1、步行动画资料讲解步行动画角色步行动画我们接触角色动画，首先要来学习的就是怎样制作步行，制作各种各样的步行。步行是最基础的，但是制作步行也许是最难的。本节的学习，我们会从传统的二维动画理论开始讲起，然后再联系到在MAYA中的角色动画行走的制作。步行的规律： 真实的步行是怎样的？这是一个我们每天都会重复看和做无数次的动作，但是我们并不一定认真地观察和分析过这个动作。一但要我们把步行在纸上或是计算机中真实自然地表现出来却并不是一件容易的事。我们首先来看一些连续拍摄的真实步行图片：见图（1）、图（2）对于步行的过程，动画大师们有过形象的概括，他们说步行是这样的一个过程：你就要向前跌倒但是你自己刚刚好及
2、时控制住没有跌到。向前移动的时候，我们会尽量避免跌倒。如果我们的脚不落地，我们的脸就会撞到地面上。我们在经历一个防止跌倒的过程的循环。在走路的时候我们的上身是向前倾斜的。见图（3）。这时候，我们会及时的迈出一条腿来保持平衡。移步，稳住。移步，稳住。移步，稳住。这就是步行的过程。在动画制作中，我们习惯上设定一只脚跟抬离地面到再次接触地面，为一步。两只脚交替各迈出一步为一个循环。通常情况下，这两步迈出的距离应该是一样的，我们每次迈步的步幅误差不会超过1厘米。通过观察和分析，我们可以把步行中的一步简化为这样的一个过程：见图（4）这样就可以把步行中的一步分解为以下5个阶段：（1）起始点：（也称作：co
3、ntact 接触点）这是我们人为设定的一个步长过程的开始。在这个时刻，角色的两脚都接触地面。身体前倾，双臂自然摆动，每只胳膊的摆动都与相对应的腿的运动很协调，以保持平衡和推力。（2）下降点：在这个阶段，角色的两腿微曲，身体和重心下降。后脚跟抬起。由于重力的作用，速度加快。下降的过程一个释放能量的过程。双臂自然摆动，角色的胳膊这时在最远点，然后开始向反方向摆动。（3）上升过程：（也称作：pass pos经过点）在这个过程中，角色的前腿伸直，重心转移到前腿上。身体和重心上升。身体前倾，有即将向前摔倒的趋势。后脚离开地面，并向前迈出。步行的时候会很自然的保存能量，所以角色的脚会尽可能的抬的很低。双臂
4、继续摆动。（4）最高点：在这个时刻，角色的身体和重心最高，支持重心的腿伸直（即上阶段的前腿）。原先的后腿会继续向前迈出，在身体前倾即将失去平衡的一瞬间，该脚脚跟着地，身体保持平衡。当身体上升的时候，速度就会慢下来，角色正在积累势能。（5）结束点：是一步过程的结束。此时我们的脚向下滑动，脚后跟儿会先轻轻的落在地面上，使身体保持平衡不至于摔倒。当这个过程结束时，双脚着地，身体和重心再次恢复到（1）的状态，但姿势左右相反。结束的那一时刻同时也是下一步的开始，与上一步不同的是：接下来的一步会迈出另一条腿。最后的（6）阶段是另一条腿迈步的下降阶段。在我们走路的时候，我们的小腿为我们提供动力。我们每向前迈
5、进一步，我们的小腿肌肉就会为我们提供一马力（760瓦特）的动力。这是我们常用的一种分析一个步长过程的方法，在传统的二维动画中还有其他的一些分析方法，这些分析方法的不同之处主要在于对于一步设定的起始和结束状态的不同或是为了提高工作效率予以简化，但是原理都是大同小异的。大家也可以根据自己的习惯和工作的实际情况，予以借鉴。了解了这个过程，抓住这五个关键点，我们就可以使用关键帧的方法来制作步行动画了。要注意的是：所有的步行都是不同的。世界上没有走路完全相同的两个人。每个人的步行都像他的脸一样，与众不同，可以作为角色的特征，表现角色的个性特点。改变角色走路时的一个小小的细节就会使这个角色发生很大的变化。
6、角色的步长：我们通常认为：一个正常人在自然状态下正常步行时的步长等于他的肩宽。但这不是绝对的一个定数，每个人多多少少都会有些出入。某些特定角色或是卡通化的角色可能会有较大的出入，还要具体情况具体分析。有些情况下，角色的步长或是步行时的其他特点是设计者专门设定的，其目的是为了表现角色的某种个性或是情绪。步行的时间和节拍：在我们做动画时设定一秒钟24帧的情况下，习惯上认为正常的步行一步为12帧也就是半秒，一秒钟走两步。如果是稍快一点的步行，也可以是16帧。走路时间的快慢节奏，要根据角色的具体特征和实际情况来具体分析。比如：急冲冲的赶路就会比悠闲的散步的步调频率要快、个子矮小的人要比个子高大的人的步
7、调频率要快等等。下图是二维动画中角色迈出一步时需要对应画出的12格画面，和我们在做动画时的12帧相对应。可以借做参考。见图（5）。除此之外，有些二维动画家为了工作上的方便，也会使用到8格和16格的画法。一般情况下，我们可以参考下面的数据。完成一步时使用：4帧 = 很快的跑步（一秒钟6步）6帧 = 跑步或者快走（一秒钟4步）8帧 = 慢跑或者是卡通中的步行（一秒钟3步）12帧 = 轻快的，商业性的像走路普通的步行（一秒钟两步）16帧 = 散步更加从容不迫（一步2/3秒）20帧 = 老人或者是很累的人（几乎是一秒一步）24帧 = 慢走（一秒一步）32帧 = 这个人肯定是迷路了 _测量步行（或是其他
8、任何东西）的时间的最好的方法就是亲自实践并用秒表计时。同时，使用节拍器也会有很大帮助。肩膀和臀部的运动角色在走路时，肩膀和臀部不是僵硬着一动不动的。使角色的肩膀和臀部运动起来会使动画看起来很生动。胳膊的动作通常会与腿的动作相反。胳膊向前的时候，肩膀也向前。胳膊向后的时候，肩膀也向后；当脚在后面的时候，臀关节也在后面。脚向前的时候，臀关节也向前。从图（6）中，我们可以看出这种关系：在角色的正面，臀部的线和肩膀的线正好相反。在经过点（pass pos）的地方，臀部和肩膀或多或少会直一些。如图（7）所示：头部的运动我们可以为角色的头部加入一点动作，使我们的动画看上去更加生动有趣。见图（8）：或者是我
9、们让角色的头部一直倾斜到必经点的位置。见图（9）：这样看起来是不是更有意思些呢？我们接着让头部在前后方向上也运动起来。让头在必经点的地方伸出来。（稍微有一点鸽子的效果）见图（10）：看见了吗？一个小细节的不同将会使整个动作感觉完全不同。任何一个小的细节都会改变步行：抬头低头、或者是头歪来歪去、或者是前后移动、或者是前后左右乱动。见图（11）：但是对于头部的动画，我们一般应该避免使身体和头部的动作循环的转来转去，如果那样做它看起来会像一只鸟或者是鸽子的步行（除非那是你想要的效果）。为了保险起见通常可以使头部做直上直下的运动。腿的运动腿的运动我们在前边的“步行的规律”部分已经简单讲到了。一般腿的动
10、作通常会与手臂动作相反。要注意的是正常情况下，人腿的膝关节从侧面看是向后弯曲，从前面看略向内弯曲。胳膊的肘关节，从侧面看是向前弯曲，从正面看是向内弯曲。但是我们可以尝试着借鉴二维动画技术中的一种称为“折断”的方法。对腿部和手臂的动画进行艺术加工。见图（12）：就像这样：这真的可以吗？这看起来很不可思议，但是如果我们把它加在一个芭蕾舞演员的身上，看起来就刚刚好。见图（13）：我们所做的每一件事就是要使动作更富于变化，更有趣。为了使事物更柔软就要使它更灵活。这会非常的合适特别是在运动的时候！看看下面这段表现生气的走路动画，是不是很有意思？注意他的脚的方向。见图（14）：脚的运动人在步行的时候会很自
11、然的保存能量，所以脚会尽可能的抬的很低。脚后跟是关键部分，脚掌会跟随脚后跟的动作。脚后跟控制着脚掌向后拽并向前快速落地。由于重量，脚后跟不会像漂在地面上似的。见图（15）：在起始点的位置，后脚会脚跟离地，但脚掌朝后，脚尖依然留在地面上直到最后一刻，不情愿的离开地面。见图（16）：此外在做正常人的步行的时候，可以使脚的角度转向侧面一点，象下面这样。见图（17）：身体的倾斜人在行走的时候，身体是向前倾斜的，但倾斜的角度并不是一成不变的。有的人会在这方面表现得格外明显。见图（18）：在制作动画的时候，我们可以进一步为身体加入一点点个性的成分，来丰富我们的角色。比如说我们可以尝试让身体在起始点的地方弯
12、曲。在经过点的地方保持直立。就像图（19）这样：这样，我们的角色就生动活泼了许多。腰带线下面我们再来研究一下腰带线的运动。随着身体的上下起伏和髋部的摆动，我们的腰带线也并不是始终保持着一条直线。因为受腿的拉动，一般腰带线会随着腿部的起伏而起伏，使腰带线的前后倾斜与着地的腿的方向保持一致。见图（20）：手臂和手腕的运动当手臂摆动的时候，手腕的运动会象钟摆一样画出一个弧线。手臂在pass pos的位置跟随着身体上升的时候，手在弧的最低点。腕关节维持着弧度。见图（21）：如果运动连续起来，当手臂为了保持步行的平衡而摆动的时候，它会像波浪一样的摆动。大多数情况下会产生弧形或是如图（22）的运动轨迹。但
13、是有时也会是有棱角的或是直的。注：腿部的动作是由脚后跟来维持弧度的，见图（23）：还要注意的是：胳膊在下降点的地方摆的最远，而不是在接触点的地方。见图（24）：手臂拽着手腕和手，通过手腕的动作可以增加手臂摆动的灵活性。见图（25）：我们可以在每个摆动的末端，提供一个很快速的手的交迭。同时我们也可以通过使肩部在pass pos的位置下降，使手腕的摆动产生更大的弧度，这样角色手臂的摆动就会更具有灵活性。见图（26）：在这个基础上我们可以进一步对手臂的运动进行艺术加工，使用我们前边提到的“折断”的方法，使手臂的摆动更夸张些，但是效果看起来却会更灵活，更有生气。见图（27）通过“折断”关节。我们可以得
14、到一个可塑性很强的线性运动。再看看下面这段疯狂的摆动和一段典型的“迪斯尼”风格的角色动画。见图（28）：胸部、臀部、头发和衣服的运动反作用这里所提到的反作用并不是物理学中的反作用力，而是指在动画中表现物体的运动方向受惯性影响与主体相反或是延后的一种现象。在表现大肚子和丰满的胸部时常会用这种表现方法夸张出这些部分的肉感、重量感和质感。（还记得“唐老鸭”那充满弹性的大肚子吗？）比如说一个大腹便便的男人，走起路来就会是图（29）这个样子：在表现头发以及衣料时也会用到反作用的方法。当人物站起来的时候，布料、头发或是软的东西就会向下运动。我们可以稍微夸张一下这种现象，让我们的角色活灵活现起来。看看一个女
15、人在走路的时候她的头发、胸部和臀部的运动该如何表现。见图（30）：角色的重量感物体是有重量的，但是我们非常精确地模仿出来的角色动画却经常会莫名其妙的给人一种轻飘飘的失重感觉。这一点很重要，它往往使我们的动画看起来非常的不真实。为什么会这样？因为运动中的一些微妙的变化被我们忽略了或是没有给予足够的夸张。那么要如何表现物体的重量感？在这里我们不讨论材质和灯光方面的因素，从动画角度，我们可以通过以下几种方法来表现角色的重量感。这些方法看起来不是很精确，但是却非常有效：1、 夸张步行中的起伏。2、 反作用。3、物体运动加速度的体现。我们可以夸张步行中的起伏。从一个平滑的运动中我们感觉不到重量。我们模仿
16、一个生动的步行动作时，步行中的起伏，特别是身体的下落，可以实实在在地使角色给人以重量感。见图（31）：腿的弯曲和身体的下降发生在下降阶段这就是我们感觉有重量的地方。物体是有惯性的，质量越大的物体惯性就越大，当然也就越重。通过反作用的方法可以有效的体现出有质量物体的惯性特征，也就会给人一种有重量的物体抗拒运动变化的这样一种感觉。物体运动的加速度，也就是指物体在开始运动的时候，是有一个由不运动到运动，由慢到快的过程；停下来的时候，也会有一个由快到慢，再到停下来的过程。其原理和反作用是一样的：同样是因为物体有惯性，所以抗拒自身运动状态的改变。这些方面细节的适当夸大，都会有效的改变角色的重量感。重量的
17、转移在正常的步行中，身体的重量和重心是在两条腿上交替转换的。每次我们抬腿的时候，它所产生的推力会使我们的身体向前，并且重量和重心会转换到另一条腿上。见图（32）：下面是一个比较夸张的重量转换公式（不过跑步的时候没有这么多的转换）。见图（33）：女性和男性的走路特征：男性和女性由于生理结构和职业的不同，在步行时的特征有所区别。女人经常会走直线“像走在一条拉紧的绳索上”，而且步子很小。为了保护胯部，走路的时候腿会靠的很紧，结果头部和身体的起伏动作就不大。裙子也会限制她们的行为。男人则恰恰相反。见图（34）：图（35）是一个拳击手，由于他的特征，他把腿大大的分开，这样每走一步，身体和头部起伏的动作会
18、很多。见图（35）：一个有趣的建议：试试看是否可以仅仅通过调整脚部的动作，而把一个男性化的步行变成女性化的。我们再来看一个妇女步行。见图（36）：当两脚交叉的时候会更加女性化步行。见图（37）：前面我们所分析的都是正常的步行，但是不同年龄、身份的角色，步态、神情各有特点。在实际制作时，我们也总是喜欢让角色带有某些与众不同的特征或是某种情绪。所以我们要注意观察和分析总结，抓住角色的主要特征，然后再把这些特征表现出来。我们可以给予这些特征适当的艺术夸大处理，这样做往往会得到很好的效果。下面我们给出一些参考的实例，大家在设计和制作角色的动画时，可以借鉴和引用。不同类型角色的步行：带有情绪的步行：在动
19、画中我们可以通过步行来交待角色的性格和情绪，实现渲染特定的气氛。兴高采烈的步行：情绪低落的步行：鬼鬼祟祟的步行：这是传统的“鬼鬼祟祟”：这是一种畏缩的“鬼鬼祟祟”：下面是脚尖着地的“鬼鬼祟祟”：这种步法适合于短腿的生物，比如说小老鼠：在米高梅电影公司拍摄的猫和老鼠动画片中，经常会看到小老鼠的这种镜头。再来看看这种连蹦带跳的鬼鬼祟祟步法：我们来总结一下增加步行活力的方法1 使身体倾斜。2 在接触点和pass pos的位置使腿伸直。3 使身体弯曲使肩部和臀部倾斜，肩部的动作与臀部的动作相反，扭动臀部。4 使膝盖朝里或朝外。5 使腰带的倾斜方向与最低的那条腿方向保持一致。6 使脚倾斜。7 拖延脚和脚
20、尖的离地时间，直到最后一刻。8 使头倾斜或使它前后移动。9 拖延某些部分，不要使所有的东西都同时一起运作。10运用抵抗胖的，臀部，胸部，延缓的衣服，裤腿，头发等等。11“折断”关节12使用更多的起伏（由于重量原因）13相对应的腿，胳膊，头部，和身体要使用不同的时间安排。14使脚交叉不要使它们平行。实例：示例文件的使用：在教程目录中，我们为本节课程提供了一个简单的人体示意模型。模型包括：头部、上躯干、臀部、上臂、小臂、手、大腿、小腿、脚掌、脚尖几个部分。并且已经提供了绑定，可以用来制作简单的步行动画。下面是对该模型的详细使用说明： 如图所示，圆环物体是模型整个身体的空间定位。左图中角色左侧有三个
21、蓝色的手柄：l_shoulder手柄控制肩部的旋转；l_elbow手柄控制肘部的旋转；l_hand手柄控制手的旋转；角色右侧红色的三个手柄，与角色左侧功能相同。右图中角色背后有三个手柄：neck手柄控制脖子的旋转；waist手柄控制上半身的旋转；root手柄控制整个上身的移动和旋转；角色脚部手柄（r_heelCon和l_heelCon）的属性分别对应：TranslateX，Y，Z是脚的位移；RotateX，Y，Z是以脚后跟为轴心的旋转；Toe_rotateX,Y,Z是以脚尖为轴性的旋转；Ball_rotate是以脚掌为轴心的旋转。twist是膝盖左右的摆动。在MAYA中建立步行的方法（我们仅以
22、正常的步行为例）：打开walk.mb文件。场景中包括一个绑定好的角色模型、地板、设定好的灯光。我们把一个步行的动画制作分成几部分来进行：先key躯干和腿部的动画，然后再key 手臂、肩膀等处的动画。1、我们先来key 躯干和腿步的动画。该部分主要是调节r_heelCon、l_heelCon和root这几个手柄的位置和参数。（1）首先切换到侧视图，在侧视图中把模型摆放为在一个步伐的起始点位置（contact ）的pose ，在这里我们设定左脚在前。就像前边说的那样，先不要管手臂和肩膀的运动，仅仅调整好腿部、脚部和躯干的位置、角度。如图所示：打开maya视窗右下角的Autokey 按钮，maya会
23、自动记录已经key过的属性的变化，这样会大大简化我们的工作。如图所示：确定当前帧为第0帧，分别选中r_heelCon、l_heelCon和root手柄，key 一下他们的属性。（选中相应属性，然后点击右键，选择key selected命令，或是直接按键盘上的“s”键）（2）拖动时间滑条到第12帧。这里我们设定走一步使用12帧，一个步伐循环走两步使用24帧，也就是一秒钟走两步。在第12帧的位置，我们使角色模型向前迈出一步，摆出在结束点的pose。该位置的pose和第一帧的姿势相同，但是迈出的腿相反，此时应该是右腿在前。步幅应该与在第1帧时相同，为了方便，可以创建一些基本物体，做出位置标示。身体向
24、前移动的幅度也应该与步幅大致相等。如图所示：好了，现在就完成了两个关键帧的工作。Autokey 功能会自动在第12帧的位置为我们key过的属性记录一个关键帧的。注意：此时有些属性在第12帧很容易key不上关键帧。原因是Autokey 只记录有变化的属性，如果没有变化，则不予key帧。这样一来造成错误，会给后边的工作带来麻烦。解决方法是在第12帧的位置手动key一下相关的属性。确定当前的播放速度是每秒钟24帧，播放或是拖动一下时间滑条，看看我们刚才key的动画，好像是在走太空步没有重量感！还记得我们在理论部分是怎么论述有关重量感的表现吗？对，我们要给角色以起伏。（3）拖动时间滑条到第6帧，即pa
25、ss pos位置，在这个位置上key一个pose。此时，角色的前腿是伸直的，身体和重心上升，身体前倾（我们可以先不管身体的角度，但是躯干要稍往前移，使腿部稍向前倾）。后脚离开地面，并向前迈出。注意：因为步行的时候会很自然的保存能量，所以角色的脚会尽可能的抬的很低。如图所示：拖动时间滑条，观察一下我们的动画。（4）拖动时间滑条到第3帧，即下降点的位置，在这个位置上key一个pose。此时角色的两腿微曲，身体和重心下降至整个运动过程的最低点。后脚跟抬起。在第3帧我们会发现一些问题：身体在第3帧的位置不该发生过大的水平的位移。右脚（后边的那只脚）在第3帧时应该是脚尖仍滞留在地面上，并没有向前迈出。但
26、是我们的动画中出现滑步现象了。下面我们先来调整一下。打开window Animation Editors Graph Editor窗口，在该窗口中调整动画的曲线。选中root手柄，控制躯干的动画曲线会在Graph Editor窗口中显示出来。如果该手柄的动画曲线在第三帧没有关键帧，先为它添加一个关键帧。然后调整X轴方向上的曲线在第3帧时的纵坐标，使03帧之间的曲线较为平缓，也就是03帧的位移改变比较小。具体还要参照模型的效果进行操作。如图所示：选中r_heelCon手柄，控制右腿的动画曲线会在Graph Editor窗口中显示出来。如果该手柄的动画曲线在第3帧没有关键帧，先为它添加一个关键帧。
27、然后调整X轴方向上的曲线在第3帧时的纵坐标，使03帧之间的曲线为一条水平线，也就是03帧的纵坐标相等。设置第0帧右侧和第3帧左侧的曲线光滑方式为线性。具体调节还要参照模型的效果进行操作。如图所示：其它部分的曲线，我们后边再调整。第3帧pose如图所示：（5）拖动时间滑条到第9帧，即最高点的位置。在这个位置，角色的身体和重心最高，支持重心的腿伸直（即左腿）。右腿会继续向前迈出。如图所示：播放一下整个动画，看一下效果。我们可以通过调节动画曲线，再修改一些细节，具体调节时要参照模型的效果进行操作，注意身体和腿部的协调。（具体请参看示例文件）2、表现身体的倾斜。步行时身体始终是前倾的，但是倾斜的角度也
28、稍有变化。从前边的理论部分内容我们知道，身体在最低点的位置倾斜的角度最大，在最高点的位置倾斜角度相对较小。身体的前倾是通过root手柄的Rotate Z 属性控制的，如果该属性上有关键帧动画，则选中该属性后点击右键，选择break connections 命令打断它的动画。打开Autokey按钮。确定当前帧为第0帧，设置 root手柄的Rotate Z 属性值为-4，并key一个关键帧；拖动时间滑条到第3帧，在这个位置，身体的倾斜角度应该是最大的，设置Rotate Z 属性值为-7；拖动时间滑条到第6帧，设置Rotate Z 属性值为-4；拖动时间滑条到第9帧，在这个位置，身体的倾斜角度应该是
29、最小的，设置Rotate Z 属性值为-2；拖动时间滑条到第3帧，设置Rotate Z 属性值为-4；播放动画，观察一下效果。如图所示：3、手臂摆动的动画（1）检查左右手臂各控制手柄上有无动画，如果有动画，需要打断。（2）拖动时间滑条到第0帧，为左右手臂的各控制手柄设置关键帧。在第0帧的位置摆好手臂的pose。此时手臂应该前后自然摆动，但方向与下肢相反，右臂在前，左臂在后。两只手臂前后摆动的幅度基本一样。注意，此时的手臂并没有摆动到最远的地方。如图所示：（3）拖动时间滑条到第3帧，此时手臂应该前后摆动到最远的地方。依然是右臂在前，左臂在后，然后接着会向相反方向摆动。如图所示：（4）拖动时间滑条
30、到第6帧，此时手臂应该已经反方向摆动到身体两侧的位置，配合着下肢的运动，把手臂摆放在一个合适的位置。如图所示：（5）拖动时间滑条到第9帧。摆放该点的pose，此时手臂继续摆动，左臂再前，右臂在后。如图所示：（6）拖动时间滑条到第12帧。此时手臂的摆动位置与第0帧时相同，但左右臂相反。两只手臂前后摆动的幅度基本一样。同样要注意，此时的手臂并没有摆动到最远的地方。如图所示：在key手臂动画的时候，为了让角色更自然一些，可以让手臂的肘部稍稍向前弯曲一点。当然，如果你愿意，也可以试一试“折断”的方法。4、肩部和髋部的动画肩膀和髋部的运动方向相反。肩膀会跟随手臂的运动，髋部会跟随腿部的运动。先检查roo
31、t手柄的Rotate X、Rotate Y属性上有没有动画，如果有需要打断。检查waist手柄的Rotate X 、Rotate Y 属性上是否有动画，如果有则打断。打开 Autokey 按钮。（1）拖动时间滑条到第0帧，在顶视图旋转髋部一个合适的角度（控制root手柄的Rotate Y属性），旋转的方向要使髋部跟随着下肢的方向。旋转肩部一个合适的角度（控制waist手柄的Rotate Y属性）。旋转的方向要使肩部跟随着手臂的方向。注意，因为手臂此时没有摆动到最远的地方，所以肩部的角度也还没有旋转至最大角度。切换到正视图，旋转髋部一个合适的角度（控制root手柄的Rotate X属性），旋转的方向是使向前的一端较低。旋转肩部一个合适的角度（控制waist手柄的Rotate X属性），旋转的方向是向前的一端较低。给root手柄的Rotate X、Rotate Y属性设定一个关键帧，给waist手柄的Rotate X 、Rotate Y 属性
