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Dieses Kapitel befasst sich mit den Möglichkeiten eine Animation mit Art of Illusion zu erstellen. Die zur Verfügung stehenden Werkzeuge sind flexibel genug, um Animationen in höchster Qualität sehr effizient zu erzeugen.

Bitte beachten Sie das die Beispielanimationen nur sehr einfache Beispiele dessen, was AoI zu erzeugen imstande ist darstellen. Es geht hier nur darum anhand einfach gehaltener Beispiele zu verdeutlichen was möglich ist, und wie man es erreicht. Bitte beachten Sie weiterhin das die hier gezeigten Beispiele sehr stark komprimiert wurden um die Dateigröße nicht unnötig anwachsen zu lassen. Die Qualität kann also sehr viel höher sein als die hier gezeigte.

7.1 Die Timeline (The Score)

Wie viele andere 3D Applikationen, benutzt AoI für die Steuerung und Kontrolle von Animationen eine Timeline (Zeitleiste), auch Score genannt. Auf dieser können verschiedenste Aktionen definiert werden. Jedes Objekt kann viele verschiedene Tracks (Spuren) haben die auf der Timeline zu sehen sind. Diese Spuren können Parameter wie Position, Rotation, Skalierung und auch wesentlich komplexere kontrollieren wie Skelette und andere. Das werden wir uns in den kommenden Abschnitten genauer ansehen.


7.1.1 Das Timeline Layout

Lassen Sie uns die Timeline und ihren Aufbau genauer ansehen:

So sieht die Timeline aus. Sie kann angezeigt werden mit Animation -> Zeitlinie anzeigen aus dem Top Menü. Die Skala am oberen Ende zeigt die Zeit in Sekunden. Zur linken ist die Liste der Tracks des aktuell selektierten Objekts wenn welche vorhanden sind. In diesem Beispiel ist es ein Objekt namens "Hand" welches Positions- und Rotationstracks beinhaltet.
Die vertikale grüne Linie zeigt den aktuellen Zeitpunkt in der Timeline an. Während diese Linie verschoben wird, werden die Objekte entsprechend aktualisiert. Die Position der Animation kann auch über die Blockbefehle im Animation Menü angeben:
 

Die diamantförmigen Symbole zeigen an das eine markante Position oder Orientierung an diesem Zeitpunkt bestimmt wurde. Diese Positionen werden Keyframes genannt - Einzelheiten zu Keyframes erfahren Sie im nächsten Abschnitt.

Neben dem Score (Zeitleiste) selbst sind da noch 5 weitere Buttons auf der rechten Seite, wie hier unten gezeigt:


Der obere Button zeigt die Ansicht die wir gerade gesehen haben. Die nächsten beiden Buttons zeigen uns Informationen über den Track in einer anderen Art, indem er Kurven anzeigt die die Veränderung der Parameter (Position Rotation ect.) über der Zeit anzeigt. Für das oben stehende Beispiel zeigen wir hier an was passiert wenn wir den 2 Button von oben drücken und dann den Positionstrack auswählen - dann wird folgendes angezeigt: 

Hier wird die Position des Objektes in der x, y und z Achse über die Zeit angezeigt. In diesem Beispiel ändert sich x von ca. 0.75 nach -0.3 Einheiten in der Zeit von 0 bis zu 1ner Sekunde.

Wenn mehr als ein Track ausgewählt ist, werden die Kurven auf derselben Achse angezeigt. Wenn aber z.B. der zweite Anzeigemodus (dritter Button von oben) aktiv ist, wird jede Track-Kurve in einer eingenen Achse (eigenen Set) angezeigt. Das ist dann wichtig wenn Tracks ausgewählt werden, deren Datentypen nicht auf ein Achsensystem passen (Positionsänderungen mit Miniwerten und dazu Rotationen mit sehr großen Werten.

Die 2 unteren Buttons dieser Gruppe sind da, um zwischen dem Bearbeitungsmodus und dem Modus zum Anpassen der Skalierung (horizontal und vertikal) der Zeitleiste (Score).

Der obere Button der zwei ist der Bearbeitungsmodus, der es erlaubt Keyframe Diamanten auszuwählen und zu verschieben. Klicken Sie einfach auf irgendeinen Punkt und drücken Sie ihn um ihn zu verschieben. Multiple Keyframes werden mit Hilfe der gedrückten Umschalt Taste ausgewählt während man einzelne hinzuaddiert. Die ausgewählte Gruppe kann dann bewegt werden.

Der untere Button ermöglicht die Achsen der zeitleiste zu skalieren und zu bewegen. Wenn ausgewählt wird mit mit dem MMB gedrückt und dann kann "gedraggt" werden - nach links und rechts um die Achse zu verschieben und nach oben und unten um die vertikal zu verschioeben Dasselbe mit gedrückter UMSCHALT Tasteskaliert die Achse in den entsprechenden Richtungen. Diese Befehle können auch ohne gedrückten Button ausgeführt werden - einfach mit dem RMB drücken und verschieben - damit verschiebt man den Score, - wenn dann noch UMSCHALT gedrückt wird, wird der Score auch skaliert. Das Mausrad kann auch benutz werden um den Score zu verschieben. 



7.1.2 Keyframes

Animation wird in Art of Illusion über Keyframes definiert, d.h. ein Objekt in eine bestimmte Position bewegen, oder z.B. eine bestimmte Rotation festlegen, oder eine bestimmte Skelettpose ect. und das Ganze zu einem bestimmten Zeitpunkt. Diese Punkte nennt man Keyframes. Wenn diese definiert sind, wird das Programm die Positionen zwischen ihnen automatisch per Interpolation berechnen.

Keyframes werden normalerweise erstellt, indem der grüne Zeit-marker an eine bestimmte Zeit geschoben wird, dann wird bei einem Objekt z.B. Position oder eine andere Eigenschaft geändert und danach wird mit der Auswahl von 
Animation -> Keyframe markierte Spuren geänderter Objektes ein neuer Keyframe (Diamant) gesetzt. Alternativ kann ein Keyframe an jedem beliebigen Zeitpunkt eines Tracks erzeugt werden, indem man Animation -> Keyframe markierte Spuren anwählt.

Wenn ein Keyframe erstelt wurde, kann er mit einem Klick markiert oder bewegt werden oder mit Hilfe dieses Blockes aus dem Animationsmenü editiert werden:
 

Keyframe bearbeiten (Edit Keyframe) ermöglicht verschiedene Parameter bezüglich des Keyframes zu ändern. Die verfügbaren parameter hängen vom Typ des Tracks ab - deshalb werden weitere Einzelheiten weiter unten in diesem Kapitel besprochen. 

Markierte Keyframes löschen (Delete Selected Keyframes) löscht alle markierten Keyframes.

Keyframe Gruppe bearbeiten (Bulk Edit Keyframes) ermöglicht eine Gruppe von Keyframes zu bearbeiten wie hier gezeigt:

Verschieben (Move..)ermöglicht einen Block von Keyframes zu einem anderen Zeitpunkt zu verschieben. Der Dialog zur Linken wird dabei angezeigt. Die Operation kann auf Alle Spuren (All Tracks), Alle Spuren der markierten Objekte (All Tracks of Selected Objects) oder Markierte Spuren (All Selected Tracks) angewandt werden.

Sie können den Zeitraum der zu bewegenden Keyframes eingrenzen und den Zeitpunkt ab dem diese wieder eingefügt werden - die jeweiligen Abstände bleiben erhalten. ACHTUNG: Alle existierenden Keyframes in der Region zu der kopiert wird werden überschrieben!!!

Kopieren (Copy ..) entspricht dem Befehl Verschieben (Move ..), aber die Originalen Keyframes bleiben erhalten und die neuen werden an die gewünschte Stelle kopiert.

Maßstab ändern (Rescale..)ermöglicht Keyframes eines bestimmten Zeitfensters in der Zeitachse zu skalieren - also schneller oder langsamer zu werden. In dem gezeigten Beispiel werden die Keyframes zwischen 0.4 und 1.0 Sekunden um den Faktor 0,5 skaliert - was bedeutet das der Vorgang doppelt so schnell abläuft.

Wiederholen (Loop..) ermöglicht Keyframes in einem bestimmten Range beliebig oft wiederholen zu lassen. Der Dialog ermöglicht die Angabe des Range (Spannweite) und der Anzahl der Loops. Die neuen Keyframes werden dann hinter der zuvor spezifizierten Spannweite wieder eingefügt:

Löschen (Delete..)  löscht einfach die Keyframes innerhalb der von Ihnen bestimmten Spannweite.


Keyframes können editiert werden indem man sie in der Zeitleiste doppelklickt, oder indem man sie im Posetrack auswählt und über Animation -> Keyframe bearbeiten eben bearbeitet. Das erzeugt einen Dialog dessen Inhalt vom Typ des editierten Tracks abhängt.


7.2 Hinzufügen und Bearbeiten von Tracks

Dieser Abschnitt beschreibt in Einzelheiten die Details von Tracks und welche Arten von Tracks benutzt werden können. Um einen neuen Track zu erstellen klicken Sie auf Animation -> Spur zu markierten Objekten hinzufügen. Damit können Sie eine Menge unterschiedlicher Tracks hinzufügen:

Die Reihenfolge in der Tracks hinzugefügt werden ist insofern von entscheidender Bedeutung, als das ihre jeweiligen Einflüße von unten nach oben bestimmt werden. Die Tracks können allerdings wie in der Objektliste im Nachhinein verschoben werden.

Jedes Objekt kann diverse Tracks innehaben - sogar vom selben Typ. In diesem Fall kann eine Gewichtung (Weight) bestimmt werden, um festzulegen welcher track den größeren Einfluß hat. Diese Gewichtung kann selber über die Zeit mit Hilfe von Keyframes variieren. Der Gewichtungstrack verbirgt sich hinter diesem   Icon zur Linken am namen des jeweiligen Tracks in der Trackliste.

Einmal erstellt kann ein Track bearbeitet, gelöscht. dupliziert und temporaer eingescahltet/ausgeschaltet werden mit Hilfe der rechten Maustaste über dem jeweiligen Trackin der Trackliste oder über die untere Aektion des Animations -Pulldownmenüs.

7.2.1 Einfache Bewegungsspuren

Dieser Abschnitt handelt von Tracks die die Position und Orientierung eines Objektes betreffen, ohne die Geometrie des Objektes selber verändert wird, z.B. also die Positions- und Rotationstracks.

POSITIONSSPUR

Um einen einfachen Positionstrack zu erstellen, wählen Sie Position -> XYZ (Ein Track) aus der Liste von Tracks im Animation Menü. Im einfachsten Fall müßen Sie nichts weiter tun als den grünen Zeit Markierer an den relevanten Zeitpunkt zu schieben und das Objekt in die gewünschte Position bewegen und danach  Animation -> Keyframe geänderte Spuren markierter Objekte drücken. Das erstellt wieder einen Diamantförmigen Keyframe auf der Timeline (score). Wiederholen Sie diesen Schritt an anderen Zeitpunkten wie Sie es benötigen.

Hier ist ein einfaches Beipiel eines Würfels der in der z-Achse bewegt wird und dessen Bewegung mit nur 2 Keyframes definiert ist - wie im Plot gezeigt. Das resultiert in der weiter unten angezeigten Animation.

       

OPTIONEN FÜR POSITIONSSPUREN

Es gibt einige zur Verfügung stehenden Optionen für Positionstracks. Um den Track Dialog aufzurufen einfach den entsprechenden Track doppelklicken oder Animation -> Spur bearbeiten  auswählen. Das bringt folgenden Dialog hervor:
Oben ist der Spurname (Track Name) der nach Ihrem Gusto geändert werden kann.

Darunter ist die Glättungsmethode (Smoothing Method). Um das besser zu verstehen fügen wir einen weiteren Keyframe zur obigen Animation hinzu. Bewegen Sie den Zeitmarker auf 0,5 s, wählen Sie den Positionstrack aus und klicken Sie auf Animation -> Keyframe markierte Spuren. Beachten Sie das in diesem Fall  Keyframe geänderte Spuren markierter Objekte nichts bewirkt hätte, da die Position der Box zu diesem Zeitpunkt nicht anders ist als zuvor!. Aber jetzt, da dieser Keyframe erstellt ist, können wir ihn im Plotview auch verändern wie hier unten gezeigt:
Wie hier zu sehen ist, ist die Kurve durch die Punkte geglättet. Das kommt daher, weil die standard Glättung "interpoliert" ist. Anderen Möglichkeiten für Glättungsmethoden sind hier in der Dropdown box zu sehen: 

Die anderen Glättungsmethoden (Smoothing Methods) produzieren folgende Kurven:
Um in der Sprache der Animation zu bleiben, Interpoliert und Annähernd (Approximating) erzeugen eine ansteigende Verlangsamung der Box.
Mit Approximating, bleiben sowohl Geschwindigkeit, als auch Beschleunigung kontinuierlich. Im Gegesatz dazu ist die Beschleunigung bei Interpoliert diskontinuierlich. Das zeigt sich in einer "weicheren" Animation bei der Approximating Methode.

Unterbrochen (Discontinuous) erzeugt einen plötzlichen Wechsel der Position.

Linear erzeugt eine konstante Geschwindigkeit bis zum zweiten Punkt und ändert dort sie Geschwindigkeit (hier im Beispiel langsamer) und behält diese bis zur finalen Position bei.

Alle haben ihren Nutzen in entsprechenden Situationen!

Spurmodus (Track Mode)  ist entweder Absolut oder Relative. Absolut bedeutet, das die Position des Objektes als Versatz von der Originalposition (0,0,0). Relativ bedeutet das die Werte des Versatzes  relativ zum in der Trackliste darunterliegenden Tracks berechnet werden.

Wir können beispielsweise einen Positionstrack zur obigen Animation hinzufügen und diesen auf Relativ setzen. Wir müssen nur sicherstellen das dieser Track über dem Absoluttrack positioniert ist -> da die Transformationen von unten nach oben hinzugefügt (berechnet) werden.

Wir können jetzt den Relatiytrack nutzen um Versätze zum Haupttrack hinzuzufügen, also z.B. ein "Schütteln" während der Hauptbewegung. In diesem Beipsiel wurde auf dem Relativtrack alle 0,2 s ein Keyframe erstellt mit Animation -> Keyframe markierte Spuren. Die X und Y Koordinaten der erstellten Keyframes werden dann in "zufällig" im Plotview in irgendwelche Positionen befördert. Der Effekt ist, das sie absolute Position vom Absoluten Track definiert wird und der relative Track dann einen Versatz auf diesem erzeugt wie in den x und y Koordinaten angegeben. Das Beste ist: Ausprobieren!


Anwenden auf (Apply To) bestimmt, welcher Teil des Objektes von dem Track kontrolliert wird - und das ist entweder der Objekt Ursprung oder ein Joint im Skelett.
Im nächsten Beispiel wurde einem Pendel/Zeiger ein einzelner Joint in der "Aufhängung" (Pivot) platziert - und wird auch als das Teil auf das der Track sich auswirkt benutzt. Der Rotationstrack wird auf das Objekt Zentrum angewandt und der Positionstrack agiert dann indem er das Objekt repositioniert um den Pivot Punkt in der "gekeyframten Position" zu fixieren:



Koordinatensystem (Coordinate System) ist der Satz an Achsen auf den der Track angewendet wird, unter anderem wo der Ursprung ist und wie dei Achsen orientiert sind. Es gibt 3 oder 4 mögliche Optionen dafür, je nachdem welcher Trackmode gesetzt wurde:

Das World Koordiatensystem ist das Haupt-Koordinatensystem in dem AoI arbeitet.

Die Parent (Eltern) Option ist für Objekte die die Kinder (children) anderer Objekte sind. Im Normalfall wollen Sie das sich diese "Kinder" mit Ihren Elternobjekten bewegen, drehen usw.. In diesem Fall fügen Sie den Kindern einen Positionstrack hinzu und setzen das Koordinatensystem auf "Eltern" (Parent). Keyframen Sie mindestens eine Zeitposition, z.B. zur zeit "0", um die Verbindung des Kindes mit dem Elternteil dem es folgen soll zu setzen.

Anderes Objekt (Other Object..) ist vergleichbar zur Eltern Option mit der Ausnahme das jedes Objekt einem anderen folgen kann .  Die Auswahl dieser Option ruft einen neuen Button  auf. Wenn dieser gedrückt wird, öffnet sich ein Dialog wo man jedes Objekt oder sogar jeden Knochen (Bone) eines jeden Objekts auswählen kann, dem das Teil folgen soll.

Lokal ist nur dann verfügbar wenn der RelativModus für den Track gewählt ist, und es erlaubt Transformationen relativ zum Objekt eigenen Koordinatensystem auszuführen,, welches im Objekt Layout bestimmt wird.


Spur beeinflusst (Track Affects) ermöglicht den Einfluß des Tracks auf einzelen Achsen zu begrenzen.


BEARBEITEN VON POSITIONS KEYFRAMES

Keyframes können nach einem Doppelklick der "Diamanten" auf dem Score bearbeitet werden, oder indem man einen "Diamanten" markiert und dann auf Animation -> Keyframe bearbeiten klickt. Das ruft folgenden Dialog hervor:
Die ersten 3 Einträge erlauben die Veränderung der Postition des Objekts in jeder der drei Achsen im Koordinatensystem. Dies ist ein genauerer Weg die Positionen zu spezifizieren im Gegensatz zum Bearbeiten im Hauptfenster.
Im nächsten Eintrag können Sie exakt die zeitliche Position des Keyframe bestimmen.

Die untere Hälfte des Dialogs ermöglicht eine weitere Verbesserung der Weichzeichnen Methode (Smoothing Method).  Für die Interpolating und Approximating Smoothing Methoden kann der Kurve eine ungefähre Weichzeichnung (Smoothness) gegeben werden, welche festlegt, wie weich die Kurve ist. Außerdem kann dem Teil der Kurve, welches links vom Keyframe liegt (das heißt, die Zeitperiode, die vor dem Keyframe liegt), einer anderen Weichzeichnung als der Kurve, die rechts vom Keyframe liegt (das heißt, die Zeitperiode nach dem Keyframe), zugewiesen werden. 


Es ist ebenso möglich, verschiedene Positionsspuren einzustellen, um unabhängige Kontrolle der Bewwegungen in der X, Y und Z Richtung zu ermöglichen. Dies kann automatisch getan werden, indem man 
Animation -> Add Track to Selected Objects -> Position -> XYZ (3 Tracks) auswählt. In diesem Beispiel wurden alle 3 Spuren mit der Einstellung Track Affects 1 von X, Y oder Z festgelegt, erstellt.

ROTATION TRACKS


Einfache Rotationstracks werden wie bisher erstellt Animation -> Spur zu markierten Objekten hinzufügen -> Rotation -> XYZ (Eine Spur).  Grundlegend ist die Methode dieselbe wie für Positionstracks; einfach den den grünen Zeiger auf die gewünschte zeit einstellen, das Objekt wie gewünscht rotieren (in Grad) und dann keyframen. Hier unten ist ein einfaches Beipspiel mit einem Würfle der in der X- und Z-Achse rotiert wird mit Hilfe von 2 Keyframes:


ROTATIONSPUR OPTIONEN

Der Optionsdialog für Rotationtracks wird nach Doppleklick auf den Track angezeigt und sieht so aus:
Die meisten Einstellungen sind identisch mit denen des Positiostracks. Schauen Sie hier für Details.

Beachten Sie bitte, das ein Child Objekt oder ein anderes Objekt das mit dem Koordinatensystem eines anderen Objektes verbunden ist, seineigenen Positions- und Rotationtrack benötigt. Dieser muß dann auf das richtige Koordiantensystem angelegt sein um richtig zu arbeiten.

Tatsächlich ist der einzige Unterschied die Isotropic (Quaternion) Rotation Option. Wenn diese Option eingeschaltet ist , bedeutet das, das der Endpunkt der Rotation wichtiger ist als der Weg dorthin. Das Programm folgt also einer Rotation um z.B. 270° nach links nicht zwingend, wenn eine Rotation um 90° nach rechts dieselbe Wirkung hat. Es wird also der kürzeste Weg gewählt. Um also eine Rotation größer 180° Grad auszuführen müssen Sie diese Option ausschalten. Beahlten Sie dabei in Gedanken, das die X,Y, und Z Rotation unabhängig in dieser Reihenfolge abgearbeitet werden: Z, Y, X - und die Animation
zunächst nicht das macht was Sie  beabsichtigen. In solchen Situationen kann es das beste sein nur eine Achse pro Zeit zu bewegen, und ein Eltern-Kind Koordiatensystem zu erstellen um kompliziertere Drehungen durchzuführen.


BEARBEITEN VON ROTATIONS KEYFRAMES

Keyframes können nach einem Doppelklick auf ihr jeweiliges diamantförmiges Icon bearbeitet werden. Oder auch indem man das diamantförmige Icon markiert und dann Animation ->  Keyframe bearbeiten klickt, - beides ruft diesen Dialog hervor:
Die ersten 3 Einträge erlauben die Ausrichtung in den 3 Achsen des definierten Koordinatensystems in dem Punkt der Zeit dieses jeweiligen Icons.

Wie mit den Keyframes bei Positionstracks könnne die Smoothness (Weichheit/Glättung) vor und hinter dem Zeitpunkt (rechts - und links) bestimmt werden.


Wie auch mit Positionstracks gibt es auch hier eine Möglichkeit verschiedene Tracks automatisch zu erstellen über das Animation -> Spur zu markierten Objekten hinzufügen -> Rotation Menü. Von hier kann man separate Tracks für X, Y und Z sowie Quaternation rotations automatisch hinzufügen.

 PFAD AUS KURVE

Dies ist eine spezielle Methode um Positions- und Rotations Tracks für ein Objekt zu bestimmen, indem man eine existierende Kurve benutzt die beispielsweise mit den Kurven-Werkzeugen  erstellt wurde.

Um das auszuführen, wählen Sie das Objekt und die Kurve in der Objektliste aus und klicken auf  Animation -> Kurve als Pfad verwenden. Das präsentiert folgenden Dialog:
Hier können Sie das Objekt und die Kurve auswählen - falls mehr als eine zur Zeit ausgewählt wurde - die es zu benutzen gilt.

Sie können ebenso spezifizieren ob die Ausrichtung des Objekts der Kurve folgen oder starr bleiben soll. Im letzteren Fall wird keine Rotationsspur (Track) erstellt.

Es gibt 3 Optionen für den Keyframe Abstand (Spacing): Einheitlicher Abstand (Uniform Spacing), einheitliche Geschwindigkeit (Uniform Speed) oder einheitliche Beschleunigung (Uniform Acceleration). Abhängig davon, was Sie wählen, gibt es zusätzliche Parameter, die spezifiziert werden können:
Startzeit (
Start Time) und Endzeit (End Time) geben an, wie schnell sich das Objekt die Kurve entlang bewegt. Wenn einheitliche Geschwindigkeit oder einheitliche Beschleunigung ausgewählt ist, dann werden diese Werte abhängig  von der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung sein, welche in den übrig bleibenden Dialogen eingestellt werden können.


Das untere Beispiel ist ein einfaches Beispiel. Die Kurve wurde wie ein Pfad, der von einem aufprallenden Ball gefolgt wird, gezeichnet. Der Pfad der Kugel wurde dann mit konstanter Geschwindigkeit festgelegt (ist physisch natürlich nicht sehr realistisch). Das Ergebnis ist die automatisch erstellte Positionsspur und die Animation.



7.2.2 Das Verfahren der steifen Transformationsspuren (Rigid Transformation Tracks)

Das Verfahren der Animationsspuren erlaubt die Position und Ausrichtung eines jeden Objekts durch Benutzung mathematischer Gleichungen genauestens zu kontrollieren. Dies ist zum Beispiel nützlich in der Simulation realer Physik. 

Um eine Verfahrensanimationsspur hinzuzufügen, wählen Sie das Objekt aus und klicken Sie 
Animation -> Add Track to Selected Objects an und wählen Sie Position -> Procedural oder Rotation -> Procedural. Doppelklicken Sie den Spurennamen des Ergebnisses oder selektieren Sie es und klicken Sie auf Animation -> Edit Track. Dies wird den Verfahreneditor öffnen, welcher praktisch identisch zu dem Editor, der für Textur/Materialverfahren verwendet wird, ist. Der offensichtliche Unterschied ist, dass die Ausgabemodule X, Y und Z sind. Im Falle einer Positionsspur sind es die X, Y und Z Positionen und, im Fall einer Rotationsspur, werden sie Ausrichtung um jede Achse herum sein.
Das Einsetztenmenü (Insert) erlaubt verschiedene Werte- und Funktionensmodule, welche zum Verfahren hinzugefügt werden können. Mehr Details über erhältiche Module unter Prozeduale Texturen.

Die Items des Eigenschaftenmenüs erlauben die Festlegung der Art von Weichzeichnen und des Koordinatensystems wie mit der einfachen Positionsspur (simple position track). 
Betrachten Sie das Beispiel eines Balls, der aufwärts in die Luft geworfen wird (Y-Achse) und entlang der X-Achse. Die physikalischen Gleichungen, die die Bewegung des Geschosses beschreiben, erklären uns, dass die Distanz in die X Richtung gegeben wird durch x = u t cos a  wobei u die Geschwindigkeit (welche, wie wir annehmen, während des Moments konstant ist), t ist die Zeit und a ist der Winkel der Horizontalen, wie auf dem Bild rechts gezeigt wird:

Der Abstand entlang der Y-Achse ist gegeben durch
y = h + u t sin a - 0.5 g t2, wobei h die Ausgangshöhe ist und g die Beschleunigung passend zur Schwerkraft (= 9.81 m/s2). 

Wir kontrollieren die Position des Balls, daher müssen wir diese Gleichungen in  eine prozeduralen Positionsspur setzen. Eine Möglichkeit, unten gezeigt, ist, das Ausdruck Modul (
Expression module) zu benutzen und die Ausgaben in die relevanten X und Y Ausgabemodule zu ziehen. In diesem Beispiel wird die Geschwindigkeit der Projektion durch einen Parameter eingestellt, sodass verschiedeneProjektionen einfach eingestellt werden können. Dies kann ebenso mit den anderen Variablen gemacht werden, wie die Ausgangshöhe (welche in diesem Beispiel 1.0 beträgt) und der Projektionswinkel, welcher auf 0.79 Einheitswinkel (45 Grad) in diesem Beispiel eingestellt wurde. 


In prozeduralen Animationsspuren ist es auch möglich, irgendwelche Parameter zu keyframen, die einen Teil der Prozedur bilden. Zum Beispiel, wenn wir die obrige Prozedur abändern und einen Windeffekt wie folgt hinzufügen: 
Hier habe ich den neuen Parameter Wind Effekt, welcher Input2 zum Ausdruck das x ersetzt, eingeführt. Der Ausdruck wurde etwas modifiziert, um einen Abzug von der x Position hinzuzufügen. Dies ist eine sehr einfache Simulation, die es uns ermöglicht, zu spefizieren, wie weit der Wind den Ball zurückstößt.

Jetzt können wir diesen Parameter keyframen, indem wir die Zeitmarkierung zu einen sicheren Zeitpunkt bewegen und
Animation -> Keyframe Selected Tracks auswählen. Dies erstellt einen Keyframe auf der aktuellen Zeitpositionauf dem Ergebnis. Doppelklicken Sie den Keyframe und ein Dialog erscheint, welcher erlaubt, den Wert des Keyframes wie unten gezeigt zu spezifizieren.

Hier kann der Wert des Parameters für einen bestimmten Punt in der Zeit eingestellt werden. Der Wert des Parameters an irgendeinem Punkt in der Zeit wird dann interpoliert zwischen den gekeyframten Werten, indem die Weichzeichnen-Art, welche aus dem Eigenschaftsmenü in dem Prozedureditor ausgewählt wurde.

Wie zuvor kann der Weichzeichnenwert spezifiziert werden, wenn die Weichzeichnen-Methode interpolieren oder approximieren ist und die linke und rechte Glattheit (smoothness) kann separat festgelegt werden.

Wenn der Wert einer Nummer der Zeitposition spezifiziert wird, wird der einfache Windeffekt produziert, welcher rechts zu sehen ist. Offenbar konnten hoch entwickeltere und realistischere Simulationen erschaffen werden. 


Beachten Sie, dass prozedurale Animationsspuren ebenfalls dazu genutzt werden können, Bewegungen auf vorher gehende Bewegungen aufzutragen. Ganz egal, wann x, y oder z Werte innerhalb des Prozedureditors genutzt werden, sind sie die Positionen oder Ausrichtungen des Objekts kurz bevor diese Spur angewendet wird. So würde zum Beispiel die folgende Prozedur alle möglichen Bewegungen verdoppeln, die durch vorhergehende Spuren in der X-Achse gebildet werden:



7.2.3 Haltungsspuren (Pose Tracks) und Skelette (Skeletons)

Haltungsspuren sind eine Methode, Objekteigenschaften zu keyframen und haben einen bestimmten Gebrauch für Meshobjekte.

Haltungsspuren für einfache geometrische Objekte

Für einfache geometrische Objekte sind die Eigenschaften solche, welche durch den Gebrauch von Objektbearbeitung (Edit Objekt) bearbeitet werden können (das heißt Skalierungsparameter). Um dies anzuwenden, fügen Sie eine Haltungsspur via
Animation -> Add Track to Selected Objects -> Pose hinzu. Jetzt fügen Sie einen Keyframe an den Zeitpunkt ein, an dem Sie die Skalierungsparameter einstellen wollen, indem Sie die Haltungsspur selektieren und Animation -> Keyframe Selected Tracks auswählen. Doppelklicken Sie den Keyframe, um den Objektbearbeitungsdialog (Edit Objekt) zu öffnen, stellen Sie die Skalierungsparameter ein und klicken Sie OK.  Wiederholen Sie dies zu anderen Zeitpunkten falls erforderlich. Die Werte dieser Parameter können ebenso direkt in der aktuellen Szene eingestellt werden mittels des Objekteigenschaftenpanels. Die Glattheit (Smoothness) der Interframe Interpolation kann über den Spurendialog (Track dialog) eingestellt werden.  

Haltungsspuren für Lichter

Haltungsspuren können ebenso für Lichter (lights) eingestellt werden, um Farbe (Colour) und Intensität (Intensity) (alle Lichtarten), Radius (Radius) und Zerstreuungstempo (Decay Rate) (für Punkt- und Spotlichter) und Kegelwinkel (Cone Angle) und Falloff Tempo (Falloff Rate) (für Spotlights). Dies funtioniert in einem ähnlichen Weg zu einfachen geometrischen Objekten; fügen Sie eine Haltungsspur hinzu, keyframen Sie am benötigten Zeitpunkt und gehen Sie auf Edit Keyframe um die Lichtparameter an diesem Zeitpunkt festzulegen. Die Werte dieser Parameter können ebenso direkt in der aktuellen Szene via dem Objekteigenschaftenpanels (Object Properties Panel) eingestellt werden. 


Haltungsspuren (Pose Tracks) für Kameras
Die Kameraeigenschaften Focuslänge (Focal Length), Tiefenunschärfe (Depth of Field) und Sichtfeld (
Field of View) können ebenfalls via Haltungsspuren animiert werden. Wieder funtioniert dies mit einfachen Objekten und Lichtern; fügen Sie einen Pose Track hinzu, keyframen Sie an der benötigten Zeit und gehen Sie ins Edit Keyframe Menü, um die Kameraparameter an diesem Zeitpunkt zu fixieren.
Die Werte dieser Parameter können wie immer direkt in der aktuellen Szene via dem Objektseigenschaftenpanel (Object Properties Panel) festgelegt werden. 

Kamerafilter Parameter können ebenso animiert werden, indem man Pose Tracks (Haltungsspuren) benutzt. Die Methode ist etwas anders; zuerst fügt man die benötigten Filter zur Kamera (mehr Details finden Sie unter Kamerafilter), dann fügen Sie einen Pose Track hinzu. Um den Pose Track in der Timeline zu erweitern, klicken Sie auf den kleinen Pfeil links und eine Liste von Spuren, die mit jedem Filter übereinstimmen, erscheint. Keyframes können dann zu den relevanten Tracks hinzugefügt werden, indem sie markiert werden und Animation -> Keyframe Selected Tracks auswählen. Ein Beispiel ist unten gezeigt:



Haltungsspuren (Pose Tracks) für Mesh Objekte
Pose Tracks arbeiten mit einer ähnlichen Methode mit Mesh Objekten zu den Positionsspuren (Position Tracks), aber auf dem Vertex Level. Die grundlegende Voraussetzung ist, dass Sie mit einem Mesh Objekt arbeiten, welches eine festgelegte Anzahl von Vertikalen haben muss. Sie können dann verschiedene 'Posen' des Meshs einstellen, indem Sie das Mesh im Mesh Editor manipulieren. Art of Illusion schaut sich dann die Position jeder Kanten (Vertex) im Mesh an und wie es sich zwischen den Positionen verändert. Der Pfad, den jede Kante nimmt, wird dann durch die Interpolation für die Frames zwischen den gekeyframeten Haltungen (Poses) berechnet. 

Mesh Objekte mit Skeletten arbeiten etwas anders, indem die Position der Knochen des Skeletts für jedes Zwischenbild (intermediate frame) kalkuliert werden, dann die Positionen der Kanten (vertex positions) des Mesh, basierend auf den Knochenpositionen, berechnet werden. 

Um einen Pose Track einem Objekt hinzuzufügen, klicken Sie auf 
Animation -> Add Track to Selected Objects und wählen Sie Pose aus.  Wie mit starren Transformationsspuren (rigid transformation tracks), basiert das Erstellen einer Animation auf dem Bewegen der Zeitmarkierungen zum entsprechenden Punkt in der Timeline, dem Editieren des bestimmten Objekts (particular object) durch Benutzung des Approriate Dialogs (approriate dialogs) und dem Keyframen der geänderten Spuren. Alternativ kann ein Keyframe an der benötigten Zeit plaziert werden, indem Sie auf Animation -> Keyframe Selected Tracks klicken, welche durch Animation -> Edit Keyframe bearbeitet werden können.

Für ein Mesh Objekt wird, wenn Sie einen Pose Track hinzufügen, folgende Warnung angezeigt:

Um eine Haltung (Pose) für einen Mesh 'Akteur' zu erschaffen, bewegen Sie die Zeitmarkierung zum benötigten Zeitpukt in der Timeline und doppelklicken Sie das Objekt in der Objektliste. Dies wird einen Dialog ähnlich dem unten anzeigen: 
Auf der linken Seite ist eine Liste definierter 'Gesten', welche die bestimmten Instanzen (Instances) des Mesh sind. Zuerst gibt es nur eine Pose: Voreingestellte Pose, welche das Mesh Objekt in der Position, in der es kreiert wurde, ist. Diese Geste kann nicht gelöscht werden. Um eine neue Geste zu schaffen, selektieren Sie diese voreingestellte Pose und klicken Sie auf . Geben Sie einen Namen ein, falls gefordert, und dies wird eine neue 'Geste' zur Liste hinzufügen und den Mesh Editor öffnen, um den Mesh mit derselben Methode wie normal zu editieren, außer dass Sie Vertices nicht löschen können oder irgendwelche neuen durch Extrudieren oder Subdiving hinzufügen können.

Sobald der Mesh bearbeitet worden ist, klicken Sie auf OK, um die neue Geste zu aktualisieren. Um eine Geste von dieser Liste zur aktuellen Zeit zuzuweisen, selektieren Sie sie und klicken Sie auf 
. Dies fügt die Geste zur aktuellen Haltung Liste (Current Pose) hinzu. Diese Liste definiert, wie der Mesh zu diesem Moment in der Zeit aussieht: Die abschließende Haltung ist die belastende Summe aller Gesten in der Liste, behandelt diese Gesten wie Displacements von der voreingestellten Pose. Sie können das Gewicht (Weight) einstellen, indem Sie die Geste in der Pose Liste selektieren und einen Gewicht Wert in die Box neben der Liste eingeben. Oder Sie können einfach eine einzelne Geste zur Liste hinzufügen und OK klicken. Falls Sie in diesem Dialog auf einen Punkt in der Zeit zwischen zwei Keyframes schauen, werden Sie sehen, dass das Gewicht von jeder Geste dementsprechend berechnet worden ist. Es ist ebenso möglich, negative Gewichtswerte einzustellen.

Es gibt noch 2 andere Optionen, die in diesem Dialog verfügbar sind; Sichern (
Save) erlaubt Ihnen eine neue Geste zu erstellen, welche gleichgestellt zum belastetem Durchschnitt der Gesten in der aktuellen Pose (Current Pose) Liste ist. 

Extrakt (
Extract) sichert die aktuelle Pose fest von der definierten Menge von Gesten in der aktuellen Pose Liste als ein neues Mesh Objekt. 

Sobald Sie den Mesh Pose Dialog verlassen haben, stellen Sie den Keyframe für diese neue Pose durchs Selektieren
von Animation -> Keyframe Modified Tracks of Selected Objects ein.

Using Pose Tracks for mesh objects allows effects such as morphing:



Note that the Object Properties Panel can also be used for more direct keyframing of Pose Tracks for Actors.  When you click on the Actor, the Properties Panel will show a list of the gestures that have been added to the Current Pose list.  The weights of each can then be set in the Properties Panel either by directly entering numbers or by using the knobs.  The weights can then be keyframed via
Animation -> Keyframe Modified Tracks of Selected Objects or CTRL-SHIFT-K.



Using skeletons in animation is often an efficient way of creating new gestures and poses. To do this, create a skeleton and bind it to the mesh. Then, in the same way described above for each gesture, simply move the bones as required and keyframe the pose. Below is an example using 3 gestures, in addition to the default, and 5 keyframes; the default was used at the beginning and the end:


The options dialogue for the Pose Track is displayed by double-clicking the track name on the score:
The options are fewer than for the rigid transformation tracks.

The Track Name can be changed to any name of choice.

The Smoothing Method refers to the way the parameter is interpolated between frames. In the case of mesh objects, the relevant parameter is the Weight of the various gestures making up the pose. See above for details on the different smoothing methods.

The Track Mode can be either Absolute or Relative. Absolute tracks effectively overwrite any other Pose tracks further down the list whereas Relative tracks add to previous Pose tracks.

Relative pose tracks are useful for building up complex poses whilst retaining better control of different motions. In the example below, I have set up a series of poses for a simple arm model. There are seperate poses for each of the digits in a closed position and another pose for the wrist. By creating 2 Pose tracks; one for the fingers (Absolute track mode) and one for the wrist (Relative track mode), adding/modifying the wrist movement only is much easier than having to separately edit each keyframe in a combined Pose track .


For example, adding/removing the wrist movement is as easy as enabling/disabling the wrist track:






Child Objects and Animating Poses

Suppose we added some eyes (as child objects) to the snake in the previous example. As the snake's head moves around we would like the eyes to move with the head. Try this for yourself and see the results. Child objects move and rotate with their parent object by default, but in this case the eyes don't move. Why? Because the snake's position and rotation doesn't actually change in the example above. The pose track changes and it is only the snake's posture that moves to reflect this.

Child objects move and rotate with their parent object by default. This means that the coordinate system used for the child objects (eyes) is set to 'Parent' by default. In the snake example, we'd like the eyes to move with the pose of the snake as well. We can achieve this by setting the coordinate system of the eye objects to be linked to a bone within the parent mesh.

To make the eyes follow the pose, double-click the position track for the eyes from the score (or click right and select Edit Track)and set the Coordinate System to Other object.... Now the button becomes available. Pressing this allows the selection of any object, or of any bone of any object with a defined skeleton, to be followed. If you select the snake object and expand the list of sub-items for the object you will see a list of bones that the snake object uses. Pick a bone close to the position of the eyes and the eyes will now move with the pose. Repeat/copy these steps with the rotation tracks as well.

There are several points to note:

You can still set keyframes for the child objects and animate them in their own right. The position and rotation tracks will combine with the other movements imposed by the parent object.

You will need to set at least one keyframe for each child object to establish the coordinate system relationship.

The objects following other object's coordinate systems in this way do not necessarily have to be children of that object but in most cases it makes sense if they are.

To make life easier, child objects can be bound automatically to their parent's skeleton. Simply select the children of the parent (individually or by selecting parent and choosing Edit -> Select Children) and click Animation -> Bind to Parent Skeleton. This tool binds each object to the nearest bone in the parent's skeleton, creates Position and Rotation tracks for each child, and keyframes them to set up the relationship.


7.2.4 Distortion Tracks

Distortion tracks are used to modify the surface of any geometrical object in a procedural way. There are 7 distortion tracks currently available in Art of Illusion: Bend, Custom, Scale, Shatter, Twist, Inverse Kinematics and Skeleton Shape. The first 5 act directly on the object's surface and can be used for any geometrical objects. The latter 2 are applied to the skeletons of meshes and consequently indirectly alter the mesh's surface. Each track is discussed separately in detail below:

Note that for the first 5 distortion tracks, if the object in question is a mesh, the distortion is applied to each vertex of the control mesh before the surface is subdivided. That makes it fast, and keeps the surface smooth. If the object is not a mesh, it is first converted to a triangle mesh with the surface accuracy specified for rendering. The transformation is then applied to each vertex of that mesh. Bear in mind that this might not give the results you expect. For example, suppose you use a Scale track to enlarge a Sphere, and render it with surface accuracy 0.01. The sphere is first triangulated with accuracy 0.01, then the resulting mesh is enlarged - which means it now has errors greater than 0.01.
One general tip for distortion tracks is to ensure there are a reasonable number of vertices in the model. That way the distortions are smoother and more predictable.

BEND TRACK

As the name suggests, this track bends the object through an angle about a specified axis and in a specified direction.

To add a Bend Track to an object, select the object and choose Animation -> Add Track to Selected Objects -> Distortion -> Bend. The properties of the track can be edited by double-clicking the track name on the score or clicking right and selecting Edit Track. This displays the Bend Track dialogue window like that below:

The Track Name can be changed to anything you like and will appear in the track list on the score.

The Smoothing Method defined the way that bend angles are interpolated between keyframed values. The options are detailed above.

The Bend Axis is the axis away from which the object bends.

The Bend Direction determines in which direction the object bends away from the axis specified by the Bend Axis.

Reverse Bend Direction alters the way in which the object bends, with the opposite end being fixed and the other end undergoing the bend.

The Coordinate System determines whether the bend axis and direction are defined from the object's coordinate system or from the scene origin and orientation.

To define the Bend Angle values, add keyframes at the required times by moving the time marker to that time and selecting Keyframe Selected Tracks. The keyframes can then be edited by double-clicking them on the score to display the dialogue window below:

Here you can set the required Bend Angle in degrees and the Time.

If either Interpolating or Approximating smoothing was specified in the track options dialogue then the Smoothness value can be specified.

The Smoothness of the curve before the specified time can also be made different to that after the time by ticking the Separate Left and Right Smoothness box.


The example below shows a bend track applied to a tube object with bend angles going from 0 to 270 degrees and back to 0 with interpolating smoothing.





CUSTOM DISTORTION TRACK

The custom distortion track is the most flexible of them. Indeed, the bend, scale and twist tracks could all be achieved using the custom track.

To add a custom track to an object, select the object and click on Animation -> Add Track to Selected Objects -> Distortion -> Custom . This adds a track called 'Deform' to that object's track list. The distortion operation is achieved through the procedure editor (familiar from procedural textures and procedural position/rotation tracks). To open the editor, double-click on the 'Deform' track name in the list or click right on it and select Edit Track. This will display the usual procedure editor which has outputs to x, y, and z. These are surface distortions in those respective axes. The insert menu contains the usual values, functions, patterns etc. discussed in the section on Procedural Textures.

To better illustrate the use and power of the custom distortion track, we'll consider an example. The aim is to produce a 'bulge' track for a cylindrical-type object. The track will cause the middle of the object to 'bulge out' while the ends will remain static.

First, to create a suitable object. To ensure we have a reasonable density of vertices on the surface, we'll use an extruded filled polygon instead of a straight cylinder. Double-click the polygon icon and change the number of sides to 8 and the shape to approximating to give a virtually circular cross-section. Whilst holding <shift> and <ctrl> drag out a polygon in the top view window. Now click on Tools -> Extrude, set to extrude in the y-axis to a suitable height and set the number of segments to, say 10.

Add a custom distortion track to the object and open up the procedure editor. The basic algorithm for the bulge is scale the x and y axes by a bulge factor but only within a defined height or width. Outside this bulge height, the scaling will be unaffected. Here is the procedure that does this:

It looks a little complicated but really it's quite simple.

First of all, there are 2 parameters that have been set up: bulge height which defines the length of the object affected and bulge size which is the scaling applied to that part of the object as below:



The bulge is going to be centred on the object's y-axis, i.e. at y=0. The first function is '>'; this returns 1 where the magnitude of y is less than the bulge height and 0 elsewhere. This is fed into the scaling function expression where it is multiplied by
(1 + bulge size)*x. Thus the value of this expression for the part of the surface outside the bulge height is 0. However, we want to scale the surface at this part of the object by a factor x, not 0, hence the + function. This adds onto the scaling factor another expression which is equal to x for the part of the surface outside of the bulge height.

Inside the bulge region, the scaling factor is simply (1 + bulge size)*x; the value of the second expression is 0 inside the bulge height so it doesn't add anything onto the first expression.

This is repeated for the z-direction with 2 expressions with x simply substituted with z.

To set an acceptable range of values and a default value for the parameters bulge height and bulge size, double-click the modules and enter the values.

The Edit menu at the top of the procedure editor contains an Undo/Redo facility and a control on the properties of the track as shown on the right:

The Parameter Smoothing Method is the type of smoothing used between keyframed values of the parameters. See earlier for a full description of these smoothing types.

The Coordinate System can be set to either Local or World to use either the object's own coordinate system or that of the scene.


Because we used parameters in the expression, it is now possible to keyframe the track. To do that, move time marker to 0, highlight the Bulge track and select Animation -> Keyframe Selected Tracks. This adds a keyframe at time 0. Repeat this at another time. To set the parameter values for each keyframe, double-click the keyframe to display the keyframe dialogue window as below:
This dialogue lists all procedural parameters at the top with slider bars allowing their values to be set for that particular time.

If the Parameter Smoothing Method was set to either Interpolating or Approximating in the track properties then the Smoothness can be set in this dialogue and can be made different for the interpolations before and after this timepoint.

This is the final animation made by setting 4 keyframes and varying only the bulge size parameter.


Below is another example animation using the sine function to distort the surface of flattened sphere mesh and varying the phase of the sine wave with time. The value in front of the x (3 in this case) defines the number of complete sine waves within a certain distance. The number in front of the t controls the speed of movement of the sine wave. In this example, this was equal to 2 x PI (6.283) i.e. one complete cycle per second.
, aber laut Statistik benutzen mehr Männer meine
  Erfindung, als deine

Custom distortion tracks can also use images to create interesting geometries such as in the landscape example below:



Be warned, though, that a complex image such as this requires a fine mesh to be accurately represented and this in turn requires significant memory.


SCALE TRACK

The Scale track scales the object along any or all directions. To add a Scale track to an object, select the object and choose Animation -> Add Track to Selected Objects -> Distortion -> Scale. Double-clicking the Scale track in the list on the score displays the following dialogue window:

The Track Name can be altered to anything you like.

The Smoothing Method is the way in which the scaling factors are interpolated between keyframes. The options here are the same as described above.

The Coordinate System determines whether the Local coordinate system or the World coordinate system is used. If the latter is used, the object is scaled with respect to the axes passing through the scene origin rather than that passing through the object's centre.


To set the scaling factor at a particular time, move the time marker to that time and select Animation -> Keyframe Selected Tracks . This adds a keyframe to the score at that time. Double-click the keyframe to set the values through the following dialogue:

The scaling factors are set explicitly in the X-Scale, Y-Scale, Z-Scale boxes.

If either Interpolating or Approximating smoothing was set in the track options dialogue, then it is possible to set the smoothness and to separate the smoothnesses of the interpolation before and after the point in time.


SHATTER TRACK

The Shatter track is a way of representing an explosion. The object is broken up into triangular fragments which move outwards as a result of the 'explosion'. The fragments spin, are affected by the force of gravity and can be made to disappear with time.

To add a Shatter track to an object, select the object and choose Animation -> Add Track to Selected Objects -> Distortion -> Shatter . There are no keyframes with this type of track - all of the controls are in the track options dialogue accessed by double-clicking the track name in the list of tracks on the score. The dialogue looks similar to that below:
The Track Name can be altered to whatever you like and appears in the track list.

The Start Time is the time at which you want the explosion to begin. The track has no effect until that time.

Maximum Fragment Size - The fragments are all the same size. There is no minimum size as AoI subdivides the surface triangles until the required size is reached (note, however, that performance is affected as the fragment size decreases). There is a maximum size, however, depending on the surface geometry. A cube, for instance, can have larger fragments than a sphere because a cube's surface can be represented by larger triangles whilst still maintaining the required surface accuracy. This option allows you to restrict the size of the fragments for such objects.

Explode Speed is the initial speed at which the fragments move outwards.

Fragment Spin Rate determines how fast the fragments spin.

Disappearance Time - If this is set to anything other than 0, the fragments will disappear at random over time. The time set here is that at which all fragments will have disappeared.

Gravity sets the magnitude of the force acting on the fragments.


Gravity Axis defines in which direction the 'Gravity' force acts. Normally, of course, this would be set to Y, but this does not necessarily have to be the case.

The Randomness defines the uniformity of movement during the explosion. A value of 0 means an even spread of fragments and 1 is a very random one.

The Coordinate System is either the object's own (Local) or that of the scene (World). With the latter option set, the explosion will be outwards from the scene origin resulting in a 'sideways blast' if the object is not positioned at the origin.

Below is an example of the Shatter track applied to a disc. The Start Time was set to coincide with the time at which the ball hits the disc. Approximating smoothing was used on the disc mesh which results in smoothed triangle fragments being created.





TWIST TRACK

The Twist distortion track rotates the surface around a particular axis by an angle that increases with distance along that axis. One end of the object remains static whilst the other twists around. To explain this better, here is an example:

The object used in this example is a pyramid created by extruding a flat spline and then scaling the extruded vertices down to a point. In order to get a smoother distortion, the mesh was subdivided a couple of times to give the mesh see on the right:


To add a Twist track to an object, select Animation -> Add Track to Selected Objects -> Distortion -> Twist. To edit the track options, double-click on the track name on the score or click right on it and select Edit Track. This displays the dialogue shown below:
The Track Name can be altered to anything you like.

The Smoothing Method is the way in which the values of twist are interpolated between keyframes. The options here are the same as described above.

The Twist Axis is the axis around which the object is twisted

Reverse Twist Direction twists the object the opposite way so that the other end is static.

The Coordinate System determines whether the Local coordinate system or the World coordinate system is used. If the latter is used, the object winds itself around the axis passing through the scene origin rather than that passing through the object's centre.

To set values of Twist, select the Twist track, move the time marker to the required time on the score and select Animation -> Keyframe Selected Tracks . This produces a keyframe at the specified time position. To set the value, edit the keyframe by double-clicking it. This displays the dialogue shown below:
The Twist Angle controls the amount of rotation around the specifed axis at the given Time.

If either Interpolating or Approximating smoothing was set in the track options dialogue, then it is possible to set the smoothness and to separate the smoothnesses of the interpolation before and after the point in time.

In the example below, the twist angle was varied through 5 keyframes in a sine wave type pattern to produce the animation shown:



INVERSE KINEMATICS TRACK

Inverse Kinematics Tracks allow meshes to be deformed by adding constraints to the joints of the mesh's skeleton. Each bone joint can either be locked or forced to follow another object in the scene.

To add an Inverse Kinematic track to a mesh object, select the object and go to Animation -> Add Track to Selected Objects -> Distortion -> Inverse Kinematics. IK tracks do not have keyframes; rather the joint constraints that are set apply according to the track's weight. The constraints are set via the IK Track dialogue displayed by double-clicking on the track's name on the score (or right clicking and selecting Edit Track...). This dialogue, shown below left, lists the constraints that have been set; to add a new constraint, click on Add... to display another dialogue like that shown below right. From here you can select a bone joint and either lock it in place within the skeletonby clicking on the Locked radiobox or get it to follow another object from the scene by clicking on Follows Target then clicking on Set to choose the appropriate object.




In the example below, the character's head is made to follow the 'bee' throughout its motion. The 'neck lock' bone joint is set to be locked and the 'head control' is set to follow the 'bee' (in this case, the 'head control' bone has also been locked, through the mesh editor, with respect to its parent).


Sometimes you might find that the distortion caused by this type of track creates 'squashing' of the mesh surface. Take the example below. The undistorted mesh surface and its simple skeleton are shown below left. In this example, the IK constraints are set so as to lock the bottom of the mesh via the root joint and have the joint at the top of the mesh follow a null as shown in the IK constraint dialogue below. The null has been keyframed to move in a roughly semicircular path around the top of the mesh. The result shown at one particular frame is shown below, and the animation formed from this setup is shown below right. As can be seen, the mesh squashes unacceptably at the bend position.



To avoid this effect, we can use the 'Use Gestures to Shape Mesh' option on the IK constraint track dialogue. Switching this option on will make the IK constraint track use existing gestures to control the shape of the mesh instead of it just being shaped by movement of the skeleton. So what we can do in this case is to create two new gestures with the mesh skeleton bent to each side. When creating these gestures you will find that, as the skeleton is bent down into the appropriate position, the mesh squashes just like it did with the IK constraint track above (that's because it's doing exactly the same thing). But now, we can move vertices in the gesture around to 'unsquash' the joint as shown in the two gestures below. Now we can go back to the IK constraint dialogue and switch on 'Use Gestures to Shape Mesh'. Now the IK track will adjust the skeleton based on the constraints we have set, as before. But this time it will look at the gestures that have been created and will produce a pose from them whose skeleton configuration matches that of the IK constrained skeleton. This produces much better and more controllable distortions when using IK constraint tracks as shown in the animation below:



In actual fact, the 'Use Gestures to Shape Mesh' option doesn't care how the skeleton gets into a particular configuration; it doesn't have to be through an IK constraint - it could be as a result of a pose track or a combination of pose tracks. In this case, you may not even want or need to set any IK constraints; just switch the 'Use Gestures to Shape Mesh' on.

The 'Use Gestures to Shape Mesh' option could also be used to create other effects like bulging muscles when limbs flex etc.




SKELETON SHAPE TRACK


The Skeleton Shape is a method of posing a mesh with a skeleton that is an alternative to a Pose Track for this type of object. Skeleton Shape tracks can have keyframes which define the configuration of the skeleton at a particular point in time.

To use a Skeleton Shape track, add one to your skeleton-containing mesh via Animation -> Add Tracks to Selected Object -> Distortion -> Skeleton Shapes. Add a keyframe at the appropriate time on the Score by moving the time marker to that time and selecting Animation -> Keyframe Selected Tracks. Then the keyframe can be edited by double-clicking on it to display a dialogue similar to that shown below:

The editor is similar to the mesh editor except that manipulations can be made to the mesh only via the skeleton and not the mesh vertices. The Edit menu allows one level of Undo. Edit -> Properties displays the Properties dialogue which allows left/right smoothnesses to be set as per other tracks.

The Skeleton menu is shown on the image on the right:

Edit Bone accesses the bone joint editor (see here).

Reset to Default Pose puts the keyframe's skeleton back into the Default Pose configuration for that object.

Create Pose from Gestures displays the current list of gestures (the option will not be available if the object is not an Actor) and allows the Skeleton Shape keyframe to be created effectively from a custom pose made up from a sum of various weightings of gestures.

The View Menu is identical to the equivalent menu in the mesh editor.

The Skeleton Shape tracks can be edited by double-clicking the track's name in the Score or right-clicking and selecting Edit Track. This displays the dialogue below:

The Track Name is editable as with other tracks as is the Smoothing Method.

The Use Gestures to Shape Mesh is analogous to the Inverse Kinematic distortion tracks. The Skeleton Shape tracks distort a mesh based only on skeleton movement. In some situations, relying on skeletal deformation alone can lead to problems with the mesh becoming 'squashed' - this is particularly common around some joints, for example. However, if you create a gesture with the skeleton in a similar configuration to that expected to arise in the Skeleton Shape track, the vertices of the mesh can be moved to smooth out these problems for that gesture. Then, switching on Use Gestures to Shape Mesh for the Skeleton Shape track will automatically sort out these problems. Indeed, if you create a Skeleton Shape keyframe and edit it with this option switched on (with appropriate gestures created), the 'unsquashing' effect is actually applied in real time.

Below is a practical example. Here is an arm which needs to be bent at the elbow. If we just rotate the appropriate bone, there are problems with 'squashing' around the joint as shown below left. If we tried to bend the arm in this way with a Skeleton Shape track, the results would not be acceptable. However, we can first create a gesture with the skeleton in this position and fix the problem vertices as shown below right. Also note, that we can move other vertices to improve the realism, such as 'bulging' the bicep slightly and sharpening the point of the elbow.



If we now create a Skeleton Shape track with Use Gestures to Shape Mesh on, create a keyframe, edit it and move the elbow joint, the problems areas do not occur - they are corrected in real time - together with the bicep bulge and pointy elbow. Below shows the rendered animation between 2 keyframes without 'Use Gestures...' (below left) and with 'Use Gestures...' (below right).



It can be seen that, using this approach, the Skeleton Shape track is a straightforward way of keying the primary movement of a character. A set of gestures (first convert the mesh to an Actor via Object -> Convert to Actor) can be set up for the important and troublesome areas such as joints or places where, for example, muscular movement would result in a mesh deformation on top of the main joint movement. The Skeleton Shape track can then be used to edit the character's position without further worry about 'squashing' joints etc.

Note that Skeleton Shape tracks are absolute and so override other Skeleton Shape tracks or Pose tracks below then in the Score. A Skeleton Shape track would normally be used to define the broad motion of a character and relative Pose Tracks could then be used to add additional or secondary motions.


7.2.5 Constraint Tracks

Constraint Tracks are unlike the other tracks that can be created in that they do not have keyframes. They are a way of constraining the various transformations of an object during the whole animation. Constraint Tracks are added to an object by selecting Animation ->Add Track to Selected Objects and choosing Constraint. Double-clicking the relevant track name in the list on the score displays the following dialogue:

Below the editable Track Name, there are 3 rows that define the way the object is positionally constrained. For each axis, the Constraint can be selected as None, Less Than, Equal to or Greater Than the value (in units) defined. Setting the X-Constraint to be Less Than 3, for example, means that the object will never go beyond the plane x=3.

The Orientation is constrained by the next section. Here you can specify that one axis (in the objects coordinate system) either Faces Toward an object (or one of the joints of its skeleton if it has one) of your choice selected by clicking the button, or can be set to be Parallel to or Perpendicular to a vector set in the x,y and z boxes which then appear as below:


One possible use of Constraint tracks is in controlling the eye rotation of an animated character. In the example below, Constraint tracks were applied to both eyes to make them face towards the swinging gem object:


7.2.6 Visibility Tracks

Visibility tracks are the simplest tracks available. They control when objects become visible in the scene. To add a visibility track, select Animation -> Add Track to Selected Objects and select Visibility.

To hide the object, move the time marker to the appropriate point in time and either select Object -> Hide Selection and then Animation -> Keyframe Modified Tracks of Selected Objects or select Animation -> Keyframe Selected Tracks, click on the new keyframe and select Animation -> Edit Keyframe to display the dialogue below:
Here, you can set the object to be visible or not and the time.



7.2.7 Animating Textures

Textures can be animated in a number of ways with Art of Illusion. Two of the methods require the use of Procedural Textures.

The first method uses the Time parameter available in the procedural texture editor which can be added to a texture by selecting Insert -> Values -> Time. At any point in the animation, this parameter is equal to the time at that point. Therefore creating a texture which uses the Time parameter will vary accordingly.

Below is an example of a simple texture within which the Transparency is controlled with the Time parameter as shown:



The other method is through the use of texture parameters. The value of any such parameters defined in a procedural texture can be varied with time to form an animated texture.

Having created a texture with texture parameters and assigning it to the object, set up a Texture Track by selecting Animation -> Add Track to Selected Objects -> Texture Parameter. Double-clicking on this track in the score produces the following dialogue:
Track Name is the name of the track which can be changed to anything you like.

Smoothing Method is as defined above. In this case the values of the parameters are smoothed as specified.

In the area below is a list of all the currently defined texture parameters in the object's texture. Here you can select which parameters to control via this animation track. Multiple selections are made by holding down the <shift> key while clicking on entries in the list.
Once the parameters to be controlled have been defined, the track can be keyframed in the normal way by moving the time marker to an appropriate point in time and clicking Animation -> Keyframe Selected Tracks. The keyframe can be edited by double-clicking it on the score or by selecting it and clicking on Animation -> Edit Keyframe. This displays the following dialogue:
Listed at the top of the window are all the parameters that were identified in the previous dialogue. In this example, there are 2 texture parameters called parameter and trans. Their values at this point in time can be altered using the slider bars or by typing values into the boxes.

The Time can also be re-defined here.

The remainder of the dialogue relates to smoothing before and after the keyframe which can either be the same or be separately defined. Smoothness values are entered appropriately and are valid if either interpolating or approximating smoothing was selected in the previous dialogue.

The plot views can also be used to show plots of each parameter against time.

Below is a simple example. This has a single parameter which is controlling the length of the 'hairs' formed using displacement mapping. Two keyframes were used at the start (0) and the end (1) of the animation period



7.2.8 Editing Tracks

There are several options at the bottom half of the Animation menu for editing tracks.

Edit Track is the same as double-clicking the track name and produces a dialogue which depends on the type of track. See the above sections for details.

Duplicate Selected Tracks produces identical copies of all selected tracks.

Delete Selected Tracks and Select All Tracks of Selected Objects are self-explanatory.

Disable Selected Tracks allows you to stop any currently selected tracks having any effect temporarily. Enable Selected Tracks reverses this operation.

Texture parameter tracks can also be used to animate blending fractions for layered textures, thereby allowing textures to be blend into each other. Blending fractions will appear in the Texture Track option dialogue and can be controlled in exactly the same way as other parameters.

Note that Texture Parameter tracks cannot be used to animate per-vertex textures. This can be achieved, however, using a Pose Track. Set up the texture in the same way as normal and assign it per-vertex to the object as required. When the mesh is converted to an 'actor', the per-vertex texture information will be preserved and varied for different poses at different keyframes with interpolation being performed between keyframes.


7.3 Previewing and Rendering Animations



7.3.1 Previewing Animations


An animation can be previewed at any time by clicking on Animation -> Preview Animation. This displays a dialogue similar to that below:
The Camera drop down menu allows you to view the preview from any camera that exists in the scene.

The Display Mode drop down menu allows you to select the type of display for the preview from Wireframe, Shaded, Smooth or Textured.

The Start Time and End Time specify the time period over which the preview will play.

The Width and Height are the dimensions in pixels of the preview window.

The Frames/sec controls the smoothness of the preview; the higher the number of frames per second, the more interpolated positions are created and the smoother the animation becomes.
Clicking OK the displays the preview in the selected display mode as in the example below:

The Time and Frame numbers are displayed for reference. Click on Done when finished.



7.3.2 Rendering Animations

Animations are rendered in the same way as with still images via Scene -> Render Scene. This produces the dialogue described in the chapter on rendering. The relevant part of this dialogue for rendering animations is shown below:
To render an animation rather than a still, click on the Movie radiobox.

You can then specify the Start Time and End Time over which to render.

The Frames/sec controls the smoothness of the animation; the higher the number of frames per second, the more interpolated positions are created and the smoother the animation becomes (but the longer it takes to render and the more diskspace is used).

Images/Frame allows the production of a number of images for each frame to simulate motion blur which occurs in real life when objects are moving faster than the camera exposure time. For each frame, the specified number of images is produced by interpolating additional time points and the average of the images is calculated and stored. Below is an example; the left image has 1 image/frame (i.e no motion blur) and the image on the right has 3. The greater the number of frames, the smoother the blurring will appear but at the cost of speed.



After clicking OK, the image file format and quality dialogue below is displayed as below:

Die Qualitätbestimmt den Grad der Kompression des Bildes. Ein hoher Qualitätswert läßt das Bild besser (weniger komprimiert) aussehen , resultiert aber in einer größeren Datei.

Egal ob Sie TIFF, JPEG, PNG, BMP oder HDR als Format wählen, die Animationen werden als Serie individueller Bilder gesichert. Eines dieser Formate auswählen und OK klicken stellt den Filename Dialog dar. Jedes Bild wird den Dateinamen tragen, den Sie hier eingeben und zusätzlich eine Nummer als Extension, z.B. filename0001, filename0002 etc.. Die Startnummer kann im ersten Dialog frei gewählt werden.

Alternativ können Animationen im Quicktime Format erstellt werden wenn die entsprechende Option gewählt wird. Diese steht nur dann zur Verfügung when das Java Media Framework arbeitsfähig installiert ist. Siehe Installation Seite für Details. Aus Gründen des Postwork Prozesses empfiehlt der Übersetzer hier aber bei einzelnen Bild Dateien zu bleiben.



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