Question

处理层次的默认方法使用一种称之为正向运动学的技术。

这种技术采用的基本原理如下：

• 按照父层次到子层次的链接顺序进行层次链接。
• 轴点位置定义了链接对象的连接关节。
• 按照从父层次到子层次的顺序继承位置、旋转和缩放变换。

设置层次中对象动画的方法与设置其他动画的方法一致。启用“自动关键点”按钮在不同帧上变换层次中的对象。然而，需要了解设置层次动画的几个特殊问题。

“链接”和“轴”的工作原理

两个对象链接到一起后，子对象相对于父对象保持自己的位置、旋转和缩放变换。这些变换从父对象的轴到子对象的轴进行测量。

例如，考虑下图中的两个长方体。较大的长方体是较小长方体的父对象。轴和长方体之间的链接表明了链接是如何工作的。链接从父对象的轴延伸并连接到子对象的轴。可以将子对象的轴视为父对象和子对象之间的关节。

父对象和子对象通过他们的轴点链接到一起。

旋转父对象将影响子对象的位置和方向。

旋转子对象不影响父对象。

链接作为一个单向的管道将父对象的变换传输到子对象。如果移动、旋转或缩放父对象，子对象将以相同的量移动、旋转或缩放。由于层次是单向的，移动、旋转或缩放子对象不会影响父对象。

总之，应用到子对象的变换同时也继承了其父对象的变换。

设置父对象动画

从父对象传递到子对象的仅有变换。使用移动、旋转或缩放设置父对象动画的同时，也设置了附加到父对象上的子树动画。

父对象修改器或创建参数的动画不会影响其派生对象。

移动根对象将移动整个层次。

父对象的旋转传递到所有子对象。

设置子对象动画

使用正向运动学时，子对象到父对象的链接不约束子对象。可以独立于父对象单独移动、旋转和缩放子对象。

移动最后一个子对象不影响层次中位于前面的对象。

移动层次中间的子对象影响其所有派生对象，但是不影响任何一个父对象。

如果希望通过移动层次中的最后一个子对象来操纵父对象，请使用反向运动学。

操纵层次

子对象继承父对象的变换，父对象沿着层次向上继承其祖先对象的变换，直到根节点。由于正向运动学使用这样的一种继承方式，所以必须以从上到下的方式设置层次的位置和动画。

操纵腿部层次。

考虑图中的链接人体模型。要将人体模型的右脚放到旁边的足球顶上，请执行以下步骤：

1. 旋转右大腿使整条腿位于足球之上。
2. 旋转右胫骨使脚位于足球顶部附近。
3. 旋转右脚使其与球顶平行。
4. 重复步骤 1 到步骤 3 直到脚放置正确。

总是在运动影响的最高层级上开始变换对象，沿着层次向下处理直到最后一个子对象。

使用正向运动学可以很好地控制层次中每个对象的确切位置。然而，使用庞大而复杂的层次时，该过程可能会变得很麻烦。在这种情况下，可能需要使用反向运动学。

本节内容

• 使用虚拟对象

  虚拟辅助对象的主要用途是帮助创建复杂的运动和构建复杂的层次。由于在渲染时看不到虚拟对象，因此它们是偏移关节、对象之间的连接器，以及用于复杂层次的控制柄的理想选择。虚拟对象和点可作为 Null 对象，用于控制 IK 链的变换部分。

• 设置链接动画

  将链接约束指定给对象，从而设置从一个父对象到另一个父对象的链接动画。使用链接约束，而不使用工具栏上常规的“选择并连接”和“取消链接选择”按钮。（请参见动画约束。）

• 调整对象变换

  链接对象之后，可以在不变换派生对象的情况下对变换对象使用调整变换中的功能，并重置对象的变换。

• 锁定对象变换

  通过选择对象并设置“层次”面板锁定卷展栏上的选项，可以锁定对象围绕其任何局部轴移动、旋转或缩放的能力。

• 设置附属对象的动画

  指定附着约束会导致某个对象在另一个对象的曲面上保持一个位置。

• 更改链接继承

  链接可将变换信息从父对象传输到子信息。在默认情况下，子对象继承其父对象的所有变换。要将对象设置为能够继承其父对象的移动、旋转和缩放变换，请使用“层次”面板中的“继承”卷展栏。使用其中的设置限制子对象的变换。

• 链接继承（选定）工具

  使用“链接继承”（选定）工具约束用于任何位置、旋转或缩放轴的选择集中的多个对象之间的链接。