Blender – Das Handbuchblender-handbuch.de/handbuch/Kap. 6 2015-06-13.pdf · 3 6 Rigging 6.1 Basics Begriffe Armature meint im Englischen (neben verschiedenen anderen Bedeutungen)

Blender – Das Handbuch

Kapitel 6: Rigging

Henricus

Version 13. Juni 2015

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Inhalt6 Rigging............................................................................................................................3

6.1 Basics ......................................................................................................................3Begriffe............................................................................................................................3Arbeitsschritte .................................................................................................................3Darstellungsformen von Bones........................................................................................4Mehrere Knochen und Knochenketten ............................................................................5Pose Mode......................................................................................................................6Beispiel 1: Verbindung der Armature mit einem Mesh .....................................................6

6.2 Einstellungen der Armatures ....................................................................................8Skeleton ..........................................................................................................................8Display ............................................................................................................................8Bone Groups...................................................................................................................9Pose Library....................................................................................................................9Ghost ............................................................................................................................10Inverse Kinematics........................................................................................................10Motion Paths .................................................................................................................10

6.3 Einstellungen der Bones.........................................................................................11Transform......................................................................................................................11Transform Locks............................................................................................................11Relations .......................................................................................................................11Display ..........................................................................................................................11Inverse Kinematics (IK) .................................................................................................12Deform ..........................................................................................................................12

6.4 Bone Constraints....................................................................................................13Transform-Constraints...................................................................................................13

6.5 Rigging einer menschlichen Figur ..........................................................................16Modell erschaffen..........................................................................................................16Bones bzw. Armature einf�gen......................................................................................16Verbindung des Modells mit der Armatur.......................................................................18Einflussbereich der Bones im Modell festlegen (Weight Painting) .................................19Constraints....................................................................................................................21Inverse Kinematic..........................................................................................................23Bone Layer....................................................................................................................26Verfeinerungen..............................................................................................................27Anfasser in beliebiger Form: Custom Shape .................................................................28

6.6 Arbeiten mit Meta-Rig und Rigify ............................................................................31Modell erschaffen..........................................................................................................31Bones bzw. Armature einf�gen......................................................................................31

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Bones im Detail ausrichten............................................................................................31Verbindung des Modells mit der Armature.....................................................................33Einflussbereich der Bones im Modell festlegen .............................................................34Welcher Anfasser bewegt was? ....................................................................................35

6.7 Welcher Anfasser bewegt bei MakeHuman Modellen was? ...................................386.8 Rigging eines Vierbeiners (Parenting With Automatic Weights)..............................42

Modell erschaffen..........................................................................................................42Bones bzw. Armature einf�gen......................................................................................42Verbindung des Modells mit der Armature.....................................................................43Einflussbereich der Bones im Modell festlegen (Weight Painting) .................................43

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6 Rigging6.1 BasicsBegriffeArmature meint im Englischen (neben verschiedenen anderen Bedeutungen) das Ger�st einer Skulptur, an dem deren Au�enh�lle befestigt ist. Bei Blender geht es, wenn von Arma-tur gesprochen wird, um die Ausstattung von Meshes mit einem Knochenger�st, dessen ein-zelne Knochen (Bones) in bestimmte Richtungen bewegt werden k�nnen und die dabei Teile des Modells deformieren, indem sie diese quasi „mitnehmen“.

Rigging kann ebenfalls verschiedene Bedeutungen haben, wobei manipulieren in unserem Fall wohl die treffendste ist. Im Puppentheater meint Rigg n�mlich das Gestell, an dem die Puppe mit Schn�ren aufgeh�ngt ist, um sie damit zu bewegen. Bei Blender lassen sich alsomit Hilfe der Armatur Modelle von Menschen, Tieren oder auch Maschinen manipulieren.

Es sei aber angemerkt, dass Rigging bei Blender in manchen Zusammenh�ngen auch im Sinne von „ein Mesh mit einem Knochenger�st versehen“ verwendet wird.

Einige Aspekte des Riggings wurden bereits in Kap. 3.4.2 bei der Besprechung von Arma-ture, einem Deform Modifier, erl�utert. Jetzt werden Prinzipien noch einmal ausf�hrlicher dargestellt.

ArbeitsschritteRigging l�uft (normalerweise) in dieser Reihenfolge ab:

1. Modell erschaffen: Rigging setzt voraus, dass ein Mesh existiert, das mit Knochen (Bones) versehen wird, die dann dieses Mesh in irgendeiner Weise bewegen. Dieses Modell kann Mensch, Tier oder Alien sein, aber auch eine Maschine, Roboter oder Automobil. Auch Pflanzen k�nnen via Bones bewegt werden.

2. Bones bzw. Armature einf�gen: In das Modell werden nun an geeigneten Stellen Knochen eingef�gt. Wie du das machst, h�ngt einerseits von der „Natur“ des Modells ab; z.B. wird man an einem Arm die Bones so einf�gen, dass man diesen in seinen Gelenken bewegen kann. Andererseits h�ngt das von der Genauigkeit ab, mit der dein Mesh modelliert ist. Wenn dein Alien nur drei Finger hat, brauchst du daf�r viel-leicht auch nur drei Bones. – Mit den AddOns Human (Meta-Rig) und Pitchjoy Hu-man (Meta-Rig) k�nnen ganze (menschliche) Skelette eingef�gt werden, mit denen allerdings nicht ganz einfach umzugehen ist.

3. Bones im Detail Ausrichten: Vor allem bei organischen Modellen ist diese Nacharbeit erforderlich (z.B. bei den einzelnen Fingergliedern).

4. Skinning (Verbindung des Modells mit der Armature): Dabei handelt es sich im Prin-zip um eine Form des Parenting, wobei das Mesh das Child und die Armature der Pa-rent ist. Das Besondere dabei ist, dass hier einzelne Knochen nur auf die sie umge-benden Teile des Mesh‘ Einfluss haben, nicht auf das gesamte Mesh. Skinning kann auf verschiedene Weise erfolgen. Am einfachsten ist i.d.R. die Option With Automatic Weights. Skinning bedeutet immer die Festlegung des Einflussbereichs der Bones im Mesh.

5. Constraints insbes. Inverse Kinematics einf�gen: Die Bones einer Armature sind im-mer in irgendeiner Weise miteinander verbunden und haben daher Einfluss aufeinan-der. Wie sich dieser Einfluss im Detail auswirkt, wird durch sog. Constraints festge-legt.

6. Bewegungsm�glichkeiten einschr�nken: Viele Gelenke von Menschen, Tieren und Maschinen lassen sich nicht in alle Richtungen bewegen. Darum ist es sinnvoll, die Bewegungsm�glichkeiten von vornherein so einzuschr�nken, dass keine unzul�ssi-gen Posen zustande kommen k�nnen.

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7. Handles (Anfasser) einf�gen: Besonders wenn ein Rig aus sehr vielen Bones be-steht, ist es sinnvoll, die Armature mit Anfassern zu versehen. Die einzelnen Bones m�ssen dann �berhaupt nicht mehr bewegt werden.

Darstellungsformen von BonesEinen einzelnen Bone f�gst du so ein: [shift] + [A] Armature Single Bone. Du erh�ltst dann dieses Gebilde:

An dem schmalen Ende befindet sich die Spitze (Tip), am breiten Ende der Tail (oder Root); diese beiden Teile k�nnen im Edit Modeseparat mit RMT angew�hlt werden. Klickt man auf das Mittelteil, ist der ganze Bone ausgew�hlt.

Im Edit Mode ist links unten im 3D View angezeigt (1) Armature Bone. Das be-deutet: Das ist ein Teil (n�mlich der Bo-ne) von dem Objekt Armatur (das aus mehreren Bones bestehen kann).

Gleichzeitig mit dem Aufruf eines Bones erscheinen im Properties Editor drei neue Icons, die mit der Armatur zu tun haben:

Das M�nnchen bezieht sich auf die Object Data der Armature.

Der Knochen auf einzelne Bones.

Knochen und Kettenglied beziehen sich die Bone Constraints.

Die Details hierzu werden noch erl�utert.

Wenn du die Object Data aufrufst (LMT auf das M�nnchen), findest du im Untermen� Display f�nf M�glichkeiten f�r Formen, die ein Knochen haben kann:

Octohedral Stick B-Bone Envelope Wire

Wenn der jeweilige Knochen selektiert ist, wird er durch Klick mit LMT auf eine der Schaltfl�chen in die jeweilige Form umgewandelt.

Im Men� Bone (Knochen-Icon) findest du das Untermen� Display. Dort gibt es weitere M�glichkeiten, das Erscheinungsbild von Knochen zu ver�ndern:

Hide: Setzen eins H�kchens bewirkt, dass der Knochen verschwindet.

Custom Shape: Nach Klick auf das darunter stehende Feld kannst du aus den in der Szene vorhandenen Meshes eines ausw�hlen, dessen Form der Bone an-nehmen soll. Auf diese Weise k�nnen Bones jede beliebige Form erhalten.

Wireframe: Diese Funktion ist nur verf�gbar, wenn zuvor Custom Shape verwen-det wurde. Die neue Form ist dann als Drahtgitter sichbar.

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Mehrere Knochen und KnochenkettenObject Mode

Wenn du mehrere Knochen �ber [shift] + [A] Armature Single Bone einf�gst, so haben dies Knochen untereinander keine Beziehung. Sie geh�ren auch verschiedenen Armatures an (s. Outliner).

Du kannst aber auch einen einzelnen Knochen mit [shift] + [D] duplizieren. Als Folge ent-steht nicht nur eine neuer Knochen, sondern eine ganz neue Armature, wie du im Outli-ner leicht erkennen kannst.

Edit Mode

Bei Wirbeltieren h�ngen oft mehrere Knochen in einer Reihe aneinander. Denke an die Wir-bels�ule oder Arme und Beine. Aber auch bei vielen Maschinen sind bewegliche Teile in Reihen bzw. Ketten angeordnet. Am h�ufigsten wirst du also Knochenketten erstellen.

Eine Knochenkette kannst du durch Extrusion erstellen:

W�hle im Object Mode eine Armature (bzw. einen Bone) aus.

Wechsle in den Edit Mode und selektiere die Spitze des Knochens (schmale Seite), an den du einen weiteren Knochen „anh�ngen“ willst.

Extrudiere von dort aus einen weiteren Knochen mit [E] und Ziehen mit LMT.

Disen Vorgang kannst du beliebig oft wiederholen und auf diese Weise eine Knochenkette aufbauen.

Du kannst (wie bei Meshes) einen Knochen unterteilen:

Selektiere einen Bone.

Im Toolbar (links) findest du unter Tools Armature Tools Modeling die Schaltfl�che Subdivide. Nach einem Klick darauf wird der Bone zweigeteilt.

Auch auf diese Weise entsteht eine Knochenkette.

Die einzelnen Knochen dieser Knochenketten stehen alle in einem Parent-Child-Verh�ltnis zueinander:

Die einzelnen Knochen der Kette werden von Blender automatisch benannt: Der Ausgangs-knochen hei�t Bone, der daraus extrudierte Knochen Bone.001, der daraus extrudierte Kno-chen Bone.002 usw.

In den Properties Bone kannst du diese Na-men sehen (und ver�ndern):

In dem darunter liegenden Panel Relations ist au�erdem angezeigt, dass der Parent von Bone.001 der Ausgangsknochen Bone ist.

Die Konsequenz ist (wie bei allen Parent-Child-Relationen), dass der Parent-Bone die Children-Bones mitbewegt, die Bewegung eines Childs aber den Parent un-bewegt l�sst.

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Pose ModeDu kannst die Bones im Edit-Modus einzeln bewegen. Zur Bewegung des gesamten Rigs und einzelner Knochen verf�gt Blender aber �ber einen eigenen Modus, den Pose Mode.

Nur im Pose Mode kann ein Skelett animiert und in seiner Funktion getestet werden.

Selektiere in der Viererkette von Bones den zweiten Bone (Bone.001). Du siehst: Bei Selektion im Pose Mode bekommen die Bones einen blauen Rand.

Bones werden in der Regel rotiert. Dr�cke daher [R] und bewege die Maus: Bone bleibt unbewegt, Bone.001 rotiert in seiner Wurzel und nimmt die anderen Bones mit.

Wenn du jetzt Bone.002 selektierst und rotierst, entsteht dieses Ergebnis:

Beispiel 1: Verbindung der Armature mit einem MeshSelektiere die Armature und aktiviere in den Properties Object Data zur Armature Unterpanel Display die Funktion X-Ray. Nur so bleiben bei den folgenden Schritten die Bones sichtbar.

F�ge im Nullpunkt einen W�rfel ein und skaliere ihn so, dass der untereste Bone von dem W�rfel umschlossen wird.

Extrudiere den W�rfel dreimal nach oben, so dass dieses Gebilde (rechts)entsteht:

Jetzt muss dieses Mesh (aus den einzelnen W�feln) mit der Armature so verbunden werden, dass die Bones das Mesh bei Bewegungen quasi mitnehmen.

Wechsle in den Object Mode und selektiere das Mesh mit RMT. Selektiere danach (Reihenfolge!) die Armature.

Dr�cke [strg] + [P] Set Parent To Armature Deform With Automatic Weights.

Tip: Wenn du die Ausgangslage der Knochen wieder herstellen willst, kannst du dies (im Pose Mode)

erreichen durch:[A] (Selektieren der gesamten Armatur)

[alt] + [R][alt] + [G]

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Wechsle in den Pose Mode, selektiere Bone.001 und rotiere mit [R] und Ziehen. Das Resultat (zur besseren Sichtbarkeit etwas eingef�rbt):

Daneben dasselbe Mesh, aber mit Subdivison Surface (Stufe 3) abgerundet. Das k�nnte schon fast Teil eines organischen Gebildes sein.

Tip:Wenn bei der Bewegung eines Bone das zugeh�rige Mesh „ausfranst“, liegt dies daran, dass das Mesh versehentlich auch noch mit einem anderen Bone verbunden ist. Sobald du im Weight Paint Mode diese Verbindung l�schst, ist der Fehler beseitigt.

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6.2 Einstellungen der ArmaturesDie Object Data der Armature k�nnen in diesen Panels dargestellt und ver�ndert werden:

SkeletonPose Position: In dieser Einstellung kann die Stellung der Bones im Pose Mode ver�ndert werden.

Rest Position: Hiermit l�sst sich die Armature in die Position zur�ckversetzen, die du im Edit Mode festgelegt hast. Im Pose Mode kannst du dann die Bones nicht bewegen.

Layers: Einzelne Knochen k�nnen (�hnlich wie Objekte) in 32 verschiedenen Layern abgelegt werden. Dies dient vor allem der �bersichtlichkeit bei Armatures mit einer gro�en Anzahl von Bones. Das funktioniert �hnlich wie bei Objekten:

Bone selektieren.

[M] dr�cken.

Auf den gew�nschten Layer klicken.

Hinweis: Das Verschieben von Bones in andere Layer funktioniert nur im Skeleton Panel – nicht im Bone Panel!

Protected Layers:

DisplayZur Bedeutung der Schaltfl�chen in der obersten Zeile siehe Abschnltt Darstellungsformen von Bonesim Kapitel 6.1.

Names: Wenn aktiviert, werden neben die Bones deren Namen eingeblendet.

Axes: Wenn aktiviert, wird neben den Bones deren Ausrichtung im Koordinatensystem eingeblendet.

Shapes: Wenn aktiviert, nehmen Bones die Formen der Meshes an, die ihnen als Custom Shape zugewiesen wurden (siehe Abschnltt Darstellungsformen von Bones im Kapitel 6.1). Wenn nicht aktiviert, werden immer die Originalformen der Bones angezeigt.

Colors: Wenn aktiviert, werden die Bones in den Farben dargestellt, die du ihnen f�r

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bestimmte Bone Groups (s. n�chster Abschnitt) zugewiesen hast.

X-Ray: Wenn aktiviert, sind die Bones auch innerhalb des Mesh‘ sichtbar.

Delay Refresh: Wenn aktiviert, findet die Aktualisierung des Meshes nach Ver�nderungen im Pose Mode verz�gert statt. (Nur sinnvoll bei sehr feinen Meshes, wo die Aktualisierung Zeit braucht.)

Bone GroupsHier kannst du Gruppen von Knochen zusammenfassen und ihnen eigene Farben zuweisen:

Klick auf das Plus-Zeichen. Es erscheint das Wort Groups im Anzeigefeld. Doppelklick darauf und du kannst den Namen �berschreiben – hier in Vorderbeine (von einem Pferd).

Klick auf das Feld Color Set und w�hle aus dem Pop-Up-Men� eine geeignete Farbkombination aus.

Selektiere die Bones, die der Gruppe angeh�ren sollen.

Klick auf Assign.

Pose LibraryDies ist eine sehr arbeitssparende Einrichtung: Be-stimmte Posen (Einstellung von Bones) k�nnen hier abgespeichert und sp�ter wieder aufgerufen werden.

Im oberen Feld, in dem standardm��ig PoseLib eingetragen ist, k�nnen verschiedene Bibliotheken benannt und aufgetrufen werden. Klick auf das Pluszeichen in dieser Zeile bewirkt den Aufruf einer neuen Biblothek. Klick auf das Feld ganz links in dieser Zeile �ffnet eine Auswahl der bisher eingerichteten Bibliotheken.

In dem Feld darunter sind die zu einer Biblothek geh�renden Posen aufgelistet:

Bringe die Knochen zun�chst in die gew�nschte Stellung.

Klick auf das Pluszeichen richtet dann die neue Pose ein. Dabei gibt es drei M�glichkeiten:

Add New: F�gt der aktiven Bibliothek die Pose neu hinzu.

Add New (Current Frame): F�gt die neue Pose an der Stelle in der Timeline hinzu, wo sich der Cursor aktuell befindet. (weniger empfehlenswert)

Replace Existing: Ersetzt die gerade selektierte Pose durch die neue.

Klick auf das Minuszeichen beseitigt diese Pose aus der Bibliothek.

Klick auf die Lupe aktiviert die in der Liste ausgew�hlte (blau hinterlegte) Pose.

Klick auf den Rettungsring startet eine Rettungsaktion: Hierdurch wird die Aktionen in den Keyframes der Timeline in die Bibliothek �bernommen.

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GhostMit dieser Funktion k�nnen bewegte Knochen �ber mehrere Frames hinweg angezeigt werden. (Etwas �hnliches gibt es beim Grease Pencil mit der Onion Skin-Funktion.)

Around Frame: Die Knochenstellungen werden vor (links) und nach (rechts) dem aktuellen Frame angezeigt.

In Range: Die Knochenstellungen werden vor (links) und nach (rechts) dem aktuellen Frame nur in dem angegebenen Bereich (Range) angezeigt.

On Keyframes: Die Knochenstellungen werden vor (links) und nach (rechts) dem aktuellen Frame nur f�r Keyframes angezeigt.

Selekted Only: Bei Aktivierung werden nur die Knochenstellungen f�r den selektierten Knochen gezeigt.

Range: Anzahl der Frames vor und nach dem aktuellen Frame, f�r die die Knochenstellungen gezeigt werden.

Step: Die Zahl gibt an, der wievielte Frame vor und nach dem aktuellen Frame gezeigt werden soll.

Start / End (nur bei In Range): Gibt die Nr. der Frames an, bei denen die Anzeige anfangen und beendet werden soll.

Inverse KinematicsHier kannst du ausw�hlen, nach welcher Methode Inverse Kinematics berechnet werden sollen. (s. Kap. 6.4)

Motion PathsWie bei der gleichlautenden Funktion f�r Meshes wird hier die Bewegungslinie eines Knochens nachgezeichnet.

Die Berechnung beginnt, wenn du auf die Schaltfl�che Calculate klickst. Da-nach �ndert diese ihre Bezeichnung in Update Parts.

Around Frame bzw. In Range: Analoge Wirkungsweise wie bei Ghost.

Die �brigen Funktionen erkl�ren sich von selbst.

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6.3 Einstellungen der BonesEs stehen diese Panels zur Verf�gung:

Einstellungen der Bones betreffen immer den gerade selektierten Bone. In dem Beispiel ist dies der Knochen mit der Bezeichnung Schwanz (eines Pferdes).

TransformHier werden dieselben Felder angezeigt wie im Transform-Panel der Objects. In der Regel ben�tigst du nur die Rotationen.

Transform LocksAuch diese Einstellungen sind aus dem Transform Panel f�r Objects bekannt: Durch Klick auf das einzelne Schloss kannst du Transformations-, Rotations- oder Skalierungsm�glichkeiten blockieren.

RelationsLayers: Wenn du Wie schon im Abschnitt Mehrere Knochen und Knochenketten von Kap. 6.1 erw�hnt, kannst du einzelne Knochen in einen der 32 Layer verschieben. (s. Abschnitt Skeleton in Kap. 6.2) Wenn du einen Bone selektierst, wird dir hier angezeigt, in welchen Layer er geh�rt.

Parent: Zeigt an, welcher Bone der Parent zu diesem Knochen ist. Du kannst an dieser Stelle den gew�nschten Parent auch eintragen.

Bone Group: Zeigt an, zu welcher Bone Group dieser Knochen geh�rt. Du kannst an dieser Stelle die gew�nschte Bone Group auch eintragen.

Connected: Wenn H�kchen, wird der Child Bone mit dem Parent Bone verschmolzen.

Inherit Rotation: Wenn H�kchen, wird die Rotation des Parent Bone auf den Child Bone �bertragen.

Inherit Scale: Wenn H�kchen, wird die Skalierung des Parent Bone auf den Child Bone �bertragen.

Local Location: Wenn H�kchen, wird das lokale Koordinatensystem des Knochens verwendet.

Relative Parenting: Wenn H�kchen, (im Falle einer Parent-Child-Beziehung) wird die Parent Operation relativ ausgef�hrt.

DisplaySiehe Abschnitt Darstellungsformen von Bones in Kap. 6.1

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Inverse Kinematics (IK)Genaue Erl�uterungen zum Thema s. Kap. 6.4, Abschnitt XXX

Hier geht es lediglich darum wie sich der selek-tierte Knochen in einer IK-Kette verh�lt:

Lock X, Y Z: Sperrung der Drehbewegung des Knochens um eine oder mehrere der drei Achsen.

Stiftness: Starrheit der Bewegung in der IK-Kette.

Limit – H�kchen und Winkelangabe: Begrenzung der Drehbewegung um die jeweilige Achse.

DeformDeform: Wenn H�kchen, verformt der Knochendas Mesh.

Envelope: Die darunter stehenden Einstellungen gelten f�r Knochen vom Typ Envelope.

Distance: Gr��e des Einflussbereichs des Bones.

Weight: Gewicht, mit dem die Vertices mit dem Bone innerhalb des Einflussbereichs verbunden sind.

Multiply: Wenn H�kchen, werden die Vertices-Werte mit dem Einflussbereich multipliziert.

Radius – gilt nur f�r Knochen vom Typ Envelope: Gr��e von Head und Tail des Bones und damit auch dessen Einflussbereich.

Curved Bones: Die darunter stehenden Einstellungen gelten f�r Knochen vom Typ B-Bone.

Segments: Anzahl der Segmente, in die der Knochen unterteilt ist

Ease In/Out: Ausma� der Kr�mmung bei geteilten Knochen.

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6.4 Bone ConstraintsBone Constraints beziehen sich nur auf Bones; sie werden durch Klick auf das Icon mit Knochen und Kettenglied aufgerufen und k�nnen nur im Po-se Mode gesetzt werden.Wenn du auf die Schaltfl�che Add Bone Constraint klickst, �ffnet sich diese Auswahl:

In den Spalten sind die vier Typen von Bone Contraints angeordnet: Motion Tracking, Transform, Tracking und Relationship.

Transform-ConstraintsDie ersten vier Constraints sind Copy-Constraints. Sie bewirken, dass der betr. Knochen alles nachmacht – eben kopiert, was der Kontrollknochen tut. Du brauchst also immer einen zweiten Knochen, der den anderen steuert. Dabei wird die Constraint-Eigenschaft immer dem zu steuernden Knochen zugewiesen.

Copy Location

Nehmen wir an, du hast deiner Szene zwei Bones eingef�gt. Der linke Bone (gr�n) sei der zu steuernde Bone; er geh�rt zur Arma-ture Armature. Der rechte Bone tr�gt den

Namen Kontrolle und geh�rt zur Armature Steuerung. Wenn du nun den linken Bone selektierst und den Constraint Copy Lo-cation anw�hlst, er-h�ltst du nebenste-hendes Panel zum ausf�llen:

Target: In das Feld ist der Name der Armature einzugeben, die den Kontroll-Bone enth�lt. In unserem Fall lautet dieser Name Steuerung.

Bone: In das Feld ist der Name des Kontroll-Bones einzugeben. In unserem Fall lautet dieser Name Kontrolle.

Head/Tail: Mit dem Schieberegler kannst du festlegen, welcher Teil des Kontroll-Bones f�r die Steuerung ma�geblich ist – Head oder Tail.

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X, Y, Z: Mit dem Haken legst du fest, in welche Richtung der betr. Achse die Ver-schiebung erfolgen soll.

Invert: Wenn Haken gesetzt, erfolgt die Verschiebung in die entgegengesetzte Richtung zu der des Kontroll-Bones.

Offset: Wenn du den Bone schon vorher (z.B. im Object Mode) verschoben hast, erfolgt die Verschiebung durch den Kontroll-Bone relativ zu diesem Standort, wenn der Haken gesetzt ist.

Space: Standard ist das Welt-Koordinatensystem. Du kannst aber auch noch drei andere verwenden: Local Space, Local with Parent und Pose Space.

Influence: Mit dem Schieberegler kannst du festlegen, wie stark sich die Bewe-gungen des Kontroll-Bones auswirken sollen. Bei Influence = 0.50 bewegt sich z.B. der gr�ne Bone ein halbe Einheit, wenn der Kontroll-Bone und eine ganze Einheit bewegt wird.

Copy Rotation und Copy Scale

Das zugeh�rige Panel ist genauso aufgebaut wie bei Copy Location, allerdings ohne die Zeile Head/Tail. Wenn du jetzt den Kontroll-Bone drehst, dreht sich der gr�ne Bone mit.

Copy Scale funktioniert nach demselben Prinzip: Wenn du den Kontroll-Bone skalierst, �ndert sich auch die Gr��e des gr�nen Bone. Eine Invert-Funktion gibt es hier allerdings nicht.

Copy Transforms

Das Prinzip ist dasselbe, aber die Wirkung eine andere:

Der gr�ne Bone macht alle Transforma-tionen mit, die der Kontroll-Knochen macht: Location, Rotation und Skalie-rung.

Wenn Head/Tail = 0.00, fallen beide Bo-nes ineinander. Wenn Head/Tail = 1.0, schiebt sich der gr�ne Bone an die Spitze des Kontroll-Bone. In dem Beispiel ist der Wert 0.5 eingestellt.

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Die Funktion der folgenden vier Constraints bezieht sich auf Einschr�nkungen – und das passt dann auch zu der Bezeichnung:

Limit Distance

Dieser Constraint bewirkt, dass der gr�ne Bone eine bestimmte Distanz zum Kontroll-Bone nicht �berschreitet. Beide Bones k�nnen n�her aneinanderr�cken, sich aber nicht weiter voneinander entfernen.

Limit Location / Rotation / Scale

Alle drei Constraints bewirken, dass der Bone nur innerhalb bestimmter Grenzen transformiert werden kann. Ein Kontroll-Bone ist dabei �berfl�ssig.

Die Grenzen sind jeweils im Hin-blick auf die drei Achsen X, Y und Z anzugeben.

Bei Limit Rotation werden die Grenzen in Grad angegeben.

Die Erl�uterungen zu den �brigen Constraints werden

sp�ter eingef�gt.

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6.5 Rigging einer menschlichen Figur Modell erschaffen

Als Modell k�nnen wir das M�nnchen Lars aus Kap. 3.4.1 verwenden.

Bones bzw. Armature einfÄgenDie Armatur wurde Lars bereits mit dem Skin Modi-fier eingef�gt. Wie du im Armature-Panel im Untermen� Display erkennen kannst, ist f�r die Knochendarstellung die Variante Stick ausgew�hlt. Diese „St�cke“ passen zwar recht gut in die schlanken Gliedma�en von unserem Lars, sie lassen aber nicht gut erkennen, wo bei den Knochen oben und unten ist, anders ausgedr�ckt: wo sich die Spitze (Tip) und der Fu� (Root) befinden (vgl. Kap. 3.4.2). Du solltest daher lieber auf Octahedral umschalten.

Um die Knochen noch einmal symmetrisch zu korrigieren, vor allem aber, um die Bones eindeutig und verst�ndlich bezeichnen zu k�nnen, sollte zun�chst eine Seite der Armatur gel�scht und dann �ber den Mirror Modifier wieder erg�nzt werden. Die Knochen haben n�mlich bisher nur Nummernbezeichnungen, also z.B. Bone 07, Bone 08 usw. Besser ist es, sie zu benennen und dann bei den Gliedma�en jeweils die K�rperseite L (links) und R (rechts) hinzuzuf�gen. Dabei gen�gt es, eine Seite zu benennen. Blender �bernimmt dann die Benennung der gespiegelten Seite automatisch.

L�sche also die rechte (von vorn gesehen links) Seite der Armatur.

Benenne jetzt zun�chst die Bones in der K�rpermitte:K�rper, Brust, Hals und Kopf.

Du kannst die Benennung im EditMode im Bone-Panel vornehmen.

Du kannst die Benennungen in der Armature sichtbar machen, wenn du im Armature- Panel im Untermen� Display ein H�kchen vor Namessetzt.

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Die Bezeichnungen k�nnten etwa so aussehen:

Spiegelung der Knochen:

W�hle im Edit Mode alle Knochen aus, die nicht auf der Mittellinie liegen.

Setze den Cursor in den Urspungspunkt. Wechsle dazu kurz in den Object Mode: [shift] + [S] Cursor to Selected. Wechsle wieder zur�ck in den Edit Mode und aktiviere den 3D-Cursor-Pivot Mode.

Dupliziere die Knochen: [shift] + [D]; Enter

Spiegelung des Duplikats: [strg] + [M]; X

Die Bezeichnungen sind auf der rechten Seite allerdings noch nicht v�llig korrekt (z.B. Oberarm.L.001). Zur Richtigstellung: [W] Flip Names. Jetzt haben alle Knochen auch auf der rechten Seite die richtigen Bezeichnungen (z.B. Oberarm.R).

Spiegelung der Armatur aktivieren: Suche bei den Tools das Untermen� Armature Options und aktiviere X-Axis Mirror.

Ausrichtung der Knochen (bone roll)

Rufe im Armature-Panel das Untermen� Display auf, entferne das H�kchen vor Names und setze daf�r ein H�kchen vor Axes.

Wenn du jetzt im Pose Mode einen Bone anklickst, wird sichtbar, wie die der betr. Knochen an den Achsen X, Y und Z ausgerichtet ist. So ist z.B. der Oberschenkelknochen soausgerichtet, dass die X-Achse nach vorne zeigt, Wenn du also Rotate anklickst und an dem Meridian mit dem Mauszeiger ziehst, kannst du den Oberschenkel um die X-Achse nach vorn oder hinten schwenken.

Generell gilt, dass die Hauptdrehrichtung der Gliedma�en in der X-Achse liegen sollte. Das trifft bei unserer Armatur auch f�r die Beinknochen und alle Knochen in der Mitte des K�rpers vom Bauch bis zum Kopf zu.

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Bei der Schulter ist die Ausrichtung etwas anders: Die Bewegung von vorn nach hinten und umgekehrt erfolgt um die Z-Achse, die Auf- und Abw�rtsbewegung um die X-Achse.

Beim Unterarm allerdings sollten kleine Korrekturen vorgenommen werden, damit unser Lars keine Knochenbr�che erleidet, wenn man ihn bewegt. Momentan ist die X-Rotation in der Armbeuge nach schr�g unten ausgerichtet; sie sollte aber auf den Betrachter zeigen.

Wechsle in den Edit Mode. Aktiviere im Feld Transform Orientation die Einstellung Normal.

Im Transform-Men� findest das Feld Roll. Die dort eingetragenen Werte steuern die Ausrichtung der Knochen. Momentan steht dort der Wert -0.35o. Wenn du diesen Wert (durch Klick und Ziehen) ver�nderst, siehst du. Wie sich der Knochen dreht. Stelle den Wert so ein, dass der rote Rotationsbogen und die X-Achse auf den Betrachter zeigen. Das ist etwa bei 55o der Fall.

Wenn du jetzt den Unterarm im Pose Mode um die X-Achse drehst, beugt er sich auf physiologische Weise.

Stelle beim Handgelenk die Ausrichtung auf die gleiche Weise so ein, dass die X-Achse nach oben zeigt.

Auch die Finger m�ssen entsprechend ausgerichtet sein. Betrachte dazu deine eigene Hand und beobachte, in welche Richtung sich deine Finger beugen k�nnen (und in welche nicht).

Verbindung des Modells mit der ArmaturBevor du das Modell mit der Armatur verbindest, solltest du dem Torsoknochen, der aus Lars‘ R�cken herausragt, jeglichen Einfluss auf Lars nehmen, denn dieser Knochen hat lediglich Kontrollfunktion und soll keinen direkten Ein-fluss auf einzelne K�rperteile haben. Um die Kontroll-funktion auch im Namen zum Ausdruck zu bringen, soll der Knochen auch umbenannt werden. Also:

Beseitige das H�kchen vor Deform.

Nenne den Knochen jetzt CTRL_Torso.

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W�hle jetzt im Object Mode zun�chst das Mesh aus und dann die Armature. Dr�cke dann [strg] + [P] und w�hle dann aus With Automatic Weights.

Wechsle jetzt in den Pose Mode: Die Knochen sind jetzt alle Blau. Wenn du einzelne Knochen anklickst, kannst du die zugeh�rigen Gliedma�en schon bewegen. Allerdings kann es an einigen Stellen noch unsch�ne Falten oder Br�che geben. Das wird im n�chsten Abschnitt beseitigt.

Einflussbereich der Bones im Modell festlegen (Weight Painting)Wenn du das M�nnchen als Mesh selektierst und dann die Object-Data (Dreieck-Icon im Properties Editor) aufrufst, kannst du erkennen, dass mit dem letzten Schritt f�r jeden Knochen die zugeh�rige Vertex-Group im Mesh angelegt worden ist.

Wenn du jetzt (im Edit Mode) z.B. Oberarm.L ausw�hlst und dann auf Select klickst, kannst du sehen, dass die Vertices unseres M�nnchens um den Oberarmknochen selektiert sind.

Bei den Properties findest du das Untermen� Vertex Weights. Dort kannst du sowohl f�r die gesamte Vertex Group als auch f�r einzelne selektierte Vertices ablesen, wie gro� der Einfluss bzw. das Gewicht des Bones auf diese Vertices ist. Im Beispiel rechts betr�gt der Einfluss auf den Oberarm.L also 0.93, auf den Unterarm.L nur 0.065.

Anschaulicher sind die Gewichte im Weight Paint Mode dargestellt –n�mlich farbig. Gehe diesen Weg zum Aufruf des Weight Paint Mode:

Selektiere die Armatur im Object Mode.

Wechsle in den Pose Mode.

Selektiere das Mesh mit RMT.

Wechsle in den Weight Paint Mode.

Jetzt kannst du jeden einzelnen Knochen anklicken und dann an den Farben erkennen, welchen Einfluss dieser Knochen auf das Mesh hat.

Mit RMT und Ziehen kannst du den betr. Knochen bewegen und dabei feststellen, welche Teile des Mesh sich mitbewegen.

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Die Farben bedeuten:Blau: Kein EinflussGr�n: Schwacher EinflussGelb: Mittelstarker EinflussRot: Starker Einfluss

Mit Hilfe von Pinseln kannst du die Farben und damit die Gewichte ver�ndern. Die Pinsel (Brushes) werden sichtbar, wenn du im Tool Shelf auf Tools klickst.

Von den Brushes sind vor allem diese drei von Bedeutung:

Add: Einfluss verst�rkenSubtract: Einfluss abschw�chenBlur: Weichzeichnen / sanfte

�berg�nge

Du kannst au�erdem das „Gewicht“ des Pinsels verstellen (Weight) und vor allem dessen Gr��e (Radius). Hierzu kannst du entweder in der Schaltfl�che den Wert durch Verschieben mit LMT ver�ndern, bzw. einen neuen Wert eintragen oder die Taste [F] dr�cken, ziehen und dann mit LMT klicken.

Auch beim Weight Painting gibt es eine Mirror-Funktion: Klicke im linken Tool Bar auf das Untermen� Options und Setze ein H�kchen vor X-Mirror. Wenn du jetzt z.B. am linken Oberschenkel den Einfluss stark abschw�chst, wirkt sich das auch auf den rechten Oberschenkel aus. Das siehst du aber nicht sofort, sondern erst, wenn du diesen mit RMT anklickst.Schlie�lich funktioniert die Spiegelung auch nur, wenn die Bones korrekt mit .R und .L benannt wurden.

Tip: Wenn du die Ausgangslage der Knochen wieder herstellen willst, kannst du dies (im Pose Mode)

erreichen durch:[A] (Selektieren der gesamten Armatur)

[alt] + [R][alt] + [G]

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Der Oberarmknochen sollte z.B. auch etwas Einfluss auf die Achselh�hle haben und sich insofern mit dem Schulterknochen �berlappen.

Um bei dieser Arbeit das Mesh besser sehen zu k�nnen, kann es sinnvoll sein, die Form der Knochen in Stick oder Wire umzuwandeln.

Constraints Die bisherigen Anbindungen des Mesh an die Knochen w�rden nur sehr theoretisch eine Animation des M�nnchens zulassen. Um z.B. in die Hocke zu gehen, m�ssten mehrere Kno-chen in Beinen und H�ften eingeknickt werden, um dann wieder aufzustehen, m�sste das f�r jeden einzelnen Knochen wieder r�ckg�ngig gemacht werden.

Mit sogenannten Constraints (Objektbeschr�nkungen) lassen sich bestimmte Bewegungs-kombinationen festlegen, die sonst nur sehr aufw�ndig herzustellen w�ren. Es ist nicht erfor-derlich f�r alle Knochen des Characters Constraints einzuf�hren, aber f�r bestimmte Bewe-gungsabl�ufe ist das sehr hilfreich.

Constraints f�r Kopf und Nackenknochen

Ziel ist es, den Nackenknochen nach vorn zu neigen, ohne dass sich der Kopf ebenfalls neigt. Lars soll also weiter geradeaus gucken, wenn er den Hals nach vorne neigt. Dazu sind folgende Befehle erforderlich:

L�se das Parent-Child-Verh�ltnis zwischen Kopf- und Nackenknochen:

Selektiere im Edit Mode den Kopfknochen mit RMT, selektiere den Nackenknochen mit [shift] + RMT.

[alt] + [P] Clear Parent.

Wechsle in den Pose Mode, selektiere die gesamte Armatur mit [A] und r�cke dieKnochen mit [alt] + [R] und [alt] + [G] in die Ausgangsposition.

Selektiere den Kopf-Bone.

Rufe die Bone Constraints mit diesem Icon auf und klicke auf Add Bone Constraint.

Bei Bewegung des Nackenknochens soll der Kopfknochen die Posi-tion der Spitze des Nackenknochens �bernehmen. W�hle daher aus der sich aufklappenden Liste aus Copy Location.

Klicke jetzt auf das Feld Target mit den W�rfel-Icon. Es �ffnet sich eine Auswahlliste. Klicke dort Armature an.Das Ziel ist also zun�chst die gesamt Armatur.

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Nun wird ein neues Feld eingeblendet, das die Bezeichnung Bone tr�gt. Wenn du auf das Feld mit dem Knochen klickst, �ffnet sich wieder eine Auswahlliste, in dem nun alle Knochen der Armatur aufgelistet sind. W�hle dort den Nackenknochen aus.

Sofort rutscht der Kopf herunter. Dies geschieht deswegen, weil standardm��ig zur Wurzel des angew�hlten Knochens verbunden wird. Aber wir haben eine Zeile tiefer noch das Feld Head/Tail, das zun�chst auf 0.00 steht. Dort kann also eingestellt werden, mit welcher Stelle (zwischen Head und Tail) die Verbindung erfolgen soll. Schiebe also diesen Wert auf 1.0, und schon rutscht der Kopf an die richtige Stelle.

Wenn du jetzt den Nackenknochen selektierst und dann mit [R] und Ziehen den Kopf nach vorne, hinten oder zur Seite neigst, schaut die Figur weiter geradeaus. Der Kopf-Bone bleibt immer senkrecht. Die Beweglichkeit des Kopfes f�r sich wird dadurch nicht beeintr�chtigt: Lars kann weiterhin nicken oder den Kopf sch�tteln.

Constraints f�r die H�fte

Ziel ist es, mit dem Kontrollknochen (CTRL_Torso) den H�ftbereich hin und her zu bewegen, ohne dass Oberk�rper und Beine mitbewegt werden. Dazu sind folgende Befehle erforder-lich:

L�se das Parent-Child-Verh�ltnis zwischen Kontrollknochen und Bauchknochen:

Selektiere im Edit Mode den Bauchknochen mit RMT.

[alt] + [P] Clear Parent.

Wenn du jetzt im Pose Mode den Kontrollknochen selektierst, bewegen sich H�fte und Beine, der Oberk�rper aber bleibt ruhig.

Allerdings kann man jetzt das M�nnchen als Ganzes nicht mehr mit dem Kontrollknochen steuern. Wie beim Kopf muss der Bauchknochen via Constraint mit dem Kontrollknochen verbunden werden:

Selektiere im Pose Mode den Bauchknochen mit RMT.

Rufe die Bone Constraints auf und klicke auf Add Bone Constraint.

W�hle daher aus der aufklappenden Liste aus Copy Location.

Klicke jetzt auf das Feld Target mit den W�rfel-Icon. Klicke in der Armature an.

In der Auswahlliste im Feld Bone solltest du jetzt CTRL_Torso anklicken.

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Stelle im Feld Head/Tail den Wert 1.00 ein.

Schlie�lich m�ssen die Verbindungen zwischen Kontroll- und H�ftknochen neu geregelt werden. Hierzu werden sog. Helper-Bones verwendet. Die Schritte sind die folgenden:

Selektiere im Edit Mode die Oberschenkel-Bones und l�se die Verparentung: [alt] + [P] Clear Parent. Schon jetzt bleiben die Beine, wo sie sind, wenn man an CTRL_Torso (im Pose Mode) dreht.

Selektiere im Edit Mode einen Oberschenkel-Bone und verstecke ihn mit [H].

Extrudiere aus der Spitze des (nun frei herumh�ngenden) H�ftknochen einen neuen Bone, den Helper-Bone. Dessen Parent ist automatisch der H�ftknochen.

Nenne diesen Bone MCH_H�fte.L1: Dies ist also der Mechanical-Bone f�r die H�fte links.

Nenne den Mechanical-Bone f�r die rechte H�fte Bone MCH_H�fte.R.

Mache den Oberschenkel-Bone wieder sichtbar mit [alt] + [H].

Mit einem Constraint soll jetzt bewirkt werden, dass der Oberschenkel-Bone die Position des Helper-Bone �bernimmt:

Selektiere (im Pose Mode) erst den Helper-Bone und dann den Oberschenkel-Bone.

[shift] + [strg] + [C] Copy Location.

Verfahre auf der rechten Seite genauso.

Wenn du jetzt den Kontrollknochen drehst, bleiben die Beine gerade.

Inverse KinematicSteuerung der Beine und F��e

Lars soll in die Hocke gehen k�nnen, ohne die Beine extra animieren zu m�ssen. Dabei soll der Impuls f�r die Bewegung vom Fu� ausgehen und sich ins Bein fortsetzen, also nicht von der Wurzel in der H�fte bis in die Fu�spitze (das w�re Forward Kinematic), sondern umge-kehrt von der Fu�spitze bis in die H�fte – das bezeichnet man als Inverse Ki-nematic.

Wenn ein Bone eine Hierarchie von Bones steuern soll, darf dieser Bone nichtselbst Teil der Kette sein:

1 Der Pr�fix MCH steht f�r mechanical. Diese Terminologie ist der von Riggify (ein Addon, das in Kap. XX besprochen wird) angeglichen. Gleiches gilt f�r den Pr�fix CTRL, der f�r Control steht.

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Selektiere den Head vom Fu� und setze den Cursor dorthin mit [shift] + [S] Cursor to Selected.

und lege fest, dass der Pivot-Punkt beim 3D-Cursor liegt. Damit liegt der Pivot-Punkt f�r den n�chsten Schritt an einem definierten Ort.

Selektiere mit RMT den Fu� als Ganzes und dupliziere ihn mit [shift] + [D], ohne das Duplikat an eine andere Stelle zu schieben. Verl�ngere jetzt den (duplizierten) Fu� etwas nach vorn (mit [S] und Ziehen). Die kleinere Version ist jetzt also der Fu� und die gr��ere Version der Steuerungsknochen.

In den Bone-Eigenschaften kannst du erkennen, dass der Steuerungsknochen z.Zt. noch „Kind“ von Unterschenkel.L ist. Das soll er aber nicht. Dr�cke also [alt] + [P] und klicke auf Clear Parent. Damit ist diese Verbindung gel�scht.

Benenne den Fu� um in CTRL_foot.L und auf der rechten Seite in CTRL_foot.R.

Jetzt kann der Inverse Kinematic Contraint im Pose Mode festgelegt werden:

W�hle den Steuerungsknochen mit RMT aus (das ist das Target).

W�hle den Unterschenkelknochen mit [shift] + RMT aus.

Dr�cke [shift] + [strg] + [C] und w�hle dann in der Spalte Tracking Inverse Kinematics aus.

Wenn du das f�r beide Beine tust, werden die Unterschenkel gelb eingef�rbt, denn die sind es, f�r die der Constraint gilt.

Jetzt kannst du den Steuerungsknochen des Fu�es selektieren und damit das Bein einknicken. Umgekehrt kannst du auch denn Kontrollknochen der H�fte selektieren und ihn nach unten bewegen. Als Folge knicken jetzt die Knie ein.

Allerdings macht der Fu� bisher die Bewegung des Steuerungsknochens noch nicht mit. Um das zu beheben:

W�hle den CTRL_foot aus und dann den Fu�.

Dr�cke [shift] + [strg] + [C] und w�hle dann in der Spalte Transform Copy Rotation aus.Jetzt bewegt sich der Fu� genauso wie CTRL_foot.

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Steuerung der Arme (IK without Targets)

Eine �hnliche Steuerung w�re f�r die Arme vorteilhaft: Wenn man das Handgelenk bewegt, soll sich der Arm mitbewegen.

Selektiere im Pose Mode den Knochen f�r das Handgelenk.

Dr�cke [shift] + [I]. Es �ffnet sich eine Liste mit der �berschrift Add IK; w�hle aus der

Liste Without Targets.

Wenn du den Knochen jetzt selektierst, kannst du damit den gesamten Oberk�rper bewegen. Das kommt daher, dass die gesamte Kette der Knochen vom Handgelenk �ber Arme und Schultern bis zur H�fte beeinflusst wird.

Bei den Properties findest du im Men� f�r die Constraints der Knochen mit diesem Icon das Unterpanel IK und dort das Feld Chain.

Wenn dort eine 0 eingetragen ist, bedeutet das, dass die Kettenl�nge bis zum Ursprung geht. Wenn du aber z.B. 3 eintr�gst, geht die Einflusskette nur bis zum Oberarm.

Du kannst aber auch den Ober- oder Unterarm einzeln bewegen. (Das ist bei den Beinen nicht m�glich, die k�nnen nur invers bewegt werden.)

Lass dich �brigens nicht von der roten Farbe im Feld IK irritieren. Der Constraint ist unvollst�ndig (eben ohne Target), aber das funktioniert trotzdem.

Knochen Parent Copy Rotation IKCTRL_FuÅ - -FuÅ Unterschenkel CTRL_Fu�Unterschenkel (Oberschenkel) CTRL_Fu�

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Bewegungsm�glichkeiten einschr�nken

Du kannst dir viel Arbeit ersparen, wenn du f�r jeden Knochen festlegst, in welchen Achsen und Winkeln jeder einzelne Knochen bewegt werden kann. Das geht allerdings nur f�r die Knochen, die in eine Inverse Kinematics-Kette eingebunden sind.

Selektiere den betr. Knochen und �ffne dann Bone (Knochen-Icon) Inverse Kinematics.

Trage dann f�r die X- und die Z-Achse die Werte der Limits ein. Um deinen Knochen erscheinen dann die sich daraus ergebenden Begrenzungsschalen. Der Unterschenkelknochen kann sich z.B. im Kniegelenk (um die X-Achse) sehr weit nach vorn und hinten bewegen. Um die Z-Achse hingegen nur sehr wenig. So wirken sich die vorgenommenen Einstellungen (links) auf die Bewegungsm�glichkeiten aus:

Welches die realistischen Einstellungen sind, musst du von Fall zu Fall selbst ausprobie-ren.

Bone LayerNach dem Einbau verschiedener Hilfs-Bones und der Festlegung von Constraints wird deut-lich: Lars wird eigentlich nur von einigen wenigen Knochen gesteuert, andere Knochen wer-den �berhaupt nicht ausgew�hlt und separat bewegt. Daher liegt es nahe, diese auf eine andere Ebene zu verschieben, um damit mehr �bersicht zu gewinnen.

Selektiere die beiden Helper-Bones, die am Oberschenkel ansetzen, dr�cke auf [M] und klicke dann auf das erste Feld im zwei-ten Block der Bone Layers.

Auch die beiden Ober- und Unterschenkel-knochen sowie die Fu�knochen Fu�.L und Fu�.R werden nicht be-n�tigt, da die Beine ja komplett durch beiden Knochen CTRL_foot gesteuert werden. Selektiere die Knochen also und verschiebe sie auf den Layer daneben.

Das Gleiche gilt f�r die H�ftknochen. Die Wirbels�ule bis zum Kopf und die Armknochen sollten hingegen erhalten bleiben, denn die k�nnen alle noch einzeln bewegt werden. Auf diese Weise sind die Knochen von Lars schon wesentlich vereinfacht.

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VerfeinerungenDer Kopf soll sich bei Bewegungen nicht verformen

Der Kopf von Lars ist hart und soll nicht verformt werden, wenn der Nacken bewegt wird.

Gehe in den Object Mode und selektiere das Mesh; wechsle dann in den Edit Mode und w�hle die Vertices des Kopfs aus.

W�hle in den Object Data im Unterpanel Vertex Groups die Vertex Group f�r den Kopf aus. Klicke dort auf Assign.

W�hle dann die Vertex Group f�r den Nacken aus und klicke dort auf Remove; d.h. der Nacken soll keinen Einfluss haben.

Wenn du jetzt in den Weight Paint Modus schaltest undden Kopfknochen selektierst, wird deutlich, dass (fast) nur der Kopf beeinflusst wird (rot); selektierst du den Nackenknochen, wird der Kopf blau, d.h. von diesem Knochen nicht verformt.

An den Knickstellen soll sich das Mesh harmonisch verformen

Um das zu ereichen sollte der Armature Modifier vor (also �ber) dem Subdivision Surface Modifier angeordnet sein.

Lars soll mit den Achseln zucken k�nnen

Wenn Lars die Schulter bewegt, dann bewegt sich der Arm immer mit. Das soll beseitigt werden.

Selektiere (im Edit Mode) den Oberarm; verstecke ihn vor�bergehend mit [H] und extrudiere aus der Schulter einen Hilfs-Bone; benenne ihn um in MCH_shoulder.L.

Verfahre auf der rechten Seite genauso und nenne den Hilfs-Bone dort MCH_shoulder.R.

Dr�cke wieder [alt] + [H] (der Oberarm wird wieder sichtbar); selektiere den Oberarmknochen und dr�cke [alt] + [P] Clear Parent und f�ge den mit [strg] + [shift] + [C] den Copy Location Constraint hinzu.

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Die Finger sollen nur um die X-Achse rotieren k�nnen.

Selektiere im Pose Mode alle Finger und dr�cke [strg] + [R]. Aus dem sich �ffnenden Men� mit der Bezeichnung Set Rotation Mode w�hle XYZ Euler. Begr�ndung: Die standardm��ige Rotationsform bei Knochen ist Quaterion. Dies eignet sich eher f�r Kugel-gelenke wie z.B. das Schultergelenk.

Selektiere jetzt jedes einzelne Fingergelenk und klicke im Transformation Panel der Properties bei der Rotation auf das Schloss-Icon bei Y und Z, so dass dieses geschlossen wird. Auf diese Weise bleibt allein X als Rotationsm�glichkeit �brig.

Beachte: Die oben gezeigten Einschr�nkungen der Bewegungsm�glichkeiten eignen sich nur f�r Knochen, die in eine IK-Kette eingebunden sind.

Anfasser in beliebiger Form: Custom ShapeUm die Bewegungen durch Knochen noch einfacher (allerdings nicht unbedingt anschauli-cher) zu machen, kannst du die Knochen auch ganz verstecken und andere Formen zu de-ren Steuerung verwenden. Im Prinzip kann jede beliebige Form stellvertretend f�r einen Knochen benutzt werden, tats�chlich haben sich aber bestimmte Formen eingeb�rgert, die du immer wieder finden wirst, wenn du z.B. mit Meta-Rig oder MakeHuman arbeitest.

Ab h�ufigsten werden Kreise verwendet, die um die ihnen zugeh�rigen Knochen gelegt wer-den und an denen man dann ziehen kann, um z.B. Arme oder Beine zu bewegen:

Erzeuge im Object Mode einen Kreis. [shift] + [A] Circle. Gib diesem Kreis 12 Ecken (das ist ausreichend) und verkleinere ihn etwas mit [S] und Ziehen. Dieser Kreis ist jetzt gewisserma�en die Vorlage f�r den Custom Shape.

Selektiere das Rigg von Lars und wechsle in den Pose Mode. Selektiere dann den Oberarmknochen mit RMT.

Rufe jetzt �ber das Knochen-Icon die Bone-Eigenschaften auf und gehe in das Unterpanel Dis-play. Dort findest du das Feld Custom Shape. Wenn in das Feld klickst, �ffnet sich eine Auswahl, in der du Circle mit LMTausw�hlst.

Zun�chst einmal verschwindet jetzt der Knochen. Wenn du aber mit LMT ein H�kchen vor das Feld Wireframe setzt, erscheint stattdessen der Kreis, der ja als Formgeber fungiert. Allerdings ist dieser Kreis nicht korrekt ausgerichtet.

Um den Kreis um den Oberarm zu legen musst du noch einmal den Ausgangskreis im Object Mode anw�hlen, dann in den Edit Mode wechseln und durch Bewegen des gro�en Kreises den Kreis um den Oberarm an die richtige Stelle bugsieren. Am Ende sollte das Ganze dann so aussehen:

Gem�� der Konvention sollten wir diesen Kreis jetzt WGT_arm (anstelle von Circle) benennen. (WGT steht f�r widget: Window + Gadget.) – Wo? Im Unterpanel Item.

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�bertragung auf alle steuerbaren Knochen

Um diese Widgets f�r alle Knochen, die steuerbar sind, zu erzeugen, kann man diebetroffenen Knochen selbstverst�ndlich einzeln aufrufen und so behandeln, wie gerade beschrieben. �ber ein Addon l�sst sich diese Arbeit aber vereinfachen. Du solltest hierzu in den User Preferences das Addon Copy Attributes Menu aktivieren.

Bevor wir loslegen m�ssen wir die Wireframe-Option f�r alle Knochen aktivieren, die wir steuern wollen. Selektiere diese Knochen also, n�mlich rechten Ober- und Unterarm sowie den linken Unterarm. Dr�cke jetzt [shift] + [W] Draw Wire (in den Toggle Bone Options).

Selektiere schlie�lich noch den Knochen (linker Oberarm) aus, der diese Option bereits verwendet, indem du [strg] dr�ckst und auf dem Kreis mit RMT klickst. Jetzt kannst du [strg] + [C] Copy Bone Shape anw�hlen. Als Ergebnis sind jetzt alle ausgew�hlte Knochen mit einem Kreis versehen.

Du kannst das Ganze auch f�r die Wirbels�ule und den Kopf versuchen:

Selektiere die vier Knochen und einen Knochen, der bereits �ber ein Custom Shape verf�gt (also einen Kreis anklicken).

[shift] + [W] Draw Wire

[strg] + [C] Copy Bone Shape�bertragung auf den Root Bone

Wir brauchen einen Knochen, mit dem wir alles bewegen k�nnen.

Selektiere im Object Mode das gesamte Skelett, setze den Cursor an den Ursprungspunkt von Lars; wechsle in den Edit Mode und erstelle dort einen Knochen: [Shift] + [A] Armatur Single Bone.

Rotiere den Knochen so, dass er flach auf dem Boden liegt und schiebe ihn dann etwas nach hinten, so dass die Mitte des Knochens unter dem Mittelpunkt von Lars liegt.Nenne den Knochen root.

Dieser Knochen soll f�r alle Knochen Parent sein, die noch keinen Parent haben. Das sind die Steuerungsknochen f�r die beiden F��e und derSteuerungsknochen f�r den Torso. Selektiere also diese Knochen und am Ende den Root-Knochen.

Dr�cke jetzt [strg] + [P] Keep Offset.

Wechsle in den Pose Mode, selektiere den Root Bone und bewege ihn: Das gesamt Rigg bewegt sich mit.

Schlie�lich soll auch der Root Bone ein Widget bekommen:

Wenn du ein Meta-Rig erzeugt hast (s. n�chster Abschnitt) und auch den Rigify Button Generate bet�tigt hast, dann steht dir das Widget Root zur Verf�gung.

Selektiere also im Pose Mode den Root-Bone, aktiviere Wireframe im Untermen� Display und w�hle als Custom Shape WGT-root.

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Anstelle des Root-Bone erscheint jetzt eine Art Windrose zu F��en von Lars. Wenn du diese im Pose Mode selektierst, kannst du Lars als Ganzes bewegen.

Dennoch kannst du separat davon die �berigen Steuerungsknochen verwenden, also Lars z.B. mit dem Torso-Knochen in die Hocke gehen lassen.

Allerdings gibt noch ein (letztes) Problem: WGT-root bewegt zwar Lars in der X- und der Y-Richtung, aber bei Rotationen macht der Oberk�rper die Drehbewegungen nicht mit. Im Outliner kannst du sehen dass root nur der Parent der CTRL-Bones ist, aber nicht der Parent aller Knochen, wie es eigentlich sein sollte:

Selektiere also alle Knochen, von denen root bisher nicht Parent ist, und als Letztes root.

Wechsle in den Edit Mode.

[strg] + [P] Keep Offset

Jetzt kannst du mit WGT-root Drehbewegungen machen, denen auch der Oberk�rper folgt.

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6.6 Arbeiten mit Meta-Rig und RigifyModell erschaffen

Als Modell k�nnen wir noch einmal Lars verwenden.

Bones bzw. Armature einfÄgenBringe das Modell in die Front Ortho-PositionS.

Setze den Cursor auf den Nullpunkt.

F�ge die Armature ein: [Shift] + [A] Armature Human (Meta-Rig)

Aktiviere im Untermen� Display der Armature das Merkmal X-Ray(H�kchen), damit das Knochenger�st auch im K�rper sichtbar ist.

Skaliere das Metarig etwa auf die Gr��e des Modells.

Hinweis: In den Properties, Untermen� Item, sind alle Knochen mit Seitenangabe benannt. (Edit Mode, einzelnenKnochen selektieren.)

Damit das Ausrichten der Knochen achsensymmetrisch erfolgt, solltest du im linken Tool-Bar das K�stchen X-Axis Mirror mit einem H�kchen versehen. So musst du nur immer auf einer K�rperseite arbeiten.11

Im n�chsten Schritt m�ssen die Knochen an ihre richtigen Stellen gebracht werden. Im groben �berblick ist dies hiermit gegeben:

Bones im Detail ausrichten Die Hand ist zwar bei Lars nicht genau ausmodelliert: Lars hat nur vier Finger und jeder Finger hat nur ein Gelenk. Den kleinen Finger und die vorderen Fingerglieder kannst du ohne Bedenken l�schen.

Du solltest allerdings darauf achten, dass bei der Ausrichtung der Fingerknochen die Z-Achse immer nach unten zeigt.

Die Anzeige der Achsen kannst du in dem schon bekannten Untermen� Display errei-chen, indem du bei Axis ein H�kchen setzt.

Die Rotation der Knochen wird m�glich, wenn du nach Selektion des einzelnen Kno-chens [strg] + [R] dr�ckst oder in den Properties im Untermen� Transform im Feld Roll die Werte ver�nderst.

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Bei den n�chsten Abbildungen werden die Knochen als Stick dargestellt, um die Ausrich-tung leichter zu erkennen.

Das Schl�sselbein sollte von der Mitte zur Seite schr�g nach oben zeigen und von oben gesehen, schr�g nach hinten.

Die Wirbels�ule sitzt etwa so an der richtigen Stelle; ebenso die Knochen im Kopf.

Die F��e sollten von oben gesehen leicht nach au�en ge-stellt sein.

Die Knie sind von der Seite gesehen leicht eingeknickt.

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Verbindung des Modells mit der ArmatureDie Vorgehensweise bei dem Verbinden des Mesh mit der Armature weicht von dem bisher besprochenen Verfahren ab. Beachte dabei, dass bisher lediglich ein Meta-Rig eingef�gt worden ist.

Selektiere im Object Mode die Armature.

�ffne im Properties Editor die zur Armature geh�rigen Object Data:

Gehe ganz nach unten zum Untermen� Rigify Buttons und klicke LMT auf Generate. Nach kurzer Zeit wird ein neues Rig sichtbar. Wenn dies nicht zur Gr��e des Modells passt, kannst du durch Skalieren die Gr��e anpassen. Ohne weitere Manipulationen sollte es dann exakt in dein Modell passen. Diese Armatur soll jetzt dazu dienen das Mesh zu verformen.

Schalte unter Object Display X-Ray ein.

Selektiere die urspr�ngliche Armature (das Meta Rig) und l�sche sie: [X]; Delete.

�ffne wieder die zur Armature geh�ri-gen Object Data:

�ffne das Untermen� Skeleton.

Im Tool Bar gibt es jetzt ein Untermen� mit der Bezeichnung Rig Layers.

Dort ist erkennbar, dass die Knochen auf einzelne Layers verteilt sind. Unter Skeleton kannst du sehen, welche Layers belegt sind: Alle mit einem Kreis. Sind diese dar�ber hinaus dunkelgrau hinterlegt, so sind sie auch aktiv. Wenn du z.B. auf head klickst, wirst du bemerken, dass der erste Layer hellgrau wird, also nicht mehr aktiv ist.

Neben den Namen der Layers stehen in Klammern Erl�uterungen. IK, FK und Tweak.

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Klicke auf den drittletzten Layer in der unteren Reihe (Kreis). Jetzt werden im Modell wieder Bones sichtbar.

Klicke jetzt im Object Mode mit RMT das Mesh an und dann (Reihenfolge ist wichtig!) mit [Shift] + RMT die Armature.

Dr�cke jetzt [strg] + [P] und w�hle dann Arma-ture Deform With Automatic Weights.

Wechsle in den Pose Mode.

Wenn du jetzt probehalber mit RMT einen Knochen anklickst, kannst du Lars bewegen. Sogar ein kleines Filmchen k�nntest du jetzt schon anfertigen.

Einflussbereich der Bones im Modell festlegen Klicke im Pose Mode z.B. den Schulterknochen mit RMT an. Klicke danach auf das Mesh mit RMT. Blender wechselt jetzt automatisch in den ObjectMode.

Wechsle jetzt in den Weight Paint Mode.Die Bones und das Mesh sind jetzt eingef�rbt: Blau bedeutet, der Bone hat keinen Einfluss auf das Mesh; gelb: v�lliger Einfluss; rot liegt dazwischen.

Du kannst die �brigen Bones durch (doppelten) Klick mit RMT aufrufen.

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Welcher Anfasser bewegt was?In den folgenden Tabellen wird erl�utert, welche K�rperteile durch welche Handles in wel-cher Weise bewegt werden. Dabei werden nacheinander die verschiedenen Rig Layers be-arbeitet. Die folgende Tabelle gibt einen �berblick, welche K�rperteile welchem Layer zuge-ordnet sind. Die grau hinterlegten Layer sind nicht belegt.

1Head

2 3Torso

4 5Fingers

6(Tweak)

7Arm.L(FK)

8Arm.R

(IK)

17Arm.L

(Tweak)

18Arm.R(FK)

19Arm.R

(IK)

20Arm.R

(Tweak)

21Leg.L(FK)

22Leg.L(IK)

23Leg.L

(Tweak

24Leg.R(FK)

9Leg.R (IK)

10Leg.R

(Tweak)

11 12 13 14 15 16 25 26 27 28 29Root

30Bones

31Bones

32Bones

Layer 1 - Head

Handle Bewegung durch Wirkung Beispiel

Kreisoben Rotation Drehung des Kopfes in alle Richtungen

Kreisunten Rotation Drehung des Halses in alle Richtungen – unter weitgehen-

der Beibehaltung der Stellung des Kopfes

Layer 3 - Torso


Kreisoben Rotation Drehung des Brust und Schulterbereichs in alle Richtun-

gen

KreisMitte Rotation Bauchtanz

Kreisunten Rotation Verschwenkung des gesamten Unterk�rpers samt Beine

Kasten Location &Rotation Bewegung des gesamten Mesh‘ in alle Richtungen

Schl�s-selbein Rotation Drehung der Schulter (mit Arm) nach oben und unten

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Layer 5 - Fingers


Finger-kuppen Rotation Drehung der Finger als Ganzes in alle Richtungen

Kn�chel Rotation Bewegung des Handr�ckens au�en

Layer 6 – Fingers - Tweak


Kreise Rotation Drehung der Fingerglieder in alle Richtungen

Layer 7 – Arm.L (FK)


Kreise RotationScale

Drehung des Ober- und Unterarms sowie der Hand in Richtung der Gelenke

Layer 8 – Arm.L (IK)


Layer 9 – Leg.R (IK)


37

Layer 10 – Leg.R (Tweak)


Doppel-Kreise Location Verschiebung in alle – auch unm�gliche – Richtungen

Layer 17 – Arm.L (Tweak)


Doppel-Kreise Location Verschiebung in alle – auch unm�gliche – Richtungen

Layer 18 – Arm.R (FK)

Wie Layer 7, nur rechts.

Layer 19 – Arm.R (IK)


Layer 20 – Arm.R (Tweak)

Wie Layer 17, nur rechts.Layer 21 – Leg.L (FK)


Kreisoben Rotation Schwenken des Beins in alle Richtungen

im H�ftgelenk

KreisMitte

Rotation(X)

Schwenken des Unterschenkel nach vorn und hinten im Kniegelenk

Kreisunten Rotation Schwenken des Fu�es in alle Richtungen

im Gelenk des Hackens

Kreisuntenvorn

Rotation Schwenken des Zehs in alle Richtungen (Lars hat keine Zehen)

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Layer 22 – Leg.L (IK)

Wie Layer 9, nur links.

Layer 23 – Leg.R (FK)


Layer 24 – Leg.L (FK)

Wie Layer 10, nur links.

6.7 Welcher Anfasser bewegt bei MakeHuman Modellen was?Bei Modellen die mit MakleHuman erstellt und dann nach Blender importiert wurden, finden wir etwas andere Zuweisungen der Layer und Anfasser als beim Metarig. M.E. sind diese logischer und einfacher zu handhaben.1 2

Spine3

Collar-bone.L

4Arm.L

5 6Leg L

7 8Fingers.L

17 18 19Head

20Palm.L

21 22 23 24

9 10 11Collar-bone.R

12Arm.R

13 14Leg.R

15 16Fingers.R

25 26 27 28Palm.R

29 30 31 32

Layer 2 – Spine


Kreisoben am

KopfRotation Schwenken des Kopfs in alle Richtungen

Kreisam Na-

ckenRotation Schwenken des Kopfs mit dem Hals in alle Richtungen

ShoulderBone Rotation Drehung des gesamten Arms (rechts bzw. links)

KreisSchulter-

h�heRotation

Schwenken des Oberk�rpers nach vorn, hinten und zur Seite;

Arme werden mitbewegt.(Drehpunkt in Schulterh�he)

KreisBrust-h�he

Rotation

Schwenken des Oberk�rpers nach vorn, hinten und zur Seite;

Arme werden mitbewegt.(Drehpunkt in H�fth�he)

39

Kreise in Bauch-h�he

Rotation

Schwenken des Oberk�rpers nach vorn, hinten und zur Seite; Arme werden mitbewegt. Beide Handles haben die

gleiche Wirkung(Drehpunkt in H�fth�he)

Wellenlinie Rotation Location Bewegen und Drehen des gesamten Mesh‘

Layer 3 & 11 – Collarbone (Schulterknochen)


InnererBone Rotation Schwenken des Arms in alle Richtungen

(Drehpunkt mehr au�en)

�u�ererBone Rotation Schwenken des Arms in alle Richtungen

(Drehpunkt mehr innen)

Layer 4 & 12 – Arm


Kreisoben Rotation Schwenken des Oberarms in alle Richtungen

(Drehpunkt im Schultergelenk)

Kreisunten Rotation Schwenken des Unterarms nur in der X-Richtung

(Drehpunkt im Ellenbogengelenk)

Kasten Rotation Drehen der Hand im Handgelenk

40

Layer 6 & 14 – Leg


Kreisoben Rotation Drehen des Beins in alle Richtungen

(Drehpunkt im H�ftgelenk)

Kreisunten Rotation

Drehen des Unterschenkels nur in der Z- und derX-Richtung

(Drehpunkt im Knie)

Kastenhinten Rotation Drehen des Fu�es (nur ohne Schuhe sichtbar)

Kasten vorn Rotation Drehen der Zehen (nur ohne Schuhe sichtbar)

Layer 8 & 16 – Fingers


Hintere Finger-glieder

Rotation Drehen alle Richtungen

VordereFinger-glieder

Rotation Drehen nur in der X-Richtung

Layer 19 Head


Unterkiefer Rotation Location

�ffnen bzw. Schlie�en des Mundesund Verschiebung des Unterkiefers.

Zunge RotationDurch Drehen von Spitze, Mittelteil und Wurzel der Zunge k�nnen beliebige Zungenstellungen

erzeugt werden.

Augenlider RotationDurch Drehen von oberem und unterem Augen-

lid in der Seitenansicht k�nnen die Augen geschlossen und ge�ffnet werden.

Augen RotationDurch Rotation mit [R] + [Z], [R] + [X] oder

[R] + [Y] k�nnen die Augen in beliebige Richtungen gedreht werden.

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Layer 20 & 28 – Palm


Finger-glieder Rotation

Die Knochen in der Handfl�che k�nnen einzeln oder gemeinsam bewegt werden. Als Resultat

werden die Finger als Ganzes bewegt.

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6.8 Rigging eines Vierbeiners (Parenting With Automatic Weights)Modell erschaffen

Als Model verwenden wir Doggy:

Bones bzw. Armature einfÄgenDie Armature �hnelt sehr der f�r einen menschlichen Character, nur dass die Knochen im Schulter- und Beckenbereich etwas anders ausgerichtet sind.

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Verbindung des Modells mit der ArmatureBevor du das Modell mit der Armatur verbindest, soll-test du Doggy auf eine realistische Gr��e bringen und dann auf 1 skalieren:

Selektiere im Object Mode Mesh und Armature gleichzeitig und dr�cke [S]; am Ende sollte bei Dimensions der Z-Wert etwa bei 1,40 liegen.

Dr�cke [strg] + [A] und w�hle Scale aus. Alle Werte f�r die Skalierung haben jetzt den Wert 1.

W�hle im Object Mode zun�chst das Mesh aus und dann die Armature. Dr�cke dann [strg] + [P] und w�h-le dann aus With Automatic Weights.

Wechsle jetzt in den Pose Mode: Die Knochen sind jetzt alle Blau. Wenn du einzelne Knochen anklickst, kannst du die zugeh�rigen Gliedma�en schon bewegen. Allerdings kann es an einigen Stellen noch unsch�ne Falten oder Br�che geben. Das wird im n�chsten Abschnitt beseitigt.

Einflussbereich der Bones im Modell festlegen (Weight Painting)Wenn du Doggy als Mesh selektierst und dann die Object-Data (Dreieck im Properties Editor), kannst du erkennen, dass mit dem letzten Schritt f�r jeden Knochen die zugeh�rige Vertex-Group angelegt worden ist.

Die Namen der Vertex Gropus hat Blender von den Namen der Knochen �bernommen. (Die Anzeige der Namen kannst du im Men� der Objekt Data f�r die Armature einblenden, wenn du im Untermen� Display ein H�kchen vor Names setzt.)

Mit Weight Painting lassen sich die Vertex-Groups des Objekts steuern. Von Object Mode kannst du in den Weight-Paint Mode wechseln.

(Die Beschreibung ist unvollst�ndig. Fortsetzung folgt.)

Documents

Blender – Das Handbuchblender-handbuch.de/handbuch/Kap. 6 2015-06-13.pdf · 3 6 Rigging 6.1 Basics Begriffe Armature meint im Englischen (neben verschiedenen anderen Bedeutungen)