En la parte 1 hemos creado una serie de huesos, los hemos nombrado y aplicado jerarquías. En esta parte terminaremos el rigging básico aplicando "restricciones" o "Constraints" que automatizarán el comportamiento del armature completo dandole funcionalidades muy útiles para animar.
Las constraints son entidades que restringen el movimiento de los huesos y nos permiten controlar un armature y animarlo de manera más realista y natural. Las aplicaremos siempre en Modo Pose, y muchas veces será importante el orden de selección de los huesos por lo que se recomienda seguir las instrucciones "al pie de la letra".
Cuando creamos los huesos de manos y pies, usamos nombres que a priori pueden parecer arbitrarios, en particular llamamos a algunos huesos "IKmano" o "IKpie". El prefijo "IK" que usamos está relacionado con "Inverse Kinematics" o Cinemática Inversa que es un mecanismo muy útil que pasaremos a explicar.
Cuando tenemos una cadena de huesos como se vió en "Jerarquías y emparentados", al mover el hueso raíz de la cadena, toda la cadena se mueve. Esto se llama "Cinemática Directa" o "Forward Kinematics" ("FK") en inglés. Imaginemos el caso de un brazo. Esto significaría que estando la raiz de la cadena en el hombro, si yo quisiera mover la mano (por ejemplo llevarla al pecho del personaje), debería primero rotar el hombro, luego rotar el biceps, y por último rotar la mano hasta la posición deseada.
Con el uso de IK en cambio, lo único que deberíamos hacer es tomar la mano y llevarla hasta el pecho del personaje. El hombro y el biceps rotarían automáticamente haciendo pivote en la raíz de la cadena.
Está claro que este tipo de sistemas son muchisimo más cómodos y prácticos para animar extremidades, que el sistema FK.
Vamos a ver como implementamos esta solución a nuestro armature en Blender.
Primero vamos a hacer unos ajustes a nuestro armature. El sistema de IK funciona con lo que se llama un "target" o blanco. Es decir, un hueso que al moverse indica la posición que deberá resolverse mediante rotaciones de los componentes de la cadena. Estos "targets" serán los huesos que hemos llamado "IKmano" o "IKpie". Para que puedan funcionar como targets, no deben estar emparentados a ningun hueso de la cadena que se quiere resolver por IK.
Por ello entraremos en Modo Edición, seleccionaremos el hueso "IKmano.R" y en los botones de edición, dejaremos en blanco el campo "Child of" ("hijo de"). Haremos lo mismo para todos los huesos "IK". Listo, ya podemos proseguir.
Seleccionaremos el armature y entraremos en modo Pose. Vamos a crear una restricción llamada "IKSolver" en las extremidades de nuestro personaje que es la manera de aplicar en Blender la teoría explicada antes.
Seleccionaremos el hueso IKmano.R. y LUEGO el hueso B3.R. Ahora pulsaremos CTRL+I y elegiremos la opción "To Selected Bone". La lógica de selección sería, primero el target, luego el hueso que alojará la restricción.
Si bien hemos decidido usar huesos como blanco de las restricciones IK, también es posible utilizar empties. Usar uno u otro dependerá de la situación, a veces es mas sencillo utilizar empties, otras veces convendrá utilizar huesos.
El hueso B3.R se pondrá de color amarillo indicando que posee ahora una restricción de tipo IK Solver. Al mismo tiempo, aparecerá una linea punteada amarilla que va desde el "pivote" de la cadena, hasta el final de la misma. Los parámetros de esta restricción los podremos ver en los botones de Objeto, en el panel "Constraints", siempre que tengamos el hueso "amarillo" seleccionado en Modo Pose. Vemos que tiene activado el botón "Use Tip". Esto simplifica la configuración, ya veremos otros casos donde no se usará así.
Si ahora (siempre en modo Pose) tomamos el hueso IKmano.R y lo movemos (no rotarlo) veremos como la cadena del brazo se acomoda para seguir a este hueso. No solo eso, otros huesos rotarán tambien, por ejemplo los huesos de la espina del personaje.
Esto se debe a que por defecto, la cadena IK se propaga siguiendo todas las relaciones jerárquicas que existan.
Para limitar el efecto, deberemos indicar un valor distinto de cero en la casilla ChainLen (Longitud de cadena) de la restricción IK, en este caso usaremos un valor igual a 3, puesto que la cadena se compone de 3 huesos.
Seguiremos poniendo restricciones IK para los huesos B3.L (apuntando a IKmano.L), el hueso P2.R (usando como target a IKpie.R), y P2.L (usando como target a IKpie.L).
Podemos probar la configuración moviendo estos huesos en Modo Pose. Los brazos y piernas deberían moverse en consonancia con los "blancos".
También podemos agregarle una
restricción IK, a la columna. Probemos seleccionando el hueso
"Cabeza" y luego el hueso "Pecho" y pulsando CTRL+I. Ahora al mover el
hueso Cabeza, la columna se moverá haciendo pivote en el hueso
"Cadera".
Observemos por un momento el pie del personaje. De la manera que hemos configurado los IK de pies y manos, si tomamos el hueso Cadera en Modo Pose y lo movemos "hacia abajo", veremos que ocurre algo curioso.
En efecto, los pies del personaje rotan haciendo pivote en el "talón". Esto por supuesto es algo extraño y complicará la animación pues deberemos rotar los pies para mantenerlos horizontales (es decir, "apoyados en el suelo").
Hay una manera muy sencilla de evitar este comportamiento y es mediante el uso de "Bisagras" ("Hinges" en inglés).
Cualquier hueso puede ser configurado como una bisagra con lo cual, la rotación del hueso precedente, no lo afectará de ninguna manera. En este caso lo que deseamos es que la rotación del hueso P2 no afecte a la orientación de los huesos P3. O lo que es lo mismo, queremos que P3 sea un hueso bisagra.
Para ello seleccionaremos el hueso P3 en Modo Edición y pulsaremos el botón "Hinge" en los botones de edición. Eso es todo.
Si ahora volvemos a mover el hueso Cadera en Modo Pose, veremos como el pie se mantiene horizontal, independientemente de lo que ocurra con el resto de la pierna.