马跃

摘要：三维动画制作中，存在着正向动力学与反向动力学两种控制方式，这两种控制方式各有特点，在实际项目制作时更是相辅相成，不可缺少，甚至很多时候，需要二者不断转换从而达到制作目的。该文通过对Maya骨骼设置中正向动力学与反向动力学的分析，总结了正向动力学与反向动力学各自的特点，并指出正向动力学与反向动力学在Maya中相互转换的难点所在，最后论述如何通过表达式实现无缝转换的制作思路。

关键词：三维动画；骨骼设置；IK；FK

中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)09-2141-03

1正向动力学与反向动力学

在三维软件中，角色动画的控制方式有两种，即正向动力学（Forward Kinematics，简称“FK”）与反向动力学（Inverse kinematics，简称“IK”）。其中正向动力学是遵循父子关系的层级，用父层级物体带动子层级的物体；反向动力学一般运用在骨骼物体上，是通过先确定末端子骨骼的位置,然后反求推导出其所在骨骼链上n级父骨骼的旋转角度，从而确定整条骨骼链形态的方法。

正向动力学与反向动力学各自有其特点，正向动力学计算简单，运算速度快，动画时需从父关节到子关节逐一指定每个关节的角度；反向动力学求解方程组需要耗费相对较多的计算机资源，但随着计算机硬件性能的不断升级，这个问题并不明显。事实上，正向动力学与反向动力学，本身没有优劣之分，我们需要结合实际制作项目，具体问题具体分析。例如，人在走路时，手臂进行摆动，这时肩关节带动大臂带动小臂带动手腕进行曲线运动，这时更符合正向动力学的运动方式；……