【LightWave 3D】ボーンだけで腕のIK/FKリグを組む

”ボーンだけで腰を振れる背骨のリグを組む”の
続きになります。
IKとFKを切り替えられるリグの事。
IKはインバースキネマティクスの略で
逆に動くという意味。
手首のコントローラーを動かす事で
腕を動かします。
FKはフォワードキネマティクス。
上腕や前腕のボーンを回転させて
腕を動かします。
3DCGアニメーションの
練習動画で使ったリグです。
IKで腕がフリップしたり
曲げた肘のメッシュが破綻したり
手首が細くなったり
色々問題が多かった自作リグ。
問題点を直して
使えるリグに改良しました。

手の平のボーンを
腕のIKゴールの回転と同期させる事で
手が床にぴったりくっ付いたまま
腕立て伏せが出来るようになっています。
肘のメッシュの破綻も修正。
3DCGアニメーション練習動画では
IKでブランコの棒を掴めなかったんですが
改良したリグのIKでは
掴めるようになりました。

レンダリング画像。

それでは
改良して使えるようになった
腕のIK/FKリグをボーンだけで
組んで行きましょう。
ボーンだけで腕のIK/FKリグを組む
前回の続きなので
”ボーンだけで腰を振れる背骨のリグを組む”の
ファイルを
モデラーに読み込みます。
腰を振れる背骨のリグの記事はこちら
モデラーでの作業
腕のスケルゴンの作成から。
肩のスケルゴンの作成
背面ビューから。
セットアップ>スケルゴン>スケルゴン作成で
肩のスケルゴンを作成。

セットアップ>スケルゴン>スケルゴン名変更で
スケルゴンに名前を付けます。

このように付けました。
長いスケルゴンはFKの時に
腕の上げ下げをするコントローラーです。
分かりやすくする為に
脚と背骨のスケルゴンを
レイヤー1に残して
肩のスケルゴンをレイヤー2に移動します。
shoulder_Lを選択。

上面ビューからスケルゴン作成。

Z方向に伸ばしました。
その他のウィンドウ>情報
詳細>ポイント>整列を駆使して
スケルゴンを
上面ビューから見て垂直水平に整えます。
ポイント情報はショートカットキーIで
整列はショートカットキーV。
変形>移動>整列>
最終ポイントのX座標への整列
最終ポイントのY座標への整列
最終ポイントのZ座標への整列なんかも便利です。
Z方向に作成したスケルゴンに名前を付けます。

このスケルゴンは
IKを使う時に
肘の上げ下げをコントロールするので
elbow_IK_ctrl_Lと名前を付けました。
腕のスケルゴンを作成
もう1回shoulder_Lを選択。

上面ビューからスケルゴン作成で
腕のスケルゴンを作成します。

上腕にあたるスケルゴンを選択。

スケルゴン作成で肘のスケルゴンを作成。

上腕を選択して肘のスケルゴンを作成。
ポイント情報と整列を駆使して
肘のスケルゴンを垂直にして
前腕のスケルゴンの先端を
arm_FK_ctrl_Lの先端とぴったり合わせます。

統合したり結合したりはしません。
腕のスケルゴンに名前を付けます。

上腕はupper_arm_L前腕はfore_arm_L
肘はelbow_Lと付けました。
手のスケルゴンを作成
次は手のスケルゴンを作成します。
fore_arm_Lを選択。

背面ビューからスケルゴンを作成。

更にもう1回fore_arm_Lを選択して
同じ方向にスケルゴンを作成。

ポイント情報と整列を駆使して
作った手のスケルゴンを
水平にして
名前を付けます。

長いスケルゴンはarm_IK_goal_L
短いスケルゴンはhand_Lと付けました。
fore_arm_Lを選択して
セットアップ>スケルゴン>スケルゴン分割。

分割したスケルゴンに名前を付けます。

wrist_Lと付けました。
指のスケルゴンを作成
次は指のスケルゴンを作成します。
まずは親指から
上面ビューで3本スケルゴンを作成。

次は人差し指。
背面ビューで3本スケルゴンを作成。

人差し指のスケルゴンを選択して上面ビューから
マルチ加工>複製>複製。

中指と薬指と小指を作ります。
複製数は3で
オフセットはZ方向に15mmを指定。
指を移動して位置を整えたら
名前を付けます。

親指はthumb
人差し指はindex
中指はmiddle
薬指はring
小指はlittleと
名付けました。
数字は
第一関節は1
第二関節は2
第三関節は3にしています。
指の数字を逆に付ける人が多いですが
こっちの方が自然ですね。
スケルゴンエディター
スケルゴンを並べ終わったので
スケルゴンエディターで
ピッチの軸の方向を
設定して行きます。
めんどくさい作業が続きますが
頑張りましょう。
3DCGとはめんどくさい物。
腕のスケルゴンを全選択して
セットアップ>スケルゴン>スケルゴンエディター。

とりあえず全ての腕のスケルゴンのバンクを
-Zに整列。

shoulder_Lと
arm_FK_ctrlと
elbow_IK_ctrl_Lのバンクを
+Yに整列。

shoulder_Lと
arm_FK_ctrlと
elbow_IK_ctrl_Lの
ピッチが縦になりました。

hand_Lと
arm_IK_goal_Lと
人差し指と中指と薬指と小指を選択して
+Yに整列。

hand_Lと
arm_IK_goal_Lと
人差し指と中指と薬指と小指のピッチが
上を向きました。

この作業はレイアウト側で
hand_Lとarm_IK_goal_Lと
人差し指と中指と薬指と小指のピッチ(緑の円)が
背面ビューで円に見えるようにしたいからです。
腕のスケルゴンを
マルチ加工>複製>鏡面 Xで鏡面コピーします。

右腕のスケルゴンの語尾を
スケルゴン名変更で_Lから_Rに書き換え。

指の数が多いので大変ですが
遠い目をしながら
ひたすら名前を変更して行けば
そのうち終わります。
画像では視認性を上げる為に
スケルゴンに色を着けました。
スケルゴンの色の変更は
詳細>ポリゴン>スケッチ色です。
スケルゴンツリーのスケルゴン名を
ダブルクリックすると名前変更が出来るので
スケルゴンツリーで名前を変更すると
楽かも知れません。

腕のスケルゴンをレイヤー1に
コピー&ペーストします。
腕のスケルゴン完成。

これでモデラーでの作業は終了です。
ファイルに名前を付けて保存して
レイアウトに読み込みます。
レイアウトでの作業
セットアップ>追加>スケルゴン変換で
スケルゴンをボーンに変換。

シーン編集エディタを開いて
分かりやすいように
ボーンに
色を着けました。

親子関係がバラバラですが
一つ一つ親子付けをして行きます。
脚の親子付けは今回説明しないので
前回の
”ボーンだけで腰を振れる背骨のリグを組む”の
記事を見てください。
腰を振れる背骨のリグの記事
ボーンの親子付け
まずは背骨から。

spineから下の階層と
hipをrootの子にします。
次は右肩。
shoulder_Lから下の親子付け。

elbow_IK_ctrl_Lを
arm_FK_ctrl_Lの子に。
elbow_IK_ctrl_L
upper_arm_L
elbow_L
fore_arm_L
wrist_L
hand_Lの順に子にして行きます。
次は指。

index3_Lから下の階層と
middle3_Lから下の階層と
ring3_Lから下の階層と
little3_Lから下の階層と
thumb3_Lから下の階層を
hand_Lの子にします。
右腕も左腕と同様に親子付け。

IK_goalはオブジェクトの子にします。

shoulder_Lから下の階層と
shoulder_Rから下の階層を
chestの子にして
腕の親子付け終了。

この形が完成形です。

中心点回転記録
一番難しいのがここ。
shoulder_Lと
arm_FK_ctrl_Lと
elbow_IK_ctrl_Lを
セットアップ>変形>オリエンテーション>中心点回転記録。

レイアウト側でピッチの方向を直そうとして
ボーンツイストを使ってから
中心点回転記録をすると
ボーンが無効になる事があります。
ボーンが点線になっているのは
ボーンが無効の時です。

ボーンプロパティを開いて
ボーン有効にチェックを入れます。

3DCGアニメーションの練習動画で
手首が細くなってしまったのは
wrist_Lがボーン有効に
なっていなかったのが原因でした。
中心点回転記録の後は
ボーンが
無効になっていないか
ちゃんと確認しましょう。
shoulder_Lとarm_FK_ctrl_Lと
elbow_IK_ctrl_Lの回転軸。

shoulder_Lとarm_FK_ctrl_Lは
ピッチの緑の輪っかが背面ビューで円に見えます。
arm_FK_ctrl_Lだけは
背面ビューから見て
ピッチの緑の円が
正面を向かないようです。
残りの全ての左腕のボーンに
中心点回転記録で数値をリセットします。
腕と親指の回転軸。

上面ビューから見て
ピッチの緑の輪っかが円に見えます。
hand_Lとarm_IK_goal_Lと
人差し指と中指と薬指と小指の回転軸。

hand_Lとarm_IK_goal_Lと
人差し指と中指と薬指と小指は
背面ビューから見て
ピッチの緑の輪っかが円に見えます。
IKの設定
いよいよIKの設定をして行きます。
elbow_IK_ctrl_Lの
モーションオプションの設定から。

IKとモディファイヤ>
子孫のIK効果を及ぼさないにチェック。
upper_arm_Lのモーションオプション。

制御と制限>回転>
ヘディング制御と
ピッチ制御を
インバースキネマティクス。
elbow_Lのモーションオプション。

制御と制限>回転>
ピッチ制御をインバースキネマティクス。
fore_arm_Lのモーションオプション。

制御と制限>回転>
ピッチ制御をインバースキネマティクス。
hand_Lのモーションオプション。

IKとモディファイヤ>
ゴールオブジェクトをarm_IK_goal_L。
ゴール回転と同期と
ゴール接着にチェック。
次はarm_IK_goal_Lのボーンプロパティ。

固定長を3mm
ボーンアイコンサイズは10000.0%に設定。
これでIKの設定は終了です。
IKの動かし方
IKの動かし方は
黄色いarm_IK_goal_Lを
移動したり
回転させたりします。
肘の高さは
赤いelbow_IK_ctrl_Lの
青い輪っかのバンクを
回転させてコントロール。
arm_IK_goal_Lを上下に動かすと
フリップしやすいので
フリップしたら赤いelbow_IK_ctrl_Lを
緑の輪っかのピッチ軸に回転して直します。

hand_Lのゴール回転と同期に
チェックを入れた事で
手の平が床に固定されて
腕立て伏せのようなモーションが出来ます。

FKの設定
次はFKの設定です。
arm_FK_ctrl_Lのボーンプロパティ。

固定長3mm
ボーンアイコンサイズ10000.0%に設定しました。
elbow_Lのモーションオプション。

制御と制限>回転
回転アイテムをfore_arm_Lに設定。
ピッチ制御をアイテムと同じ。
×/+に0.5。
×/+に0.5を設定する事で
腕のボーンを回転させてもelbow_Lが
upper_arm_Lとfore_arm_Lの
真ん中の角度になります。
真ん中にならない時は
-0.5にすると良いそうです。
hand_Lのモーションオプション。

IKとモディファイヤ>
ゴール回転と同期と
ゴールを接着の
チェックを外しました。
elbow_Lのピッチ制御を
インバースキネマティクスにしておいて
wrist_LのIK/FKブレンディングを
100%にしてもFKに出来ます。
elbow_Lのモーションオプション。

wrist_Lのモーションオプション。

hand_Lの
ゴール回転と同期と
ゴールを接着のチェックを外さなくて良いので
こっちの方が楽かも知れません。
これでFKの設定は終了。
FKでの動かし方
FKではまず
緑色のarm_FK_ctrl_Lを
緑の輪っかのピッチ軸に回転させて
腕を下げてください。

upper_arm_Lと
fore_arm_Lを
ピッチ軸に回転させる事で
腕を振ります。
IKに戻すには!?
IKに戻すには
elbow_Lのモーションオプションで
ピッチ制御を
インバースキネマティクスに変更。
hand_Lのモーションオプションの
IKとモディファイヤ>
ゴール回転と同期と
ゴール接着にチェックを入れます。
ボーンだけで組む
腕のIK/FKリグの完成です。

ちょっと腕が短い気がしますが
各自
自作のキャラクターに
適宣合わせてください。
肘のメッシュの破綻を直した方法
”3DCGアニメーションの練習”動画では
逆上がりのアニメーションで
腕を曲げた時に
肘のメッシュが破綻していました。
それを今回直したんですが
直した方法を解説。

腕を曲げた時に肘のメッシュが
破綻したのは
肘のボーンが
外側ギリギリにあったからです。

upper_arm_Lを選択して
セットアップ>変形>チップ移動。

手のボーンがずれてしまいましたが
fore_arm_Lを3回ぐらい
チップ移動とチップ移動解除を繰り返したら
手のボーンが丁度良い位置に戻りました。
モーションを付けてしまっていたので
レイアウト側でやりましたが
新しくアニメーションを作るなら
モデラー側でスケルゴンを直した方が良さそうです。

ポイントを選択して
肘のスケルゴンを中央に寄せます。

またレイアウト側でリグの設定を
一からやり直しになってしまいますけど。
お疲れさまでした。
ボーンだけで組む
腕のIK/FKリグは終了です。
参考にしたブログはこちら。
鱒木様のメモ帳
ありがとうございました。
”3DCGアニメーションの練習”動画の時の
上手く行かなかったところを
かなり解消出来たのでは
ないでしょうか。
自作リグは組むのが大変なので
おとなしく
GENOMA2のヒューマンリグを
使った方が良かったかも。

今回は以上です
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