Para la entrega del reto R3 se han creado los esqueletos necesarios de los 2 robots resultantes del reto R2.

Pueden descargarse los robots.fbx en (drive compartido para la UOC): https://drive.google.com/drive/folders/19Eea0Z8B2gwiH8Tfq5uzE9X_aMmxDQR2?usp=sharing

Con el objetivo de dotar de capacidad de movimiento a los robots creados, se ha utilizado Maya para la creación de los esqueletos.

Siguiendo los tutoriales del aula, se han creado los esqueletos satisfactoriamente:

Se han tenido en cuenta el número y tipología de huesos necesario para una figura humanoide en Unity.

Para evitar la distorsión, producida por defecto, del resto de partes cercanas del cuerpo (al fusionar el skeleton y la skin), se ha decidido utilizar la técnica del peso de vértices en el menú de componentes. Esta forma me pareció mucho más “segura” y “controlable”, así podemos asegurarnos qué movimiento influye en qué pieza con un 100% de certeza.

Una vez creados los esqueletos, fusionado la skin y el skeleton, confirmado las dependencias de movimiento, se llevaron los .fbx de los robots a Unity para confirmar su funcionalidad correcta:

Teniendo en cuenta la jerarquía de los huesos, y los nombres para el mapeo automático en Unity, se ve que la exportación es satisfactoria a primera vista.

El siguiente paso fue confirmar la falta de distorsión con movimientos de distintas partes de los robots:

Como se aprecia en las imágenes, los movimientos son correctos y no causan distorsión alguna en otras partes del robot.

Mixamo y autorigger

Mixamo es una plataforma web que te permite realizar un autoriggin de los personajes humanoides que subas. En los casos de mi robot, ninguno de los 2 robots fueron aceptados por Mixamo en su plataforma, incluso probando con sus distintas opciones de configuración en relación a las manos. Razones posibles:

• Falta de articulaciones o proporciones incorrectas. Se han hecho con forma bípeda y recordando a la humanoide, pero seguramente no fue suficiente para la herramienta automática de autorigger de mixamo.

Limitaciones de la herramienta:

• Está clara. La limitación a una estructura clara y predeterminada, que es la que se asemeja con un ser humano.
• Las herramientas automáticas estarán muy bien como manera de ahorrar tiempo, siempre y cuando se utilicen en su campo específico (como puede ser el caso de seres humanos y mixamo). Cuando sales un poco de ese molde, algo muy común en un entorno directamente relacionado con la imaginación como es el desarrollo de videojuegos, es necesario el desarrollo manual de estas características.

Para el desarrollo de este reto, he seguido paso a paso los tutoriales proporcionados en los recursos de la asignatura, modelando manualmente en Maya, y he usado por otro lado el auto-rigger de Mixamo.

En primer lugar, empecé creando los esqueletos manuales en Maya, creando los diferentes huesos. En primer lugar, comencé con el tronco, los brazos y las piernas de manera individual. Una vez los ajusté correctamente al modelo, dupliqué brazos y piernas, haciendo que el robot sea lo más simétrico posible. Una vez los creé. los fui ordenando correctamente en la jerarquía. De este modo, nos aseguramos que los huesos están cohesionados y siguen una estructura ‘humanoide’. Para más ayuda, he ido ajustando los huesos para Unity, teniendo más o menos una jerarquía similar. Una vez ya comprobé que en Unity la configuración era correcta, me puse a ajustar los vértices de cada parte del cuerpo, de modo que se adaptaran al hueso correcto y evitando que hubiese deformaciones no deseadas. Como los dos robots son diferentes entre sí, los huesos de los mismos también han variado. Por ejemplo, para el robot 1 no utilicé el hueso ‘shoulder’, pero sí usé ‘toes’, mientras que para el robot 2 fue al revés. Además, el robot 2 cuenta solo con hips, spine, chest y head como tronco principal, al contrario que el robot 1, donde añado el upper chest.

Tras estos pasos, conseguí finalizar los esqueletos de mis dos robots:

• Robot 1:

• Robot 2:

A continuación adjunto los esqueletos generados a través de Mixamo:

• Robot 2:

Como se puede apreciar, no está el esqueleto del robot 1 generado por Mixamo. Esto se debe a que su algoritmo de auto-rigging no ha sido capaz de generar un esqueleto para mi robot:

Como vemos con el esqueleto que sí ha podido generar, el algoritmo no es del todo preciso. En la sección de los brazos, sobre todo, falla al crear el esqueleto siguiendo las figuras del modelo. Por tanto, podemos concluir que el algoritmo de auto-rigging de Mixamo es útil pero para situaciones en las que cuentas con un modelo sencillo y sin demasiada complejidad, pero puede fallar fácilmente. De hecho, me ha sorprendido que no haya podido generar el esqueleto del robot 1 pero sí el del robot 2, ya que consdero que el robot 1 es algo más típico y sencillo. Por otro lado, únicamente nos será útil en caso de estar tratando con modelos humanoides.

Finalmente, adjunto la carpeta a Drive con los modelos, tanto manuales como generados por Mixamo, en formato fbx00: Drive

Para esta tercera tarea de la asignatura Media para Videojuegos se nos ha pedido que añadamos un esqueleto a los modelos creados en la primera práctica de cara a que sean usables por el equipo de programadores y hacer animaciones con ellos.

1. Creación del Esqueleto

Utilizando la opción Armature de blender, puedes crear una serie de huesos y asignar relaciones de parentesco entre ellos, con ello generé un hueso raíz del cuál salen el resto de huesos que representan la columna, cabeza, brazos y piernas (divididos por articulaciones).

En mi caso el panda no tiene manos ni pies como tal así que tiene 4 huesos menos que el leopardo al igual que huesos de conexión (se agrega un parentesco con un “offset”).

2. Pintado de Pesos

Una vez preparado el esqueleto, hay una opción en blender que te permite generar los pesos de manera automática. Por lo general funciona bien, pero hay veces que hay que retocar para añadir más influencia en ciertas partes del modelo.

Un problema que encontré fue la falta de topología, así que tuve que añadir más subdivisiones a mi modelo.

3. Cinemática Inversa

Por otro lado, decidí crear una serie de huesos extra en mi esqueleto (sin parentesco con los demás) para luego convertirlos en “targets” y “poles” de las extremidades. Esto nos permitirá luego hacer animaciones de manera más sencilla. En blender hay un modificador que nos permite establecer esta configuración así como elegir la cadena de huesos a los que afecta y la influencia que tiene sobre la pose en general.

4. Comparativa con generador de Rig de Mixamo

La principal diferencia de hacer un rig a mano o usar la web de mixamo es la diferencia de tiempo que se tarda en cada uno de los métodos. Mixamo te permite crear rigs humanoides solamente subiendo tu modelo e indicando mediante una interfaz visual donde se encuentra la barbilla, codos, manos, rodillas y el centro de la cadera; y lo hace en apenas minutos, mientras que un rig manual requiere de tiempo de creación de esqueleto y aplicado de pesos.

Sin embargo, los resultados de Mixamo no siempre son ideales, hay veces que debido al modelo, hay deformaciones que perjudican la calidad visual o estropean el modelo. En un rig manual tu tienes el control absoluto y puedes ajustar todos los huesos y pesos al detalle.

5. Enlace a los Modelos

Panda: https://skfb.ly/p8Py9

Leopardo: https://skfb.ly/p8QY8

Como herramienta, he vuelto a elegir Blender.

Enlace a drive: https://drive.google.com/drive/folders/1JH2-5JIFNmh5V2nheBtm2WhkSvpUUCj1?usp=sharing

Rigging

Antes de ponerme con el esqueleto, revisé y edité la geometría de los robots para separar las partes móviles de las estáticas (los tubos de hombro y antebrazo del codo y hombro) y así evitar deformaciones innecesarias con la intención de conseguir el movimiento esperado para los robots. Tras eso, procedí a construir los esqueletos, siendo casi humanoides al no tener piernas. Pese a ello, al robot azul le añadí un hueso en la esfera con la que se desplaza con tal de animar su rotación. Al robot verde le añadí un hueso para animar el taladro con el que se mueve y también las gafas.

Pesos

Tras tener los esqueletos y asignarlos a los objetos, lo siguiente fue añadir los pesos para cada hueso. En un principio, opté por una asignación automática, pero el tener que borrar y reajustar los pesos llevaba demasiado tiempo, por lo que opté por generar los pesos a cero e ir pintando únicamente las partes deseadas para cada articulación.

Durante el pintado de pesos, me di cuenta de que había zonas imposibles de pintar, lo que me llevó a una segunda revisión de la geometría. Como resultado eliminé caras internas y junte vértices duplicados. Después pinté las zonas completamente a rojo o azul, ya que no buscaba ninguna deformación en la maya, ya que parecería que son seres orgánicos.

Robot 1

Robot 2

Reflexión mixamo

Dadas las características de mis modelos, no he podido aprovechar las funcionalidades de mixamo. Sin embargo, es evidente que en desarrollos, es una herramienta que puede ayudar a acelerar procesos y comprobar en una etapa temprana como se verían y comportan nuestros objetos, pudiendo presentarlos en un entorno jugable o una etapa temprana del desarrollo con animaciones básicas. Sin embargo, y como es evidente, no es útil para personajes fuera de lo humanoide, cosa bastante común en los videojuegos, siendo imposible aprovecharse de esto para animaciones de objetos del entorno como lavadoras u hornos si optamos, por ejemplo, de un estilo cartoon.

Procès de rigging

El procès de rigging dels dos robots ha sigut molt similar, ya que els dos acaben compartint una estructura òsea similar, malgrat les diferències que s’aprecien en els dos models. El model d’un sol ull és el que més es distancia de la complexió humana, però agurpant adequadament les joint en Maya, es pot obtenir un funcionalitat adequada.

A continuació es veuen els esquelets de les dues figures en Maya:

I a Unity:

Les connexions fetes són totes centralitzades a la cintura dels dos robots. D’aquí sorgeixen dues branques, una cap a dalt i les seves extremitats i una altra cap abaix les cames. La jerarquía utilitzada ha sigut la següent:

Rotacions i distorsió

Pel que fa a les rotacions i els efecte de distorsió, cap objecte distosiona a un altre, excepte per l’hombro ( que afecta a upper chest ), el colze ( que afecta a a l’hombro ) i la cama ( que afecta a hips ). Això fa que es vegi una rotació en la qual el cilindre de l’extremitat es mou sobre la juntura sense que resulti extrany.

Mixamo 

En aquest cas, Mixamo no ha aconseguit un rig gaire realista en cap dels dos robots. En el robot més humanoide, es veu que la mà i l’arma sòlides, es tranformen en dos gelatines amorfes. Segurament, això es així degut a que l’algoritme dedueix que just després de señalar-li on es troba el canell, intenta dibuixar un mà ja que, en teoria, s’introdueixen figures humanes al programa. Per la resta d’extremitats, el tronc i el cap no hi ha problema i provant algunes animacions predefinides, semblen realistes en aquest aspecte.

En el cas de l’altre robot, el problema és encara més crític ja que s’afegeixen males interpretacions del cap i el tronc i sorgeix una figura extraña gelatinosa. El motiu és el mateix, l’algoritme està preparat per figures completament humanes.

Enllaç al drive

Aquí es troben els arxius fbx requerits, tant del rig en Maya com en Mixamo. El rig de Mixamo ha sortit molt extrany.

https://drive.google.com/drive/folders/1CBkFiBNdjHXqTNF3r4TvhZpcabQMKuoe?usp=drive_link

Proceso de creación del Esqueleto y Riggeo

Mixamo

Primero he probado a llevarme ambos modelos a Mixamo y no funcionan bien. El problema es que Mixamo riggea los modelos como si fueran personas o personajes orgánicos y por ello las riggea de manera que los polígonos se deformen en codos, rodillas, cuello, etc. Los robots, al menos los mios, no tienen partes orgánicas de ningún tipo y se han diseñado desde el principio para que en todo el modelo no se deforme nada. También hay problemas en las cabezas. En mis robots, la cabeza y el torso actúan como una sola pieza rígida y Mixamo está diseñado para personajes con una cabeza normal, con su cuello entre esta y el torso. Otro error son las piernas del segundo robot. El segundo robot tiene “dos rodillas” ya que sus piernas simulan las patas traseras de un animal cuadrúpedo como un perro y Mixamo está diseñado para personajes con rodillas humanas.

Creación esqueleto

Para crear el esqueleto he usado 3ds Max. En 3ds Max se pueden utilizar muchas cosas a la hora de crear un esqueleto debido a su modificador “Skin”. El modificador “Skin” permite usar cualquier objeto o elemento como “hueso” para los modelos. De esta manera, podrás utilizar un dummie o una spline por ejemplo para riggear a un personaje. Para crear el esqueleto he utilizado el CAT ya implementado en el programa.

El CAT permite utilizar varias plantillas de esqueletos como humanoides y animales cuadrúpedos. CAT es una herramienta muy cómoda debido a que facilita mucho crear esqueletos cuyos modelos van a ser simétricos ya que al crear una extremidad de un brazo una pierna por ejemplo, con un simple botón nos creará una copia invertida al otro lado.

Al crear un CATParent vacío, se ve representado únicamente con un triángulo y una flecha. Para empezar hay que elegir una plantilla. Yo he escogido la de “Base Human” ya que es la más estándar al fin al cabo los robots son humanoides hasta cierto punto.

Para continuar he eliminado la cabeza y he ajustado el tamaño y la posición de cada hueso para que sean lo más parecido a la forma de los robots. He quitado las vértebras para que quede un hueso más rígido y en el caso del segundo robot he añadido un hueso extra para la articulación extra. Los brazos, al ser iguales en los dos robots, han sido duplicados para ahorrar tiempo.

Esqueletos

Rigging

Para hacer el rig he utilizado el modificador “Skin”. Es un modificador que me permite indicar al programa que objetos voy a utilizar como huesos y que geometría va a deformar esos huesos. No me he complicado mucho a la hora de riggear. He hecho que una pieza entera como puede ser la parte del antebrazo y el puño esté totalmente vinculada a un hueso sin crear puntos medios en las articulaciones.

Comparativa

Mixamo en realidad es una buena herramienta a la hora de riggear y animar personajes, especialmente cuando no hay muchos recursos ni tiempo. Riggear y posteriormente animar un personaje manualmente, sin utilizar Mixamo, es mucho más laborioso y en ocasiones puede ser muy tedioso si se planea riggear un personaje orgánico con muchas articulaciones, como pueden ser los dedos de las manos, pero también es mejor de cara a un proyecto más complejo, ya que permite crear tus animaciones en lugar de utilizar unas ya predeterminadas que a lo mejor no encajan con la personalidad y carácter de tu personaje.

Algo que se me había ocurrido justo después de acabar esta tarea era utilizar el esqueleto del Mixamo, llevarlo a 3ds Max, rehacer el rigg pero sin modificar el esqueleto y asi poder usar las animaciones de Mixamo para la próxima tarea debido a que usan los mismos huesos.

Link de Drive con los modelos riggeados

https://drive.google.com/drive/folders/1v23JpbDfSKX72sLeNFPB74r_i3A3hyqP?usp=sharing