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正向运动学 (FK)和反向运动学 (IK)

2022-03-05 22:05 作者:Webcat课程  | 我要投稿

        在动画设计软件中,运动学系统分为正向运动学FK(Forward Kinematics)和反向运动学IK(Inverse  Kinematics这两种。

      正向运动学指的是对于有层级关系的对象来说,父级对象的动作将影响到子级对象,而子对象的动作将不会对父对象造成任何影响。当对父对象进行移动时,子对象也会同时随着移动。而子对象移动时,父对象不会产生移动。由此可见,正向运动中的动作是自上而下传递的。例如手臂动画,大臂移动或旋转,小臂和手随之移动或旋转,小臂移动或旋转,手随之移动或旋转。 

      与正向运动学不同,反向运动学动作传递是双向的,当父对象进行位移、旋转或缩放等动作时,其子对象会受到这些动作的影响,反之,子对象的动作也将影响到父对象。例如,若要将手移到门把上,手臂中的其他关节也将发生旋转,以适应手的新位置。

     动画在模拟有牵引、拖拽、支撑等动作时使用IK会比较方便快捷,如俯卧撑、推车等。但是在处理主动发力的的动作时,用FK会灵活自如,如走路时手臂自然摆动、扇扇子等。

      IK是对于目标定向运动,IK 比正向运动学更加直观,注重于目标而不是为了达到目标需要以各种方式旋转每个关节。

       二维软件中Animate、Aftereffect的父子层链接和Toon boom harmony中层级链接结合自身软件中变形工具制作动画,均为正向运动学FK。Animate、spine、Moho中的骨骼动画、Aftereffect中部分人物动画插件和Toon boom harmony中反向运动均为反向运动学IK。

      三维动画软件Maya、3Dmax、Blender和C4d中包括正向运动学FK和反向运动学IK 动画。

 

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