Blender tutoriál: Animace mimiky pomocí Shape Keys - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

23. března 2010, 00.00 | Morfing (morphing) je metoda animace, při níž dojde k plynulé záměně jednoho objektu za druhý. V různých programech je morfing řešen různě, v Blenderu pomocí Shape Keys. Tento způsob animace spočívá v modifikaci objektu tak, abychom získali jeho nový tvar a je velice oblíbenou technikou při animaci mimiky obličeje. V tomto tutoriálu si ukážeme možnosti této techniky na celkem jednoduchém modelu, a to opičí hlavě.

Začneme trochou teorie, morfing (morphing) je metoda animace při níž dojde k plynulé záměně jednoho objektu za druhý. V různých programech je morfing řešen různě, můžeme mít například více modifikovaných exemplářů stejného objektu a mezi nimi morfovat, ale v Blenderu je morfing řešen pomocí Shape Keys a to tak, že jednomu objektu přiřadíme více uložených tvarů a tyto se poté mohou libovolně prolínat. Tento způsob animace spočívá v modifikaci objektu tak, abychom získali jeho nový tvar a je velice oblíbenou technikou při animaci mimiky obličeje. To je vše k teorii a nyní se můžeme vrhnout na práci.

Jelikož se složitostí modelu narůstá i složitost animace, ukážeme si možnosti této techniky na celkem jednoduchém modelu, který je navíc přímo součástí základních modelů Blenderu a to opičí hlava.
Začneme tedy s přípravou scény tak, aby práce v ní byla co nejjednodušší. Kurzorem myši najedeme na vodorovné předělení okna tak, aby se změnil na oboustrannou šipku, stiskneme pravé tlačítko myši, vybereme možnost Split Area a rozdělíme 3D okno na dvě. Okno vpravo změníme na Action Editor a ten dále na ShapeKey Editor.

Ve 3D okně bychom měli mít označenou krychli, a tak ji smažeme pomocí kláves X a Enter. Nyní se numerickou klávesou 1 přepneme do předního pohledu a stiskem Mezerníku Add >> Mesh >> Monkey vložíme hlavu opice, kterou hned otočíme obličejem k nám a to klávesami R, X a 90. Na obrazovce bychom měli vidět asi to, co na následujícím obrázku.

Pro ukázku jak fungují Shape Keys nám postačí, že se Suzanne (jak se opice jmenuje) usměje a povytáhne obočí. Takže vytvoříme Suzanne s usmívající se pusou a druhou s povytaženým obočím, tyto dva výrazy můžeme potom libovolně kombinovat, v případě, že se vytvoří vícero takových výrazů, lze jejich kombinacemi dospět k velmi komplexní řadě výrazů tváře.
Abychom vytvořili úsměv, přepneme se do Edit módu (Tab) a v menu Mesh Tools More aktivujeme tlačítko X-axiss mirror, čímž si ušetříme práci, neboť veškeré změny jedné poloviny obličeje se automaticky budou provádět i na té druhé. Dále se přepneme do záložky Shapes (vedle záložky Modifiers) a stiskneme tlačítko Add Shapes Key, kterým vytvoříme první klíč a ten bude reprezentovat neutrální výraz z kterého budeme vycházet, tlačítko Relative je implicitně aktivní a my to tak ponecháme. Nyní opět stiskneme tlačítko Add Shape Key a vytvoříme nový výraz, který pojmenujeme Usmev a ve 3D okně označíme vertexy v horním koutku pusy Suzanne a stiskem G je přesuneme tak, abychom pusu roztáhli a vytvořili tak úsměv.

Dále chceme vytvořit pohyb obočí, ale aby byla ústa v původním stavu, musíme vycházet z původního modelu a ten reprezentuje první vytvořený klíč nazvaný Basis. Abychom stav mohli přepnout, musíme se dostat do Object módu (Tab) a tam pomocí šipek nalistovat Shape Key jménem Basis, poté se opět přepneme do Edit módu a stiskneme Add Shape Key, klíč pojmenujeme třeba Oboci.
Povšimněme si nyní posuvníku, který se nachází pod názvem klíče v záložce Shape, tento symbolizuje velikost změny, pokud je na 0, je změna nulová a pokud je 1, je změna taková, jakou jsme ji vytvořili. To ale není vše, je možno změnit hodnoty Min a Max a dosáhnout tím změn za těmito hranicemi a právě u zvedajícího se obočí lze tento fakt krásně demonstrovat. Pokud tedy změníme hodnotu Min na -1, tak lze dosáhnout poklesnutí obočí.
Jak tedy skombinovat výrazy? Musíme pracovat v ShapeKey Editoru (Action Editoru), kde se nám vytvoří řádek pro každý klíč a k němu posuvník, posuvníky se dají zobrazit a nebo šipkou u nápisu Sliders.

Při každé změně posuvníku se na místě zelené časové přímky vytvoří žlutý kosočtverec, a ten reprezentuje velikost změny v daném čase. Takže například v čase 1 máme změny nulové a v čase 40 máme změny maximální, takže v rámci 40 snímků se bude Suzanne postupně usmívat a vytahovat obočí.

Kromě kombinace jiných částí obličeje můžeme kombinovat i jednu část dvěma různými klíči a to si nyní můžeme ukázat na ústech. Roztažení úst jsme již vymodelovali, ale nyní vytvoříme klíč na zavření úst a kombinací těchto klíčů můžeme vytvořit zavřená usmívající se ústa.
Takže se přesuneme do Object módu a nalistujeme klíč s názvem Basis, abychom vytvářeli nový klíč z původního neutrálního výrazu. Stiskneme Add Shape Key a nově vytvořený klíč pojmenujeme jako Zavrena. Přepneme se do Edit módu a označíme spodní vertexy úst, přesuneme je k horním klávesami G pro přesun a Z pro zafixování osy pohybu.

Pokud nyní v ShapeKey Editoru (Action Editoru) skombinujeme klíče pro zavření a úsměv úst, dostaneme úsměv zavřených Suzanniných úst. Navíc můžeme hodnotu Min posunout do záporu a vznikne možnost ústa naopak otevírat.

Toto by mohlo být vše, co k animaci pomocí Shape Keys potřebujeme, ale existuje ještě jedno šikovné vylepšení této funkce, které si nyní můžeme ukázat.
Pokud se přepneme do Ipo Curve Editoru, vidíme, že každá akce má svou křivku a právě toho můžeme nyní využít přidáním tzv. IPO driveru, který nám umožní animovat jednotlivé klíče za pomocí jiného objektu.
Do scény si tedy přidáme nový objekt, může to být téměř cokoliv, ale my si přidáme armaturu potažmo jednu kost a to tak, že stiskneme Mezerníku Add >> Armature. Kost máme tedy vytvořenou, názvy jí ponecháme a pro tuto ukázku by nemělo být třeba ji ani nijak editovat.

Vybereme hlavu opice a přesuneme se do IPO editoru, kde označíme (levým tlačítkem myši) v pravém horním rohu Oboci a poté stiskneme klávesu N, což nám vyvolá menu Transform Properties a v něm stiskneme Add Driver.

V tomto menu nás zajímá především horní část, kde vyplníme jméno objektu (Armature), určíme, že nás zajímá pohyb kosti v Pose módu, a tudíž musíme vyplnit i název kosti, která bude pohyb ovlivňovat (Bone) a nakonec vybereme typ pohybu, který bude sledován a v jaké ose. Je vhodné vybrat rotaci a nebo roztahování, protože pohyb je velmi relativní kvůli měřítku, a tak se může stát, že budeme muset kostí táhnou mnohonásobek velikosti objektu, abychom zpozorovali aspoň malou změnu.
Tak a to by bylo vše ohledně nastavení a nyní můžeme vyzkoušet funkci IPO Driveru. Označíme kost a přepneme se do Pose módu, nyní rotujeme kostí v předním pohledu a vidíme pohyb obočí.

Pokud máte třeba problémy s nastavením, a nebo se jen chcete podívat na mou hotovou scénu, můžete ji stáhnout ZDE

K tomuto článku je to tedy vše, jsem si jistý, že například zavírání očí a podobné věci již zvládnete sami, neboť je to velmi podobné. Pokud vám článek pomohl, a nebo se alespoň líbil, jsem velmi rád a budu se těšit zase někdy nashledanou.

Poznámka: Obsah tohoto článku je součástí diplomové práce na Fakultě aplikované informatiky Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně.