Rigging ( ang. ) to w grafice 3D przygotowanie obiektu (najczęściej organicznego) do animacji . Polega na wyposażenie obiektu w kości połączone w łańcuchy kinematyczne , ustalenie hierarchii poszczególnych kości i ich nazw oraz ustawienie weight maps dla odpowiednich partii siatki . Pozwala animatorowi na odpowiednią kontrolę nad obiektem.
| Łańcuch kinematyczny | |
Część mechanizmu w postaci kilku połączonych ze sobą członów tworzących jedną lub wiele par kinematycznych , realizujący zdefiniowane przeniesienie ruchu.
Łańcuchy kinematyczne dzielą się na:
Podstawową cechą łańcucha kinematycznego jest jego ruchliwość. Ruchliwość określa ile stopni swobody posiada łańcuch, to znaczy ile różnych typów ruchu jest w stanie przenieść.
Ruchliwość w może być:
w = 0 lub w < 0 - łańcuch sztywny w = 1 - łańcuch normalny w > 1 - łańcuch swobodny
Ruchliwość łańcucha oblicza się ze wzoru strukturalnego
Gdzie:
Interpretacja ruchliwości obliczonej ze wzoru strukturalnego wymaga pewnego doświadczenia, w szczególności gdy wskazuje on, iż łańcuch kinematyczny jest sztywny. Taka sytuacja jest oczywista w przypadku a . W pewnych przypadkach jednak, przy szczególnej geometrii, łańcuch teoretyczne sztywny może przenosić ruch (przypadek b ). Strukturalnie jest on identyczny z a , lecz występują w nim trzy geometrycznie identyczne człony co umożliwia ruch łańcucha. Para kinematyczna, która powinna łańcuch usztywniać (wskazana czerwoną strzałką) jest węzłem biernym . Projektując mechanizm z węzłami biernymi, konstruktor musi zdawać sobie sprawę, że zużycie elementów mechanizmu, prowadzące do drobnych zmian w ich geometrii, może doprowadzić do usztywnienia mechanizmu. Łańcuch kinematyczny sztywny, aczkolwiek teoretycznie takim jest w praktyce jest stosowany jako konstrukcja służąca wyłącznie do przenoszenia obciążenia, a nie ruchu i nie jest przedmiotem teorii mechanizmów i maszyn , lecz wytrzymałości materiałów i teoria konstrukcji .
Łańcuch kinematyczny o ruchliwości równej jeden jest najczęstszym przypadkiem mechanizmu. Rodzaj ruchu członu czynnego determinuje wtedy ruch członu biernego i wszystkich członów pośredniczących. Rysunek c pokazuje typowy czworobok przegubowy o ruchliwości równej jeden.
W pewnych przypadkach wymagane jest by mechanizm miał większą ruchliwość. Typowym tego przykładem jest przekładnia obiegowa d , lub mechanizm kreślarski e . Istnieją przypadki, że w bardzo odpowiedzialnych mechanizmach powiększa się ruchliwość normalnie zabezpieczoną bezpiecznikiem , by uniknąć samousztywnienia się mechanizmu w wyniku zużycia lub odkształcenia elementów. Gdy sytuacja taka zaistnieje bezpiecznik uruchamia dodatkową parę. Mechanizm może wtedy stracić swoją funkcjonalność, lecz unika się wtedy trwałego zniszczenia mechanizmu lub środowiska w jakim pracuje.
| Kinematyka odwrotna(IK) | |
To metoda animacji złożonych obiektów stosowana w trójwymiarowej grafice komputerowej .
Podobnie jak w przypadku forward kinematics , w kinematyce odwrotnej obiekty łączone są w hierarchie, polegające na relacjach rodzic-dziecko. Ruchy obiektu-dziecka są zawsze wykonywane relatywnie do jego rodzica i, co za tym idzie, w przypadku ruchu rodzica, wszystkie jego dzieci również wykonują ten sam ruch.
W odróżnieniu jednak od forward kinematics , gdzie dokładnie określa się ruchy poszczególnych obiektów, w kinematyce odwrotnej główną rolę gra to, że poza prostymi relacjami rodzic-dziecko, połączenia obiektów (przeguby) nałożone mają pewne ograniczenia - np. w przypadku animacji ręki ustala się, że przedramie może ruszać się tylko do wewnątrz łokcia, a nie na zewnątrz, a dodatkowo, tylko w określonej płaszczyźnie.
Ruchy całości takiego złożonego obiektu nie są w przypadku IK określane bezpośrednio, lecz są wyliczane przez odpowiednie algorytmy . Modelujący określa jedynie owe ograniczenia, a później wskazuje cele, do których mają dążyć poszczególne obiekty w poszczególnych klatkach. Komputer zaś dba o to, żeby cele te zostały jak najbardziej spełnione, przy zachowaniu zadanych ograniczeń.