Cinematica inversa

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Che cos'è la cinematica inversa?

 Quando vari oggetti sono collegati tra di loro tramite dei rapporti principale/derivato, la struttura che formano è detta gerarchia di oggetti. In una gerarchia di oggetti, normalmente i principali trasformano i loro derivati mentre essi stessi vengono trasformati. Queste trasformazioni di solito vengono definite da angoli di rotazione attorno ai punti di perno, traslazioni lungo gli assi del perno e fattori di scalatura assiale. Ciascun oggetto applica la trasformazione del proprio principale alla sua propria trasformazione. In questo modo, tutti gli oggetti della gerarchia vengono trasformati. Questo metodo di applicazione delle trasformazioni è detto cinematica diretta.

 

A volte è necessario impostare la trasformazione di un oggetto della gerarchia a mano. Spesso ciò rompe la gerarchia perché tale oggetto non ubbidisce più alla trasformazione del suo genitore. Per evitare che si rompa la gerarchia, altri oggetti devono adattare le loro trasformazioni. Questo adattamento viene denominato cinematica inversa e si può fare in modo che avvenga in modo automatico.

 


 

 Come usare la cinematica inversa (IK)?

 

La funzione di cinematica inversa (IK) di Bongo 2.0 si potrebbe anche chiamare keyframing automatico. Una struttura IK è sostanzialmente una catena (rapporto principale/derivato) di oggetti, con un punto iniziale (driver) ed un punto finale (obiettivo). Essa calcola il comportamento o la trasformazione (spostamento, rotazione, scalatura) degli oggetti della catena.

Un esempio semplice.

 

I punti rossi mostrano dove si trovano i perni in questo modello.

 

La gerarchia ha questo aspetto:

 

Vogliamo che l'oggetto A ruoti, che il punto C rimanga fermo sul posto e che il resto della catena segua di conseguenza.

 

Aggiungendo dei dati di animazione di rotazione all'oggetto A, l'intera catena inizia a muoversi.

 

In Bongo 1.0, si sarebbe dovuto correggere questo movimento manualmente, aggiungendo molti fotogrammi chiave.

 

Il fatto di farlo manualmente comporta anche che il risultato non sia esatto. Il punto finale C molto probabilmente si sarebbe spostato, a prescindere dall'accuratezza usata nell'impostazione.

 

La soluzione più facile è fare che Bongo 2.0 esegua direttamente il calcolo usando la funzione IK.

Le impostazioni IK degli oggetti si trovano nella scheda delle Proprietà dell'oggetto, sotto Bongo.

 

Trasformare il braccio A-B ed il braccio B-C in giunti, in questo caso selezionare Cerniera.

 

Trasformando gli oggetti in giunti, diamo a Bongo il permesso di spostare gli oggetti per risolvere il calcolo. Specificando il tipo di giunto che si desidera usare, diciamo a Bongo in che direzione può spostare, ruotare o scalare l'oggetto. Per ulteriori informazioni sul funzionamento dei vari giunti, si vedano i tipi di giunti.

 

Il punto C sarà vincolato alla sua posizione. Ciò dice a Bongo che l'obiettivo di questo modello è mantenere questo punto nella stessa posizione. Premendo Play, ora il pistone dovrebbe iniziare a muoversi ed il punto finale dovrebbe rimanere fisso.

 

La vista IK finale per questo esempio sarebbe come segue:

 

 

 

Vista IK e tipi di giunti

 

Se si clicca sull'icona Vista IK del Gestore delle animazioni, si può scegliere di attivare la vista IK. Nella vista IK, potete vedere di quali componenti e tipi di giunti consiste la catena IK.

 

Le icone sono le seguenti:

 

Cerniera– Fa sì che Bongo possa ruotare il giunto nella direzione x, y o z.

 

 

 

Universale– Fa sì che Bongo possa ruotare, scalare e spostare il giunto in tutte le direzioni.

 

 

 

 

 
Telescopico– Fa sì che Bongo possa estendere il giunto nella direzione x, y o z.

 

 

 

  Elastico– Fa sì che Bongo possa scalare il giunto nella direzione x, y o z.

 

 

 

 

  Obiettivo– Il vincolo alla fine, il punto finale. Dice a Bongo che può arrestare il calcolo qui.

 

 

 

 

Tolleranza di errore IK

Ulteriori informazioni qui.

 

Precalcolo

Ulteriori informazioni qui.


IK di base in Bongo 2.0

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