IK

IK

Inverse Kinematik (IK) ist ein Schlagwort, welches aus der 3D-Welt und dort insbesondere in der Charakter-Animation kaum noch wegzudenken ist. Dieser Begriff beschreibt im Gegensatz zur sogenannten Forward-Kinematik (FK) die Richtung in der animiert wird. Nehmen wir als Beispiel einen Arm. In der FK würde dieser von der Schulter abwärts animiert. Das heißt, zunächst wird die Schulter gedreht, nachfolgend dann die anderen Gelenke wie Oberarm, Unterarm, Hand und Finger. Der Nachteil dieser Methode liegt auf der Hand: Es ist sehr schwer mit der Hand eines Charakters eine bestimmte Position zu erreichen. Die Inverse Kinematik bietet hierfür eine elegante Lösung, denn wie der Name schon sagt, wird mit dieser Methode die Animations-Richtung invertiert. Das heißt, wir bewegen das Handgelenk mit Hilfe eines dort platzierten Ziel-Objekts, worauf die Hand diesem Ziel folgt und die Gelenke zwischen Hand und Schulter sich dieser Bewegung entsprechend anpassen.

Mit dem IK-Tag hält eine überaus schnelle und stabile dynamische IK-Lösung Einzug in Cinema 4D. Das Erstellen einer stabilen IK-Kette – also einer IK-Kette, wo die gleiche Position des Ziel-Objekts auch immer die gleiche Lösung ergibt – war noch nie so einfach. Für alle Skeptiker ein schnelles Beispiel:

Erstellen Sie eine neue Szene..

Aktivieren Sie das Joint-Werkzeug, wählen Sie bei IK-Kette die Option 2D und klicken Sie mit gedrückter Steuerung- bzw. Befehl-Taste drei Mal in den Editor, um drei Joints zu erstellen, die nicht genau in einer Linie liegen.

Wechseln Sie nun zur Verschiebe-Funktion (Taste "E") und bewegen Sie das bereits ausgewählte Ziel-Objekt hin und her. Bewegen Sie es im Kreis um den Ursprung der Kette. Sehen Sie?

Wenn Sie das noch nicht sonderlich beeindruckt, wiederholen Sie das Ganze doch noch einmal mit fünf oder sechs Joints.

Obwohl Sie die Möglichkeit haben, in dem Attribute-Manager für das IK-Tag und für jedes Joint-Objekt der Kette detaillierte Einstellungen vorzunehmen, die das Verhalten der Kette exakt steuern und ein überaus hohes Maß an Flexibilität bieten, wird in den meisten Fällen schon diese soeben erstellte einfache Kette völlig ausreichen. Sie können bei Bedarf Limits setzen, müssen dies aber nicht tun. Sie können ein Objekt als Polvektor hinzufügen, müssen aber auch das nicht, denn das IK-Tag verfügt bereits über einen internen Polvektor, der in vielen Fällen wesentlich flexibler ist als ein Externer. (Wählen Sie doch mal das "Root" Null-Objekt Ihrer Kette im Editor aus und verändern Sie seinen H-Winkel.) Sie können auch einfach nur schnell ein stabiles Rig bauen und anfangen zu animieren.

Obwohl in diesem Kapitel vor Allem von Joint-Objekten die Rede sein wird, können Sie dieses Tag mit beliebigen Objekten verwenden. Allerdings bieten nur die Joint-Objekte zusätzliche Einstellungsmöglichkeiten bezüglich der Auswertung der Kette. Besonders hingewiesen sei auf die Möglichkeit das Tag direkt auf die Punkte eines Punkt-Objekts, also zum Beispiel einen Spline, anzuwenden. Hängen Sie das Tag an ein solches Objekt, erscheint ein zusätzliches Ankreuzfeld Punkt-IK sowie zwei Felder für die Auswahl des ersten und letzten Punkts, den Sie benutzen möchten. Hier können Sie damit eine IK-Kette erstellen, die direkt die Punkte des Splines animiert!

Bedenken Sie bei der Planung Ihrer IK-Ketten auch, das es jetzt mit Joint-Objekten – im Gegensatz zu den alten Bone-Objekten – problemlos möglich ist, Null-Objekte in eine Hierarchie zu integrieren. Da die Joint-Objekte selbst keine Deformer sind, wird ihr Einfluss auf das Mesh dadurch nicht mehr unterbrochen.