作者 钱麟

　　动画制作中你会经常让角色拿东西，如挥舞一把剑或拿起一个东西，但这也经常是动画师最头疼的问题之一，这是我们没有很好地理解IK与其混合功能（Blend）的原因，现在我们用一个角色喝水的动作为例深入学习这一知识。

　　首先我们先来看一些基础的概念，首先是IK，它是反向动力学（Inverse Kinematics）的简称，它的反意词是正向动力学FK（Forward Kinematics），一个FK链的最好例子就是机械臂，要让作为链的最后一级的机械手抓到物体，就要从最高层级的那一段一点一点转下来，也就是说只能是父级物体影响子级物体（在《火星人》系列书中有这么个经典的例子，大家可以去查阅）；而IK则恰恰相反，它的子级物体将影响父物体，子物体一动，整个链会做出相应的变动。这样的一个子物体由于可以牵动整条链，因此可以称做是一个IK目标。

　　在Character Studio中，混合功能（Blend）提供了在FK与IK之间转化的计算方法，如果我们把IK目标看成是一块磁铁的话，blend就是让你控制它的吸引力的，如果值为0的话IK目标就没有作用，也就是说是这条链是FK链，如果把值继续上调，那它的吸引力也就越来越大，也就变成了IK链。

　　在这个例子，我们先重温一下有关的参数，然后进行实例的制作，记住我们的目标是让角色拿起杯子喝水。 在建立好Biped后，我们进入motion面板，先进入编辑Biped模式，把面板往下拉，在Key Info展卷栏下有一段叫Kinematics的参数，如图（可能被藏了起来，用下面一个小加号可以打开这些参数）：

　　别看这里只有四个操作，但是功能却是非常强大的，我们先来重温一下它们：

　　IK Blend：调节IK链中IK目标的吸引力的强度，值为0时链为FK链，最大值为1，即IK目标拥有最强的吸引力，这个概念上面刚说过。

　　Body：缺省时是打开的，可以确保四肢（双手和双脚）的运动是基于身体的坐标进行的。

　　Object：缺省时是关闭的，打开时可以使Biped的四肢是基于世界坐标系或指定物体坐标系进行的，基于世界坐标系时，当blend=1时，可以在Free From模式下方便地使双脚锁于地上。如果要选取特定物体的坐标系的话，就用下面的箭头，方法是先选中Biped的一只手（或脚），再按这个箭头按钮，然后在场景中点击选择物体，这样手（或脚）以及与身体所组成的IK链就会跟着那个物体动了。

　　我们还会用到的是key framing展卷栏中的锚（anchor），就是那四个代表手和脚的图标，用它们可以把手和脚锁定在某个位置上，不让它们动。特别是在锁脚方面是动画师常用的操作，锁手（脚）有一套固定的工作程式：

1）将手脚的位置放好，选中要锁的手或脚；

2）按key framing展卷栏中的相应的锚（anchor）的图标；

3）设置关键帧（用key framing展卷栏中的Set Key按钮），在弹出的对话框中按Yes，同意进入自由编辑模式（Free Form）；

4）在Kinematics rollout展卷栏中将blend设置为1，将下面的坐标模式选为object，让它基于世界坐标系动画；

5）如果你要在n帧内不让脚动，将时间滑块移到第n帧，再设置一个关键帧。

　　好，现在我们来看看我们要做的动画，一个角色先以最标准的姿势坐在桌子前，双手放在桌上，面前放着个杯子，如图。

　　我们在制作前最好自己先拿自己做一下实验，看看完成这一个动作需要多少时间，需要多少帧。同时也看一下还需要什么动画次动作，如果你拿自己做实验的话，你一定会发现这个动作不仅是手的运动，整个人，特别是头部，还有后仰的动作，这些都是我们在制作中要考虑进去的。说到这里Character Studio还支持motion capture，如果能有钱买得起的话，我就不需要再写下去了……

　　第一步我们是先要让角色的手拿住杯子，先把角色的Biped按上面的图调整为坐姿，这个需要读者慢慢地做，急不得，调整完后，由于角色的四肢中只有右手是需要动画的，因此我们把另外三个手（脚）锁掉，分别选中左手和两个脚，一个一个地按key framing展卷栏中的锚（anchor）（就是手和脚的图标），调整完后各自记录一下关键帧（用key framing展卷栏中的Set Key按钮）。

　　我们刚才拿自己做了实验，右手从放在桌子上到拿住杯子约需半秒钟的时间，如果我们用NTSC制来做动画的话，我们就设置这个动作的长度为15帧（NTSC制为30帧/秒）。

　　打开Animation按钮，把时间滑块拨动到第15帧，将右手水平移动到杯子上并旋转手掌，使其拿住杯子，不过这样的动画是很僵硬的，不自然，因为手在做这样一个动作的时候运动轨迹是一条曲线，而不是一条直线（如图所示）。我们在motion面板打开path visible按钮（如下图），这样你可以清楚地看到手的运动轨迹。我们可以做一下相应的调整，在第十帧处把手的位置向上提一下，设置一下关键帧，让它的运动轨迹是一条曲线。

　　还有一点就是要让手指抓住杯子，这个如果要一根根做的话我想没多少人能忍受得了，在Character Studio里这很容易办到，在General展卷栏里，有个工具叫做Bend Links Mode（弯曲连接模式），还记得吗？是专门用来设置脊椎或手指弯曲的，我们把它打开，再选择右手的所有手指（建议用名称选择），只要用旋转工具一转，就能使它们都自然弯曲，直到它们捏住了杯子，当然比如大拇指这样的个别手指可能还是要单独调整一下的，这时别忘了Animation按钮必须是打开的，时间滑块在第15帧，如果关了的话就再去设置一下关键帧。

　　抓住杯子后第一个步骤就完了，下面我们来看第二个步骤，把杯子拿起来喝水。这时我们就要用到IK目标了，前面说了那么多，我想现在不用说大家也知道杯子就是IK目标，把手搭在这个目标上，目标到哪儿，手以及手臂所组成的IK链就会做出相应的动作，这样动画的目标就只集中在杯子上了。

　　开启IK反向动力学，方法是在Key Info展卷栏里把blend设置为1。接下来是设置IK目标，选择下面的object模式，再用下面的小箭头在场景中选择杯子物体（一个cylinder）。这时千万别忘了记录关键帧！

　　确保打开Animation按钮，我们再把时间滑块移动到30帧，你可以画这样一条曲线，然后让杯子沿曲线移动（如图，用path控制器，具体方法请参阅有关max控制器的材料），当然还要配合杯子的旋转。其实你如果喜欢一个个关键帧做的话也可以，因为没有几个关键帧，还不需要在Track View里调整时间，似乎更方便一些，同样照着这张图我想只要是有一点点max基础的人都会做，我也就不再写下去了。最后别忘了次动作，即头朝后仰的动作，选择头、脖子以及胸部的一些块，打开Bend Links Mode按钮，用旋转工具给它们做个仰头的动画，很简单的。

　　最后留给大家一个思考题，刚才我们用的是混合功能中的IK，现在我们把blend值设置为0，让它变成FK，我们再试着做把杯子放下来的动画，虽然这步骤比较多，也没这个必要用FK来做，不过我想这对于练习FK还是很有好处的，大家可以参阅机械臂的FK原理去自己研究一下。