En nuestro ejemplo, las antenas o antenas del personaje alienígena deben moverse de forma dinámica y elástica con cada movimiento de la cabeza. Por supuesto, nuestro ejemplo también puede aplicarse a mechones de pelo, colas de dinosaurio y mucho más.
En el archivo de trabajo "PSD_C4D_R12_IK_Dyn_Start.c4d " encontrarás la cabeza del alienígena modelada y texturizada para colaborar.
Estructura de la estructura conjunta
Nuestra cabeza alienígena consta, por un lado, de la geometría poligonal de la cabeza y, por otro, de dos objetos esféricos para los ojos. En el curso siguiente, vincularemos todos los objetos a las articulaciones, ya sea jerárquicamente o mediante pesos, de modo que la cabeza completa pueda animarse sin problemas junto con las antenas.
Empecemos configurando la estructura de articulaciones con un primer objeto de articulación para la cabeza. Podemos encontrarlo en el menú Personaje.
Como la cabeza del extraterrestre se sitúa exactamente en el origen del sistema de coordenadas, la articulación de la cabeza puede permanecer en la posición cero.
Dejamos seleccionado el objeto articulación recién creado y activamos la herramienta articulación en el menú Personaje. En el diálogo de ajustes de la herramienta de articulación, desactivamos la creación de un objeto raíz-cero superordinado. Lo crearemos nosotros mismos más adelante para comprender mejor qué función tiene realmente en una estructura de articulación.
Para poder trabajar simétricamente, ampliamos el área Simetría y utilizamos la opción Dibujar en el plano YZ del mundo. Dibujaremos las articulaciones en este plano o en esta vista.
Si ahora hacemos clic en la vista con la herramienta articulación activada y la tecla Ctrl pulsada, crearemos automática y simétricamente articulaciones subordinadas a la articulación de la cabeza.
Nos decidimos por uno de los dos sensores o antenas y colocamos la primera subarticulación directamente en la base del sensor de la cabeza. Cinema 4D establece la articulación para el otro sensor automáticamente gracias a la simetría activada.
Ahora creamos una cadena de articulaciones en las posiciones mostradas en la ilustración haciendo clic y manteniendo pulsada la tecla Ctrl. Las articulaciones deben estar un poco más juntas donde sea más delicado. No debemos economizar en las articulaciones, porque sólo en estas posiciones de articulación puede tener lugar una deformación o flexión de la geometría en absoluto.
Una vez que hemos creado todas las juntas, encontramos la jerarquía de juntas mostrada en la ilustración en el Gestor de Objetos. El objeto articulación de la cabeza tiene un total de dos cadenas de articulaciones como sub-objetos - una cadena para cada sensor o antena.
Para ajustar la posición de las articulaciones por pares en la vista lateral, seleccionamos un par de articulaciones en el Gestor de Objetos y movemos las articulaciones a lo largo de su eje z en la geometría.
La estructura de articulaciones para la animación de los sensores y antenas está ahora completa. Desafortunadamente, todavía no tiene una referencia a nuestra cabeza alienígena que nos permita animar la cabeza.
Esto sólo es posible una vez que hemos vinculado la jerarquía de articulaciones a la geometría. Para hacer esto, primero seleccionamos todos los objetos articulados y el objeto poligonal de la geometría alien mediante el gestor de objetos.
Ahora conectamos la jerarquía de juntas con la malla poligonal usando el comando Vincular del menú Personaje>Comandos.
¿Qué ha hecho el comando Bind? El objeto poligonal de la geometría alienígena tiene ahora una etiqueta de ponderación, en cuyo diálogo de ajustes se recogen todos los objetos de articulación que pueden influir en la geometría de la cabeza alienígena. Esta ponderación automática se basa en la posición de las articulaciones en relación con la geometría y es un buen punto de partida.
Ponderación de las articulaciones
Sin embargo, esta ponderación rara vez es perfecta, por lo que es necesario retocarla un poco. Para obtener una impresión de las ponderaciones existentes, primero desactivamos la función de jaula HyperNURBS a través del Gestor de Objetos. La herramienta de ponderación muestra las ponderaciones en la geometría con una malla poligonal sin suavizar. Para una visión completa, primero seleccionamos todos los objetos de unión con la geometría en el Gestor de Objetos.
La herramienta de ponderación se encuentra en el menú Carácter. Una vez la hemos activado, la geometría de la cabeza del alienígena se colorea. Cada articulación tiene su propio color, que indica su influencia en la geometría.
Para poder evaluar las juntas y su influencia en la geometría individualmente, simplemente tenemos que seleccionar la junta respectiva en el Gestor de Objetos. Todas las áreas de la geometría no cubiertas por esta junta permanecen en negro.
En la articulación de la cabeza, se observa que la punta de la nariz no está al 100% en el color de la articulación. Podemos utilizar la herramienta de ponderación para evitar cualquier comportamiento incorrecto en caso de deformación utilizando el pincel de ponderación para aumentar específicamente la ponderación de la junta.
También hay demasiada influencia en la geometría de la cabeza en las transiciones a las sondas o antenas. Para reducir las ponderaciones existentes, utilizamos la herramienta de ponderación con la tecla Ctrl pulsada.
Para completar el trabajo de ponderación, recomendamos seleccionar de nuevo todas las articulaciones a través del Gestor de objetos, establecer el color de ponderación en monocromo y comprobar si toda la geometría tiene una ponderación. Como puede verse en la ilustración, toda la cabeza del alienígena está coloreada de blanco, lo que nos indica que todas las partes de la geometría tienen ponderación.
Los objetos esféricos de los ojos se han omitido de la ponderación. Para asegurar que estos objetos también se mueven cuando se rota o mueve la cabeza, simplemente los asignamos a la articulación de la cabeza en el Gestor de Objetos. Si ahora se rota la articulación de la cabeza, por ejemplo, los objetos de los ojos siguen la orientación de la cabeza debido a su subordinación.
Sin embargo, ahora es el momento de comprobar la estructura de la articulación y los pesos que contiene en la práctica. Para ello, seleccionamos la articulación de la cabeza y la rotamos a lo largo del eje y utilizando la herramienta de rotación. La cabeza alienígena completa debería seguir sin problemas los movimientos de la articulación de la cabeza.
Integración de la cinemática inversa con la dinámica
Ahora que las articulaciones actúan sobre las respectivas zonas de la cabeza alienígena como deseamos, podemos ocuparnos de la animación de los sensores o antenas utilizando la cinemática inversa (IK). Para ello, necesitamos definir las dos cadenas de articulaciones para los sensores y antenas como una cadena IK.
Seleccionamos estas dos cadenas de articulaciones en el Gestor de Objetos - ¡tenga en cuenta que la articulación de la cabeza no está incluida!
Una vez más, Cinema 4D ofrece un comando especial llamado Crear cadena IK, que procesa automáticamente las cadenas de articulaciones seleccionadas en cadenas IK. Podemos encontrarlo en el menú Carácter>Comandos.
Usamos el comando Crear cadena IK y comprobamos qué ha pasado con nuestra cadena de articulaciones. A las dos articulaciones del inicio de la cabeza se les ha asignado una etiqueta IK a cada una. El inicio y el final de la cadena IK se almacenaron automáticamente en esta etiqueta.
También encontramos dos nuevos objetos nulos como objetos objetivo en el Gestor de Objetos. Estos dos objetivos tienen nombres análogos a los extremos de la cadena de articulaciones y nos permiten animar toda la cadena IK usando estos simples objetivos de control.
En realidad queremos controlar los movimientos de los sensores o antenas de forma totalmente automática utilizando propiedades dinámicas. Sin embargo, no está de más mantener estos dos objetos objetivo, ya que los sensores y antenas siempre se alinearán con los objetivos después de cada movimiento y deformación y, por tanto, se posicionarán automáticamente.
Un vistazo al diálogo de configuración de las etiquetas IK nos muestra cómo se definen los extremos u objetivos de la cadena IK. Podemos conservar estos parámetros en el área Etiqueta; ahora nos interesan más los ajustes de Dinámica.
Para ello, pasamos a la pestaña Dinámica y activamos primero la opción Dinámica. Ahora los sensores o antenas ya pueden reaccionar a influencias como la gravedad o el movimiento.
Para que los sensores no se queden colgando, sino que parezcan elásticos y resistentes, reducimos la fuerza de la Dinámica a aprox. 40-45% y aumentamos drásticamente la amortiguación a aprox. 70%. Para que los sensores se esfuercen aún más por volver a su estado original, aumentamos el parámetro Ángulo de retención a aprox. 40-45%.
Llegados a este punto, sólo puedo invitarte a que sigas experimentando con los parámetros. Aprenderás rápidamente cómo los ajustes individuales afectan a toda la cadena de cinemática inversa - y, por supuesto, también es divertido.
Debido a que los dos objetos objetivo externos no se ven afectados por la animación dinámica de los sensores o antenas, tenemos que enseñar a la IK que estos objetivos también deben moverse. De lo contrario, los sensores se enredarían muy rápidamente entre sí durante una rotación rápida.
La pestaña Avanzado de la etiqueta IK nos ofrece una función muy elegante para ello. Simplemente activamos aquí la opción Mover objetivo y los dos objetos objetivo se mueven automáticamente con cada movimiento.
La funcionalidad de cinemática inversa de los sensores y antenas está ahora también completa. Pongamos un poco de orden en el Gestor de Objetos renombrando los objetos objetivo y las cadenas de articulaciones apropiadamente.
La articulación de la cabeza se sigue utilizando actualmente como tirador para la animación de la cabeza del alienígena. Desafortunadamente, esta articulación es relativamente poco manejable porque rota en el espacio debido a sus cadenas de articulación subordinadas.
Sin embargo, en realidad necesitamos una posición inicial "limpia" en los ángulos para que la rotación y el movimiento de la cabeza alienígena puedan tener lugar por nosotros sin pre-rotaciones no deseadas.
Aquí es donde entra en juego el objeto raíz-cero, que encontramos brevemente al principio.
Nos proporciona una base de coordenadas completamente nueva y virgen. Y para asegurarnos de que se tiene en cuenta toda la cadena IK, simplemente tenemos que subordinarla al objeto raíz nulo.
Primero, sin embargo, creamos el nuevo objeto nulo a través del menú Objetos. Como la articulación de la cabeza está en la posición nula, ni siquiera tenemos que reposicionar el nuevo objeto nulo.
Renombramos este nuevo objeto nulo a Raíz y le asignamos toda la jerarquía de juntas a través del Gestor de Obj etos.
Ahora podemos pulsar el botón play y rotar y animar al alien en todas las direcciones rotando el objeto nulo raíz. Las antenas están controladas dinámicamente por la gravedad y nuestros movimientos.
El objeto raíz nulo es, por tanto, una ayuda práctica a la hora de animar una jerarquía de articulaciones. Al crear una estructura de articulaciones, al menos a la articulación principal (normalmente la cadera) se le asigna un objeto nulo superordinado de este tipo. Para que esto ocurra automáticamente, sólo tenemos que activar la opción Objeto raíz nulo en el diálogo de configuración de la herramienta de articulación.
