SAE 3D Animation
Kapitel 6 3D Animation
Kapitel 6 3D Animation
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Flashcards
Mit Stretch & Squash (Deutsch: Strecken & Quetschen) soll bewirkt werden, dass das Gewicht von äusseren Einflüssen sichtbar wird. Dabei muss darauf geachtet werden, dass das Gesamtvolumen des Objektes nicht verändert werden darf.
Anticipation (Deutsch: Ausholen/Vorwegnehmen) dient zur Vorbereitung des Zuschauers, auf eine folgende Animation. Beispiel: Ausholen vor einem Wurf
Beim Staging (Deutsch: Inszenierung der Posen) geht es darum, einzigartige Posen für eine Figur zu entwerfen (Wiedererkennungswert). Diese Posen sollte man durch die Silhouette der Figur überprüfen, damit man sieht ob die Bewegungen/Posen immer noch klar erkennbar sind.
Mit Straight Ahead Action and Pose-to-Pose ist die Art und Weise gemeint, wie man eine Animation erstellt. Während man bei der "Straight Ahead" Variante, die ganze Animation von Anfang bis Ende einfach durchanimiert, versucht man bei der "Pose-to-Pose" Variante, die sogenannten Key Poses (Deutsch: Schlüsselmomente) einer Animation zu bestimmen. Bei einem Sprung könnten diese zum Beispiel die Position beim Abgsprung, die Position am höchsten Punkt und die Landung sein.
Mit Follow Through and Overlapping Action (Deutsch: weiterführende und überlappende Bewegung) wird versucht zu simulieren, dass nicht alle Teile eines Objektes eine Bewegung gleich schnell abschliessen. Zusätzlich kann es sein, dass gewisse Teile des Objektes (Bsp. Kleidung) nicht direkt der Hauptbewegung folgen, sondern sich auf der Zeitachse leicht versetzt befinden.
Mit Slow-In and Slow-Out (Deutsch: Beschleunigung und Abbremsung) soll die Beschleunigung und die Bremsung einer Bewegung simuliert werden. Wenn zum Beispiel ein Schlag animiert wird, dann sollte die Faust anfangs langsam beschleunigen, danach immer schneller werden und beim Kontaktpunkt die Höchstgeschwindigkeit erreicht haben. Nach dem Treffer bleibt die Faust natürlich nicht stehen, sondern muss noch ausgebremst werden.
Auch Teils Ease-In und Ease-Out genannt
Arcs (Deutsch: Bewegungsbögen) werden benötigt um die Animation eines Chrakters natürlicher aussehen zu lassen. Daher die meisten Bewegungen als Ankerpunkt ein Gelenk haben, werden die Bewegungen radial ausgeführt, also in sogenannten "Arcs".
Secondary Action (Deutsch: zweitrangige oder unterstützende Bewegung) sind Bewegungen, welche unterstützend zur Hauptbewegung ausgeführt werden. Das einfachste Beispiel für eine "Secondary Action" wäre, das Mitschwingen der Arme beim Gehen oder Laufen.
Bei Timing (Deutsch: Bewegungsdauer) geht es darum zu beachten, wie lange und wie schnell eine Bewegung ausgeführt wird. Bei der Ausführung einer Bewegung, muss auch auf den Charakter der Figur, sowie auf die Konstitution geachtet werden.
Exaggeration (Deutsch: Übertreibung, Karikatur) wird verwendet, um durch die Animation, dem Zuschauer den Charakter und Zustand der Figur zu vermitteln. Zusätzlich wird es verwendet um die Animation zu verdeutlichen.
Der Begriff Solid Drawing (Deutsch: solides Zeichnen) stammt noch aus der Zeit, als Animationen noch mit Stift und Papier erstellt wurden. Zeitgemäss müsste es vielleicht "Solid Modeling" heissen. Unabhängig davon ist mit diesem Begriff gemeint, dass die Figur in jeder Situation als dieselbe erkennbar bleiben sollte. Dies muss erreicht werden durch verschiedene Faktoren, wie Proportionalität oder auch Mimik und Gestik der Figur.
Appeal (Deutsch: Charisma, Charme der Reiz) bedeutet, die innere Schönheit oder den wahren Chrakter einer Figur zum Ausdruck zu bringen. Hierbei kann sich durchaus das Äussere einer Figur, von den inneren Werten oder dem eigentlichen Charakter, unterscheiden.
Beim Keyframing (Keyframe) wird an einem bestimmten Punkt auf einer Zeitachse ein Parameter eines Objektes übergeben. Wenn man beispielsweise einen Würfel auf einer geraden Strecke animiert, benötigt man mindestens zwei Keyframes. Diese kann man entweder für alle oder nur einzelne Attribute des Objektes setzen.
Der Pivot ist allgemein gesagt das Zentrum eines rotierenden Systemes. Im Bezug auf die 3D Animation bedeutet Pivot-Animation, dass man von den Joints aus animiert.
Mit Constraints kann man bestimmte Parameter wie zum Beispiel Rotation, Skalierung, Position usw. von einem Objekt zum anderen übergeben. Ausserdem können mit Constraints Limits erstellt und Animationen automatisiert werden.
Interpolation wird der Prozess gennant, welcher beim Keyframing die inbetweens erstellt. Dies sind alle Frames, welche zwischen den Keys liegen, welche man selbst gesetzt hat. Durch die Interpolation wird ermöglicht, dass die Animation smoother (Deutsch: weicher) wird. Zusätzlich werden die inbetweens auf sogenannten Animation Curves (Deutsch: Animations Kurven) abgebildet, welche man in der Software noch editieren kann.
Während die Interpolation alle Frames zwischen dem ersten und dem letzten Keyframe behandelt, kann mit der Extrapolation der Verlauf der Animationskurve vor dem ersten und nach dem letzten Keyframe gesteuert werden. Man kann dadurch beispielsweise aus einer Animation einen Loop erstellen oder ähnliches.
Graph Editor
Im Graph Editor können die Animationen, in Form von Curves/Splines, editiert werden. Hierbei gilt zu beachten, dass dieser je nach Software nicht immer Graph Editor (Autodesk Maya) heissen muss, obwohl das Gleiche gemeint ist. Es lassen sich beispielsweise weitere Keyframes hinzufügen, die Interpolation und Extrapolation einstellen, die Tangenten sowie das Timing bearbeiten und vieles mehr.
Das Dopesheet kommt noch aus der klassischen zeichnerischen Animation. Mit dem Dopesheet wurde aufgezeigt, wo genau die Kamerabewegungen sind, die Soundclips abgespielt werden müssen, die Animationen platziert werden und die Dauer dieser Elemente angegeben. In der heutigen Form, wie das Dopesheet in den meisten 3D Softwares vorkommt, könnte man eher sagen, dass es eine tabelarische Ansicht der Animationen ist. Man sieht die gesetzten Keys und kann diese verschieben, kopieren oder anpassen. Zusätzlich wird auch die Timeline (Deutsch: Zeitachse ) angezeigt.
Trajectories (Deutsch: Kurve, Flugbahn) werden in der Animation oft dafür verwendet, um Path Animations/Motion Paths (Deutsch: Pfadanimationen /Bewegungspfad) zu erstellen. Hierbei soll ein Objekt einer vordefinierten Kurve, oder Trajectory folgen.
Mit Loopable Animation and Effects sind Animationen und Effekte gemeint, welche in einer Endlos-Schlaufe laufen können. Bei der Erstellung solcher Animationen oder Effekte muss man jeweils darauf achten, dass der letzte Frame, gleich aussieht wie der Frame vor dem Ersten.
Beim Export von Animationen für eine Game Engine, sollte man darauf achten, die Animation in ein für die Engine lesbares Format zu exportieren. Meistens wird hier das Format .fbx verwendet, weil dieses Format von allen gängigen Engines gelesen und von den meisten 3D Softwares weiterbearbeitet werden kann. Zusätzlich kann es vorkommen, dass die Game Engine nur geplottete Animationen versteht (siehe Animation Baking). Dies sind Animationen, welche auf jedem Frame der Zeitachse einen Key besitzen.
Animation Baking benötigt man, wenn die Animation Conversion (Deutsch: Animationsumwandlung) nicht mehr ausreicht. Manchmal können Animationen, mit einfacher Reformatierung der Daten, umgewandelt werden. Jedoch reicht dieser Prozess nicht mehr aus, wenn die Animationen eine sogenannte Sample Rate (Deutsch: Abtastrate) benötigen. Dann kommt das Animation Baking zum Einsatz. Hinzu kommt, dass gewisse Game Engines nur Animationen verarbeiten können, welche zuvor gebaked wurden. Beim Baking wird für das gesamte Skeleton, auf jedem einzelnen Frame, für die gesamte Dauer der Animation, ein Key gesetzt. Somit hat die Animation keine inbetweens mehr, die nicht genau definiert wurden.
Damit ein komplexeres Objekt im 3D animiert werden kann, benötigt es ein sogenanntes Rig. Bei einem humanoiden Charakter, könnte man sich dieses Rig auch als Skelett (Skeleton) vorstellen.
Ein Rig auch Skeleton genannt, wird benötigt um einen Charakter zu animieren, bzw. kann durch das Rig bestimmt werden, wie der Charakter animiert werden kann. Das Rig setzt sicht zusammen aus Joints und Bones, welche dann zusammen eine Chain bilden. Ausserdem sind Rigs hierarchisch/zusammenhängend aufgebaut. Dies kommt vor allem bei der Anwendung von Forward Kinematic (FK) und Inverse Kinematic (IK) zu tragen.
Mit Smooth-/Rigid-Skin sind die Arten des Skinnings eines Charakters oder Objektes gemeint. Das Skinning erfolgt, nachdem das Rig erstellt wurde. Damit bestimmt man, wie sich das Mesh während der Animation deformiert. Smooth Skin kommt meistens bei organischen Objekten zum Einsatz, weil mit Smooth Skin können meherer Vertices gleichzeitig von einem Bone beeinflusst werden, unabhängig von der Distanz zum Bone. Rigid Skin kommt vor allem bei mechanischen Objekten zum Zuge, weil hier ein Bone nur ein CV, Vertex oder Lattice Point gleichzeitig beinflussen kann. Mit Rigid Bind kann es vorkommen, dass es zu Deformations-Artefakten kommt, welche geglättet werden müssen. Deshalb benötigt man beim Rigid Skinning oft Lattice Deformers, Cluster Defomers oder sogenannte Flexors um diese Artefakte vermeiden zu können.
Bei Forward Kinematic (FK) wird das Rig so konstruiert, dass jeder Joint einzeln gedreht werden muss, bis man die gewünschte Position erhält. Dies kommt daher, weil nur die Bones und Joints bewegt werden, welche in der Hierarchie unter dem ausgewählten Joint sind. Wenn beispielsweise ein Charakter etwas greifen will, muss zuerst der Joint der Schulter, danach der Ellbogen und so weiter hingedreht werden, bis man das Ziel erreicht hat. Forward Kinematic wird vor allem für einfache Rigs mit simplen Arc Animations verwendet.
Inverse Kinematic (IK) ist eine intiuitive Alternative zur hierarchischen Animation. Die Position und Rotation des parent Objektes wird berechnet, durch die Position des letzten child Objektes, auch end effector/IK Handle genannt. Die letzte Position der Hiearchie wird IK solution genannt.
Mit Inverse Kinematic (IK) lassen sich komplexe Animationen und Rigs einfacher animieren. Es eignet sich vor allem für Strukturen wie Beine und Arme. Grundsätzlich wird zwischen zwei definierten Joints ein Constraint erstellt, welches dafür sorgt, dass wenn man den end effector/IK Handle animiert, in diesem Fall der Controller, sich der Rest (Bsp. des Armes) mitbewegt und mitrotiert.
Set Driven Keys werden verwendet um einzelne oder mehrere Attribute, von einem Objekt mit den Attributen eines anderen Objektes zu verlinken. Man könnte beispielsweise, die Farbe eines Objektes abhängig machen von der X-Position eines anderen Objektes. Set Driven Keys werden hauptsächlich für komplexe zusammenhängende Animationen verwendet.
Human IK ist eine Animations-Middleware von Autodesk für ganzkörper IK-Rigs. Es wurde mitlerweile unter verschiedenen Tools als Standard definiert und lässt sich deshalb unter anderem sehr leicht in Game Engines integrieren. Auf diese Rigs kann ganz einfach Motion Capture Data übertragen werden.
Custom Rigs müssen in erster Linie für Charaktere oder Objekte verwendet/erstellt werden, welche sich nicht durch ein Preset riggen lassen. Ausserdem ist es möglich, dass Custom Rigs durch spezifische Anforderungen eines Projektes, oder einer Firma, erstellt werden müssen.
Mit Research (Animation) ist die Recherche vor einer geplanten Animation gemeint. Während der Recherche sollte man immer im Hinterkopf haben, welche Art Charakter man animieren möchte. Beispielsweise wird ein gesprungener Kick bei einem dicken Charakter nicht gleich aussehen, wie bei einem athletischen Charakter. Also fällt unter Resarch (Animation) nicht nur, was für eine Animation man machen will, sondern auch wie man sie für seinen Charakter umsetzen kann.
Planning im Bereich 3D Animation, könnte man mit einem Storyboard aus der Filmbranche vergleichen. Es wird generell beim Animieren nicht empfohlen, einfach drauf los zu animieren. Denn meistens können dies nur sehr erfahrene Animatoren und auch dann nicht immer mit einem guten Resultat. Im Prinzip versucht man auf Skizzen verschiedene Keyposes (Deutsch: Schlüsselmomente) der Animation festzuhalten.
Blocking ist eine Animationstechnik, in welcher man zuerst die Keyposes (Deutsch: Schlüsselmomente) definiert. Diese dienen als Hilfe für das Timing, die richtige Positionierung in der Szene und um das Zusammenwirken des Charakters mit den in der Szene vorhandenen Props (Deutsch: Requisiten) zu überprüfen. Unter anderem ist Blocking die erste Massnahme bei der Pose-to-Pose-Animation. Hierbei gilt das die inbetweens (Frames zwischen den gesetzten Keys), welche durch die Software erstellt werden, durch eine Constant-Interpolation zu deaktivieren sind. Dadurch entsteht dann der eigentliche Blocking-Effekt, daher der Charakter direkt von der einen Keypose in die nächste springt.
Refining ist ein Überarbeitungsprozess der erstellten Animation und dient zur Qualitätssicherung. Wenn beispielsweise mit der Blocking oder Pose-to-Pose Technik gearbeitet wird, werden im Refining die inbetweens erstellt. Anschliessend kontrolliert man nochmals die ganze Animation anhand der Animation Principles.
Non-Linear Animation (kurz NLA) ist eine Möglichkeit Animationen unabhängig von den Keyframes zu bearbeiten. Dies ist möglich weil die NLAs nicht durch die Zeitachse eingeschränkt werden. Zudem hat man ein hohes Mass an Kontrolle über die Animation, weil man Layer und Sequenzen non-linear und non-destructiv mixen kann. Allerdings ist Non-Linear Animation noch nicht in allen Programmen möglich.
Animation Clips sind eine Sammlung von Animationskurven eines Charakters. Ausserdem ist es eine der Basis Komponenten für die Non-Linear Animation. Durch Animation Clips ist es möglich die Keyframes eines Charakters oder die Motion Capture Animation Curves in einem Bundle zu sammeln und anschliessend non-linear zu bearbeiten.
Beim Animation Mixing geht es darum, verschiedene Animationen oder auch Teile davon zu mixen. Beispielsweise könnte man während der Charakter rennt eine Wink-Animation über die eigentliche Renn-Animation blenden, bzw. würde man vielleicht nur den Arm der winken soll überschreiben. Beim Animation-Mixing gibt es zwei verschiedene Modis, wie die Animationen gemixt werden können. Einerseits gibt es den Modus override, welcher die Animation komplett überschreibt und dann noch additive. Bei additive werden die Animationsdaten der selben Attribute addiert.
