2 é criada automaticamente quando sair do comando, clicando com o botão direito do mouse. Você poderia criar a terceira falange e também outros dedos. Quando você cria um Bone clicando em outro já existente, este novo Bone fica conectado a ele, para criar os dedos você clica no Bone da mão, assim, o dedo já sai conectado na mão. Ainda poderia usar a ferramenta Connect que está na janela do Bone Tools, dentro do menu Character, mas teria que copiar o último Bone do dedo existente para fazer a conexão com o Bone da mão. A janela Bone Tools é muito útil, clicando no botão Edit Bones você pode editar o tamanho e a posição dos Bones na estrutura, para ajustar melhor na malha do personagem. No exemplo deste tutorial eu vou usar apenas um dedo com duas falanges. Veja na primeira imagem ao lado os nomes que usarei para me referir aos Bones do braço no decorrer deste tutorial.

Depois que criar os Bones do braço, você pode movê-los para dar um aspecto mais natural, e também pode usar a ferramenta Edit Bones da janela Bone Tools, para ajustar melhor a posição deles. Em seguida, use o Mirror para espelhar os Bones do braço, como fez com as pernas, posicione essa cópia numa distânica adequada para os braços do personagem, alinhando com os Bones da coluna, como mostram as duas últimas imagens ao lado.
Agora, falta criar os Bones do pescoço e da cabeça, use a Viewport Left clicando próximo do último Bone da coluna, fazendo dois Bones, como mostra a imagem ao lado. Perceba que os Bones do pescoço e da cabeça não são unidos ao Bone da coluna. No final de cada grupo sempre se forma um Bone menorzinho, é útil para a aplicação do Solver, mas nas partes onde não usará Solvers, você pode deletá-lo.
Com todos os Bones criados, vamos aplicar os Solvers. Até o Max 3 você só poderia ajustar definindo as limitações, como mostro no segundo tutorial sobre Bones aqui do site www.tresd1.com.br. A partir do Max 4, ficou bem mais fácil configurar personagens orgânicos, você aplica o HI Solver. Quando for uma máquina, o ideal é usar o sistema HD Solver, explicado no segundo tutorial sobre Bones aqui no site www.tresd1.com.br. Selecione o Bone da coxa e clique no menu Animation>IK Solvers>HI Solver, como mostra a imagem ao lado.
Uma linha pontilhada elástica fica anexada no cursor, arraste o mouse até o Bone do calcanhar e clique sobre ele, o IK Chain é criado e aparece uma linha ligando os Bones, também aparece um sinal azul no final do bone da canela. Este sinal azul é chamado de Goal. Faça o mesmo procedimento na outra perna também.
Agora, clique no Bone do calcanhar e clique novamente no menu Animation>IK Solvers>HI Solver, depois, arraste até o Bone do pé e clique sobre ele, para formar outro IK Chain, o Goal aparece no meio do pé. Clique agora no Bone do pé, selecione novamente o HI Solver e clique sobre o Bone dos dedos, o menorzinho, para formar o último IK Chain, como mostram as duas imagens ao lado. Faça o mesmo procedimento no outro pé também.
Para criar o IK Chain da coluna, você deve clicar no Bone mais próximo do quadril, selecionar o HI Solver e arrastar até o último Bone da coluna, o menorzinho, próximo do pescoço. Dessa forma, o IK Chain é criado e aparece o Goal no último Bone do conjunto, como mostra a imagem ao lado. No caso da coluna vertebral, pode ser mais maleável usar o Spline IK em vez do HI Solver, mas o Spline IK é mais chato de \"riggar\" e não é o objeto de estudo deste tutorial, espero explicá-lo numa próxima oportunidade.
No braço vamos usar dois IK Chains, um para o braço em si e outro para a mão. Como eu estou usando apenas um dedo, tudo bem, mas quando houver mais dedos, será necessário criar um IK Chain para cada dedo. Vale lembrar que, Solvers não são a melhor opção para animar mãos, porque torna a animação trabalhosa, terá que selecionar e animar os dedos direto na Viewport. A melhor opção é usar uma expressão, um Wire Parameter ou o Reaction Manager, porque poderá criar controladores para animar os dedos sem ter que selecionar e mover direto na Viewport. Você pode ler sobre isso no artigo Expressions, Wire e Reaction Manager, aqui na seção Artigos do site www.tresd1.com.br. Entre os três recursos, é melhor usar o Wire Parameters, porque o Reaction Manager pode dar problemas quando der Merge de outro personagem na cena. Vamos fazer os IK Chains do nosso exemplo, clique no Bone do braço, selecione o HI Solver e arraste até o Bone da mão, clicando sobre ele, o Goal é criado no punho do personagem. Em seguida, clique no Bone da mão, selecione o HI Solver e arraste até o Bone da falange 2, o menorzinho, clicando sobre ele o IK Chain é criado. Faça o mesmo procedimento no outro braço também, como mostra a imagem ao lado.
Por fim, falta criar o IK Chain da cabeça, para isso, clique no Bone do pescoço, selecione o HI Solver e arraste até o último Bone da cabeça, o menorzinho, clicando sobre ele o IK Chain é criado, formando o Goal no topo da cabeça, como mostra a imagem da Viewport Left ao lado.
Pronto, os Bones e os IK Chains estão criados, você já pode movimentar sua estrutura, mas ela ainda está muito difícil de mover e os membros estão separados do tronco. Mesmo assim, você pode fazer testes movendo os Goals, para ver se tudo está funcionando corretamente. Selecione todos os Goals de um dos pés e movimente para cima pela Viewport Left, veja que a perna toda se move corretamente.
Para facilitar a manipulação da estrutura, geralmente usamos Dummies, que são objetos de auxílio, não aparecem no render e ficam sempre sobre os outros objetos na Viewport. Esse objeto especial está no menu Creat>Helpers, como mostra a imagem ao lado. Não é necessário usar Dummies, poderia ser um Box comum ou qualquer outro objeto, mas neste caso, o Dummy é mais prático.
Crie um Dummy sobre o Goal do Calcanhar e coloque o nome Calcanhar Direito nele. É bom que o Dummy fique alinhado com o Goal, você pode usar o comando Align para fazer isso com perfeição, caso não conheça este comando, leia os tutoriais sobre interface aqui no site www.tresd1.com.br. Crie outro Dummy e alinhe com o Goal do meio do pé, coloque o nome Palma do Pé Direito nele. Depois, crie um Dummy maior e alinhe com o último Goal do pé, coloque o nome Pé Direito nele. Veja as imagens ao lado como exemplo. Faça o mesmo procedimento no outro pé, mas usando a terminação \"Esquerdo\" nos nomes. É muito importante colocar nomes corretos nos Dummies, porque facilita muito na animação, pois é por meio dos Dummies que você moverá a estrutura.
Agora, crie um Dummy entre as coxas e a coluna, coloque o nome Pelvis nele. Em seguida, crie um Dummy entre os braços e coloque o nome Ombro nele. Veja as imagens de exemplo ao lado, você pode usar o Scale Non Uniform para modificar as proporções do Dummy. Essa ligação dos membros com o tronco poderia ser feita usando qualquer outro objeto, até mesmo Bones, mas é mais prático e mais fácil fazer com Dummies.
Agora, crie um Dummy para o dedo da mão e alinhe com o Goal que está na ponta do dedo, como mostra a primeira imagem ao lado, coloque o nome Dedo Direito nele. Crie outro Dummy maior e alinhe com o Goal do punho, como mostra a primeira imagem ao lado, coloque o nome Mão Direita nele. É importante fazer o Dummy do punho maior, porque é por meio dele que você moverá a mão, assim, facilita a seleção. Faça o mesmo procedimento na outra mão também, como mostra a segunda imagem ao lado, mas use a terminação \"Esquerda\" nos nomes dos Dummies.
Crie um Dummy maior e alinhe com o Goal da cabeça, como mostram as imagens ao lado, coloque o nome Cabeça nele.

Todos os Dummies da estrutura estão criados, com isso, a configuração básica do sistema de Bones está quase pronta, só falta fazer os links dos Dummies com os Goals para poder movimentar.
Os links são criados com o comando Select and Link, como mostra a primeira imagem ao lado, lembrando que, eu uso a Interface Discreet Dark até o Max 7 e Ame-Dark após o Max 8.

Clique no ícone do Select And Link e selecione o Goal da cabeça, uma linha elástica pontilhada fica presa no cursor, arraste até o Dummy da cabeça, quando soltar o botão do mouse, tanto o Goal como o Dummy ficam brancos por um momento e o link é criado. Nessa hora o link pode modificar a posição dos Bones, distorcendo a estrutura, como mostra a segunda imagem ao lado.
Isso acontece porque o eixo do IK Chain não está no ângulo correto. Selecione o Goal do IK Chain da cabeça e entre no menu Motion. No menu IK Solver Properties você encontra o Swivel Angle, como mostra a primeira imagem ao lado. É este valor que define o ângulo do IK Chain, ele é muito importante, principalmente no Rig da estrutura. Em algumas partes do corpo, como cotovelos por exemplo, é necessário controlar o Swivel Angle durante a animação, a melhor forma de fazer isso é com expressões ou Wire Parameters, você pode ler sobre estes recursos no artigo Expressions, Wire e Reaction Manager, na seção Artigos aqui do site www.tresd1.com.br. Modifique o valor do Swivel Angle no Spinner (setinhas), para ver o Bone girar até atingir a posição correta, normalmente a posição correta será 0, 90, 180 ou - 90. Dependendo da vista que criou o Bone e o Dummy, pode não acontecer este problema na cabeça, mas certamente vai acontecer em outras partes do corpo. Quando acontecer, ajuste o valor do Swivel Angle.
Agora, use o mesmo procedimento para linkar cada Goal do pé com seu respectivo Dummy. Usando o Select and Link, você clica no Goal do calcanhar e arrasta até o Dummy do calcanhar, depois, clica no Goal do meio do pé e arrasta até o Dummy do meio do pé, por fim, clica no Goal da ponta do pé e arrasta até o Dummy maior, que está na ponta do pé. Se algum Bone virar, use o Swivel Angle que está no painel Motion para corrigir, como expliquei mais acima. Faça o mesmo procedimento no outro pé. Agora, selecione todos os Dummies de um pé e mova para cima pela Viewport Left, a perna toda se move corretamente, como mostra a imagem ao lado.
O link da pélvis é um pouco diferente, precisamos unir as pernas com o tronco e este Dummy servirá como ligação, poderia ser qualquer outro objeto, até mesmo Bones, mas é mais fácil e mais prático com o Dummy. Selecione os Bones das duas coxas e clique no Select and Link, depois, arraste até o Dummy da pélvis. Selecione o primeiro Bone da coluna, o que está mais próximo das coxas, e também faça o link com o Dummy da pélvis. Agora, movimente o Dummy da pelvis para ver a coluna e as pernas acompanharem, como mostra a imagem ao lado.
Tem que fazer o mesmo procedimento no Dummy do ombro, assim, os braços e o pescoço vão acompanhar o movimento do ombro. Verifique se já fez o link do IK Chain da coluna com o Dummy do ombro, basta selecionar o Select And Link, clicar no Goal da coluna e arrastar até o Dummy do ombro. Ajuste o Swivel Angle caso seja necessário. Em seguida, ainda com o Select And Link, selecione o primeiro Bone de cada braço e arraste até o Dummy do ombro. Por fim, selecione o Bone do pescoço e também faça o Link com o Dummy do ombro. Agora, movimente o Dummy do ombro para ver que os braços e o pescoço acompanham, como mostra a imagem ao lado.
Na mão tem outros dois Dummies, precisamos fazer os links da mesma forma que expliquei até agora, selecione um dos Goals e faça o Link com o seu respectivo Dummy, em seguida selecione o outro Goal e também faça o Link com seu respectivo Dummy. Ajuste o Swivel Angle caso seja necessário, faça o mesmo para a outra mão. Depois, selecione os dois Dummies de uma mão e mova para cima pela vista Left, verá que todo o braço acompanha.
Já é possível usar essa estrutura para animar o personagem, mas com mais alguns links será muito mais fácil para movimentar. Veja que, você precisa de dois Dummies na mão, para mover só o dedo quando precisar, mas quando vai movimentar a mão, tem que selecionar os dois Dummies. Então, pode facilitar muito selecionando o Dummy da ponta da mão e arrastando com o Select And Link até o Dummy do punho, assim, quando mover o Dummy do punho, toda a mão se move, e quando quiser mover apenas o dedo, mova o Dummy do dedo. No pé temos que fazer a mesma coisa, lincando o Dummy do calcanhar e o Dummy do meio do pé com o Dummy maior na ponta, por isso que fizemos ele maior, para facilitar a seleção na animação. Agora, quando mover o Dummy maior na ponta, todo o pé se move junto, e quando precisar mover só o calcanhar, basta mover o Dummy do calcanhar, como mostra a imagem ao lado.
No ombro também precisamos fazer estes Links, para a cabeça e as mãos acompanharem o movimento dos ombros. Selecione os Dummies nos punhos das mãos e use o Select And Link para lincar com o Dummy do ombro. Depois, selecione o Dummy da cabeça e faça o link com o Dummy do ombro. Agora, quando mover o Dummy do ombro, tanto a cabeça como as mãos vão acompanhar, como mostra a imagem ao lado. Se quiser mover apenas a mão, é só usar o Dummy mão, se quiser mover apenas a cabeça, é só usar o Dummy cabeça.
Para terminar, você deve lincar o Dummy do ombro com o Dummy da pelvis, para fazer o personagem sentar com facilidade, pois não era possível até agora. Com esse link, o tronco todo, as mãos e a cabeça acompanham o movimento da pélvis, como mostra a imagem ao lado.
A estrutura básica de Bones está pronta, você pode movimentar os membros fazendo a pose que desejar, pode animar também, mas essa é a estrutura mais básica possível para animar um personagem. Usando recursos como Expressions, Wire Parameters, Reaction Manager, Contraints, Controllers, Manipulators, Custom Attributes e Parameter Collector, você pode melhorar muito essa estrutura e manipular com muito mais facilidade. A montagem dessa outra estrutura, conhecida como Rig, é bem mais complexa, depende de mais conhecimento e prática no programa. Você pode ler uma introdução aos recursos de Rig no artigo Expressions, Wire e Reaction Manager, e no tutorial Manipulators, aqui no site www.tresd1.com.br.
Mesmo sem os recursos citados acima, ainda pode refinar o seu \"esqueleto\" com as limitações, que no sistema HI Solver são bem simpificadas. No próximo tutorial, Bones 2, eu explico detalhadamente o sistema de limitações, que é muito importante no HD Solver. Você pode usar o mesmo conhecimento neste sistema, o menu com as limitações fica no botão IK do painel Hierarchy quando um Bone estiver selecionado. Nele você pode ativar e desativar a rotação e a movimentação do Bone num determinado eixo, impedindo que o Bone faça um movimento além do normal. No menu Sliding Joint você cria Bones eslásticos, definindo em quais eixos o bone pode esticar. No menu Rotational Joints você define até onde o Bone pode girar. O Limited habilita a limitação no eixo indicado, o From e o To indicam a amplitude do movimento, ou seja, de que grau até que grau o Bone pode girar naquele eixo. Leia o tutorial Bones 2, aqui no site www.tresd1.com.br, para conhecer estes parâmetros em detalhes.
O sistema de Bones está pronto, mas a partir do Max 4 houve novas adições que facilitam muito na animação.
Desde a versão 4 é possível aplicar cores e Fins nos Bones. As cores são muito úteis para facilitar a visualização do grupo de Bones que está movimentando, imagine uma animação dos braços pela vista Left, se cada braço tiver uma cor, fica bem mais fácil saber quando está selecionando o direito ou o esquerdo. Os Fins são muito úteis para saber a rotação dos Bones e para ajustar melhor a estrutura no corpo do personagem.

Selecionando um Bone e entre no menu Modify, você pode modificar a cor dele clicando no quadro de cor, ao lado do nome do Bone, como mostra a primeira imagem ao lado. Abaixo você encontra os parâmetros para o ajuste dos Fins, como mostra a segunda imagem ao lado. Habilitando Side Fins aparecem duas abas laterias no Bone, pode ajustar o tamanho em Size, a inclinação em Start e End Taper. Habilitando Front Fins e Back Fins aparecem abas na frente a atrás do Bone, respectivamente.

Os Bones são volumétricos a partir do 3ds max 4, ou seja, quando aplicar o Modify Skin, para lincar o modelo nos Bones, o envelopamento será pré configurado de acordo com o volume deles, e a parte do envelopamento é a mais chata de todas, então, é importante ajustar os Bones com cuidado na malha do seu personagem, eles devem ficar o mais próximo possível da malha do personagem, e os Fins ajudam muito nisso. No início do painel Modify você encontra o Grupo Bone Object, com os parâmetros Width, Height e Taper, para definir a esperrusa e as proporções do Bone. Não iremos anexar os bones na malha neste tutorial, então, não é importante a espessura dos Bones, mas você pode testar os recursos.
Com estes ajustes, a estrutura fica mais robusta e mais fácil de identificar rotações e gurpos de Bones, além de se ajustar melhor ao \"corpo\" do personagem. Usando o que está explicado no tutorial Bones 2, aqui na seção Tutoriais do site www.tresd1.com.br, você pode aperfeiçoar a sua estrutura. Com o procedimento explicado no tutorial Bones 2 você poderá colocar Bones nos ombros e no quadril, como mostra a imagem ao lado. Lendo o Artigo Expressions, Wires e Reaction Manager, na seção Artigos aqui do site www.tresd1.com.br, você vai aprender como usar recursos mais avançados para controlar certas partes do personagem com mais facilidade, como a mão por exemplo.
Aqui eu expliquei usando Dummies, em extruturas com Rigs complexos, é melhor usar Shapes com desenhos, para facilitar a seleção e manipulação do recurso que deseja.
Treinando essas técnicas e praticando bastante, você pode criar estruturas para animar qualquer tipo de personagem, e com o tempo, estudando e praticando as técnicas explicadas no artigo Expressions, Wires e Reaction Manager, você poderá animar a estrutura com muita facilidade, como uma marionete. Vale lembrar que, o sistema de coordenadas Local e Global são muito importantes na animação de estruturas hierárquicas, sendo um assunto básico de 3ds max, se não conhece, sugiro que leia os tutoriais sobre interface aqui no site www.tresd1.com.br. Se não conseguiu montar a estrutura corretamente, é porque ainda não tem a base e o conhecimento que são necessários, sugiro que leia os outros tutoriais e treine bastante antes de tentar animar personagens.

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tiagoizaltino Comentou em 12/09/2011 16:36 Ver comentário
Adminin Comentou em 21/06/2011 18:27 Ver comentário

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