アニメーションにおけるリギング

アニメーションにおけるリギングとは

キャラクターリギング、またはスケルタルアニメーションは、デジタルキャラクターをアニメーション化するための最初のステップです。モデルをボーンとコントロールのスケルトン階層にバインディングすることで、キャラクターをポーズさせたりアニメーション化したりできます。

アニメーションリギングのしくみ

アニメーターは、動きのネットワークを通じてキャラクターやオブジェクトをポーズさせたりアニメーション化したりするためにリギングを使用します。リグはそのキャラクターの操作 またはオブジェクトの操作を制御するのに役立ちます。オブジェクトに直接作用するのではなく、望ましい動きや変化を可能にする階層構造を作成します。これがリグであり、オブジェクトはそのリグによって駆動されます。

リグは何でも可能ですが、通常はオブジェクトのさまざまなタイプの動きや変化を許可するために設定された 1 つ以上の ”コントロール”” があります。その変化は、平行移動や回転のように単純なものから、複雑な動作や動きの自動化を含むまで成長する可能性があります。

キャラクターの場合、アニメーターはより複雑なリギング技術を使用します。"スケルトン"、"ジョイント"、および他の ”デフォーマー” を使用して、ジオメトリの見た目を変更することができます。これにより、モデルのポーズやカスタムデフォーメーションが可能になります。

Maya、Blender、または 3ds Max のような 3D ソフトウェアを使用する際、リギングアーティストはアニメーション用のさまざまなタイプのリグを作成できます。アニメーターは、その後、リグのコントロールを操作し、デジタルパペットを動かしたりポーズを取らせたりするようにします。彼らは、アニメーション化された動きを作成するために、時間の経過に伴うコントロールの位置の変化を記録できるようキーフレームを使用します。このようなリグ付きモデルは、Unity のようなゲームエンジンにインポートすることができます。

キャラクターリギングとは

キャラクターリギングは、静的な 3D (または 2D) モデルを取り、それをポーズを取れるデジタルパペットに変えるプロセスです。このプロセスには多くのステップがあります が、ほぼ常に骨や "関節" で構成された骨格構造を作成するステップと、モデルまたは ”スキン” をそれらの関節にバインドするステップを含みます。キャラクターが持つリグが多いほど、より複雑で微妙な動きが可能になります。

リギングアーティストは、モデルが骨格とともに動けるようになると、アニメーターがキャラクターをポーズさせるために使用する一連のコントロールを作成します。この制御スキームの作成、レイアウト、および機能は、リギングアーティストの仕事の中心です。

さらに、ポーズを取るとモデルの見た目が変わります。これを ”デフォーメーション” と呼びます。リギングアーティストは、ポーズを取ったときにキャラクターモデルを調整する責任があり、その変更を駆動するシステムを使用します。最終的な結果は、アニメーターがポーズを取りやすく、デフォーメーション後に魅力的に見え、複雑な動作を自動化したデジタルパペットです。

上のビデオをクリックして、WiNDUP の舞台裏を閲覧し、アニメーションキャラクターがどのようにデザインされ、命を吹き込まれるかを見てください。3:18 にスキップして、Unity でキャラクターリギングがどのように達成されるかについて簡単な紹介を見てください。

2D および 3D アニメーションのためのリギング

リギングは、映画、テレビ、ビデオゲームにおけるキャラクター、クリーチャー、またはオブジェクトをアニメーション化するための最も一般的な技術です。動きが必要なものは何でも、アニメーションのためにリギングできます。3D ソフトウェアを使用したリギングは、すべての骨格構造に正確な物理シミュレーションを適用することによって、ラグドール物理のようなより複雑な動作を自動化するのに役立ちます。

アニメーターがリギングを始めるには、まず 2D または 3D のキャラクターやオブジェクトが必要です。リグを作成する際、アニメーターはリグに何をさせたいのか、どのように動くべきか、関節やピボットの位置を考える必要があります。次に、キャラクターの場合は階層構造またはスケルトンを作成し、一連のコントロールを追加します。

その後、オブジェクトまたはキャラクターをリグに接続します。このプロセスは、必要なリグのタイプによって簡単になるか複雑になることがあります。そこから、アニメーターはリグを操作してアニメーションをより簡単に作成できます。

キャラクターリギングの際に考慮すべきことは何ですか?

独立した階層的な動き

アニメーションにリズムとバランスの感覚を作り出すために - そしてより真実味のある外観を持たせるために - 階層的な動きはキャラクターやオブジェクトの異なる部分が動く順序です。たとえば、歩行サイクルでは、頭と首が最初に動き、その後に胴体、腰、脚が続きます。

これにより、重さと重力、またはスピードと慣性の感覚も生まれます。独立した階層的な動きは、アニメーション内の異なる要素が互いに相対的に動く方法を指すこともあります。たとえば、2 人のキャラクターが並んで歩く場合です。

アニメーションにリズムとバランスの感覚を作り出すために - そしてより真実味のある外観を持たせるために - 階層的な動きはキャラクターやオブジェクトの異なる部分が動く順序です。たとえば、歩行サイクルでは、頭と首が最初に動き、その後に胴体、腰、脚が続きます。

これにより、重さと重力、またはスピードと慣性の感覚も生まれます。独立した階層的な動きは、アニメーション内の異なる要素が互いに相対的に動く方法を指すこともあります。たとえば、2 人のキャラクターが並んで歩く場合です。

正確なウェイトペインティング

リグされたキャラクターモデルは、関節またはスケルトンの階層に接続されています。モデルの個々の頂点はそれぞれ異なる関節の間でウェイトが付けられており、これがスケルトンを動かすときの動き方を左右します。

キャラクターモデルをアニメーション時に正しくデフォームするためには、正確なウェイトペインティングが必要です。これは、メッシュ上の特定の頂点のウェイトをスケルトン内の対応するジョイントに追加または削除するプロセスです。これは通常、3D アニメーションソフトウェアのブラシツールを使用してメッシュにペイントすることで行われます。クリーンなウェイトペインティングは、キャラクターのデフォーメーションに対する制御を高め、最終結果の見た目を改善します。

ボーンの動きの制約

リアルまたはデフォルメされたアニメーションを制作するためには、動きの原則を理解することが不可欠です。オブジェクトが他のオブジェクトに対してどのように動くかを理解することは、動きの制約を理解することとして知られています。これには 2 種類あります。運動制約と動的制約です。

運動制約は、物体に作用する力を考慮せずに物体の動きを定義します。たとえば、オブジェクトは光の速度よりも速く動くことはできません。

動的制約は、物体に作用する力を考慮に入れます。たとえば、オブジェクトは特定の速度でしか加速できません。

ボーンの動きの制約は、自然な動きを作り出すためにその変形内での自由度を制御します。

キャラクターリギングのベストプラクティスは

フォワードキネマティクス

フォワードキネマティクスは、ルートから先端まで、または ”フォワード” 方向にジョイント階層を操作するプロセスです。フォワードキネマティクスを使用して腕を位置付けるには、上腕を回転させ、次に肘、最後に手首を回転させます。このタイプの動きは、アニメーション時に心地よい弧を生み出しますが、エンドポイントの正確な位置を設定するのが難しくなります。なぜなら、その位置は他のジョイントチェーンの回転の組み合わせであり、手動で調整されるからです。

インバースキネマティクス (IK)

インバースキネマティクスは、先端から根元へ、または ”逆” の方向にジョイント階層を操作するプロセスです。インバースキネマティクス を使用してアームを位置決めするには、手を動かすだけで、肘と上腕の回転は手の最終位置に基づいて計算されます。このタイプの動きにより、キャラクターの手を空間の一点に固定したり、滑らないよう足を床に固定したりすることができます。しかし、全てのジョイントチェーンにわたって自然な弧をアニメーション化するのは、さらに難しい場合があります。

ドリブンキー

”セットドリブンキー” とも呼ばれるドリブンキーは、キーフレームの ”条件ベース" のアニメーションをより効率的に実行できるようにします 。アニメーション階層 (つまり、望ましい結果を駆動するもの) に応じて、オブジェクトのペア間に依存リンクを作成する必要があります。たとえば、あなたのホイールが ”リードドライバー" で、ドアが "ドリブン” です。次に、これをキーとして設定します。リードドライバーはドリブンをリードし、リードドライバーをアニメーション化する際にドリブンの動きが自動的に発生します。

ブレンドシェイプ

シーン内のオブジェクトの形状を変更するには、"デフォーマー" が必要です。ブレンドシェイプ は、自然に見える方法で 1 つの形状が別の形状に変わる錯覚を作り出すために使用されるデフォーマーです。

制約

操作を容易にするために リグを洗練する には、位置、方向、またはスケールを自動的に制御するために制約を使用できます。制約にはさまざまなタイプがあります。エイム制約は、シーン内の他のオブジェクトを指すようにオブジェクトの方向を制御します。たとえば、目の方向などです。ポイント制約は 1 つのオブジェクトが別のオブジェクトに従うようにし、ベクトル制約は逆運動学チェーンの方向が別のオブジェクトに従うように強制します。たとえば、膝の方向を制御するように。

コントロールカーブ

アニメーション化が可能なプロパティは、プロパティの変化する値をグラフ上の線として表示する アニメーションカーブ を持つことができ、キーフレームが発生する時だけを示すリニアトラックではありません。アニメーションコントロールカーブには、カーブが通過する制御点として機能する複数のキーがあります。アニメーション化された動きの各キーフレーム間のカーブは、2 つのキー間の動きを定義します。