역운동학 (IK: Inverse Kinematics)

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역운동학(IK: Inverse Kinematics)이란?

 

여러 개체가 모두 상-하(부모-자식) 관계로 연결되어 있을 때 그 구조를 개체 계층 구조(object hierarchy)라고 합니다. 개체 계층 구조에서 상위 개체가 변형되면 일반적으로 그 하위에 있는 개체들도 변형됩니다. 이 변형은 피벗 점을 중심으로 하는 회전 각도, 피벗 축과 축 크기 조정 배율에 따른 변화로 정의됩니다. 각각의 개체는 상위 개체의 변형을 그 자체에 적용합니다. 따라서 계층 구조인 모든 개체가 변형됩니다. 변형을 적용하는 이러한 방식을 순 운동학(forward kinematics)이라고 합니다.

 

때로는 직접 개체의 계층 구조를 직접 지정하여 변형을 설정해야 할 필요가 있습니다. 대부분의 경우, 개체가 상위 개체(부모)의 변형을 더 이상 따르지 않게 되므로 계층 구조가 손상되기도 합니다. 계층 구조가 손상되지 않게 하려면 다른 개체들도 변형이 적용되어야 합니다. 이 적용을 역 운동학 (IK: Inverse Kinematics) 이라고 하고, 자동으로 지정할 수 있습니다.

 


 

 

IK를 어떻게 사용하나요?

 

Bongo 2.0의 IK 기능은 자동 키프레이밍이라고도 불리웁니다. IK 구조는 기본적으로 시작과 중지(목표) 지점이 있는, 개체들간의 상위/하위(부모-자식) 관계 체인입니다. 체인에서 개체들의 변형 동작(이동, 회전, 크기 조정)을 계산합니다.

간단한 예를 들어보겠습니다.

 

빨간색 도트는 이 모델에 있는 피벗 위치를 나타냅니다.

 

계층 구조는 이와 같습니다:

 

Object A 를 회전시키고, Point C는 제자리를 유지하고, 체인의 나머지는 그에 따르도록 설정하려고 합니다.

 

A 개체에 회전 애니메이션 데이터를 추가하면 체인 전체가 움직이기 시작합니다.

 

Bongo 1.0 에서는 여러 키프레임을 추가하여 이 움직임을 직접 수정해야 했습니다.

 

직접 작업하게 되면 결과도 정확하지 않게 됩니다. 아무리 조심해서 작업하더라도 끝쪽 Point C는 움직입니다.

 

가장 쉬운 해결 방법은 Bongo 2.0에서 IK 기능을 사용하여 계산을 실행시키는 것입니다.

개체의 IK 설정은 Bongo 아래 개체 속성 페이지에서 찾으실 수 있습니다.

 

Arm A-B와 Arm B-C를 관절로 만듭니다. 이 경우 힌지를 선택합니다.

 

개체를 관절로 설정하는 것은, 계산대로 실행하기 위해 개체를 움직여도 된다는 권한을 Bongo에게 주는 것입니다. 어떤 관절을 사용할 것인지 지정하여 Bongo가 어느 방향으로 개체를 이동, 회전, 크기 조정할 수 있는지를 설정할 수 있습니다. 관절이 어떻게 다르게 실행되는지에 대한 자세한 정보는 관절 유형을 참조하세요.

 

Point C는 해당 위치에 고정됩니다. 이것은 이 모델의 목표는 같은 위치의 같은 지점을 유지하는 것임을 뜻합니다. 재생을 누르면 피스톤이 움직이기 시작하고 끝점은 제자리를 유지해야 합니다.

 

이번 예의 최종 IK 뷰는 다음과 같습니다:

 

 

 

IK 뷰와 관절 유형

 

IK 뷰 아이콘을 애니메이션 관리자에서 클릭하면 사용할 IK 뷰를 선택할 수 있습니다. IK 뷰에서 IK 체인이 어떤 컴포넌트와 관절 유형으로 구성되어 있는지 확인할 수 있습니다.

 

아이콘 안내:

 

힌지– 힌지가 있으면 관절을 x, y, z 방향으로 회전시킬 수 있습니다.

 

 

 

유니버설– 유니버설로 설정하면 관절을 모든 방향으로 회전, 크기 조정, 이동할 수 있습니다.

 

 

 

 

 
텔레스코픽– 관절을 x, y, z 방향으로 연장할 수 있습니다.

 

 

 

  고무줄– 관절을 x, y, z 방향으로 크기 조정할 수 있습니다.

 

 

 

 

  목표– 끝ㅈ머 위치에 있는 제약. 끝점. Bongo가 계산을 중지하는 위치를 지정합니다.

 

 

 

 

IK 오류 허용오차

자세한 정보는 여기를 참조하세요.

 

사전 계산

자세한 정보는 여기를 참조하세요.


Bongo 2.0 의 기본 IK

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