Overlapper 动画插件研究

前言

最近劲爆羊工具盒免费了，因此我怀着高兴的心情去挖掘里面众多工具的功能。
动画师那边刚好需要一个披风动态模拟关键帧的功能，而工具盒里面内置了动画飘带工具刚好解决了需求。链接
这个飘带工具原本需要花费一丢丢的钱的，但是可爱的羊神完全免费了。

使用了一段时间之后，发现工具的性能有很严重的问题。
一个短小精悍的20-30帧动画都需要处理个几分钟甚至十几分钟。
我翻开源码看了下，原来是个mel脚本，于是就开始着手工具的优化

当前测试 | 动画演示

制作了一个简单的控制器动画，可以理解为手臂的 FK 控制器。
就是个简单的举高高动作。

上面是我将插件最后一步烘焙到控制器的操作去掉。
然后打开debug模式生成中间 locator 效果。
可以看到插件会根据选择的控制器生成层级骨骼，然后再生成辅助的locator将骨架变成柔软过渡的效果。
最后我代码去掉的部分就是骨架动画约束到控制器上然后烘焙关键帧。

原理分析

生成层级骨架

根据选择的控制器顺序，生成骨架，并且将骨架的朝向调整好.

然后复制最后一个关节。
然后执行 move -r -ls -wd 2 0 0 ; 命令，再整理骨骼的朝向。
这样骨骼就会沿着上一根骨骼的旋转方向的 X 轴进行偏移。
最初我不太理解为什么是拿上一根骨骼的X轴方向偏移。

执行代码应该沿着红色轴方向移动才是。
结果却出乎意料了。

原来当我选中 X 通道的时候看到的移动方向才知道原来是继承上一根骨骼的方向。
这样运动就可以确保骨架偏移在正确的朝向上。

约束骨架 | 烘焙关键帧

将选择控制器约束骨架，并且将约束关系转成关键帧关系

层级关系如下图

生成辅助 locator

下面进入 for 循环遍历生成运动效果

生成 offset locator ，位置偏移取决于 scale 属性
生成 IK locator ，位置和控制器保持一致

后续让控制器保持偏移对locator进行父子约束并将运动烘焙为关键帧。
然后生成一个 wind locator 到 offset_loc 上

关键帧处理

这里抽出其中一个 offset locator 进行讲解

上面烘焙玩的关键帧如上图
后续需要对旋转的关键帧进行欧拉过滤

然后根据 softness 属性对关键帧曲线进行偏移，这里往右偏移了 3 帧。（注意 IK locator 不处理旋转）

然后将偏移之后的初始帧选上，继而将这一帧挪动回初始位置上。

下面是处理后的动画演示↓↓↓ （注意 IK 的旋转没有处理完全根随控制器旋转角度的）

生成骨架 locator

在骨架层级下生成相关的 locator
由于这里没有关键帧偏移的关系，这些locator会和之前的locator产生3帧的时间差

约束处理

将 wind locator 和 second locator 添加父子约束，当前两者的位置是完全重合的。
然后将 second locator 添加目标约束到 aim_grp 上，确保层级里面的 first locator 指向 second locator

透过层级关系可以看到因为 offset locator 可以控制到 first locator 的朝向
后续就是将 second locator 约束 first locator 的 x 旋转轴
然后将 first locator 约束到 result locator 上

最后输出的 result locator 大概就是指向 second locator 效果的运动
然后将 result locator 的运动烘焙成关键帧

out locator 超神操作

好了现在要将 result locator 的保持偏移约束到新生成在原点的 out locator 上

相信大家看到这里一定会很困惑，我擦这是什么鬼操作，能生成出柔软的关键帧吗？！
我当时也完全不理解。
直到我将最后一行超神代码输进去之后明白其中的奥妙。

将 out locator 约束到之前的骨骼层级上。

震惊了吧，这行代码怎么就可以让效果这么好。
其实我上面演示的大部分效果都是错误的，因为我忘记了这个操作是在循环里面。
因此最后一行的操作会影响到后面每次循环生成 locator 的位置的
虽然是错误的结果，但是我自己摸索也是这么摸石头过河过来了(:з」∠)

视频录制

总结教训

一开始挖掘插件的效率极低，因为不知道mel代码的执行效果，只能注释运行、注释运行重复来查看效果。
后面看懂了一部分之后就开始讲mel语句转换成 python 加深理解，结果还产生了非常多的 BUG 浪费时间。
后来才发现原来工具有 Debug 模式，可以保留生成过程中的中间节点。
研究这些中间节点的作用才逐渐明白这一个工具的运行原理。