动画教程——弹跳小球的探索、分析和应用

 

    在三维动画中，运用弹跳小球的动画原理可以赋予角色重量感和生命感，小球动画原理虽只是一种最基本的规则，但只要理解，即可广泛应用到很多动画中。

    本文将浅谈如何制作弹跳小球的效果，当弹跳小球做错了会发生什么、并分析这些看似简单的原理如何应用于实际动画中。

 

 

 

 

一、基础小球弹跳动画的制作

 

    以下通过8个步骤完成小球弹跳的动画

    注：以下实例使用firstbouncing.mb制作。

 

步骤1

    我们在maya主界面的side视图中制作小球的弹跳。这是因为，初学阶段在side视图中制作，有利于简单化控制小球的位移，使其只在两个轴向(高度和横向)上位移，这就尽量避免了控制纵深轴向。在这个学习中，我们主要理解小球的物理特性。

图1

 

步骤2

    将maya主界面右下角的自动记录关键帧按钮按下（参见图2）。这个按钮激活后,我们对小球的控制器进行位移旋转操作时，都会被作为动画关键帧自动记录。

图2

 

步骤3

    选择”MASTER”控制器，按键盘上的“S”键，在第0帧k帧,此时MASTER的translate值为零。这是为了记录小球开始移动的位置。（参见图3、图4）

             

                      图3                                                                 图4

 

步骤4

    在12帧处，操作“Master”将球进行Translate_Z的位移,再按”S”记录关键帧,确认第0帧和第12帧都记录了关键帧信息。这样小球就从0帧到12帧进行了移动。也就是在大概半秒的时间内，小球进行了移动。(24帧为1秒)

    打开Graph Editor，确认小球的MASTER的控制器是选中状态，再选择视图中的TranslateY和TranslateZ，可以看到,小球在第12帧处横向位移了: -23.845(参加图5)

图5

 

步骤5

    在第6帧处，选择MASTER，将小球往上移动。这样小球就会有高度变化了。

    此时小球的轨迹(选择小球，打开Animate->Ghost重影命令)，然后Graph Editor中的曲线应是如图6所示：

图6

 

    按下右下角的播放按钮（参见图7），应该就可以看到小球作了一个弹跳。至此，应该了解怎样操作小球弹起，下一步才好进行调整。

图7

    完成本步骤后，小球已经有了高度上的变化。参见动画视频firstbouncing_01.avi。

步骤6

    现在来调整MASTER的Tranlate_Y，使小球在起跳时又明显的减速，在下落时又明显的加速。整个过程可以理解为小球受弹力影响跳到空中，然后又受重力影响往下加速掉落。具体操作步骤咱们还是一步一步的来：

    在GraphEditor中选择MASTER下的Translate_Y曲线，全选曲线关键帧——是要圈选右边的动画曲线及其控制器哦。（参见图8）

图8

 

步骤7

    选择GraphEditor面板中的curvesàWeighted Tangents：（参见图9）

图9

 

    将关键帧控制器变为可缩放的权重控制器。看下是不是三个权重控制器尾端形状都变了。（参见图10）

图10

 

    将曲线调为如下形式,使小球动画有明显的加减速特征。

图11

 

    这时小球应该有明显的速度变化特征了。跳起时是减速，下落时受重力影响是加速。

    观看本步骤完成后的动画视频Firstbouncing_02.avi。

 

步骤8

    一个弹跳显然不足以说明问题，我们可以使用复制曲线的办法来制作小球弹跳多次。这里使用GraphEditor面板Edit->copy和paste菜单来进行复制操作。注意，paste的复制选项有insert和merge两个选项，分别有不同的功能。（参见图12）

    复制了之后，要对曲线进行操作调整，要让小球：

    1.多次弹跳；

    2.并具有明显的加减速特征；

    3.在空中时，小球的间距是密集的；

    4.小球的弹跳一次比一次距离短，弹起的高度也减小。

图12

 

需要避免的错误：

    这其中需要注意的问题是，自然弹跳状态下，小球落地前的一帧一定比弹跳起的第一帧要高。这是制作小球关键点，每次弹跳都如是。（参见图13）

图13

 

    小球跳到高点的关键帧权重控制器不可以折叠。（参见图14）

图14

 

    此时小球应该看起来有弹跳的质感了——加减速，在空中的密集间距，每次弹跳的衰减赋予小球质感。观看完成的动画视频Firstbouncing_03.avi。

以上演示了弹跳小球的基本制作方法；下面我们就小球的一些知识进行深入探讨。

 

 

二、关于小球动画的深入探讨

 

    动画视频ball_01.avi演示的是一个完美的教科书似的弹跳小球：）理想情况下，小球落地挤压时不会是完美的椭圆形——应在球与地面接触的底面挤压更多些。但在maya里这样吹毛求疵的话，就不得不在设置上多花时间，好在这个动画足够阐述想要讲的东西。

    可以观察到，这个小球动画在写实的基础上做了夸张.这是动画的本质所在---对生活的夸张。如果想要做一个真实的小球弹跳动画，仍然要遵循这些弹跳的规则，只是稍稍减小些夸张的程度。

    弹跳小球动画的基本规则就是间距及挤压和拉伸。我们可以稍稍用不同程度的挤压拉伸及不同间距的小球动画来看看结果有何不同。所谓间距就是动画中帧与帧之间小球的距离。（参见图15）

图15

 

    我们先来看下间距。

    动画视频Ball_02.avi是与ball_01.avi相同的弹跳小球动画，只是对“间距”做了标注。

    我们可以看到小球跳到半空受重力影响往下运动时是一个明显的加速度。下落时，间距的反差超大。正是这个如此大的跳跃性间距赋予弹跳小球动画冲压感和重量感。可能的话，我们应该尽可能的加大这个反差。这个间距反差越大，物体就越轻，这个间距反差越小，物体就越重。

    即使是很重的物体，这个间距反差也应当明显表现出来。

    还有，在小球压扁及弹起拉伸（未离地）的两帧之间，小球顶部距离较为接近。这两帧也是基本的要素。小球从地上弹起后，有一个较大的减速间距，直到小球回到初始位置。

    基本上，小球的拉伸变形通常只在小球快速运动的时候出现。如果小球的拉伸应用到运动速度慢的小球上将破坏小球的实体映像。我们只在制作某些比较灵活的小球时使用这个方法，比如一个好像装了水的球。（参见动画视频fatball.avi）

 

 

1.一拍二的小球弹跳（参见动画视频Ball_03.avi）

 

    本文不是具体到某个类型的动画，比如传统二维动画或者计算机三维动画。然而,对两方面也都会有所考虑。传统二维动画中，首选用一拍二的方式来绘制动画。如示例Ball_03.avi所见，一拍二的状态下，动画也挺顺的。如果在整个动画的每个间距都加入中间帧使其成为一拍一的话，会使整个动画看起来象在水下。在这个动画的顶部间距看起来比较顺的情况下，不需要在整个动画过程中都加入关键帧。最好只在动画的下半部分加入中间帧。加中间帧时也要注意间距。举个例子，在落地挤压的前的最大间距中加入中间帧会使这个动作有冲出去的感觉。So，在加这个中间帧之前，最好在你脑袋里保持好这个大的间距感，把这个中间帧的位置靠上些,跟之前的帧更接近些。一拍二和一拍一结合的动画会赋予动画质感，也是一种常用的技法。

 

2.弹跳小球，无挤压（参见动画视频Ball_05.avi）

 

    回过头来看间距,从这段动画中可以看到，间距是如此的重要，即便我们从动画中拿掉了挤压，小球仍然看起来有重量感。然而，没有挤压的小球却失去了生命感，它看起来死了,只是一个球轴承。所以可以了解到挤压拉伸赋予动画生命感，间距赋予其重量感。

3.弹跳小球，平均间距（参见动画视频Ball_06.avi）

 

    在这个视频中，间距已经扯平了——小球到两端的间距相同。显然，即使有挤压拉伸的润色，这个效果仍然看起来很机械。

    做动画时，出现这种不自然和机械感，那么平均的间距是罪魁祸首。另一个罪犯则是平均的节奏,现在小球在顶部和底部花了相同的时间，使得这个动画枯燥单调。要使这个动画看起来好点儿，可以让小球在顶部多呆会儿和只用两帧接地，改变节奏和间距。我们在制作动画时，必须努力确保不平均的节奏和间距。

 

4.弹跳小球，四帧挤压（参见动画视频Ball_07.avi）

 

    现在让我们考虑下动画中的重量感以及怎样改善。一个常犯的错误是以为花更多的帧数来进行挤压可以增加重量感。你可以看到，这并不会出效果。在下一个动画中，这更明显。

 

5.弹跳球，六帧挤压（参见动画视频Ball_08.avi）

 

    这个示例中，小球在底部有六帧的挤压。这并没有取得跟多的重量感，却使小球在弹起时象个青蛙似的小跳了一下。值得注意的是，如果你在做一个青蛙跳，那么这种效果可能是你要想要的。正如本文所展示的所有例子，总有例外J。诀窍在于理解公式后，如果你有需要了，可以打破它——正所谓立而后破。

 

6.弹跳球，1帧挤压（参见动画视频Ball_09.avi）

 

    这个示例中，小球接地只有一帧，也是错的。重量感的映像已经丢掉了，因为挤压帧只是在底部闪了一下。这是一个常见错误，尤其在试图通过减少一些帧来增加动作速度的时候常犯。把极端关键帧上的时间减少到一帧，很少能够取得良好的效果。

 

7.三个弹跳球，不同的间距反差。（参见动画视频Ball_10.avi）

 

    我们已经看到动画中挤压帧数的改变是一种改变重量感的失败方式。改变间距才是正途。如视频Ball_10.avi所见，这几个球表现出不同的重量。除开夸张的挤压拉伸，左边的象乒乓球，中间的象网球,右边的更象保龄球。

 

8.三个弹跳球，不同的高度差。（带标识）（参见动画视频Ball_11.avi）

 

    和示例Ball_10相同，但是给间距加上了标识。动画视视频Ball_11你所见，三个小球从顶部落下来的部分动画完全相同，只是改变挤压拉伸前后的高度差来表现不同的重量感。请注意重球的间距反差仍然很大。

 

9.三个弹跳球，不同的间距差，不同的大小。（参见动画视频Ball_12.avi）

 

    如果我们现在申请小规模的角色设计，需要动画角色有不同的性格，那么好的重量感首先能够把角色区分开来。我们现在可以形象的将视频Ball_12.avi中的这三个小球理解为三个不同的角色。如森林里的生物，左边的是松鼠，中间的是狐狸，右边的是熊。

 

10.弹跳球，更多挤压。（参见动画视频Ball_13.avi）

 

    另一个试图给角色增加更多重量感而常犯的错误是加入更多的挤压。但是，从这个动画视频Ball_13.avi中，我们看到显然不是这样。球并未显得更重，只是看起来更傻。

 

11.弹跳球，超级挤压。（参见动画视频Ball_14.avi）

 

    当我们在这个动画视频Ball_14.avi中将挤压发挥到极致时，这一点(更傻)尤其明显。这非常有趣，而这是可以接受的，如果我们做一个性很傻的角色的话。比如兔子罗杰这样一个性格愚蠢的角色。但是，如果这样做一个更复杂的角色，这种太夸张的压扁就不合适了。

    如果希望观众关心你的动画角色，那么你要小心，不要挤压太多以免破坏角色与观众的联系。同时，也不能太过于保守，那会使角色看起来僵硬，毫无生气。

 

 

 

 

    本文由重庆环球数码动画学院教师总结编写，欢迎大家前来交流探讨。