Как увидеть кости в blender

3

Серия уроков по риггингу в Blender. Урок 1: арматура, кости, иерархия

В русском сообществе мало достойных уроков по риггингу в блендере (большинство являются уроками не по созданию рига, а по скачке аддона, и представляют из себя «а вот щас мы скачаем ультра мега супер авто риггер про и нажнем кнопку Generate»), либо они сверх древние. Я решил исправить это, а заодно дать очень хорошую базу для старта в этой области без душноты и монотонности. Уроки рассчитаны для абсолютных новичков. Если вы пришли с другого софта, некоторые вещи могут быть слишком расжеванными, но это вряд ли помешает вам понять функционал

Уроки будут разделены на две главы: простые и продвинутые. Сначала пойдет простая, мы изучим основы риггинга, т.е. зачем и как, заодно зачерпывая базовый функционал программы. если ваша цель — чисто по быстрому сделать деформирующий скелет для позинга, и забить, то первых четырех уроков вполне хватит, дальше смысла читать нет

В продвинутой же, когда мы уже, как говорилось в одном меме — смешарики, и поняли, что от риггинга в одном месте больно, будем во всю использовать Python и Blender API, писать GUI для ригов, продвинутые операторы вроде переключения IK/FK цепей, родителя для кости

• Занятия будут идти в Blender 3.3, однако скоро выйдет следующая версия — Blender 3.4. Так как никаких ломающих изменений не будет — то я сразу переключусь на нее. Тоже самое, когда выйдет 3.5 и так далее. Если будет использоваться фича из новой версии — я об этом скажу
• Необходимо базово изучить сам блендер, интерфейс, навигацию, общепринятые хоткеи. Сделать это можно например вот тут
• Желательно знать (понимать) хоть немножко математики, хотя бы 7-9 классов
• Никаких внешних аддонов использоваться не будет (по крайней мере пока что в планах такого нету), только строенные, исключительно добавляющие удобства, да и они будут связаны в основном со скриптингом
• Я не буду пересказывать то, как писать на питоне, или основы взаимодействия с API блендера. Затронуто лишь будет то, что касается нашей темы. Перед стартом второй главы выйдут несколько уроков по API, на которые я буду ссылаться
• Если у вас есть какие-то предложения по улучшению уроков, то не стесняйтесь их писать (естественно если они в рамках приличия)

Ну чтож, давайте наконец-то начнем!

Смысл риггинга

В 3д графике анимация выполняется при помощи установки ключевых кадров (ключей) — главных поз объекта на определенных кадрах, а все положения в промежуточных кадрах между ключами программа достраивает сама (это называется интерполяцией, пришло из математики)

Определенно легко выставлять эти позы, когда объект монолитен, и ничего внутри него ничего не должно двигаться. Но вот стоит взять что-то комплексное (например, робота), или еще хуже — живое существо, где довольно сложные деформации, то жизнь превратится в ад. Работать с кучей вершин будет очень сложно: придется постоянно все перевыделять, двигать, вращать, сначала выставив пивот (т.е. точка, от которой будут идти трансформации), а в случае с живыми существами вообще будет очень легко сломать их форму

В общем, такое — определенно не дело, поэтому придумали концепцию управляющих элементов, за которыми бы следовали определенные вершины, и назвали костями, а все кости — скелетом, по аналогии со скелетом живых существ. Однако одних костей тоже было мало, работать с огромной кучей костей, управляя каждой — тоже очень сложно и времязатратно, поэтому придумали делать поверх еще один слой контроля с той же инверсной кинематикой, контролами, которые управляли уже костями и т.д. и т.д.

Смысл риггинга — как раз воплотить всю эту идею в жизнь, сделать скелет, которым аниматор сможет удобно манипулировать объектом, а после этого поддерживать этот скелет, улучшать его

Это определенно не легко — ведь надо сделать не только удобный и простой для аниматора сетап, но и хорошо работающий под капотом, чтобы он лишне не нагружал комп (а нагружать систему риги очень хорошо умеют), и в нем было легко разобраться другим риггерам. Я уж молчу, когда персонажей много, да и обычным багам риг вполне подвержен, очень легко может оказаться так, что из-за реализации риг ведет себя в некоторых ситуациях не совсем правильно

Как уже стало понятнее, анимация и риггинг живут бок-о бок с друг-с другом. Риггер не только делает сами риги, но и например пишет различные скрипты-инструменты для аниматора. У любой анимационной студии просто несмертное количество таких скриптов. Поэтому стоит иногда брать фидбек у аниматоров по поводу своего сетапа

Иерархия

Весь риг построен на принципе иерархии ака связях родитель-потомки между костями. Названа связь по примеру из генетики, где подобно тому, как дети наследуют черты от родителей, кости-дети наследуют трансформации кости-родителя, т.е. к их собственным трансформациям поверх добавляются трансформации родителя. Далеко не просто так потомки упоминаются во множественном числе, а родитель в одном: кость может иметь всего лишь одного родителя (на самом деле функция под названием switch Parent иметь их хоть тысячу, но обычно только один родитель активен, так как воздействие сразу нескольких родителей не особо имеет смысл в большинстве случаев), но ее потомков может быть сколько угодно, хоть 2, хоть 20

Давайте перейдем к блендеру, где это и наглядно увидим

Отчищаем сцену, если у вас не изменен стартап файл, и ищем в меню Add в заголовке вьюпорта Armature->Single Bone

Мы создали объект-арматуру с одной-единственной костью. В блендере скелет обзван Арматурой, так как разрабы любят показать всем, что блендер не такой как остальной софт 🙂

Переходим в режим редактирования арматуры. В нем мы устанавливаем костям позицию, которая будет для них нулевой, дефолтной (выставляем так называемую рест позу, Rest Pose) и строим саму иерархию (т.е. определяем, кто кому будет родителем, а кто потомком)

Rest Pose — это тоже очень важное понятие, но мы разберем его вместе с тем, что такое системы координат кости

Кости в блендере состоят из трех частей — хвоста, тела и головы

• Голова — это основа кости. Так например если перейти в режим позы ака Pose Mode (режим, в котором арматура анимируется, и ставятся ключи), то вращение и масштабирование будут идти именно от головы
• Тело позволяет быстро выделить и голову, и хвост
• Хвост — конец кости. От хвоста будут идти потомки кости в режиме connected, но об этом далее

Мы можем отдельно манипулировать хвостом и головой в режиме редактирования, но не в режиме позы

Связь родитель-потомки

Выделяем хвост нашей кости, и жмякаем английскую Е, ведем мышкой куда-нибудь, и жмем ЛКМ, чтобы подтвердить операцию. У нас появилась еще одна кость

Мы применили операцию под названием экструдирование. Наверняка вы ее знаете по моделированию. Как и в моделинге, в редактировании арматуры она создает новую кость из выделения, сохраняя связь с ним. Собственно, тут и есть пример отношения родитель-потомок. Если выделить нашу новорожденную кость, и посмотреть в редактор свойств->вкладочка Relations, то в в поле Parent будет указано имя кости, из которой мы ее сделали. Она и будет родителем для нашей кости

Кстати да, у костей есть имена. Сохранять их в порядке очень важно, а иначе станет неудобно ориентироваться в риге: довольно часто придется указывать имена костей, и вряд ли это будет удобно с Bone.001, Bone.002. Переименовать кости можно либо в редакторе свойств, либо через хоткей F2. Мы назовем нашу кость-родитель как «Parent», а потомка как «Child». Будем так сказать сразу приучатся держать риг в чистоте, а заодно мне будет легче вам рассказывать. На скрине я показал, что как переименовать

Название выделенной кости можно посмотреть либо в редакторе свойств, либо в левом верхнем углу вьюпорта

Собственно, что нам дает то, что Child — это потомок Parent? Очень хорошо это видно в режиме позы: стоит подвигать Parent, как Child тут же последует за ним

При вращении Child видно влияние опции Connected. Она велит кости, что ее голова должна быть намертво приварена к хвосту родителя. Разорвать это никак не получится, даже в режиме редактирования: хвост Parent и голова Child будут единым целым

В режиме позы кость-потомок с Connected в принципе нельзя будет двигать — только вращать и масштабировать (при использовании хоткея G вместо оператора перемещения будет запускаться оператор вращения). Опция Connected является обязательной для такой штуки как инверсная кинематика (IK), но и бывает полезной, когда например кость должна только вращаться (те же кости рук), и не двигаться

Если убрать эту галочку, то Child станет жить отдельно от Parent, но все равно будет двигаться вместе с ним в режиме позы

Блендер оставляет визуальный отклик о том, что между этими костями есть связь — пунктирной линией. На самом деле это не всегда удобно, например, когда много потомков, поэтому ее можно отключить в оверлеях галочкой Relationship Lines

У отношений между костями есть куча дополнительных опций: например галочка Inherit Rotation позволяет отключить наследование вращения. Мы разберем их, если они понадобятся, прямо на месте

Для того, чтобы назначать связи, вовсе не надо постоянно экструдировать. Это можно делать, например выбирая имя кости в поле Parent во вкладке Relations, но еще лучше — использовать хоткей Ctrl + P. Он позволяет установить связь родитель-потомок, припарентить одну кость к другой. Хоткей работает по следующей схеме: Последняя выбранная кость станет родителем для всех ранее выделенных костей. Опции Connected и keep offset позволяют устанавливать значение галочки Connected. Поэкспериментируйте: продублируйте кости через Shift + D, переназначайте родителей с Connected и keep offset, покрутите в режиме позы

Существует противоположный Ctrl + P хоткей — Alt + P — он либо убирает галочку Connected (Disconnect Bone), либо в принципе убирает родителя (Clear Parent)

По сути, то, что мы увидели — это и есть иерархия — структура, где все построено на связи родитель-потомок, хоть и мега простая, из двух элементов. В сложных ригах все также — у костей есть родитель и потомки, только там могут быть нехилые цепочки костей и много-много потомков. Вот пример гуманоидного рига: кость pelvis тут главная. За ней следуют кости спины, за костями спины кости рук и головы

• Весь риг строится на иерархии костей
• Родитель-потомок — связь между костями, когда кость-потомок добавляет к своим трансформациям трансформации кости-родителя
• Арматура — тоже самое, что и скелет
• У арматуры есть режим редактирования, где мы устанавливаем костям дефолтное положение (рест позу) + настраиваем иерархию, и режим позы — где мы анимируем сами кости
• Хоткеи Ctrl + P и Alt + P — ваши лучшие друзья

Это все, что я хотел сказать в этом уроке. Иерархия — это база, это то, без чего риг не смог бы существовать в принципе. Жизненно важно понять ее, к тому же это не сложное понятие. Если вы все поняли — то значит жду вас в следующем уроке, который выйдет в скором времени. Желаю всем выдержки на этом сложном пути, всем удачи, всем пока!

Риггинг низкополигонального персонажа в Blender

В этом уроке вы узнаете, как создать базовый риг для персонажа в Blender. Несмотря на то, что в Blender существует аддон Rigify позволяющий автоматизировать процесс создания ригга для двуногих, вам не помешают знания по созданию скелета и инверсной кинематики самостоятельно. В конце урока мы соединим арматуру с меш-объектом и настроим веса для вершин.

Для выполнения данного урока вам понадобится персонаж. Можете использовать того, что прилагается к уроку или воспользоваться собственным (так даже лучше будет).

Финальный результат

Импортируйте персонажа в новую сцену (File → Append). Также расположите 3D-курсор в центре оси координат.

Добавьте в сцену арматуру.


Чтобы видеть кости внутри персонажа без перехода в режим Wireframe отметьте опцию X-Ray в меню Display на вкладке Object Data.

Перейдите на вид сбоку, в режим редактирования арматуры и отодвиньте кость в сторону по оси Y.

Поверните кость на 90° и расположите ее в районе талии, как на изображении ниже.

Выделите верхушку кости и проэкструдируйте из нее новую (E).

Продолжаем экструдировать еще две кости (грудная клетка и шея).

Создаем еще одну кость для головы. На виде сбоку мы пытаемся повторить форму скелета человека, но на виде спереди должна сохраняться прямая линия.

Теперь снова выделите верхушку первой кости и начните экструдировать из нее кости в обратном направлении.

Дайте осмысленные имена всем созданным костям. Основную назовите Base (остальные pelvis, stomach, chest, neck и head).

Чтобы видеть имена костей в окне 3D-вида отметьте опцию Names в меню Display.

Разместите 3D-курсор в том месте, где должна начинаться бедренная кость и нажмите Shift + A. В режиме редактирования данное сочетание клавиш создаст новую кость.

Расположите ее соответствующим образом.

Продолжаем экструдировать кости ног.

Еще две кости для ступни и пальцев.

Дайте осмысленные имена костям ног (thigh.l, lowerleg.l, foot.l, toe.l). При создании имен используйте суффикс .l или .L. Благодаря этому Blender будет знать, что данные кости относятся к левой части персонажа, что упростит задачу при создании костей и их имен для правой части.


Выделите кость thigh.l и привяжите ее к кости pelvis. Также, убедитесь, чтобы опция Connected была отключена.

Расположите 3D-курсор в районе ключицы и создайте новую кость (Shift + A).


Расположите ее должным образом.

Начините экструдировать из нее кость руки и предплечья.


На виде сверху должна сохраняться прямая линия.

Дайте костям осмысленные имена (collar.l, upperarm.l и lowerarm.l).

Выделите кость collar.l и привяжите ее к кости chest. Также, убедитесь, чтобы опция Connected была отключена.

Проэкструдируйте кость для кисти.

Создайте три кости для среднего пальца.

Выделите все три кости пальца, продублируйте их и расположите в соответствии с остальными.

Пунктирные линии указывают но то, что между вновь созданными костями и костью кисти существует связь родитель-потомок.

Дайте костям осмысленные имена (palm.l, f1a.l, f1b.l, f1c.l…).

Создайте кости для большого пальца и также дайте им имена (ta.l, tb.l, tc.l).

На данный момент мы закончили создавать деформирующие кости для левой части персонажа. Вернитесь в объектный режим и расположите 3D-курсор в центре оси координат (и в центре арматуры соответственно).

Снова перейдите в режим редактирования и выделите все кости имеющие суффикс l.

Продублируйте данные кости и оставьте их в том же положении (Shift + D).

Измените точку вращения на 3D-курсор.

В меню Armature выберите опцию X Local.

После того, как продублированные кости отразятся по оси X, к их суффиксам добавятся надписи .l.001. Нажмите W и выберите опцию Flip Names. Данная опция изменит все надписи .l.001 на .r.

Теперь все деформирующие кости созданы.

В режиме позирования (Pose Mode) можно увидеть текущий результат работы созданного вами скелета. После манипуляций с костями верните их в исходное состояние (Alt + G и Alt + R).

Теперь создадим инверсную кинематику (IK) для ног. Перейдите в режим редактирования арматуры и отметьте опцию X-Axis Mirror на вкладке Options.

Проэкструдируйте новую кость.

Назовите новые кости ik-leg.l и ik-leg.r. Также разорвите связь с родительской костью и снимите галочку с пункта Connected. Благодаря этому наша кость будет перемещаться независимо от остальных.

Из кости foot продублируйте новую и расположите ее перед коленом персонажа (верните точку вращения на median point для удобства работы). Назовите две новые кости knee.l и knee.r и укажите в качестве родителей для них кости ik-leg.l и ik-leg.r соответственно.


Перейдите в режим позирования и выделите кость lower-leg.l.

Назначьте для нее ограничитель Inverse Kinematics.

Установите для ограничителя следующие параметры.

После этого кости с большой вероятностью повернуться в сторону. Вернуть их в исходное положение можно с помощью параметра Pole Angle.


Теперь проделайте аналогичные операции для другой ноги.

В режиме позирования проверьте результат работы (после верните кости в исходное состояние).

Перейдите в режим редактирования арматуры и расположите 3D-курсор между ног персонажа.

Создайте новую кость и назовите ее root. Это будет основная кость всего ригга и перемещая ее мы будем перемещать персонажа по сцене.

Расположите ее горизонтально.

Привяжите кости инверсной кинематики и кость base к кости root.



Снова можете проверит результат работы ригга в режиме позирования. После всех манипуляций верните все в исходное состояние (Alt + G, Alt + R).


В режиме редактирования арматуры поочередно выделите все не деформирующие кости (ik-leg.l, ik-leg.r, knee.l, knee.r, base и root) и отключите для них опцию Deform. Данные кости помогают управлять риггом и никак не будут деформировать сам меш.


Вернитесь в объектный режим.

Выделите модель персонажа, затем с зажатой клавишей Shift арматуру, нажмите Ctrl + P и выберите пункт With Automatic Weights. Blender автоматически создать столько групп вершин, сколько деформирующих костей содержит указанная арматура и назначит для них веса оптимальным образом (с его точки зрения 🙂 ).

Теперь в режиме позирования при вращении костей происходит и деформация меша.

Помимо всего вышесказанного, опция With Automatic Weights создает модификатор Armature для меша.

На вкладке Object Data вы можете найти все группы вершин. Их имена соответствуют именам костей.

При деформации персонажа можно заметить, что он деформируется не наилучшим образом. Исправить это можно в режиме Weight Painting изменив значения весов для нескольких групп вершин.

Измените способ отображения костей.

Выделите меш и включите для него отображение сетки (wire).

Выделите арматуру и перейдите в режим позирования. С зажатой клавишей Shift выделите меш и перейдите в режим Weight Paint.

На панели инструментов укажите назначаемый кистью вес (Weight), силу воздействия (Strength) и активируйте зеркальность работы кисти по оси X (X-Mirror).

Выделив любую из костей вы увидите текущие веса ее группы вершин.

• Синий — нет воздействия (0)
• Зеленый — 50% воздействия (0.5)
• Красный — 100% воздействия (1)

Если вы хотите увеличить воздействие на некоторые вершины, то рисуйте по ним кистью с высокими значениями. Во время этого процесса вы всегда можете повернуть кость и увидеть текущий результат работы.

Если же нужно убрать воздействие с вершины или ослабить его, уменьшите вес на кисти и проведите ею по нужным вершинам.


Проверяйте работу всех прилегающих костей на предмет корректной деформации меша.

В местах изгибов две кости могут воздействовать на одни и те же вершины. Старайтесь равномерно распределять между ними веса, чтобы сумма всех весов была равна 1. Например, 0.5 для одной кости и 0.5 для другой. Это даст наилучшие результаты.


Вы также можете редактировать сам меш в режиме редактирования для достижения лучших результатов деформации.


Проверьте работу всех костей и настройте веса для достижения наилучшего результата. В этом вся суть ригга (или лучше скиннига). Чем лучше распределены веса, тем качественнее и правильнее деформации персонажа.




Вот собственно и все! Персонаж готов к анимации 🙂

Риггинг низкополигонального персонажа в Blender

В этом уроке вы узнаете, как создать базовый риг для персонажа в Blender. Несмотря на то, что в Blender существует аддон Rigify позволяющий автоматизировать процесс создания ригга для двуногих, вам не помешают знания по созданию скелета и инверсной кинематики самостоятельно. В конце урока мы соединим арматуру с меш-объектом и настроим веса для вершин.

Для выполнения данного урока вам понадобится персонаж. Можете использовать того, что прилагается к уроку или воспользоваться собственным (так даже лучше будет).

Финальный результат

Импортируйте персонажа в новую сцену (File → Append). Также расположите 3D-курсор в центре оси координат.

Создание персонажей в Blender и Unity

Визуально персонажи 3D-игр имитируются с помощью использования моделей, текстур и анимаций.

В прошлом для применения одинаковых анимаций персонажи должны были иметь полностью идентичные скелеты. Это ограничивало разнообразие персонажей, потому что их рост и пропорции тоже должны были быть одинаковыми. Например, в старых играх FIFA все игроки имели одинаковые размеры, потому что создание отдельного скелета и набора анимаций превратилось бы в настоящий кошмар.

К счастью для разработчиков игр, сегодня большинство движков имеет систему, позволяющую многократно использовать анимации при условии совместимости скелетной иерархии. Такая система позволяет использовать одинаковые анимации для персонажей всех форм и размеров. В Unity эта система называется Mecanim. Она обеспечивает удобную настройку анимаций, смешивание между ними и перенос гуманоидных анимаций между моделями.

Возможность многократного применения анимаций позволяет использовать анимации из Asset store и с таких вебсайтов, как mixamo.com, для ваших собственных персонажей. Это экономит кучу времени!

В этом туториале вы узнаете, как подготовить гуманоидную модель в Blender и как перенести её в Unity. В частности, вы научитесь следующему:

• Создавать арматуру (скелет) персонажа и выполнять её риггинг (привязку скелета к мешу)
• Модифицировать персонаж добавлением аксессуаров и объектов
• Экспортировать модель в FBX
• Импортировать модели Blender
• Создавать и настраивать гуманоидный аватар
• Прикреплять к персонажу объекты
• Анимировать гуманоида в Unity

Приступаем к работе

Для прохождения этого туториала вам необходимо следующее:

• Установить последнюю стабильную версию Unity.
• Установить последнюю стабильную 64-битную версию Blender.
• Иметь минимальное понимание редактора Unity. Можете изучить туториалы для начинающих на нашем веб-сайте.
• Рекомендуется опыт работы с Blender. Здесь есть туториалы, по которым можно научиться основам.

Откройте папку заготовки (starter) проекта и перейдите в папку Assets\RW\Models. Откройте в Blender файл CuteCharacter.blend.

В файле содержатся следующие данные:

• Низкополигональная модель гуманоидного персонажа.
• Материал CuteCharacter.
• Ссылка на текстуру CuteBase, содержащуюся в одной папке с моделью.

Заметьте, что она отзеркалена по оси X, это сильно упростит весь процесс работы. Справа показано простое изображение загруженной текстуры:

Первый шаг к анимированию этого персонажа — выполнение риггинга.

Создаём риг персонажа

Риггинг — это создание арматуры, скелета модели. У арматуры есть несколько соединённых костей, к которым можно прикрепить вершины, чтобы они двигались при перемещении кости.

Переместите мышь в окно 3D View, чтобы переключить на него фокус. Затем добавьте новую арматуру — удерживайте Shift и нажмите A, чтобы открыть Add Menu. Выберите Armature > Single Bone.

Мы создали арматуру и её самую первую кость, которую также называют корневой костью (root bone). Не снимая выделения с арматуры, найдите в разделе Display вкладки Properties флажок X-Ray и поставьте его.

Теперь арматура будет видна сквозь персонажа. Это упростит создание скелета.

Прежде чем приступать к созданию полной структуры, важно понять, как её нужно настроить для совместимости с Humanoid Avatar движка Unity.

Из-за особенностей привязки костей к собственной системе Unity некоторые ключевые кости являются обязательными.

Unity ожидает наличия минимум 15 костей, а именно:

• Hips (root bone) — таз
• Lower spine — нижняя часть позвоночника
• Upper spine — верхняя часть позвоночника
• Neck — шея
• Head — голова
• Two upper arms — два плеча
• Two lower arms — два предплечья
• Two hands — две кисти
• Two upper legs — два бедра
• Two lower legs — две голени

Убедитесь, что арматура всё ещё выделена и нажмите на Tab, чтобы перейти в режим Edit. Выберите корневую кость, нажав на неё правой клавишей мыши.

Примечание: в Blender для выбора объектов используется правая клавиша мыши. Нажатие левой клавиши мыши изменяет позицию 3D-курсора — небольшого жёлтого круга с красно-белым кольцом вокруг. При перемещении 3D-курсора все новые объекты создаются в его новой позиции, а для нашего туториала это не требуется. Для сброса позиции 3D-курсора можно нажать Shift + S, откроется меню Snap Menu, после чего выбрать Cursor to Center.

Откройте вкладку Bone на панели Properties справа, чтобы можно было быстро вносить изменения, и переименуйте корневую кость в Hips, введя имя в поле ввода названия и нажав Enter.

Позвоночник

Настало время создавать структуру костей!

Выберите нижнюю сферу кости Hips и нажмите по порядку G, Z, 0.5 и Enter, чтобы переместить её туда, где должен быть пупок.

Теперь выберите верхнюю сферу и нажмите G, Z, 0.1 и Enter, чтобы немного переместить её вверх.

Чтобы создать несколько костей позвоночника, нам нужно подразделить кость Hips на три части. Выберите кость Hips, нажмите W, чтобы открыть меню Specials и выберите Subdivide. По умолчанию эта операция разделяет кость на две части, поэтому измените значение Number of Cuts в нижней части панели Tool слева на 2.

Примечание: если вы не видите ползунок Number of Cuts, то переместите курсор мыши под текст Subdivide Multi внизу слева и прокрутите вверх, чтобы сделать его видимым.

После разделения позвоночника новые кости называются Hips.001 и Hips.002. Это плохой способ наименования костей; переименуйте кости, по очереди выделив их и изменив имя в правой панели Bone.

Назовите верхнюю Chest, а среднюю LowerSpine.

Теперь перейдём к костям ног. Дублируйте кость Hips, выбрав её и нажав Shift + D, а затем для подтверждения нажмите правую клавиши мыши.

Если посмотреть на панель Bone справа, то можно увидеть, что выбрана кость с именем Hips.001. Переименуйте её в UpperLeg.L. L означает left, «левая». Так мы будем понимать, с какой мы стороны костей и это поможет нам в дальнейшем при отзеркаливании.

Поверните кость UpperLeg.L по оси Y, нажав R, Y, 180 и Enter.

Теперь переместите на место по горизонтали, нажав G, X, .23 и Enter. Затем нажмите G, Z, -.2 и Enter, чтобы переместить её вертикально.

Выберите нижнюю сферу (также называемую коннектором) и переместите её вниз, нажав G, Z, -.3 и Enter.

Чтобы ногу можно было сгибать, её необходимо разделить. Выберите кость UpperLeg.L, нажмите W и выберите Subdivide для разделения ноги на две части. В результате у нас получится две кости ноги; назовите нижнюю LowerLeg.L.

Последняя часть ног — это ступни. Переключитесь на вид сбоку, нажав 3 на алфавитно-цифровом блоке (Numpad), после чего нажмите на клавишу «точка» (.), чтобы сфокусироваться на голени.

Примечание: если на клавиатуре нет алфавитно-цифрового блока, то переключаться между видами можно нажатием на кнопку View в нижней части экрана.

Немного отдалите окно просмотра, чтобы видеть большую часть голени.

Теперь выберите нижний коннектор и чтобы создать стопу, экструдируйте его, нажав E, Y, -.18 и Enter.

Переименуйте созданную кость в Foot.L в панели Bone.

Теперь неплохо было бы сохранить файл. Нажмите CTRL + S и щёлкните левой клавишей мыши на появившемся имени файла. Периодически сохраняйте свою работу, Blender — достаточно стабильное приложение, но иногда может «крашиться».

Вернитесь в вид спереди, нажав 1 на алфавитно-цифровом блоке. Прежде чем переходить к голове, нам нужно сделать кость таза родительской для ноги. К счастью, сделать это довольно просто!

Выберите UpperLeg.L и найдите в разделе Relations панели Bone раскрывающийся список Parent. Нажмите на него и выберите Hips.

Приступим к голове! Выберите коннектор в верхней части кости Chest, нажмите E, Z, .055 и Enter. Это будет кость шеи, так что назовите её в панели Bone Neck.

Чтобы добавить кость головы, не снимайте выделение с верхнего коннектора и нажмите E, Z, .95 и Enter.

Назовите созданную кость Head.

Далее приступим к коннектору левого плеча. Выберите верхний коннектор кости Chest и нажмите E, X, .08 и Enter, чтобы добавить новую кость. Немного переместите её вниз, выбрав правый коннектор и нажав G, Z, -.09 и Enter.

Назовите эту кость ShoulderConnector.L. Эта кость будет прикреплять плечо к грудине. Для протокола: это ни в коем случае не анатомически корректно, но нам это и не требуется.

Снова выберите самый правый коннектор и нажмите E, X, .85 и Enter. Так мы создадим одну большую кость, которую нужно будет разделить, чтобы создать оставшиеся кости с левой стороны.

Выберите созданную кость, нажмите W и выберите Subdivide. Измените количество разрезов внизу слева на 3, чтобы получить четыре части.

Назовите эти кости следующим образом, начиная слева направо:

• Shoulder.L
• UpperArm.L
• LowerArm.L
• Hand.L

На первый взгляд текущее расположение этих костей выглядит неплохо, но из-за того, как расположен коннектор между частями руки (его можно назвать локтем), рука не сможет правильно сгибаться. Нажмите Z, чтобы перейти в режим wireframe, и посмотрите сами:

Красная линия обозначает, где локоть находится сейчас, а белая — точку сгиба руки на меше. Чтобы исправить это, выберите LowerArm.L и переместите её вправо, нажав G, X, .09 и Enter.

Пока мы работаем только с левой частью. Но как насчёт правой?

Не знаю, как вы, а я воспользовался бы любой возможностью упростить свою работу. Поэтому следующим шагом будет зеркальное отражение костей слева направо нажатием всего нескольких клавиш.

Отзеркаливание

С версии 2.79 в Blender есть удобная новая функция для быстрого отзеркаливания костей арматуры всего за несколько простых шагов! До появления этой функции приходилось дублировать, отзеркаливать вручную, изменять названия и задавать роли костей. Если вам когда-нибудь доводилось это делать, то вы знаете, как это долго.

Для начала снимите выделение со всех костей, нажав A, чтобы не осталось оранжевых контуров выделений.

Далее выберем кости только с левой стороны (левая сторона персонажа находится справа от вас), удерживая Shift и щёлкая правой клавишей мыши каждую кость. Не забудьте о ступне!

Выбрав эти кости, нажмите W и выберите Symmetrize.

И этого достаточно, чтобы получить идеальную зеркальную версию выбранных костей:

Кроме того, в конце названий костей будет вместо .L буква .R, обозначающая их позицию.

Сохраните файл и приготовьтесь к риггингу.

Рисование весов

Рисование весов (Weight painting) — это процесс привязки костей к 3D-мешу. Каждая кость прикрепляется к группе вершин с определённой величиной веса.

Вес определяет «жёсткость» перетягивания вершин за костью.

Выполнение этой задачи вручную может занять много времени, потому что придётся самостоятельно рисовать вес каждой отдельной кости. К счастью, Blender может взять на себя основную часть рутинной работы, автоматически нарисовав веса в зависимости от близости костей к вершинам.

Нажмите Tab, чтобы переключиться в Object mode. Сначала выберите модель, затем удерживайте Shift и нажмите ПКМ на арматуре, чтобы выбрать и её тоже.

Теперь нажмите CTRL + P, чтобы открыть меню Parent и выберите With Automatic Weights, чтобы сделать модель родителем арматуры и выполнить автоматическое рисование весов.

Визуально разница может быть незаметна, но теперь кости присоединены к мешу.

Прежде чем приступать к проверке, убедитесь, что Pivot Point находится в режиме Median Point, проверив нижнюю панель:

Включите режим Median Point, если там всё ещё выбран режим 3D Cursor.

А теперь начинается интересное! Переключитесь в режим Pose, выберите кость и поверните её, нажав R и перемещая курсор мыши. Проделайте это с каждой костью в центральной и левой части модели, чтобы убедиться, что все веса назначены верно.

Повертите окно обзора в разные стороны и проверьте вращение под другими углами, нажав колесо мыши и перемещая мышь в разные стороны.

Проверив все кости, вы можете заметить, что глаза не двигаются вместе с головой, что выглядит немного странно, если не сказать больше:

Чтобы прикрепить глаза к голове, нам придётся всё-таки самим назначить веса. Не выходите из режима Pose арматуры, удерживайте Shift и нажмите ПКМ на модели, чтобы тоже выбрать её. Теперь перейдите в режим Weight Paint. Мы готовы к рисованию весов.

В этом режиме можно выбирать кости, удерживая CTRL и щёлкая ПКМ на кости. Выберите кость Head и поверните её назад, нажав R, X, -90 и Enter.

Чтобы прикрепить глаза к кости Head, выберите кисть Add в разделе Brush панели Tool слева.

Нажмите Z, чтобы переключиться в режим wireframe и поверните окно обзора так, чтобы хотя бы один из глаз больше не находился на передней части головы. Теперь выполните раскраску вершин глаз, чтобы увеличить вес, пока глаза не перестанут висеть в воздухе.

Вес можно увидеть визуально по цвету на меше; значения изменяются от 0 (тёмно-синий) до 1 (ярко-красный). Чтобы проверить результаты, вернитесь в вид спереди, нажав numpad 1 и Alt (или Option) + R для сброса поворота кости Head.

Теперь глаза правильно прикреплены к голове.

Завершив базовое рисование весов, можно приступить к деталям.

Добавление аксессуаров

Аксессуары в этом контексте — это объекты, прикрепляемые к персонажу, но не являющиеся частью его тела. В этом разделе мы рассмотрим два способа прикрепления объектов: к самой модели и как отдельного многоразового объекта, прикрепляемого к кости.

Первый способ можно использовать для шляп, второй — для оружия, которое держит персонаж.

Сначала мы нажмём Z, чтобы выйти из режима wireframe и нажмём A, а затем Alt (или Option) + R, чтобы сбросить поворот всех костей.

Редактирование персонажа

Первый способ добавления деталей к персонажу проще, но накладывает определённые ограничения. При работе с самой моделью, которая зеркально отражена, вся добавляемая геометрия будет копироваться из левой стороны в правую, и наоборот. Поэтому на одну из сторон невозможно добавить что-нибудь уникальное. Поскольку геометрия является частью этой конкретной модели, её также нельзя заново использовать для других персонажей. Такой способ идеален для любой ситуации, в которой подобные ограничения не являются проблемой.

Если вы повторяли за мной действия туториала, то сейчас находитесь в в режиме Weight Paint. И это хорошо, потому что после добавления шляпы нам нужно снова заняться рисованием весов. Нажмите Tab, чтобы перейти в режим Edit mode и начните с переключения режима выделения на Vertex, нажав CTRL + Tab и выбрав в меню Vertex.

Теперь выберите ПКМ любую вершину в верхней части головы, находящуюся выше красной линии (которая является используемым для текстурирования UV-швом). Нажмите CTRL + L для выбора всех присоединённых вершин, так мы выберем всю модель. Теперь выберите UV delimiter, выбрав в нижней левой панели >UVs.

Теперь будет выбрана только верхняя часть головы.

Выберите также edge loop под ней, удерживая Shift и Alt (или Option), а затем нажав ПКМ на любой из первых горизонтальных рёбер ниже.

Теперь дублируйте выбранные грани, нажав Shift + D, а затем Enter. Немного переместите дублированные грани, нажав G, Z и 0.01.

Затем отмасштабируйте всё выделенное, нажав S, 1.05 и Enter.

Так мы немного сместим шляпу с головы, чтобы избежать Z-конфликта граней.

Шляпа пока похожа на висящий в воздухе кусок тела, поэтому чтобы прикрепить её к телу, сделаем следующее:

• Выберите только нижний ряд «шляпы»: нажмите A, чтобы отменить выбор всего, а затем удерживайте Alt (или Option) и нажмите ПКМ на одном из нижних рёбер.
• Сделайте их плоскими, нажав S, Z и 0.
• Нажмите E для экструдирования и Enter для подтверждения.
• Нажмите S, чтобы начать масштабирование и перемещайте курсор к модели, пока рёбра не окажутся внутри головы. Поверните окно просмотра, чтобы это было проще увидеть. Нажмите Enter, чтобы подтвердить масштабирование.

Это придаст шляпе немного глубины, чтобы она хорошо выглядела со всех сторон и в ней не было дыр. Однако шляпа из человеческой кожи — это не совсем то, чего бы нам хотелось. Для изменения цвета нам нужно сначала развернуть её UV-координаты, чтобы они красиво лежали на текстуре.

Выберите всю шляпу, выбрав любую её вершину и нажав CTRL + L. В этот раз измените ограничитель на Normal, чтобы выбрать все соединённые вершины.

Для нашей шляпы мы выполним одну из простейших в мире развёрток: из вида. Нажмите numpad 1, чтобы перейти в вид спереди, затем нажмите U, чтобы открыть меню Unwrap и выберите Project From View.

Если вы посмотрите на правую сторону окна Blender, в которой показана текстура, то заметите, что туда добавилось несколько вершин, похожих на половину шляпы:

Можно выбрать все вершины, переместив курсор мыши на текстуру и нажав A. Действия в Blender чувствительны к контексту и зависят от расположения курсора, поэтому пусть он пока находится внутри этой области текстуры.

Теперь нажмите G, чтобы переместить UV на синее пятно, подтвердите перемещение нажатием Enter, а затем отмасштабируйте выбранное, чтобы оно уместилось в пределах синей области: нажмите S и подтвердите клавишей Enter.

Если теперь посмотреть на персонажа, то можно увидеть, что его шляпа стала синей.

Можно изменить изображение текстуры, чтобы сделать любой другой цвет.

Теперь снова переместите курсор влево, рядом с моделью и нажмите Tab, чтобы вернуться в режим Weight Paint. Немного поверните кость Head, чтобы проверить, прикреплена ли шляпа.

Похоже, нам повезло! Поскольку вершины шляпы близко к кости Head, они добавились автоматически. Если бы этого не случилось, то нам пришлось бы раскрашивать шляпу вручную, как мы это делали с глазами.

Теперь мы рассмотрим создание и прикрепление отдельного объекта.

Прикрепление объектов

В этом разделе мы создадим небольшой посох, который будет оружием в руках персонажа. Вместо него можно легко представить меч, топор или даже магический жезл, но в этом туториале мы не будем рассматривать создание сложного оружия.

Перейдите в режим Object mode и нажмите Shift + A, чтобы открыть меню Add. Выберите Mesh > Cylinder, чтобы добавить в сцену новый цилиндр.

Предлагаемый по умолчанию цилиндр слишком велик, поэтому настроим его параметры в нижнем левом углу: изменим Radius на 0.04, а Depth на 1.2.

Благодаря этому цилиндр станет тоньше и короче.

Сделаем цилиндр гладким, нажав на кнопку Smooth в разделе Shading панели Tool Shelf слева.

Пока нашему цилиндру не назначено никакого материала. Чтобы назначить материал, откройте вкладку Material в панели Properties справа и выберите CuteMaterial из раскрывающегося списка рядом с кнопкой New.

Чтобы превратить цилиндр в коричневый посох, нам для начала потребуется выполнить UV-развёртку. Нажмите Tab, чтобы перейти в режим Edit mode, нажмите U, чтобы открыть меню Unwrap, и выберите Project From View.

Переместите курсор мыши на текстуру справа, нажмите G, чтобы переместить UV на коричневый кусок текстуры. Подтвердите перемещение клавишей Enter и уменьшите масштаб нажав S и переместив мышь так, чтобы UV поместились внутри этого куска.

Теперь посох стал коричневым. Не волнуйтесь о неправильном расположении, скоро мы им займёмся.

Откройте вкладку Constraints панели Properties. Добавьте новое ограничение (constraint), нажав на раскрывающийся список Add Object Constraint и выбрав Child Of.

Constraints используются для ограничения позиции, поворота и масштаба объекта. В нашем случае я сделал цилиндр дочерним объектом кости руки персонажа. Благодаря этому при создании анимаций объект будет постоянно прикреплён к руке. Это очень упрощает предварительный просмотр анимации и позволяет ограничить пересечения объекта с телом.

Задать ограничение очень просто. Нажмите на раскрывающийся список Target и выберите Armature. Теперь нажмите на раскрывающийся список Vertex Group и выберите Hand.R.

После этого вы заметите, что посох мгновенно прикрепился к правой руке персонажа. Однако его позиция и поворот не совсем верны. Поверните посох по оси Z на 90 градусов, нажав R, X, 90 и Enter. Теперь переместите его немного вперёд, нажав G, Y, -0.4 и Enter. Так намного лучше!

Пришла пора испытать посох. Вернитесь в режим Object mode, нажав Tab, выберите арматуру и переключитесь в режим Pose mode с помощью раскрывающегося списка в нижней части экрана. Поверните окно просмотра так, чтобы чётко видеть посох, выберите UpperArm.R и немного поверните её, нажав R и перемещая мышь. Посох будет следовать за рукой, как будто персонаж его держит.

Персонаж и его аксессуары готовы. Сохраните файл, наша работа здесь закончена.

Теперь мы займёмся экспортом модели и арматуры в Unity.

Экспорт в другие форматы

Примечание: если вам не интересно экспортировать модели в другие форматы, чтобы делиться ими с людьми, то можете пропустить этот раздел. Просто сохраните файл и закройте Blender.

Unity вполне хорошо работает с форматом .blend приложения Blender, если Blender установлен в системе. Однако при передаче моделей другим людям лучше использовать форматы наподобие .FBX или .OBJ, не требующие никакого стороннего ПО. Именно по этой причине в большинстве наших туториалов используются файлы моделей в .FBX, а не исходные .blend.

Экспортировать в FBX из Blender очень просто. Для начала выберите в верхнем меню File > Export > FBX (.fbx).

Вы увидите режим экспорта. В отличие от большинства приложений, Blender не открывает отдельное окно, а вместо этого заменяет содержимое всего окна.

Можно выбрать место сохранения файла, выбрав папку слева или введя местоположение в поле сверху. Параметры экспорта указаны в нижнем левом углу окна:

Эти параметры экспорта по умолчанию подходят для Unity, но существует вероятность того, что в более сложных сценах они могут создать хаос, потому что экспортируют всё, даже источники освещения и камеры. Чтобы экспорт был чистым, внесите следующие изменения:

Снимите выделение с Camera, Lamp и Other. Это можно сделать, удерживая Shift и нажимая на опции, которые нужно отключить.

Если выбраны только такие опции, то никакие нежелательные объекты не экспортируются. Теперь поставьте флажок !EXPERIMENTAL! Apply Transform под этими опциями. Он применит позицию, поворот и масштаб всех объектов. Это означает, что неоднообразные значения будут сброшены; например, если поворот имел значения (X:23, Y:125, Z:7), то он будет сброшен на (X:0, Y:0, Z:0).

Переключитесь на вкладку Geometries, нажав на кнопку Geometries, и снимите флажок Use Modifiers Render Setting. Это позволит сохранить высокое количество полигонов внутри для рендеринга в Blender, но оставит его низким внутри Unity.

Далее откройте вкладку Armatures, поставьте флажок Only Deform Bones и снимите Add Leaf Bones. Это не позволит приложению Blender добавлять к арматуре лишние кости. Leaf bones необходимы только для совместимости с Maya. Non-deform bones, например, контролирующие кости, необходимы только в ПО моделирования для выполнения точной настройки; в таких игровых движках, как Unity, они бесполезны.

Опции Animation по умолчанию настроены правильно, так что менять их не нужно.

Настроив всё это, было бы слишком скучно каждый раз заниматься этим каждый раз при экспорте файла. И тут нам помогут пресеты. Мы можем сохранить все эти параметры во внутренние опции Blender для использования в будущем.

Для этого нажмите на кнопку + рядом с раскрывающимся списком Operator Presets, введите в текстовое поле название пресета и нажмите на кнопку OK. В этом туториале мы назовём его Unity FBX.

Если открыть теперь раскрывающийся список Operator Presets, то можно выбрать только что созданный пресет:

После этого параметры мгновенно будут применены. Пресеты работают для всех файлов, поэтому теперь вы можете запросто экспортировать любой файл Blender в FBX для использования в Unity.

Последний шаг — собственно сам экспорт. В этом туториале файл .blend используется в Unity для анимирования, поэтому сохраните файл FBX в любое место, выбрав папку слева и нажав кнопку Export FBX в правом верхнем углу.

Сохраните файл и закройте Blender. Наконец настало время перейти в Unity и воспользоваться нашей моделью.

Настройка гуманоида

Откройте заготовку проекта в Unity и посмотрите на окно Project.

Вот краткое описание папок:

• Animation Controllers: используется для вставки контроллера анимации персонажа.
• Animations: содержит простую анимацию ожидания.
• Models: здесь мы редактировали и сохранили персонажа. Также в этой папке находится модель додзё и несколько текстур.
• Music: простая китайская мелодия, соответствующая стилю додзё.
• Scenes: сцена Dojo.

Разобравшись с этим, давайте приступим к использованию персонажа!

Привязка аватара

Для начала выберите модель CuteCharacter из папки Models и откройте в Inspector вкладку Rig. Откройте раскрывающееся меню Animation Type и выберите Humanoid.

Так мы сообщим, что персонаж является гуманоидом, чтобы Unity могла использовать его соответствующим образом. Теперь нажмите Apply, чтобы сохранить эти параметры.

После краткого повторного импорта вы заметите, что появилась кнопка Configure…. Нажмите на неё, чтобы приступить к связыванию костей с системой Mecanim движка Unity’.

Посмотрите на окно Scene и поверните окно так, чтобы персонаж смотрел на вас. Заметьте зелёные кости; их использует движок Unity. При нажатии на любую из них будет выбрана соответствующая кость и в Hierarchy, и в Inspector.

Использование движком Unity костей напоминает работу кукловода. Вместо непосредственного использования файлов анимации для обновления костей в каждом кадре он считывает значения и применяет их к каждому гуманоиду на основании его определения Avatar. Это обеспечивает гибкость при работе с разными формами тел. Возьмём для примера персонажа, с которым мы работали — его пропорции нереалистичны, но это не имеет значения, ведь его скелет имеет необходимые кости: позвоночник, руки, ноги и т.д. Некоторые из костей могут быть короче, чем у большинства людей, но они всё-таки присутствуют.

Теперь посмотрим на Inspector: вы видите фигуру человека с разбросанными по ней зелёными и серыми кругами. Все сплошные круги необходимы для работы системы Avatar. Если какие-то из них отсутствуют, то они становятся красными, и вы не сможете правильно анимировать персонажа.

Пунктирные круги — это дополнительные кости для более сложных ригов. Все серые части отсутствуют, но необязательны. Например, у нашего персонажа нет пальцев.

Ниже представлено полное описание костей, и именно здесь нужно связывать части тела с костями. Если какой-то из кругов красный, то нужно назначить (или переназначить) кость. Созданный нами скелет полностью отвечал требованиям уже при импорте в Unity, поэтому никаких настроек не требуется. Ура!

Нажмите на кнопку Apply в нижнем правом углу и щёлкните кнопку Muscles & Settings в верхней части Inspector. Это позволит просматривать и настраивать виртуальные мышцы.

Вы увидите три раздела:

• Muscle Group Preview
• Per-Muscle Settings
• Additional Settings

Раздел Per-Muscle Settings содержит подразделы, которые можно разворачивать нажатием на стрелки. В каждом из них есть отдельные превью. Эти подразделы позволяют указать минимальные и максимальные углы, чтобы избежать наложений в вашей модели.

Разверните раздел Left Arm и попробуйте перетаскивать ползунок Arm Down-Up. Заметьте, что происходит при минимальном значении:

Примечание: если персонаж слишком тёмный, чтобы создавать силуэт, то можно отключить в окне Scene освещение сцены, нажав на небольшой значок солнца в верхней части.

Рука движется через тело персонажа. Плохо!

Чтобы исправить это, переместите ползунок превью в наименьшее значение и измените minimum angle раздела Arm Down-Up на -20.

Сделайте то же самое для Right Arm > Arm Down-Up.

На этом мы закончим настройку мышц. Можно настроить и другие мышцы, чтобы предотвратить наложение, но в этом туториале мы остановимся на перемещении рук вверх-вниз.

Нажмите кнопку Apply в нижнем правом углу для сохранения изображений в Avatar и нажмите Done, чтобы закрыть режим привязки.

Теперь настало время добавить персонаж в сцену и дать ему воспроизводимую анимацию.

Использование персонажа

Чтобы добавить персонажа, перетащите модель CuteCharacter из папки Models в Hierarchy.

Задайте для CuteCharacter поворот (X:0, Y:180, Z:0), чтобы он смотрел в камеру.

Создайте новый контроллер анимаций, нажав правой клавишей на папке RW\Animation Controllers и выбрав Create > Animation Controller.

Назовите его CharacterController и дважды нажмите на него, чтобы открыть окно Animator. Теперь перетащите анимацию Idle из папки RW\Animations на сетку Animator, чтобы сделать её анимацией по умолчанию.

Далее выберите CuteCharacter в Hierarchy и нажмите на кнопку-селектор рядом с полем Controller. Выберите в окне выбора CharacterController.

Наконец, раскройте CuteCharacter в Hierarchy и перетащите Cylinder на Hand_R, чтобы сделать его дочерним элементом. Это ограничение добавления отдельного объекта, о котором я говорил выше. Если этого не сделать, то оружие будет просто плавать вокруг персонажа.

Вот и всё! Нажмите на кнопку Play, чтобы увидеть персонажа в действии.

Теперь снова нажмите на кнопку Play, чтобы остановить сцену, и нажмите CTRL + S, чтобы сохранить изменения.