Журнал

Физика в анимации: “Сила и импульс” (часть 3)

  •  

    Сегодня мы рассмотрим силу и импульс в анимации. Как эти принципы помогут вам вывести вашу работу на новый уровень?

     

    Как уже говорилось ранее в 1-ой и 2-ой части, принципы физики очень важны в анимации и для аниматоров, которые хотят создавать реалистичные движения. Такими принципами являются:

     

    1) Тайминг, спейсинг и масштаб

    2) Закон инерции

    3) Импульс и сила

    4) Центр тяжести

    5) Увеличение и потеря веса

    6) Действие - реакция

     

    Первые два мы уже обсудили, давайте продолжим:

     

    №3 Импульс и сила

     

    Чтобы понять, как различные силы (такие, как: гравитация, трение и т. д.) влияют на движения, в первую очередь необходимо понять концепцию импульса. Движущиеся объекты имеют импульс, который зависит как от скорости, так и от веса. Т.е. предмет, который весит 100 фунтов (45 килограммов) может иметь такой же импульс, как 300-фунтовый персонаж, если маленький герой бегает в три раза быстрее, чем здоровяк. Импульс также зависит от направления движения, поэтому отклонения движущегося объекта приводит к изменению импульса.

     

    Закон инерции (принцип №2) говорит нам о том, что предметы остаются в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствии или при взаимной компенсации внешних сил. Принцип силы и импульса говорит о том, что неуравновешенная сила будет меняться в зависимости от импульса. В анимации изменение импульса может привести к увеличению или уменьшению скорости персонажа или к изменению направления движения (например, поворот). В физике "принцип силы и импульса" известен как "второй закон Ньютона".

     

    Ещё его называют законом ускорения; вы знаете это уравнение: F=ma

     

     

    Итак, как же вам использовать этот принцип, если вы аниматор? Допустим, вы хотите показать, что на персонажа действует большая сила (например, сильный удар в драке). Удар (из-за неуравновешенных сил) вызовет быстрое изменение импульса. Например, когда персонаж "отлетает" от удара, то ускорение будет быстрым, а если персонаж уже находился в движении, то сила удара может остановить его. В обоих случаях мы можем увидеть изменение импульса, и чем больше сила, тем быстрее это происходит. Помните, что импульс зависит от скорости и веса, так от одного и того же удара тяжелый предмет отскочит не так сильно, как лёгкий. Показать, как персонажи реагируют на определенную силу - это отличный способ продемонстрировать их массу.

     

     

    Вот еще один пример: персонаж скользит до полной остановки из-за силы трения, которая, в свою очередь, является неуравновешенной. Когда это трение слабое, импульс медленно изменяется, а это означает, что персонажу потребуется больше времени для того, чтобы остановиться. Принцип силы и импульса также говорит нам о том, что, если сила постоянна, то изменение импульса повлечет за собой изменнение "спейсинга" (см. Тайминг, спейсинг и масштаб в Части #1).

     

     

    Часто неуравновешенная сила не является постоянной величиной. Если неуравновешенная сила возрастает, то интервалы будут больше, а если неуравновешенная сила уменьшается, то интервалы становятся более равномерными и короткими. Например, когда Тарзан качается от дерева к дереву, его скорость остается почти постоянной в нижней части дуги. В этой части "качели" сила тяжести направлена вниз и практически уравновешена с силой напряжения у корня лианы. Импульс у Тарзана велик, но он не сильно меняется, т.к. в нижней точке силы практически уравновешены. Снимите референс и убедитесь в этом!

     

     

    Кроме тайминга и спейсинга, силы также влияют на направление действий; как уже упоминалось выше, изменения в направлении происходят из-за изменения импульса. Так что, если у вас есть пара персонажей, бегущих навстречу друг другу, и сталкивающихся (например, в футбольном матче), учтите, что, чем больше сила удара, тем больше отклонение от направления движения. И помните, что импульс персонажа зависит от веса, так лёгкий персонаж отклонится от направления сильнее, чем тяжелый. Мы обсудим это позже, в принципе №6 "Действие - реакция".

     
     

    И, наконец, не забывайте использовать правило силы и импульса, когда изучаете референс. Наблюдая за движением, постарайтесь думать о том, как действуют силы и изменяется импульс. Какие-то силы, например, удар по голове, легко увидеть, в то время как другие, такие как трение при скольжении, не столь явны. Но все силы влияют на движения, ведь они происходят благодаря неравномерным неуравновешенным силам. Время и путь зависят от этих сил, движения будут правдоподобными, только если тайминг и направление действия будут согласованы с действующими на персонажа силами. Вкратце: используйте силу!

     

    Вот и все на сегодня. Читайте следующие статьи, охватывающие другие принципы физики анимации. Увидимся!

     

    Источник

    Перевод: Кристина Нетепенко

Комментарии

0 комментариев