[00:00:00.000 --> 00:00:09.680]  Итак, в предыдущем разделе мы познакомились с тем, что такое персонаж, что такое камера,
[00:00:09.680 --> 00:00:15.440]  что такое компонент, как это сделано в Unreal Engine, как обработать вот этот игрока и как
[00:00:15.440 --> 00:00:20.160]  заставлять персонаж двигаться. Настало время разобраться с такой вещью, как анимация,
[00:00:20.160 --> 00:00:28.700]  как скелет персонажа, как скелетная мешка и прочие моменты. Что такое анимация? В общем,
[00:00:28.700 --> 00:00:35.120]  Википедия нам говорит, что анимация или мультипликация - это процесс создания иллюзии движения
[00:00:35.120 --> 00:00:39.680]  за счет проигрывательной последовательности изображений с некоторой большой частотой кадров.
[00:00:39.680 --> 00:00:44.800]  В классической анимации это 12, в компьютерной анимации это 30, ну а в компьютерных играх то,
[00:00:44.800 --> 00:00:50.960]  чем в общем-то ограничены ресурсы вашей игры. Это может быть 30, 60, даже 120 в современных
[00:00:50.960 --> 00:00:56.720]  проектах. Давайте разберем, какие виды анимации существуют. Начнем с самой простой,
[00:00:56.720 --> 00:01:02.480]  которая в общем-то пришла к нам из мультипликации и которая до сих пор используется как
[00:01:02.480 --> 00:01:09.240]  минимум в 2D играх, а иногда и для 3D - это спрайтовая анимация. Это не что, а набор некоторых
[00:01:09.240 --> 00:01:14.320]  картинок спрайтов, иногда называется "целая анимация" от основания вот те прозрачные пленки,
[00:01:14.320 --> 00:01:19.720]  на которых распечатали изображение в классической анимации. Это последовательность этих изображений,
[00:01:19.720 --> 00:01:24.720]  спрайтов, которые в общем-то меняются с течением времени и как раз создают в эту иллюзию движения.
[00:01:24.720 --> 00:01:30.160]  В общем, несмотря на то, что это было достаточно хорошо для двухмерных игр и псевдо-трехмерных
[00:01:30.160 --> 00:01:35.440]  игр, например тот же Doom или Duke Nukem, с появлением трехмерных технологий возникла необходимость
[00:01:35.440 --> 00:01:39.960]  анимировать именно трехмерные объекты движения. Одной из самых простых вариантов - это была
[00:01:39.960 --> 00:01:44.920]  иерархическая анимация. В этом случае анимируемая модель представляет собой некоторую иерархию
[00:01:44.920 --> 00:01:51.360]  твердых объектов, которые двигаются в течение времени. Причем, если двигаются некоторые элементы
[00:01:51.360 --> 00:01:57.160]  иерархии вверху, то в общем элементы внизу также испытывают движение. В общем и целом мы это
[00:01:57.160 --> 00:02:03.040]  уже реализовывали. Если мы вспомним наш ветрогенератор из первых уроков, то это оно и есть. У нас
[00:02:03.040 --> 00:02:09.520]  есть иерархия основания, столб, сам генератор, пропеллер, лопасти, которые движутся с течением
[00:02:09.520 --> 00:02:14.080]  времени. Единственное отличие, что мы это делали процедурно, а не брали какой-нибудь определенный
[00:02:14.080 --> 00:02:21.200]  файл, где сохранены какие-то настройки, как они должны перемещаться. Данный метод очень
[00:02:21.200 --> 00:02:27.240]  хорош для роботов. Машин до сих пор подходит для анимации каких-нибудь объектов на карте в
[00:02:27.240 --> 00:02:34.840]  общем и целом. Но для таких сущностей, как персонажи, как человек, где поверхность объекта такая,
[00:02:34.840 --> 00:02:39.520]  как кожа или ткань, может деформироваться, это не подойдет. Просто потому, что если вы жестко
[00:02:39.520 --> 00:02:45.400]  измените позицию той же руки без каких-либо дополнительных действий, у вас геометрия будет
[00:02:45.400 --> 00:02:52.680]  разорвана и просто появятся некоторые трещины или складки ненужные. Это нехорошо. Нужно как-то
[00:02:52.680 --> 00:02:58.360]  научиться анимировать деформируемую геометрию. В общем, следующий вариант, который напрашивается,
[00:02:58.360 --> 00:03:06.520]  это прямая вершина анимации. Такой достаточный подход в лоб, когда у вас задается позиция вершин,
[00:03:06.520 --> 00:03:11.800]  просто меняется координат для каждой вершины. В принципе, это можно делать даже для статической
[00:03:11.800 --> 00:03:18.440]  геометрии Unreal, которая есть. В чистом виде это вещь достаточно накладная. То есть, если
[00:03:18.440 --> 00:03:23.080]  мы просто будем, аниматор будет записывать некоторые данные для каждой вершины, потом передаст
[00:03:23.080 --> 00:03:28.880]  определенный трек, то весит это будет очень-очень-очень много. Тем не менее, это активно применяется.
[00:03:28.880 --> 00:03:36.520]  Это активно применяется для симуляции таких вещей, как трава, эффекты ветра, вода, волны и
[00:03:36.520 --> 00:03:42.040]  прочих моментов. Правда, опять же, здесь идет больше смещение в сторону GPU. Ну и для оффлайновой
[00:03:42.040 --> 00:03:46.360]  симуляции. То есть, если вы захотите записать какой-нибудь крутой синематик с наводнением или
[00:03:46.360 --> 00:03:52.160]  делайте какой-нибудь кинематографический эффект, где движется большое количество, например, масс воды,
[00:03:52.160 --> 00:03:57.720]  где вам нужна достоверная физическая симуляция или еще что-то. Самый простой вариант, чтобы записать
[00:03:57.720 --> 00:04:03.760]  все это дело, записать именно координаты вершин в каждый момент времени и уже после этого проиграть
[00:04:03.760 --> 00:04:12.000]  готовый ролик. Ну, как из разновидностей этой анимации можно упомянуть Morph-анимацию, которая, в общем,
[00:04:12.000 --> 00:04:19.720]  активно используется в геймдеве. В первую очередь, для анимации лиц и также может быть использована для листвой
[00:04:19.720 --> 00:04:26.640]  и растительности. В чем суть? Дело в том, что вместо того, чтобы сохранять весь массив перемещения
[00:04:26.640 --> 00:04:33.520]  вершин, все их данные, у вас сохраняются некоторые крайние позы. И потом итоговая картинка, в общем,
[00:04:33.520 --> 00:04:38.160]  итоговая анимация происходит путем интерполяции между этими позициями. Вот, например, мы видим на
[00:04:38.160 --> 00:04:44.240]  рисунке лицо девушки, то есть где-то она вот ровная для выражения лица, где-то у нее губки бантиком,
[00:04:44.240 --> 00:04:50.040]  где-то она улыбается, где-то она грустит. И, в общем, все промежуточные позы на ее лице, они высчитываются
[00:04:50.040 --> 00:04:57.080]  в зависимости от некоторых весов, которые есть между данными картинками. Ну и, наконец, нужно
[00:04:57.080 --> 00:05:03.480]  поговорить о скелете анимации. То, что активно применяется персонажи, то, что позволяет вам использовать
[00:05:03.480 --> 00:05:12.280]  преимущественно иерархическую анимацию, риджет анимации и преимущество вершины анимации без
[00:05:12.280 --> 00:05:18.800]  их недостатков. Впервые она была применена на Super Mario 64 и на данный момент это стандарт для
[00:05:18.800 --> 00:05:24.040]  анимации персонажей в компьютерных играх. В принципе, если вы увидите кого-то персонажа, то есть
[00:05:24.040 --> 00:05:30.080]  вероятность 99-90%, что он сделан именно с помощью скелета анимации. Вот, иногда люди даже
[00:05:30.080 --> 00:05:35.840]  предпочитают некоторые механические объекты машины, некоторые hard surface объекты машины,
[00:05:35.840 --> 00:05:41.280]  также используют для них скелет анимацию. Почему? Ну, просто есть большой инструментарий для работы
[00:05:41.280 --> 00:05:46.680]  с ней. Художникам проще создать некоторую выразительность аниматором, чтобы, например,
[00:05:46.680 --> 00:05:53.280]  перемещение робота чувствовалось. Ну и программистам с ней достаточно просто работать. В основе
[00:05:53.280 --> 00:05:58.020]  скелетной анимации лежит такая вещь, как собственно сам скелет, который также иногда именуют
[00:05:58.020 --> 00:06:03.840]  Ригом. Что это такое? Скелет - это иерархическая структура точек в пространстве, которые называются
[00:06:03.840 --> 00:06:10.960]  членами или иногда джойнтами. Что значит иерархическое? Это значит, что есть некоторая точка-родитель,
[00:06:10.960 --> 00:06:16.120]  у которых есть дочерние точки, позиция которых зависит от позиции точки родителя. То есть,
[00:06:16.120 --> 00:06:23.760]  если мы поворачиваем данный джойнт, данное сочленение, то и позиция сочленения дочерним будет
[00:06:23.760 --> 00:06:28.960]  также изменена. В общем, что-то подобное мы опять же видели на нашем примере с пропеллером. И да,
[00:06:28.960 --> 00:06:34.360]  это действительно то, что было подзаимствовано из rigid hierarchical animation, из иерархической
[00:06:34.360 --> 00:06:40.760]  анимации твердых тел, и поэтому иногда также скелет называют Ригом. Иногда эти джойнты называют
[00:06:40.760 --> 00:06:45.560]  костями. В принципе, мы в дальнейшем будем придерживаться этой терминологии, потому что достаточно
[00:06:45.560 --> 00:06:50.400]  удобно. С другой стороны, стоит понимать, что это некоторое допущение, даже некоторая оговорка,
[00:06:50.400 --> 00:06:56.200]  потому что по сути своей кости есть не что иное, как пустое пространство между соседними точками,
[00:06:56.200 --> 00:07:02.000]  и некоторого представления как данные они в общем не имеют. Поэтому в общем мы будем придерживаться
[00:07:02.000 --> 00:07:08.560]  того, что позволим себе такую вольность, что джойнты будем называть костями. Следующий важный
[00:07:08.560 --> 00:07:14.320]  элемент, собственно, это сама геометрия, сам скин, она же skinned mesh, она же skeletal mesh. Что
[00:07:14.320 --> 00:07:19.400]  такое? Так же как и статическая геометрия, это набор вершин, треугольников, связанных с ним
[00:07:19.400 --> 00:07:24.760]  материалом. Только в отличие от статической геометрии, каждая точка привязана к одному или
[00:07:24.760 --> 00:07:30.440]  нескольким джойнтам, костям. Что это значит? Это значит, что если меняется позиция какой-то кости,
[00:07:30.440 --> 00:07:36.240]  к которой привязана определенная точка, то и позиция самой этой точки тоже будет меняться. Позиция и,
[00:07:36.240 --> 00:07:41.200]  в общем-то, ориентация, вращение и прочие параметры. Иногда даже, в общем-то, происходит
[00:07:41.200 --> 00:07:48.280]  деформация, происходит масштабирование и точки меняют в зависимости от масштаба. Как я уже говорил,
[00:07:48.280 --> 00:07:54.200]  что вершины могут привязаны к одному джойнту, равно как и к нескольким. Причем, если у вас идет
[00:07:54.200 --> 00:08:03.320]  привязка к нескольким вершинам, в частности, например, данная вершина привязана к плечевой кости и к
[00:08:03.320 --> 00:08:09.440]  локтевой, то это значит, что они привязаны с некоторым весом. То есть позиция данной вершины x
[00:08:09.440 --> 00:08:15.800]  некоторой будет рассчитываться как сумма позиций, домноженной на весовые коэффициенты, где сумма
[00:08:15.800 --> 00:08:21.560]  всех весовых коэффициентов будет равна единице. Во всех редакторах можно посмотреть, как
[00:08:21.560 --> 00:08:27.560]  распределяется вес. Вот, например, мы видим диаграмму распределения вершин относительно костей
[00:08:27.560 --> 00:08:33.600]  спайн 2. Красный - это значит, что здесь вес данной кости единица, и синий - это что вес данной кости
[00:08:33.600 --> 00:08:43.800]  стремится к нулю. Процесс. Во-первых, процесс привязки этих вершин во время создания контента
[00:08:43.800 --> 00:08:52.600]  называют скинингом. И также процесс, в общем, просчета этих позиций во время исполнения игры
[00:08:52.600 --> 00:08:58.240]  тоже называют скинингом. И происходит такая путаница. Когда по этому говорят, что как происходит
[00:08:58.240 --> 00:09:02.680]  скининг, говорят, что может происходить на GPU. Как правило, в принципе, так оно и делается.
[00:09:02.680 --> 00:09:10.480]  Следующим важным элементом является поза. Поза - это не что иное, как конфигурация расположения и
[00:09:10.480 --> 00:09:14.840]  ориентации костей. В общем, поза могут быть рассчитаны равно как в глобальном пространстве
[00:09:14.840 --> 00:09:22.360]  относительно самого скелета, равно как и в локальном пространстве относительно родительской кости.
[00:09:22.360 --> 00:09:29.200]  Ну и последним важным элементом скелетной анимации, да в общем и не только скелетной анимации,
[00:09:29.200 --> 00:09:35.320]  в любой анимации является клип. Что такое клип? Это набор поз, которые проигрываются с определенной
[00:09:35.320 --> 00:09:40.760]  частотой кадров. При этом, как правило, задаются некоторые ключевые позы, так называемые keyframes,
[00:09:40.760 --> 00:09:45.440]  а остальные вычисляются путем линейной интерполяции между ними. В общем, это справедливо
[00:09:45.440 --> 00:09:49.240]  равно как для спрайтов анимации, равно как для морф анимации, о которой мы говорили,
[00:09:49.240 --> 00:09:52.360]  равно как и для rigidbody и прочих разновидностей.
[00:09:52.360 --> 00:09:54.360]  *Субтитры делал DimaTorzok*