[指南]大象走路动画

[指南]大象走路动画 大象走路动画 大象走路的运动剖析(2007-09-11 19:47:57)转载标签:动画象运动剖析走路节律神经原解剖头颅木偶 2007年9月11日(周2)，在公司和在家~ 感谢解大哥和田园姐把如此珍贵的DVD资料借给我，借着公司项目的机会，我可以彻底研究一下大象的走路原理了。 1、四肢步伐: 行进中的4足动物的四肢在我们眼前展现出4个完全独立的运动主体，不免叫人眼花缭乱。好在只有4个，要想模拟得真实，我们必须理清4个运动主体之间的节律。首先我们忽略后腿，只看两只前腿是如何配合的，很容易发现，就像人类走路一样，是完全交替的。而且一足踏实之后另一足才抬起，双脚不会同时腾空。完全交替的意思是，如果把一条腿迈步的完整周期所用的时间视为一个单位时间(我测量出大象所用的这个时间大约是2致3秒)，那么一侧腿的运动周期相对于对侧腿的运动周期刚好措后或措前0.5个单位时间，这在动画滑杆上体现得非常直观。一个很简单的视觉现象用文字描述起来却十分晦涩而抽象，但为了真实地模拟对象，我们必须用逻辑替代感官，貌似绕些弯路，但学术并没有捷径。同样的结论也适合两条后退之间的配合。 然后我们再来忽略一侧的腿，只看同侧的前腿和后腿，于是又不难发现，4足动物通用的节律同样适用于大象，即:后脚踢前脚。意思是说，同侧的前腿运动周期只比同侧的后腿运动周期措后很小的一段时间。我仔细观察和比较之后发现这个措后的长度绝不会大于0.25个单位时间，也许是0.2或0.15，适具体情况而定。一般是走得越急或越接近跑的时候这个数值越大(跑的时候刚好是0.25)，走得越缓或越幽闲的时候这个数值越小(但绝大于0。如果是0，前后腿同律运动，这是不可想象的)。我的计算方法是:用眼睛死死盯住左前脚、右后脚、右前脚抬起的时间点，在心中默念:哒、哒、哒„„ 它们抬起的先后顺序是:左前脚、右后脚、右前脚„„ 感受它的节奏。第一个“哒”和第三个“哒”之间间隔0.5个单位时间(这个结论上面已经得出)，关键是，我要体会第二个“哒”是更靠近第一个“哒”呢，还是更靠近第三个“哒”,于是我发现，它更靠近第三个“哒”。所以，第二个“哒”和第三个“哒”之间的间隔小于0.25个单位时间，凭直觉，这个数值似乎就在0.2致0.15之间～于是，问题解决了，一切豁然开朗。当我们把两前、两后和同侧的前后，这3组配合搞清楚之后，实际上我们已经搞清楚4个独立运动主体之间的整体节律了。需要指出的是，同侧的前腿和后腿存在同时腾空的瞬间，由于前腿只比后腿措后0.2致0.15个单位时间，在后足着地之前前足已经迫不及待地抬起了。 我在 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 动作的时候习惯性地探讨解剖。我在观察中发现，由于大象体重很大，走路时为了省力和避免关节扭伤，在足踏落的同时，重要关节(肘、腕、膝、踝关节)全都挺直了，靠关节韧带的作用锁死诸关节，僵直的姿势一直保持到从新抬起之前。猕猴四肢并用地走路的时候，腕骨和跗骨接触地面，但大像的腕骨和跗骨是悬起的，它仅用指尖和趾尖着地。你一定会疑惑地问，如此庞大的体重是如何安全地施加在柔弱的指骨和趾骨上的呢,其实它的5指和5趾环抱着厚大的 肉垫，原理如同我们人类用手握住实心球撑地走路，指尖触地，腕骨却高悬，重量是通过腕骨传递给实心球，再由实心球传递给地面。大象如此的蹄脚结构使得它们的脚很像4根末端膨大的柱子。 和所有4足直立兽一样，大象的前肢带是游离的，后肢带是固定的。走路时随着体重在两前腿之间交替，左右肩胛骨交替隆起(由于地面对前腿的反作用力，持重撑地一侧的肩胛骨上隆)，在背部的侧轮廓线中勾勒出鲜明的肩突。和人类一样，大象的小臂骨(尺骨和桡骨)附着在大臂骨(肱骨)末端，大臂骨附着在肩胛骨末端，肩胛骨附着在锁骨末端，锁骨附着在胸骨前端。胸骨固定不动，在胸锁关节和肩锁关节的协同转动下，肩胛骨沿胸阔 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面上下滑动而不是转动，使得肩胛骨的运动方式在所有骨骼运动中最为独特。肩关节的高度(大臂的运动轴)大约在该处的肩高线和胸高线正中位。肘关节的高度(小臂的运动轴)在胸高线以下，大约和腹隆线的最底处齐平。腕关节以下的长度大约是小臂长度的1/2。髋关节的高度(大腿的运动轴)稍高于肩关节。膝关节(小腿的运动轴)大约和肘关节同高。踝关节大约和腕关节同高。抬脚前迈时，肘关节向前最大弯到大约130度，腕关节向后最大弯到大约90度，膝关节向后大约115度，踝关节几乎总是保持180度直挺。由于后肢带固定在脊柱上，当体重在两后足之间交替时，带动整个臀胯和躯干的后2/3段做轻微的左右转动。以上这些比例和运动幅度仅仅是理想化的，大象的个体差异实在太悬殊了。在北京动物园里我就见过体型悬殊的瘦高型和粗矮型;以及前肢比后肢长的和后肢比前肢长的两种类型;脊椎骨的侧轮廓线也至少有两种类型，一类是浑圆的弧线，一类是S形。虽然它们都属于同一个物种:亚洲象。 2、游离头颅的上下颠簸: 头颅上下颠簸的节律和前腿步伐的节律完全协调，左前腿迈步颠一下头，右前腿迈步再颠一下头，是完全重复的动作，所以颠头的运动周期长度是前腿迈步周期长度的1/2(如上测量结果，一侧腿迈步周期为2致3秒，那么颠头周期就是1致1.5秒)。一前足抬起后致踏落前的全过程，伴随着头颅颠簸的起势。而前足的踏地直接导致头颅颠簸的降势，时间点上的先后关系是:前足踏地，紧接着降头。头颅颠簸的降势相对急，起势相对缓，但其差异并不是像想象的那样悬殊，有时甚至是很微弱的。这样的头颅节律显然是由两个原因造成的:1、惯力作用。游离物末端的静止惯力对抗游离物根基部突然改变方向的动力，从而引起游离物末端朝力的相反的方向运动(例如:前足踏落，地面对足底施以反作用力，此力沿腿上传，直至颈基，颈基向上顶，游离头颅在静止惯力和重力的共同作用下必然下垂，引发头颅颠簸的降势)。2、动力作用。如果说惯力作用是被动的，那么动力作用就是主动的致动因子(例如:一侧前足抬起后致踏落前的全过程中，肩带和肱骨需要用力拔起，脖子辅助此力，亦上扬，引发头颅颠簸的起势)。 需要指出的是，游离头颅上下颠簸的时候头颅在矢状平面上的角度并没有明显的改变，所以寰枕关节和所有颈椎间关节不是同时同角度转动的，而是使整条脖子在侧面观看时总保持正S或反S形。头颅起势时伴随微弱的角度下转(低头)，头颅降势时伴随微弱的角度上杨(抬头)。其原理可以用动画术语“跟随效应”略加解释。 还要指出的是，大像的个体差异相当悬殊，粗颈、短颈或肥胖的个体，颈部活动受限，头颅颠簸幅度微弱或无颠簸。此外，走路较慢时，惯力和动力的冲突比较缓和，动力作用也比较柔缓，所以头颅颠簸得也不明显。 当谈到惯力作用的时候我总是想到一个可笑的假设:如果把松鼠的灵魂移植进大象的躯体，这只动物会以何种风格运动呢,像松鼠一样机灵,还是像大象一样憨钝,动物世界里的运动风格千姿百态，形成了丰富多采又差别迥异的神态和个性的海洋，这些差异是物种之间相互区分的动态标尺，和博物馆中的标本不同，后者仅仅展现了物种之间相互区分的静态标尺。所以我们不要寄希望于通过标本来挽留业已灭绝的物种，就动画行业来说，人类失去的东西比保留下来的东西更宝贵。现在，我想我可以回答这个问题:即便把松鼠的灵魂移植进大象的躯体，这只动物依然保持大象的运动神态和性格特征。原因是，运动神态取决于躯体而不是灵魂，或者很少取决于灵魂。毕竟，重力学上的因素框定了运动的整体节律和风格。尽管它有一颗松鼠般机灵的心，却不得不像大象一样迟缓地转动它的脑袋～ 3、躯干: 我仔细看了视频，似乎看不出躯干的前肢基和后肢基部位有上下颠簸的痕迹。但是肩胛骨左右交替上隆和躯干后2/3段的左右转动是很明显的。 4、鼻子、尾巴、耳朵: 鼻子、尾巴、耳朵的动画可以最后处理，因为这3个部位的动作受制于主体，却不能反作用于主体，所以属于孤立的运动单位。 经验告诉我，千万不要懈怠鼻子的动画，当工作做到这一步的时候已经疲劳了，但鼻子的动画需要再次集中精力对待。鼻子的动力来源有两个:一个来源是头部颠簸和转动的力在鼻子上的传递和衰减;另一个来源是鼻子自主的随机的摆动。在大象走路的时候，它那神经末梢密布的鼻子末端从不安分。鼻子动画的制作过程我想应该是这样的:把来自两个动力源的动作分解成两层处理，先独立地做完一层，再做另一层。在此，首先独立地做出力的传递和衰减的动画。力的传递和衰减类似波浪，就是动画术语“跟随效应”的反复使用。我可以用习惯的老方法，先在相同的时间点上旋转所有骨节，再在动画滑杆上按照从根端到末端的顺序把每一骨节的关键侦逐一向后拖适当的距离，这样一来波浪动势就形成了。第二步，在已有的动画基础上添加鼻子自主的摆动，即第二层的独立动画。我发现自主的摆动只发生在鼻子近末端1/3段，所以只在1/3段上做随机摆动的处理就可以了，我尽量避免增加新的关键侦，习惯在已有的关键侦上重叠K动画，这样可以避免很多麻烦。由于第一层动画完全或几乎发生在矢状面里(前后摆动)，所以第二层的动画最好发生在冠状面里(左右摆动)，于是鼻子就在三维空间中具有了生命力。关于第二层动画，还要补充一点，即使是末1/3段的动画也不可均匀处理每一个骨节的运动幅度，该幅度应该由根部致梢部递增，鼻头最为灵动，并总是朝某一方向钩着。 鼻头的运动是大象所有运动中最有灵性的闪光点，鼻头处的神经和肌肉复杂得不可思议，以至于硕大憨笨的大象可以用鼻头上那前后两个肉瓣夹起平地上的绣花针～鼻子的长度大约垂直落到地面后再长出一点点。 尾巴和耳朵的动画就简单多了，做到这个阶段我终于可以懈怠了。如果不是故意的行为，大象在走路的时候尾巴和耳朵基本没有自主运动，它们仅受躯体颠簸的物理性影响。那是一种杂乱无章的“跟随效应”波浪，说实话，此时再做严谨的力源剖析乃是画蛇添足，闭着眼睛瞎掰一气未尝不可。 兴致未尽，话已说完，拽两句题外话吧～ 我问自己，做大象走路做得最真实的动画师是谁,毫无疑问不是我，而是大象，是它自己。但大象根本不知道我上面说的一切原理～真的好奇怪啊～我们人类也是如此啊，当我们走路的时候，从没有人告诉我们应该调动哪条肌肉。相关肌肉长在哪里,如何收缩,如何带动骨骼做运动,所有这些我们一无所知～但我们却能协调数组肌肉群精确地完成走路的动作，技艺之精湛令我们自己惊叹～这难道不奇怪吗～,研究神经系统的专家会说:大脑中发出一个电信号，该信号沿着特定输出轨道上的一连串神经原传递到相应的肌纤维上，这个肌纤维受到刺激，于是发生物理和化学的反应，导致机械性收缩„„ 就这样，一个自主运动完成了。可我要问了，大脑是如何选择电信号的输出轨道的,要知道，人体运动的复杂和精密程度无法想象。假如把一条输出电信号的轨道比做操控木偶的一条线，那么人体中的“木偶线”至 少有上万条之多，何况所有“木偶线”都不是单独运做，往往随机应变地相互组合成复杂而精密的合作组，这样一来，需要控制的因子多得不可想象～绝对是一个天文数字～如果大脑这个信息处理中心里没有一张完整而精确的“人体解剖图谱”的话，很难想象它是如何游刃有余地操控全局的。但是事实上，我们的大脑里确实没有这张图啊～因为我们感觉不到，所以我们的脑中确实没有这张图，逻辑就是这么简单～这真是一个骇人听闻的事实啊～擦亮眼睛吧，我的同胞们～我又要老生常谈了，神总是站在我们眼前，但是我们却因种种愚昧，总是看不见他。