Guia01_Creación de personaje y rigging

Guia01_Creación de personaje y rigging

Universidad de El Salvador
Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Escuela de Ingeniería de Sistemas Informáticos
Guía de practica 01
Compdes 2015
“Tema: Desarrollo de videojuegos para apoyar el
Proceso de enseñanza-aprendizaje en la
Universidad de El Salvador
utilizando Unity3D y Blender”
Elaborado por:
Br. José Giovanni Cruz Cordero.
Br. Oscar Raúl Pleitez Trujillo.
Br. Carlos Gerardo González Serrano.
Br. Milton Enrique Ramírez Nery.
Ing. Boris Alexander Montano Navarrete.
Ing. César Augusto González Rodríguez.
Ciudad Universitaria, 29 de junio de 2015.
Contenido
Creación de modelo en blender. ......................................................................................................... 1
Manipulación del personaje por medio de Rigging. ........................................................................... 7
1
Creación de modelo en blender.
Utilizaremos un modelo humanoide básico, la cantidad de polígonos corresponderá a un personaje
pensado para dispositivos móviles (Low Polygonal), los cuales rondan entre los 300 a 1500
poligonos.
1. En la vista 3D cree un objeto, si este no existe, por lo general al iniciar Blender, en la vista
3D podremos visualizar un cubo, al crear un nuevo documento, podemos utilizar este
objeto como una base para la creación de nuestro modelo, igualmente aparece una luz y
una cámara por defecto, podemos ignorar estos últimos dos por el momento.
2
2. Cambiamos al modo de edición, puede hacerlo con la tecla Tabulación, en este modo el
objetivo será editar la malla según el siguiente patrón.
3
3. Primero configuraremos las imágenes de fondo que utilizaremos como referencia. En la
vista 3D, de click sobre el menú View, y luego en la opción Properties, o presione la tecla
N para desplegar el panel de Propiedades, si no lo tiene visible.
4. En el panel de propiedades, en la sección Background Images de click en Add Image, y
luego en Open, seleccione la imagen que utilizará como fondo para el plano frontal, en la
opción Axis seleccione Front.
4
5. Repita el paso 4, para la imagen que se utilizará como fondo para el plano derecho, esta
vez en la opción Axis seleccione Right.
6. Para intercambiar entre las vistas que tienen fondo de referencia, puede utilizar las teclas
numéricas 1 para la vista frontal y 3 para la vista del plano derecho.
7. Ahora que tiene configuradas las imágenes de referencia podemos trabajar en la malla.
Para agregar vértices en el espacio lo puede realizar manteniendo presionada la tecla Ctrl
seguido de un click izquierdo del ratón. Si mantiene presionada la tecla Ctrl mientras sigue
haciendo clicks, los vértices agregados se irán conectando automáticamente.
5
8. Igualmente en cualquier momento puede hacer una extrusión desde cualquier vértice
presionando la tecla E, y desplazando el cursor del ratón al lugar donde quiere dejar el
vértice, o moverlo al lugar final posteriormente, puede auxiliarse de los de los
manipuladores, recuerde que estos funcionan en las 3 dimensiones si quiere mover el
vértice en un solo eje deberá hacerlo por medio de las líneas correspondientes a cada eje
(rojo para X, verde para Y, y celeste para Z). Para unir vértices sin conexión puede
seleccionarlos y presionar la tecla F para generar una arista entre ambos o puede utilizar la
combinación Alt+M para mezclar los vértices ya sea orientado al centro o a uno de los
vértices que participen en la mezcla.
9. Auxíliese de los fondos para el posicionamiento de los vértices para crear el modelo
tridimensional.
10. Puede crear la configuración de vértices, sólo de un lado, tal y como se muestra en las
imágenes anteriores, para utilizar un modificador de espejo, para tener una simetría con
6
respecto al eje X. Para ello, una vez terminada la malla diríjase a la ventana Properties,
sección de modificadores (Modifiers), y agregue un modificador de espejo (Mirror).
11. Al agregar el modificador veremos cómo ahora la malla luce completa.
7
Nota aclaratoria: Para que el modificador funcione de manera correcta los vértices que se
combinaran por el modificador deberán estar en la posición 0.0000 del eje con respecto al cual
funciona el espejo.
Manipulación del personaje por medio de Rigging.
Después de completar un personaje, es necesaria una forma de manipularlo para poder animarlo
o simplemente posicionarlo de cierta forma, y es ahí donde el rig entra en escena.
El comúnmente llamado rigging es el proceso de colocar un esqueleto a la malla de un personaje,
lo que permite deformarlo y posicionarlo de diferentes formas. Deformar un objeto de esta
manera no alterará esencialmente a su malla. Por tanto, los cambios podrán ser modificados o
deshechos o combinados otra pose, fácilmente.
El siguiente es un flujo de trabajo típico al crear un aparejo:
1. Agregar un esqueleto, comenzando por un hueso individual.
Los esqueletos son como los esqueletos verdaderos; proveyendo la estructura de una malla para
que pueda ser animada o posada.
8
Para nuestro modelo el esqueleto que trabajaremos será el siguiente:
Para crear un nuevo esqueleto en la vista 3D damos click en la opción Add y luego en Armature,
ahí seleccionaremos Single Bone, dependiendo de las extensiones que tengamos instaladas en
nuestro Blender podremos visualizar diferentes opciones en este menú pero, por el momento
haremos el esqueleto desde cero.
Esta acción nos creará un solo hueso en el origen, ahora entraremos al modo de edición (por
medio de la tecla Tabulación) del esqueleto y lo acoplaremos de acuerdo al modelo que hemos
realizado previamente.
9
2. Agregar más huesos según sea necesario y vincularlos entre sí para formar
"extremidades". (es posible realizar una extrusión de un hueso existente, lo que creará un
nuevo hueso subordinado al anterior; o agregar primero nuevos huesos, para vincularlos
luego.)
Primeramente dejaremos el hueso raíz en la parte central del modelo, dicho hueso es el que
controla la posición, rotación y escala del modelo arraigado al esqueleto.
10
En este momento nos puede resultar sumamente útil una opción del esqueleto, llamada Rayos X,
la cual nos permite activar la visualización del esqueleto sin importar si hay una malla que lo cubra.
Para activarla, en el panel de propiedades seleccione el subconjunto Armature, y en el grupo
Display, seleccione X-Ray.
Ahora debemos ir creando los huesos extra para el resto del esqueleto, para esto podemos ir
extruyendo otros huesos a partir del hueso raíz.
Seleccione el elemento superior del hueso origen y presione la tecla E, luego mueva el mouse
hasta tener el tamaño del nuevo hueso deseado, también puede modificar el tamaño del hueso
posterior a su creación.
Cree tantos huesos como crea necesarios para la columna y la cabeza.
En la imagen se puede apreciar, una sugerencia de los huesos necesarios para la columna y la
cabeza, en este caso se realizaron cuatro extrusiones a partir del hueso raíz, los orígenes de la
extrusión se han marcado con circunferencias rojas para hacerlo más evidente.
Ahora para crear los brazos agregaremos un hueso huérfano, esto lo podemos realizar
presionando el menú Add y seleccionando la opción Single Bone, o con la combinación de teclas
Shift + A, luego coloquemos el hueso de manera que obtengamos el símil a una clavícula.
Ahora para agregar una vinculación con el resto del esqueleto seleccione el hueso más próximo
junto con el hueso recién creado y ejecute la combinación de teclas Ctrl + P, de esta manera
haremos una relación de parentesco, seleccione la opción Keep Offset.
11
Note como se genera una línea punteada indicando el parentesco.
De la misma manera que creó las clavículas cree el resto de los huesos con parentesco donde sea
necesario.
12
En las imágenes se puede apreciar nuestra propuesta de esqueleto para el modelo creado
previamente.
3. Aplicar restricciones a los huesos (p.ej. un codo humano es capaz de girar unos 170 grados
en un solo plano).
En este caso no aplicaremos ningún tipo de restricción a nuestro esqueleto, pero si quisiéramos
agregar podemos hacerlo por medio del panel de propiedades en la opción de Bone Constraints,
por medio del botón Add Bone Constraint, y escoger entre una gran gama de restricciones de
transformación, seguimiento y relación, aquí se puede hacer el establecimiento de movimientos
multi-huesos por medio de cinemática inversa.
4. Definir una posición de 'reposo' (predefinida) al esqueleto.
La posición de reposo en nuestro caso será la posición inicial con la cual hemos creado el modelo y
adecuado el esqueleto.
5. Enlazar una malla (cuerpo) al esqueleto (operación comunmente llamada 'skinning') y
definir cómo el movimiento del esqueleto afectará a la malla (pliegues, flexiones, etc).
Para crear el enlace lo haremos creando una relación de parentesco y configurando pesos
automáticos para la definición de superficie que será movilizada por cada hueso.
13
Primero, en el modo de objetos, seleccione la malla a la cual queremos emparentar y luego el
esqueleto que definirá su movimiento, en este caso el orden es importante porque, en esta
relación el esqueleto siempre debe ser el padre, por tanto será el último en seleccionarse, esto
puede ser útil en caso que nuestro modelo sea multi-malla y queramos relacionar más de un
objeto al mismo esqueleto.
Luego utilice la combinación de teclas Ctrl + P, al igual que lo hizo dentro de la construcción del
esqueleto, y seleccione la opción With Automatic Weights.
De esta manera se habrá creado una relación con pesos de movimiento de acuerdo a la
disposición de los huesos del esqueleto, podrá verificar que en la malla se ha creado un
modificador de la Armature que se ha emparentado, seleccionando la malla y dando click en el
panel de propiedades en la sección Modificadores.
14
Si lo desea puede modificar los pesos automáticos generados durante la creación de la relación
cambiando los modos de cada objeto, para esto seleccione el esqueleto y cambie a Pose Mode,
luego seleccione la malla y cambie al modo Weight Paint.
Ahora puede visualizar la manera en la que cada hueso tiene influencia sobre la malla.
Las tonalidades rojas tienen una relación del 100% sobre el movimiento o transformación del
hueso seleccionado, a medida los tonos se van acercando al azul la influencia comienza a bajar así
tendríamos relaciones aproximadas de acuerdo a los tonos de naranja con un 75%, amarillo con un
50% verde con un 25%.
15
Para modificar la forma en que los huesos influyen sobre la malla sólo tenemos que modificar los
colores que denotan el grado de influencia en cada parte de la malla según el hueso que tengamos
seleccionado, para hacer esto tenemos una amplia gama de pinceles ya sea para agregar o
eliminar influencia por medio de pintura de expresión en la malla.
Para seleccionarlos sólo tenemos que dar click en el panel de herramientas donde aparece el
pincel por defecto.
De la misma manera podemos parametrizar, por medio del panel de herramientas, ciertos valores,
como el peso, radio y fuerza del pincel.
16
Si por ejemplo quisiéramos que el hueso del hombro derecho influyera en parte de la malla que
representa la cabeza, tenemos que agregar pintura de expresión en la cabeza teniendo
seleccionado el hueso del hombro derecho.
Si la pintura de expresión automática no ha quedado de la manera que esperaba puede hacer
modificaciones por este medio.
6. Dar poses al esqueleto. (Existen varios métodos: Colocando cada hueso del esqueleto de
forma manual, o copiando un esqueleto de ejemplo, o haciendo que los huesos sigan a
una curva, o haciendo que el esqueleto siga a datos externos de captura de movimiento).
En esta sección nosotros crearemos las poses jugando con la línea de tiempo para crear las
animaciones que estarán dentro de Unity.
Primeramente para crear las poses tenemos que estar en Pose Mode en el esqueleto, y luego
movilizar los huesos creando las poses que necesitemos, para esto nos podemos auxiliar de las
vistas directas por medio del pad numérico, con los botones 7, 1, 3 y con las vistas directas
inversas por medio de las combinaciones de teclas Ctrl + 7, Ctrl + 1, Ctrl + 3.
Para poder hacer un manejo de la dimensión tiempo tendremos que abrir dos ventanas nuevas la
primera es la Timeline, de la cual sólo necesitaremos la barra de tareas, y la segunda es la ventana
Dope Sheet, las cuales funcionan de manera conjunta.
17
Para realizar las animaciones primero presione el botón de Inserción de Fotogramas Clave
Automáticos, para que se comiencen a grabar los movimientos, luego seleccione el fotograma
donde hará la primera pose y modifique los huesos de manera que tengamos la primera pose.
Luego repita estos pasos para los siguientes fotogramas creando nuevas poses para cada
fotograma.
18
Puede guiarse por medio de la siguiente secuencia de movimientos para crear las diferentes poses
para la animación del caminado.
19