绑定指南

什么是绑定？

绑定是角色动画的一个重要方面。骨骼控制提供了一组参数化控制器，用于将 3D 角色变形并制作动画。这些控制器类似于木偶的提线。它们代表了角色的自由度，因此也是动作的基石。如果绑定得当，就能制作出逼真且富有表现力的动画；但如果绑定不当，就会对所能实现的动画质量造成限制。

骨骼控制类型：骨骼、融合变形和 UI 控制器

角色绑定通常分为三类：骨骼、融合变形和 UI 控制器。骨骼（又称关节）是一种简单的 3D 变换（平移、旋转和/或缩放），可影响角色蒙皮的局部区域。融合变形是通过各种形状之间的 3D 插值（变形）使蒙皮变形。UI（用户界面）控制器通常是一组便于艺术家使用的紧凑型句柄，可以在数字内容创建工具中对其进行操作，对角色进行变形。许多现代角色骨骼控制都结合了这三种方法。

Speech Graphics 动画系统负责控制肌肉，肌肉负责控制骨骼控制。这层间接控制关系意味着，只要可以根据骨骼控制定义肌肉姿势，它们就可以用于任何类型的骨骼控制，无论是骨骼、融合变形还是 UI 控制器驱动。我们不规定任何特定的融合变形、骨骼布局或控制界面。

骨骼/关节

骨骼（又称关节）是模拟骨骼运动的理想工具，因此也是适合用于控制身体的解决方案。有些违反直觉的是，骨骼在脸部动画中也非常常用，尽管大多数脸部肌肉只会使脸部软组织变形，而不会移动骨骼。由于骨骼的计算成本相对较低，并且具有高度的局部控制能力，因此在脸部动画中非常有用。

在为脸部创建骨骼装备时，为了使脸部运动范围最佳，最低数量大约是 100 块骨骼（在浏览器等资源有限的渲染环境中可以使用更少数量的骨骼）。为嘴部区域配备适当数量的骨骼非常重要，这样即使是高变形姿势（如抿嘴）也能实现。根据经验，嘴唇至少需要 12 到 16 块骨骼才能实现必要的嘴部姿势。对于脸部的其他部分，骨骼的布局应能够在变形量最大的地方提供最大的灵活性，如脸颊上部、眉毛之间和眼睛周围。

每个顶点 4 至 8 块骨骼可实现最大蒙皮影响。如果骨骼的布置密度不高（例如，嘴唇中的骨骼不超过 12 块），每个顶点只需 4 块骨骼即可；如果嘴唇中的骨骼超过 12 块，则可能需要 8 块骨骼才能实现最大蒙皮影响。在制作动画时，需要对所有骨骼进行一定程度的蒙皮调整和打磨，以使其看起来更美观。

融合变形和 UI 控制器

融合变形是脸部动画的一种很好的选择，因为它们可以实现复杂的变形模式，其中每个顶点都有自己的轨迹。UI 控制器是方便动画师使用的句柄，可驱动融合变形和/或骨骼集合作为连贯的运动，并可根据上下文进行修正。融合变形和 UI 控制器都倾向于基于对脸部基本运动模式的分析。

面部动作编码系统 (FACS) 是对面部基本肌肉动作的一种描述。许多从业人员会对融合变形和 UI 控制器使用这种分析中的一些调整。Speech Graphics 肌肉集本身就能对脸部进行基本动作模式分析（请参阅这是面部动作编码系统吗？）不过，您无需通过设计单个融合变形或 UI 控制器来设置 Speech Graphics 肌肉的姿势；您可以使用骨骼控制参数组合来实现姿势。

您无需通过设计单个融合变形或 UI 控制器来设置 Speech Graphics 肌肉的姿势；您可以使用骨骼控制参数组合来实现姿势。

对唇部区域进行微调的功能非常重要。这通常需要基础面部动作编码系统集以外的额外融合变形。Epic MetaHumans 骨骼控制就是一个很好的例子，它包含了实现全方位脸部动画所需的所有姿势/融合变形。所有姿势均可在 Maya 中的“CTRL_expressions”节点下找到。

骨骼控制质量

肌肉姿势的质量对于实现良好的整体动画至关重要，因此判断骨骼控制质量的主要因素在于它能否实现良好的肌肉姿势。特别需要注意的是嘴唇、下颚、舌头和眼睑的肌肉，这些部位的肌肉需要更高的精度。请参阅肌肉。

我们的团队可以评估您的骨骼控制是否适合语音和非嘴部情绪，并就任何可能影响质量的问题提供建议。通常情况下，您不需要更改您的骨骼控制。但是，为了获得最佳效果，请牢记良好肌肉姿势的关键特征：隔离、细节和极限。

实现隔离

一个良好的骨骼控制应该能够实现动作的隔离，也就是说，如果您本人可以移动脸部的某个部位而不移动另一部位，那么您的骨骼控制也应该能够做到这一点。作为一个粗略的指导原则，如果人类（或其他生物）可以独立移动脸部的以下任何部分到某个程度，那么您的骨骼控制也应该可以做到：

• 嘴唇与下颚与舌头

• 下半脸与上半脸

• 下嘴唇与上嘴唇

• 下眼睑与上眼睑

• 左脸与右脸

隔离原则至关重要，因为它能让每个肌肉姿势都精确捕捉到每块肌肉收缩的效果，而不会混合其他肌肉的效果。将肌肉混合在一起的姿势会压缩角色的自由度，并且将解剖部位组合在一起的方式也不尊重各块肌肉的动态特性。

实现细节

隔离肌肉动作至关重要，但捕捉肌肉的整体效果也同样重要，这意味着要最大限度地展现变形细节。因此，骨骼控制应能提供相当详细的变形模式，并能控制整个面部表面。最糟糕的情况是面部出现“面瘫区域”，即任何骨骼控制都无法移动的区域。一般来说，控制器的密度可以让我们实现更复杂、更逼真的变形。还要记住，肌肉动作可能会产生连带的非局部效应。例如，当上唇向下移动时，脸颊和鼻子部位可能会受到牵引。这些微妙的连带动作会为观众的体验增加感知线索，使脸部动画身临其境，引人入胜。

一般来说，如果真实的人脸上可以形成特定的变形模式，那么您的骨骼控制上也应该制作出近似的变形模式。即使角色是动物、外星人或怪物，也应该能够实现适合其（可能是拟人化的）生理机能的变形细节。

实现极限

最后，为了实现极富表现力的脸部动画，骨骼控制必须能够实现极限肌肉姿势。每个肌肉姿势都代表了角色使用该肌肉可以达到的最大限度。因此，如果骨骼控制因内置限制（如低强度融合变形）而无法实现高强度的姿势，那么角色将无法实现其全部动作范围。不仅难以实现高表现力的动画，而且更普遍的是，由于这些姿势较弱的肌肉拉低了整体比例，在所有强度级别下角色的情绪表现都会相对较弱。