機器手臂 IK 動畫

一般的物件繼承關係的子物件是跟著父物件做同向的變動,例如:父物件旋轉 90 度時子物件也會跟著旋轉 90 度。子物件的移動、旋轉、縮放變動是由其動畫軸定義,每個子物件都會套用父物件的變動資訊,這種運動方式稱為順向運動

當父物件與子物件之間以關節連結時,父物件往一個方向移動時子物件因為關節的約束可能會往其它方向移動或轉動。以順向運動設定關節運動必需針對每個物件分別設定很多關鍵影格,修改一個物件時全部的物件都要修改,費時又不精確。逆向運動 (IK) 可以用來處理這樣的難題,一連串具父子關係的物件在設定好每個關節的運動方式 (移動、縮放、旋轉) 後,只要在目標物件 (最終子物件) 設定關鍵影格,目標物件運動時經由 IK 運算就可以逆向帶動所有上層的父物件。

IK 的結構基本上是一群相互連結有父子關係的物件,IK 可以計算連結的物件的運動特性。 

教學:使用 IK 建立機器手臂動畫

此教學以 Bongo 2 建立一個機器手臂畫圓的動畫,下方的影片是您將要完成的動畫。

 

如果您之前沒有 Bongo 的使用經驗,請先了解 Bongo 2 的物件繼承關係

 

開啟範例模型

  1. 開啟範例模型 RobotArmStart.3dm
  2. Bongo 功能表或工具列開啟時間軸動畫管理員

使用繼承關係連結物件

我們將以一連串的父子關係連結機器手臂的每個部分。

  1. Bongo 功能表選擇工具,再選擇建立連結鏈
    -或-
    按工具列的連結鏈按鈕。
    -或-
    直接執行 BongoLinkChain 指令。
  2. 選取父物件提示下,選取機器手臂的基座。
  3. 動畫軸移至的點提示下,按 Enter
    因為動畫軸目前已經在物件的中心點所以無需移動。
  4. 選取要連結的物件提示下,選取下一段手臂。於動畫軸移至的點提示下,按 Enter
    因為動畫軸目前已經在物件的中心點所以無需移動。
  5. 選取要連結的物件提示下,選取下一段手臂。於動畫軸移至的點提示下,以物件鎖點鎖定例圖標示的點。
  6. 選取要連結的物件提示下,選取下一段手臂。於動畫軸移至的點提示下,以物件鎖點鎖定例圖標示的點。
  7. 選取要連結的物件提示下,選取下一段手臂。於動畫軸移至的點提示下,以物件鎖點鎖定例圖標示的點。
  8. 選取要連結的物件提示下,選取最後一段手臂。於動畫軸移至的點提示下,以中心點物件鎖點鎖定例圖標示的點。
  9. 選取要連結的物件提示下,選取手臂尖端的點物件。於動畫軸移至的點提示下,按 Enter,不需移動動畫軸。
  10. Enter 結束指令。

 

加入動作

  1. 選取圓形曲線上的點物件。
  2. 內容面板的 Bongo 頁面按將選取的物件加入動畫按鈕。在約束與關節下選擇簡易約束
  3. 新增至路徑約束,於選取曲線提示下,選取圓形曲線。
  4. 移動時間軸滑桿或按時間軸左邊的播放按鈕預覽結果,點物件沿著圓形曲線移動。

 

將機器手臂與移動的點物件連結

我們將以沿著圓形曲線移動的點物件帶動整個機器手臂。

  1. 選取機器手臂的基座。
  2. 內容面板的 Bongo 頁面選擇約束與關節 > IK 鏈的一部分 > 關節,將關節型式設為轉軸旋轉 Z,限制基座只能繞著 Z 軸旋轉。
  3. 選取下一段手臂。
  4. 內容面板的 Bongo 頁面選擇約束與關節 > IK 鏈的一部分 > 關節,將關節型式設為轉軸旋轉 Z。
  5. 選取下一段手臂。
  6. 內容面板的 Bongo 頁面選擇約束與關節 > IK 鏈的一部分 > 關節,將關節型式設為轉軸旋轉 Y
  7. 選取下一段手臂。
  8. 內容面板的 Bongo 頁面選擇約束與關節 > IK 鏈的一部分 > 關節,將關節型式設為轉軸旋轉 Y
  9. 選取下一段手臂。
  10. 內容面板的 Bongo 頁面選擇約束與關節 > IK 鏈的一部分 > 關節,將關節型式設為轉軸旋轉 Y
  11. 選取下一段手臂。
  12. 內容面板的 Bongo 頁面選擇約束與關節 > IK 鏈的一部分 > 關節,將關節型式設為轉軸旋轉 Y
  13. 選取機器手臂尖端的點物件。
  14. 內容面板的 Bongo 頁面選擇約束與關節 > IK 鏈的一部分 > 約束。按選取目標物件按鈕,選取圓形曲線上的點物件。選取點物件後機器手臂會向下彎,使兩個點物件的位置相同。
  15. 移動時間軸滑桿或按時間軸左邊的播放按鈕預覽機器手臂畫圓的動畫。

 

 

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