InfoNu.nl > Pc en Internet > Diversen > Wat is rigging en waarom is het belangrijk voor 3D-animatie?

Wat is rigging en waarom is het belangrijk voor 3D-animatie?

Bijna iedereen zal wel eens van de term 'animatie' gehoord hebben. Echter, voordat een animator kan beginnen met het animeren van een karakter voor een Pixarfilm of een vijand van Geralt in de nieuwste Witcher-game, moet de computer eerst weten hoe dit karakter moet bewegen. In de 3D-wereld is rigging een veelgebruikte term, maar wat is het nou precies?

Wat is rigging?

Rigging is het proces waarin een digitaal skelet wordt vastgemaakt aan een 3D-model dat geacht wordt te bewegen, bijvoorbeeld een karakter voor een animatiefilm of videogame. De verschillende botten in het skelet bepalen hoe het model zich moet gedragen tijdens een animatie. De rig kan vervolgens worden uitgebreid met verschillende opties om het duidelijker en makkelijker te maken voor de animator. Een rig kan worden gezien als de touwtjes van een marionet. De animator kan hier op een bepaalde manier aan trekken en op deze manier het karakter naar zijn of haar wil laten bewegen.

Veelgebruikte werkwijze voor de opbouw van een rig

Het opzetten van het skelet

Om een rig te bouwen is de eerste stap om een skelet van botten te creëren dat in de geometrie van het 3D-model past. Een skelet wordt opgebouwd uit joints. Deze worden logischerwijs geplaatst op posities van een karakter waar zich normaal gesproken een gewricht zou bevinden. Om een rig goed te laten werken moeten de joints een logische hiërarchie volgen, wat betekent dat ze met elkaar in verbinding staan. Deze verbindingen kunnen worden gezien als de botten van het skelet. De eerste joint die wordt geplaatst wordt ook wel de 'root joint' genoemd. Dit is gewoonlijk de laagste joint van de ruggengraat en kan worden gezien als de ouder van het gehele skelet. Alle andere joints zijn direct of indirect verbonden met de root, als deze beweegt, beweegt de rest van het skelet mee.

Het oriënteren van de joints

Als de joints allemaal geplaatst zijn, is het van belang dat de joint-oriëntatie goed wordt gezet. Joints moeten afhankelijk van elkaar bewegen en draaien over de juiste as, anders wordt het heel moeilijk om een mooie animatie te maken. We kunnen hiervoor een rig vergelijken met een menselijk lichaam: het zou vreemd zijn als een knie of elleboog de verkeerde kant op draait.

Controle curves toevoegen

Zodra het skelet van een karakter gebouwd is en de oriëntatie van de joints goed staat, is het al mogelijk animaties te maken. Animatiedata wordt namelijk opgeslagen in de joints. Het zou echter een erg tijdrovende taak zijn om alle joints voor één voor één te bewegen en te roteren voor elke pose in de animatie, zeker als je bedenkt dat een gemiddelde animatie minstens 24 frames (poses) per seconde bevat. Hier is waar controlecurves van pas komen. Controlecurves zijn over het algemeen het meest visuele gedeelte van de rig en hebben de controle over alles wat op de achtergrond gebeurt, zoals de bewegingen in het skelet en de voorwaartse of omgekeerde kinematica.

Painting skin weights

Dit klinkt gek in het Nederlands, maar in het Engels is 'paint skin weights' een optie die in elk 3D-pakket te vinden zal zijn. De geometrie van een 3D-model wordt gezien als de huid. Zodra deze huid is vastgemaakt aan het skelet kan er worden bepaald welk stukje huid met welke joint moet meebewegen. Een huid bestaat uit polygonen, randen en vertexes (toppunten), en in deze vertexes wordt opgeslagen hoeveel invloed, ofwel gewicht, elke joint heeft op de vertex. Het wordt aanbevolen elke vertex in totaal voor 100% beïnvloed te laten worden zodat er dat geen stukje geometrie van het model achterblijft als het skelet vooruit beweegt.

Extra opties voor rigging

Er zijn vele opties die bij kunnen dragen aan een vloeiend rigging-proces. Enkele termen die veel worden gebruikt:

Voorwaartse & omgekeerde kinematica

Voorwaartse en omgekeerde kinematica (bewegingsleer) zijn twee rigging-termen die aangeven hoe de joints zich in de hiërarchie gedragen. Wanneer er voorwaartse kinematica in een rig wordt gebruikt zal een joint enkel de joints die zich onder haar bevinden in de hiërarchie beïnvloeden. Dit is hoe het skelet in een rig standaard in elkaar zit. Omgekeerde kinematica is het tegenovergestelde van voorwaartse kinematica en kan erg goed van pas komen voor het riggen van armen en benen. De arm zal tijdens een beweging dan de hand volgen in plaats van andersom.

Blend shapes

Karakters die gezichtsexpressies moeten laten zien in hun animaties zullen controllers nodig hebben voor de verschillende aspecten van hun gezicht, zoals het gezicht, de mond en de ogen. Dit kan, net als de rest van het lichaam, gedaan worden met joints maar het kan ook met behulp van blend shapes. Er worden dan verschillende, meestal extreme poses, in het gezicht opgezet en opgeslagen. Hierna kan tussen al deze verschillende poses worden 'geblend' en zo kan er een combinatie van bijvoorbeeld een verdrietig en een boos gezicht ontstaan.

Automatische rigs

Er zijn ook mogelijkheden om automatische rigs te genereren vanuit verschillende 3D-pakketten. Zo heeft Autodesk Maya een een optie genaamd Human IK die een controle-rig genereert en het mogelijk maakt mocap data over te zetten naar een eigen karakter. Nadelen hiervan zijn dat het alleen werkt op menselijke karakters en dat het geen rig voor het gezicht bevat. Daarnaast is dergelijke software vaak foutgevoelig wanneer je zelf dingen aan de rig wilt voegen of veranderen.
© 2018 Moolnbox, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Instrumenten voor de belevenissen regisseur - AnimatieDoel van belevingsconcepten is bezielen, opmonteren, in de stemming brengen, activeren, inspireren, initiëren, boeien en…
Het getallensysteem en rekensysteem van de Maya'sHet getallensysteem en rekensysteem van de Maya'sRond de 14e eeuw zijn er een aantal Europeanen naar Amerika vertrokken waar ze allerlei volkeren ontdekten. Een van deze…
Zomerse cocktailsEen heerlijk frisse en fruitige cocktail is helemaal het einde op een broeierige zomerdag. Hier een paar verrukkelijke c…
Maya piramides en gebouwenMaya piramides en gebouwenMaya piramides behoren tot de meest indrukwekkende monumenten in de moderne wereld. Dit artikel zal ingaan over verschil…
Animatiefilms: Belangrijke principesAnimatiefilms: Belangrijke principesBij het maken van een animatiefilm komt enorm veel kijken. Belangrijk tijdens het productieproces is om een aantal princ…

Reageer op het artikel "Wat is rigging en waarom is het belangrijk voor 3D-animatie?"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Infoteur: Moolnbox
Gepubliceerd: 16-01-2018
Rubriek: Pc en Internet
Subrubriek: Diversen
Schrijf mee!