XSI群组动画解析及实例应用.docx

1、XSI群组动画解析及实例应用 XSI群组动画伴随着影视制作软硬件技术的不断发展，群组动画作为一个新兴的技术领域，越来越多的被人们所关注，这种技术可以模拟众多角色的运动，大场面的表现越来越真实，而使拍摄成本下降很多。早在70年代，好莱坞的导演们就开始试图表现这些大场面，那时的技术还不是很完善，对于群组动画主要使用的是抠像，合成，拷贝的方法，对于镜头和导演意图的表现都有很大的局限性。如宾虚等影片。在1992年，蝙蝠侠回归首先使用了三维的群组动画，影片阿甘正传中的反越战大规模示威也是如此。而如今，当我们看到指环王、星战、I robot、亚历山大、最后的武士等影片时，我们发现群组动画已经成为大场面表现

2、的标志之一，而且使用也越来越灵活，越来越复杂，场面也越来越壮观，对于剧情的推动起到了更好的作用。（韩国影片太极旗飘扬中群组动画的使用 见图1，图2） 纵观群组动画的发展，主要可以分为两大类1 非智能类(基于图像或动作序列的)非智能类的群组动画,制作难度较低,当以合成为主时,其主要是对单一或多个素材的拷贝来实现的;如果是以三维软件为主时,其主要是以粒子序列的形势表现的,主要有SpriteParticle(序列粒子),InstanceParticle(实物粒子)两大类,这类群组制作的优点就是难度较低,对于不太复杂的场景、行为可以很好的完成，如简单飞鸟，人物行走等。但是由于其行为的是基于序列的，这也

3、就决定了行为的单一性，如果遇到比如说碰撞物体、寻找行为或复杂路径等情况，这种制作方式就会显得力不从心。 （影片最后的武士对战争场面使用了这类的群组制作 见图3）2 智能类（基于节点控制，可选择行为的）或说是AI类这一类的制作是基于节点控制、选择的，也就是说在某种情况下,选择某种行为。这种方式类似于人的基本活动,所以也就被现在很多的影片采用。它可以实现角色在复杂地面的行走，而不会产生滑步，而且可以使角色具备动力学的特性，可以开发战斗，寻找，混合等多种复杂行为。由于这种制作方式是通过节点激活行为的方式来实现的，也就为事件制作的深度和广度提供了可能。但是这类制作有一定的难度，不但要有一定的编程技巧，

4、还要能很好的规划角色的行为流程。现在国际使用的这类商业制作软件主要有以下几种：Massive、Behavior和Aitool，接下来我们以Behavior来做一些实例分析（影片I ROBOT使用Massive制作了复杂的群组动画 见图4） Behavior是AVID公司出品的一个专门用于群组动画制作的软件,我们首先来了解一下这个软件的工作流程 （工作流程图 见图5） 这个软件要与SOFTIMAGE|XSI配合使用，首先在要在XSI中进行模型，动画及准备设定，之后通过DotXSI文件输入到BEHAVIOR中进行群组动画制作，完成后再通过DotXSI倒入XSI或直接使用MentalRay渲染。而在

5、BEHAVIOR内部的制作流程可参考下图 （BEHAVIOR内部工作流程图 见图6）在BEHAVIOR内部包含主代码设计、常数文件设计、节点设计、文件输出几大部分 （BEHAVIOR 界面 见图7） （动作捕捉现场 见图8、见图9）而对于原始的动作数据我们一般会采用MotionCapture的方式，这样可以节省大量的时间和人员我们先来看一下BEHAVIOR的基本例子1打开BEHAVIOR。2按F11或点击XsiViewer3用ImportXsiActor倒入在XSI内设置好的角色4用鼠标右键点击角色，你会看到角色预设置好的动画目录，这时随便点那个动画项目，角色就会运行该项目定义的行为 （见图1

6、0）5接着我们在Piccolo内创建一个简单的行为代码，代码的名字叫Startup.pcuse constants drive_constants; / 调用常数参数function main()/ 主程序 engine.RunScript(rtk, nil); /调用内核脚本 global var world = engine.GetCurrentWorld();/声明全局变量，确定内核脚本影响当前模型场景 var gold = Actor(Gold0);/将模型引入一个变量中，以便进行控制 var sa; /声明sa变量var sa = CreateSkillActivity(gold,

7、talk, 50);/用函数CreateSkillActivity为角色加入动画条目“talk”并使该行为每次开始延时50毫秒 sa.SetFlags(drvSKILLACTIVITY_LOOP); /将该行为循环使用 world.AddActivity(sa);/将该行为加入模型场景，给角色使用 （见图11） 通过上面这个简单的例子，我们可以看出BEHAVIOR内代码的基本组成，下面让我们再看几个简单实例来更好的了解群组动画的分类和制作1简单UnMotion动画。在这类动画中，角色不移动，只有原地行为，适合表现庆典，欢送的人群类的场景。首先，在BEHAVIOR内导入一个设置好的地面和角色，打

8、开XsiViewer，打开Populate表格，设定好参数后用鼠标在地面上绘制角色的Proxy。（见图12）接着用ActorParticles将Proxy转化为角色（见图13） 建立一个startup.pc文件，并输入以下代码： use constants drive_constants; function main() engine.RunScript(rtk, nil); global var world = engine.GetCurrentWorld(); var list = world.GetActorList(Female); var actor; for(actor = lis

9、t.First(); actor != nil; actor = list.Next() actor.AttachHFSM(key);在这段代码中，我们用一个循环语句将每个角色都给与一个HFSM（我们可以理解为行为编辑器），这个叫“key”的HFSM要在StateMachine中创建。接下来在这个HFSM中加入一个行为节点State_1并键入以下的代码：use constants drive_constants; var index = Math.Rand()%3; var sa; if(index = 0) sa = CreateSkillActivity(actor, happyA, 20

10、0); else if(index = 1) sa = CreateSkillActivity(actor, happyB, 200); else if(index = 2) sa = CreateSkillActivity(actor, happyC, 200); sa.SetFlags(drvSKILLACTIVITY_LOOP); sa.activity.SetStartTime(world.now + Math.Rand()%2000); world.AddActivity(sa); （HFSM内的State_1 见图14） （最终动画效果 见图15）在这段代码中，我们使用条件语句对每

11、个角色的行为进行随机选择,并对错开每个角色动画的起始时间，下面我们就可以编译代码，检查动画了2Motion动画。在这类动画中角色根据以设定路径曲线方向，或目标点移动并避开障碍物。这类动画适合表现城市街景，军队的队伍，难民或繁忙人群的景象首先准备场景，准备完成后再加入一些障碍物，并用FlockGoal设置目标点（准备场景 见图16）在startup.pc内建入以下代码use constants drive_constants;function main() engine.RunScript(rtk, nil); var world = engine.GetCurrentWorld(); var

12、flock = new DrvFlock(0.4); SceneGoalFlock(flock); var list = world.GetActorList(Female); var actor; for(actor = list.First(); actor != nil; actor = list.Next() AddFlockActor(actor, walk, 90, 0); var i; for(i = 0; i flock.GetNumSceneGoals(world); i+) flock.EnableSceneGoals(world, i); 在这里，我们使用了一个FLOCK

13、的类，也就是把多个角色作为一个物体来考虑，并通过FlockGoal设置了行为的目标点,这样角色就会向目标点移动,并避开行进路径上的障碍物（避开障碍物移动 见图17）3Dynamic(动力学)动画。这类动画适合表现战争中的爆炸，灾难类的场面准备场景，然后在startup.pc内键入以下代码function main() engine.RunScript(rtk, nil); global var world = engine.GetCurrentWorld(); var gravity = new DrvVector(0,-98,0); var ERP = 0.2; global var g_d

14、yn = new DrvDynamics(gravity, ERP); var flock = new DrvFlock(0.4); SceneGoalFlock(flock); var g_actor,g_terrain = InitActor(Terrain); global var movable = FALSE; global var bounce = 0.5; global var friction = 0.5; var ma = new DrvDynamicsActivity(g_dyn, g_terrain, movable, bounce, friction); world.A

15、ddActivity(ma); var list = world.GetActorList(Male); for(g_actor = list.First(); g_actor != nil; g_actor = list.Next() g_actor.AttachHFSM(key); function InitActor(name) var actor; var list = world.GetActorList(name); for(actor = list.First(); actor != nil; actor = list.Next() actor.GotoHomeConfig(TR

16、UE); var G = actor.GetRootNode().GetGlobalTransform(); G.Identity(); actor.GetRootNode().SetGlobalTransform(G); return actor; （准备场景 见图18） 在这里我们用了一个嵌套函数InitActor，这个函数的主要作用是初始角色的位置，在这里我们用它初始化地面。我们还调用了一个新的函数类DrvDynamics，这个类负责对整个动力学系统进行设置。在“key”内，我们建立一个行为激发， DM_KEYBOARD_KEYDOWN是转化的激发条件，我们按下键盘任意一键，角色的行为就

17、会转化到下一个节点所定义的行为（见图19）绿色代表初始节点，初始节点的代码如下：use constants drive_constants; AddFlockActor(actor, walk, 90, 0); 一个简单的行走动画在expo节点内加入爆炸的代码：use constants drive_constants; world.DestroyActivities(actor); var G = actor.GetRootNode().GetGlobalTransform(); G.position.y=1; actor.GetRootNode().SetGlobalTransform(G

18、); movable = TRUE; var da = new DrvDynamicsActivity(g_dyn, actor, movable, bounce, friction); world.AddActivity(da); var root = actor.GetNodeByName(Spine); var src = new DrvVector(5,-3,93); var magnitude = 8; var depth = 3; ApplyImpulse(da, root, src, magnitude, depth);在这段代码中，我们定义了爆炸的位置，强度，范围，和角色所被影响的节点。当编译程序，角色移动到爆炸点时，按下键盘任意一键，角色会被炸飞并落到地面与地面发生碰撞，摩擦（见图20）以上这些就是群组动画的一些简单例子，其中一些点还可以有一些更复杂的应用。群组动画只是计算机三维动画的一个分支，还是需要与三维动画的其它部门进行密切的合作，比如模型的导入，导出，渲染时生成mi文件对于贴图、材质的调用，前期运动数据的采集和修改，都是需要考虑的环节。（骇客帝国中的群组动画是很多部门共同合作的结果 见图21）