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刚体角色动力学脚本（CES）
9.1 刚体动力学的扩充2007年之后，Next Limit公司发布了一款免费的Python脚本。Realflow中使用这个脚本，可以导入BVH格式文件，并能直接传递运动数据到插件的娃娃(ragdoll)系统上。在RealFlow中这种获得动画数据的方法，要比从骨骼或角色动画的方法更好。这个插件特别之处在于：导入进来的角色动画，可以流体，刚体和柔体交互（这里说的"交互"，意思是，导入进来的角色动作可以被流体等影响。而不是像SD动画这样，导入进来就无法改变了）。RealFlow把娃娃系统当作刚体对像来处理。自动计算出运动数据，然后保存为新的BVH数据，用于导出。Character-Environment Scripts(角色环境脚本)是由Next Limit刚体开发领导人Carlos Pegar开发的。在本系列的第二节有过对他的一些简介。这个脚本另一个优点是它们完全免费使用。（译者注：很抱歉的是，这只有RealFlow4版本的。所以你要体验这个脚本，必须要安装一个RealFlow4。我们从第八节学习到从RealFlow4之后版本，RF的刚体动力学系统就完全变了，变成 了MultiJoints.NextLimit并没有推出这个插件新的版本。如果你感兴趣，仔细研究一下，是可以写出相同功能的脚本来的。我也在计划这件事，并搜集了一点点资料，需要的话可以发邮件交流qqww2334@163.com）9.2安装脚本软件需要至少RealFlow 4.3.8版本。如果不是，软件会无法安装。强烈建议进行更新，不光为了此脚本。最新的版本解决了很多bug并有一些常用的新功能。http://www.nextlimit.com/realflow/n_character.htm （链接已经失效）如果你需要一些示例场景，有一些资源提供了免费的BVH文件。可以在后面看到相关链接。（译者注：本链接已经失效。需要此脚本可以发邮件给我）安装步骤真的很简单：只要点击Installer（OS X）或直接拖动文件夹到RealFlow安装的目录下（Windows和Linux）。然后打开RealFlow就会看到一个工具栏，主窗口下。你会看到一些新图标，有四个新的脚本：
animation2simulation
Export bvh
Import bvh
Create Ragdoll9.3创建Ragdoll需要执行的第一步。点击
CreateRagdoll图标。RealFlow打开一个新的对话框。这里，你可以特定创建哪种T position(手臂分开)还是不创建。因为这个脚本允许我们创建任意你想要的数量，我们可以为将创建角色输入ID。ID将会是节点名称的一部分（如ragdoo_0）可以用来标明特定的ragdoll.点击OK后，脚本会自动生成完成ragdoll与所有必要的Constraints和joints(关节).甚至组和名字也设置好了。在原始的REalFlow的视图，你可以看到ragdoll,等待输入。
图44.两种不同的Ragdoll类型9.4 导入BVH动画数据在这步，我们会让我们娃娃活动。导入动画数据到Limb Constraints。程序完全是自动的，我们只要选择合适的BVH文件。顺便提一下：BVH标准是Biovision Hierarchical Data(..层级数据)。文件自身是标准的ASCII文件，可以用任意文本编辑器读取。（这就说明，可以从任意动画文件导出成这种格式动画数据）如果你想预览动画数据，导入到RealFlow之前，Windows和Linus用户可以下载免费的BVH查看器从soureforge.net(大部分3D软件也支持BVH格式)：http://bioviewer.sourceforge.net/https://sourceforge.net/projects/bioviewer使用
Import bvh 按钮导入好后，打开文件选择对话框。请注意所有文件得要是.bvh拓展名，其它版本像.BVh,.BVH不会被接受。在这个例子，重命名文件或编辑脚本添加更多拓展。选择文件后，RealFlow询问几个参数，你可以在下面图片看到。第一个值是关键帧缩放（keys scale）。有时，文件没有包含缩放信息。就不会有结果。尽管导入器会自动计算合适的缩放，有时还是需要调节keys scale值。在0.8和1.2范围间会更有利于工作。ragdoll index告诉RealFlow,是把数据应用到哪个ragdoll上。我们只使用相同值，我们这就完成了整个ragdoll创建过程。默认的这个值是Zero.最后一个设置，use reference(用户参考)总是设置为Yes.这表明运动数据实际是转移到ragdoll上了。如果我们改变设置为No.数据会直接显示在视图上。但如提到过的，你可以使用文本编辑器打开BVH文件，来查看数据。
编辑BVH文件有时也是必要的，因为Bvh文件中的关节需要匹配到ragdoll的关节上。没有的部分ragdoll会忽略。有时，这真是一个问题，因为我们得要手动编辑BVH数据甚至选择另一个数据文件。手动改变BVH文件需要数据层级知识。如果你决定改变文件，建议做一个备份，保存一下老版本。现在我们选择有效的文件，导入脚本分析数据并应用到ragdoll,匹配到特定ID。特别是长文件，这需要花一些时间。脚本会表扬BVH文件长度自动调节时间栏。在成功导入后，我们可以点击Play
或点击空格键，看一下角色的动画。如果你不满意现在的结果，你可以选择一个新的BVH文件，覆盖老的。这是很方便的，因为不需要每次创建新的ragdoll来应用动画数据。如果你看到典型的Pose在Ragdoll的胳膊拉长在半空。（图45），你可能得到一个错误的Pose设置。大部分免费的BVH文件没有默认的T-Pose.在这个例子，创建一个新的ragdoll,把T pose设置成No,重新应用动画数据。现在胳膊看起来就自然了。
图45：不要杀我，我投降！
图：导入BVH数据后，动起来的样子。我踢！！！另一个重要的资源，是Messages窗口。有RealFlow导入时的信息。这里，你可以找到忽略的关节，实际的缩放数值，和别的有用数据。
图46：RealFlow信息窗口显示的详细信息RealFlow Simulation Option窗口包含另一个非常重要的信息Frame rate(帧速率)。大部分动画捕捉文件使用的是30帧每秒，但有一些文件不是这样，使用50，60或75帧每秒。这取决于你最终动画。当动画数据导入后，ragdoll就key上帧了。换句话说：就是不要再重置了Ragdoll了，在BVH数据应用后。对这个Ragdoll任何位置的改变都要在数据应用之前调整。如要整体的Position,Scale和rotation的改变，可以调整到总的控制组！这个组可以在Node面板找到：Nodes nulldoll_0 master_null_0如果你设置了不同的序号（index,）这里0就会被替代成别的序号，如6：Node nulldoll_6 master_null_69.5 创建模拟现在，我们"仅仅"是转换动画数据到ragdoll.现在它可以与其它刚体交互了，但这只是刚体受到影响，而Ragdoll娃娃本身不会受刚体影响。尽管，这已经能满足大部分情况（但这，SD文件也可以达到，根本不是这个脚本的最大特色）。第一个测试，我们让角色跑到摞在一起的箱子那。这个场景使用"runner.bvh"文件，这在Next Limit网站能下到这个BVH文件。不要让箱子质量（mass）太小,防止它们被撞的太远。这个简单的场景包括地面，和一个重力场。记住，ragdoll关键帧和所有动态已经在之前计算好并固定下来了。褐色的约束器标志了关键帧状态，如下面图47所示。
图47：基本场景设置与未激活的约束器（棕色）实际上，我们已经准备好开始第一次模拟了。当角色撞击到盒子时，它们会被撞开。
图48：角色只跑过盒子这个情况描述的只是这个场景的一个算法。另一个可能是角色撞击箱子。角色可能会绊倒。使用animation2simulation 按钮，可以做到这个效果。你可以指定特定帧，告诉RealFlow激活所有约束器。从这一刻，娃娃将受解算器控制。要找到正确的时间，只要拖一下时间栏，找到合适的帧。这帧会在脚本窗口出现。使用这个值，我们要特别指定娃娃的ID。如果不满意这个结果，你可以改变使用新的帧。再执行一次脚本。程序会替代成需要的，直到调节到合适的帧。在这建议你使用质量轻一点盒子。否则，ragdoll角色会像撞到一堵倒塌的墙。现在我们再次模拟，将会看到完全不一样的动态。图48，你会看到这个方法制作的效果。使用新的设置，娃娃在30帧时没有受关键帧控制。除了了新的动画路径，约束器变成蓝绿色也说明小人没有受关键帧控制。
小人跌倒完全是靠RealFlow的刚体解算器。不幸的是，有时会产生不必要的扭曲移动，因为角度制约，导入的BHV文件没有与RealFlow的Limb Constraint设置兼容。激活后，需要更细致的调节。小人自身动态像任何其它刚体可以与Emitter,Soft Body和RealWave交互。你可以创建"跳跃障碍"效果图片。9.6 保存模拟数据在RealFlow模拟小人动态后，原始关键帧数据会被覆盖。要使用模拟，它必须要导出整个数据到新的BVH文件。点击Export bvh图标，打开新的窗口，可以指定合适文件名和路径。要完全导致，要更多信息，像frame range,ragdoll index和scale
确认设置OK,现在动画开始播放，记录运动，输出到新的BVH文件。这个文件可以使用到任意支持BVH格式的3D软件中。
在有些3D软件，可能要调节开始点和初始旋转。如果发现与RealFlow运动有很大不同，建议再模拟一次。与任何其它模拟一样，不可能创建一次就模拟成功的。想要自然的动态，需要大量测试和尝试。无论怎样，Character-Enviroment Scripts有助于减少动画的工作。9.7 一些拓展Character-Environment Scripts是RealFlow刚体不错的拓展应用。使用动画角色完全与动力学交互的想法，是非常独特的。使用其它模拟方法达到同样结果，一定需要更多工作。这个脚本肯定有一些限制和不足，但脚本很容易手动处理，在软件中进行解决。 本脚本也是Python脚本学习的一个极好的例子。像一些复杂的计算如矩阵变换，都可以使用python计算。此脚本可以作为一个基础范例，把它的一些功能块应用到自己的脚本中，如执行类似导入和导出功能。 9.7.1 免费BVH文件下面网域你可以找到我收集的免费BVH文件。有些需要简单一下注册一下。使用它们在你自己计算机上出现问题，本书概不负责。有些文件可能与RealFlow的BVH数据格式不兼容。http://www.organicmotion.com/support/datasampleshttp://vipbase.net/bvhviewer/http://www.turbosquid.com/FullPreview/Index.cfm/ID/384829http://www.bvhfiles.com/bvhLibrary_login.phphttp://truebones.com/freedemo/FreeBones.zip还有一个叫Poser的软件.这个角色动画软件可以导入和导出BVH文件。本插件与大名鼎鼎的人体工程力学模拟动画软件Endorphin相比，CE插件的运作原理与之有相似之处，但却又逊色许多。可是不管怎样，相比较极其昂贵的Endorphin来说，CE插件目前是免费使用，并且操作起来也比较简单，如果不追求刻意绝对真实细腻的效果，满足一般要求足矣。（完全可以利用MultiJoints再来重现这个脚本。这是一个很好的学习脚本，案例。会加深动画理解，与动力学，Joints等。如果你有这方面兴趣，一定要发邮件交流。）角色动力学软件Endorphin一些资料简介：http://www.souvr.com/Shop/201003/1115.html BVH（Biovision Hierarchy）文件格式：BVH文件包含角色的骨骼和肢体关节旋转数据。BVH 是一种通用的人体特征动画文件格式,，广泛地被当今流行的各种动画制作软件支持。通常可从记录人类行为运动的运动捕获硬件获得。通常BVH是BioVision等设备对人体运动进行捕获后产生文件格式的文件扩展名。维基百科，BVH格式简单：http://en.wikipedia.org/wiki/Biovision_Hierarchy百度百科BVH格式简介：http://baike.baidu.com.cn/view/8020811.htm维基百科，BVH基本原理介绍：http://en.wikipedia.org/wiki/Bounding_volume_hierarchyEndorphin是三维生产领域第一个自动运动综合软件 9.7.2 附录：Endorphin简介
Endorphin 2.5 是英国 Natural Motion 公司所最新研发的角色动态生成软件，里面拥有英国牛津大学实验室独步全球的 Dynamic Motion Synthesis 生物动力学技术，经过适当的调整让每一个数字生物拥有自己的动作行为，自动演算反应出真实复杂、符合开发者想象的动画。Endorphin 软件运行原理，是根据英国牛津大学长期在人工智能、人体生物力学的研究基础下，赋予虚拟角色最真实的生物动作模拟。传统上，要做出动画中人物走路的画面，通常都需要仔细描述每个路径走法、或是透过 Motion Capture 演员撷取输入动作数据，然而这种方式不仅太繁琐也需要高昂的开发成本。endorphin 首创运用基因算法，把重力和人物的肌肉结构都设定好关连之后，透过类神经网络来控制肌肉的运动，教导人物角色自动演算出逼真的动作反应。广受好评的 endorphin 是一套自动化的 3D 角色动态生成软件， 不同于一般动画数据库，endorphin 的行为模块是在人工智能、生物动力学、基因演算的根基下，赋予角色拟真的动作及互动模拟， 依循设计者的想象，创造出自然、灵活的动画呈现。此外，其实时而聪敏的动态仿真效果、友善而便利的图形开发接口，以及视频背景投影、摄影资料导入等 … 诸多特色，都能让动画师在直觉式工作环境下，比传统动画技巧少得多的时间内，实时的创建真实、复杂的角色动画，并直接修改调整参数、预览动画效果。endorphin 亦巧妙的整合档案数据汇入及输出，无须改变角色的骨架系统设定，有效的延伸、扩充动画应用，显着的降低生产开发时程。
转载自豆芽兵博客
楼主 2015-06-09 18:19 回复
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