Criar cabeças dinâmicas básicas

Você pode criar ou modificar um modelo existente para suportar cabeças animadas em um software de modelagem de terceiros, como Blender ou Maya. Ao criar uma cabeça, seu modelo de personagem deve atender aos seguintes requisitos:

• O modelo segue os requisitos de modelagem padrão e inclui geometria da cabeça, como olhos, boca e dentes.
• A cabeça do modelo deve incluir um rig ou estrutura óssea interna. Esses ossos controlam a deformação dos vértices para criar expressões faciais. Você pode criar um sistema de controle para simplificar o processo de pose.
• O modelo tem poses faciais salvas na linha do tempo de animação e mapeadas na malha da cabeça. As cabeças animáveis típicas incluem 50 poses base padrão que permitem uma ampla gama de expressões.

Para atender a esses requisitos, você pode aplicar os passos deste guia ao projetar e posar sua própria cabeça. Este guia cobre os processos básicos de adição de ossos faciais, posando e mapeando 5 poses FACS básicas no Blender em um personagem de referência simplificado (Cubie), e depois exportando o modelo.

Arquivos de referência

Os seguintes são arquivos de referência de cabeça, incluindo todos os arquivos de exemplo deste guia:

Requisitos de modelagem

Muitos modelos de personagens já incluem uma cabeça com características faciais distintas, mas podem exigir pequenos ajustes de modelagem para compatibilidade com a cabeça. Ao modelar um personagem com uma cabeça, certifique-se de que a malha da cabeça atenda às especificações do personagem Avatar para importação no Studio, bem como aos seguintes requisitos:

• Partes do rosto - Certifique-se de incluir características faciais distintas, como olhos, dentes superiores, dentes inferiores e uma língua.
• Vértices dos lábios - Se você quiser que seu personagem use a boca, separe os vértices dos lábios para que a boca possa abrir.
• Componentes internos - Se seu personagem tiver componentes internos da boca, como uma língua e dentes, modele uma bolsa bucal dentro da malha da cabeça para conter essas características. Se seu personagem usar órbitas oculares, modele uma bolsa ocular semelhante para conter essas características.
• Sem dados extras - Certifique-se de que todas as partes do rosto filhas da Head_Geo não contenham histórico ou transformações congeladas.
• Cápsula externa - Certifique-se de que o modelo do personagem tenha uma cápsula externa para suportar acessórios faciais e roupas em camadas. Para mais informações, consulte Requisitos da Malha da Cápsula.

Você pode acompanhar o restante deste processo de criação de cabeça usando um personagem Cubie rigado que atende a esses requisitos de modelagem. Esta versão não inclui nenhum rigging facial ou dados de pose, para que você possa usá-la como referência neste guia.

Rigging

Seu personagem deve ter uma estrutura óssea interna para controlar os vértices da geometria facial e fazer poses faciais. Ao contrário do rigging de um modelo humanoide, o Studio não exige uma hierarquia óssea específica para uma cabeça. No entanto, para que o rig facial funcione corretamente, o rig deve incluir um osso RootFaceJoint e ossos faciais adicionais.

RootFaceJoint

O RootFaceJoint é um osso que é parentado sob o osso padrão da cabeça R15. Este osso raiz deve ser pai de todos os outros ossos faciais. No Blender, você pode adicionar rapidamente um osso extrudando um osso filho do osso da cabeça e, em seguida, mapear o nome do osso como uma propriedade na malha Head_Geo. O objeto do osso RootFaceJoint é comumente nomeado "DynamicHead" nos templates e exemplos de referência, mas você pode usar qualquer nome, desde que mapeie o osso raiz nas propriedades personalizadas.

Para adicionar um osso RootFaceJoint:

1. No Blender, abra o projeto Cubie-Model-Only.blend.

   

2. Clique em qualquer osso para selecionar a armadura, em seguida, mude para Modo de Edição.

3. No Outliner, clique no osso Head.

4. No Viewport, pressione E e arraste o mouse para cima para extrudar um osso filho adicional do osso Head.

5. No Outliner, renomeie este osso para DynamicHead. Você fará referência a este osso pelo nome mais tarde na seção de mapeamento.

Ossos faciais

Os ossos faciais controlam a flexão e deformação da geometria facial. Cada característica facial posável da sua cabeça normalmente requer pelo menos um osso. Características complexas, como olhos e boca, podem exigir vários ossos para tornar certas poses possíveis.

O processo de rigging e skinning depende do modelo do personagem e difere entre ferramentas e modeladores. É importante planejar toda a gama de poses faciais que seu personagem requer para evitar ajustes adicionais nos ossos da cabeça mais tarde.

As seguintes instruções descrevem um processo básico de adição de ossos faciais e skinning, ou aplicação de influências, nos olhos e pálpebras do modelo de referência. Você pode continuar a aplicar essa técnica ao restante das características faciais que precisam de articulação, como a boca, bochechas e mandíbula do personagem. Depois de adicionar seus ossos e aplicar influências, você pode criar controles que podem ajudar a tornar o próximo processo de pose mais eficiente.

Adicionar ossos faciais

Os ossos específicos da cabeça que seu personagem requer dependem das poses que você pretende que ele use. Os seguintes exemplos cobrem o processo de adição de 1 osso para cada olho e 4 ossos para as pálpebras para permitir piscar, piscar e direção do olhar.

Ao criar um rig facial, use menos de 50 ossos faciais sempre que possível e mantenha os ossos organizados e específicos para suas características faciais associadas. Em geral, um alto número de vértices e articulações pode impactar o desempenho do seu jogo.

Olhos

Cada olho requer um osso, embora você possa optar por criar um osso controlador mais tarde que possa controlar ambos os olhos ao mesmo tempo. Para garantir que você posicione seus ossos simetricamente, você pode habilitar Espelho do Eixo X no canto superior direito do Viewport. Isso move ossos que compartilham o mesmo nome com sufixos opostos ao longo do eixo X.

Para adicionar ossos aos olhos do personagem:

1. No Modo de Objeto, selecione a armadura e mude para Modo de Edição.

2. Clique em Adicionar, depois em Osso Único. Faça isso duas vezes.

3. Renomeie um osso para LeftEye e renomeie o outro para RightEye.

4. Habilite Espelho do Eixo X.

5. Posicione o osso esquerdo ou direito centralizado nos olhos do modelo.

6. Ajuste os ossos horizontalmente e de frente. Um método rápido para definir os ossos horizontalmente:

   1. No canto superior direito do Viewport, expanda o Painel de Ferramentas para a seção Transformar.
   2. Com os ossos selecionados, copie a localização Head Y para a localização Tail Y.
   3. Defina o Tail Z para 0.2 centímetros. Isso define as coordenadas Tail Z 0.2 centímetros deslocadas das coordenadas Head Z.

7. Segure Shift e clique em ambos os ossos Eye.

8. Enquanto ainda segura Shift, clique no osso Face.

9. Clique com o botão direito no viewport. Um menu contextual é exibido.

10. Selecione Parentar, Fazer, e depois Com Deslocamento.

Pálpebras

Ao adicionar ossos, você pode rapidamente criar ossos parentados sob o osso Face selecionando ossos faciais existentes e duplicando-os. Isso cria automaticamente ossos parentados sob o osso Face.

Para adicionar ossos às pálpebras do personagem:

1. No Modo de Edição, segure Shift e clique em ambos os ossos dos olhos para selecioná-los.

2. Pressione ShiftD e clique para duplicar os ossos na mesma posição. Faça isso quatro vezes para criar 8 novos ossos no total.

3. Com Espelho do Eixo X habilitado, posicione cada osso nos cantos dos olhos.

4. No Outliner, renomeie todos os ossos para refletir sua posição específica. Use os seguintes nomes:

   1. LeftUpperOuterEyelid
   2. RightUpperOuterEyelid
   3. LeftLowerOuterEyelid
   4. RightLowerOuterEyelid
   5. LeftUpperInnerEyelid
   6. RightUpperInnerEyelid
   7. LeftLowerInnerEyelid
   8. RightLowerInnerEyelid

   

Skinning dos ossos faciais

Você pode aplicar skinning a um rig de personagem usando vários métodos. O seguinte exemplo usa o modo Weight Paint do Blender para pintar quais vértices um único osso pode controlar. O skinning é tipicamente uma etapa que consome tempo para personagens complexos e é recomendável ter um conhecimento prévio em skinning e poses faciais.

Ao aplicar influências detalhadas ou compartilhadas para modelos complexos, é recomendável habilitar Auto Normalize para evitar conflitos de influência entre os ossos.

Olhos

Ambos os olhos no projeto de exemplo requerem influências totais na pupila dentro da geometria do olho. Dependendo do design dos olhos, você pode precisar ajustar as influências para criar poses oculares realistas.

Para adicionar influência ao LeftEye:

1. No Modo de Objeto, clique na malha da cabeça, depois segure Shift e clique em qualquer osso para selecionar a armadura.

2. Mude para Modo de Weight Paint.

3. Ative o modo de visualização X-Ray ou Modo de Pré-visualização de Material para visualizar melhor os vértices.

4. Segure Shift e clique no osso LeftEye para selecioná-lo. O nome do osso atualmente selecionado é exibido no canto superior esquerdo do Viewport.

5. Pinte a influência nos vértices dentro do olho. Para este exemplo, certifique-se de que as pupilas estejam vermelhas, ou totalmente influenciadas pelo osso selecionado.

6. Mude para Modo de Objeto, depois clique em qualquer osso para selecionar a armadura.

7. Mude para Modo de Pose com a armadura selecionada.

8. Teste as influências do osso ocular pegando o osso e movendo-o. A malha abaixo deve seguir.

9. Repita essas etapas para o olho direito.

Pálpebras

Os ossos das pálpebras requerem suas próprias influências separadas. Embora as poses de exemplo apenas manipulem as pálpebras superiores, ser capaz de controlar os cantos inferiores das pálpebras é importante para outras poses, como LeftCheekRaiser e RightCheekRaiser.

Para adicionar influência à pálpebra esquerda:

1. No Modo de Objeto, clique na malha da cabeça, depois segure Shift e clique em qualquer osso.

2. Mude para Modo de Weight Paint.

3. Mude para o modo de visualização X-Ray ou Modo de Pré-visualização de Material para visualizar melhor os vértices.

4. Pinte influências nos vértices mais próximos ao osso.

5. Quando terminar, segure Shift e clique em outro osso para começar a aplicar influências aos vértices mais próximos. Realize esta etapa para cada osso de pálpebra.

6. Mude para Modo de Objeto, selecione a malha do personagem e depois mude para Modo de Pose para testar.

Você pode baixar uma versão deste projeto com os ossos skinados até este ponto como referência.

Adicionar controles

Como a criação de cabeças requer salvar várias poses consecutivas, embora não seja obrigatório, controles podem ajudá-lo a posar seus ossos de forma rápida e eficaz. Você pode criar controles adicionando ossos controladores externos que influenciam os internos, facilitando o acesso e a pose, além de redefinir para uma transformação neutra.

Você pode criar controles de várias maneiras diferentes. O seguinte exemplo usa Restrições de Ossos e formas geométricas simples incluídas no projeto de referência do Blender para configurar rapidamente ossos controladores de fácil acesso para os ossos faciais do personagem. Para mais informações sobre rigging e restrições, consulte a documentação do Blender para detalhes adicionais sobre rigging de personagens e restrições de objetos.

Para começar a criar controles para os ossos faciais:

1. No Modo de Objeto, selecione a armadura Joints e pressione ShiftD para duplicar o objeto da armadura Joints.
2. Renomeie a nova armadura para Controller.
3. No Modo de Edição, selecione todos os ossos que não são faciais, clique com o botão direito e selecione Excluir Ossos Selecionados.
4. Renomeie os ossos para incluir _Con, para denotá-los como ossos controladores. Você pode renomeá-los em lote com o seguinte processo:

   1. No Outliner, segure Shift e clique em todos os ossos controladores.
   2. Navegue até Editar > Renomear em Lote. Um modal de renomeação é exibido.
   3. Defina como Selecionado e use o menu suspenso para definir como Ossos.
   4. Defina Tipo como Definir Nome.
   5. Defina Método como Sufixo.
   6. Em Nome, adicione _Con.
   7. Clique no botão OK.
5. Mude para Modo de Objeto e selecione o objeto da armadura Joints original.
6. Mude para Modo de Pose.
7. Clique nos ossos originais, como LeftEye, e depois navegue até o Painel de Propriedades de Restrições de Ossos.
8. Adicione Copiar Localização e Copiar Rotação, e depois defina a restrição de cada osso original para direcionar seu respectivo Osso Controlador, como LeftEye_Con.
9. Na restrição Copiar Rotação, defina as seguintes propriedades:

   1. Em Eixo, desative X, Y e Z.
   2. Em Eixo Invertido, habilite X, Y e Z.
   3. Defina Mistura como Deslocamento (Legado).
10. Realize as etapas 7-9 para cada osso facial que requer um controlador.

Para criar formas de osso personalizadas para um acesso mais fácil aos ossos controladores:

1. Mude para Modo de Objeto e selecione o objeto da armadura Controller.

2. Mude para Modo de Pose.

3. Selecione um osso controlador, como LeftEye_Con.

4. Mude para o painel de Propriedades dos Ossos e expanda a seção Exibição no Viewport.

5. Selecione uma das formas personalizadas incluídas no projeto. No projeto de referência, os objetos de forma compartilham nomes semelhantes aos ossos faciais.

6. Defina a rotação X para -90. Defina qualquer escala adicional, se necessário.

7. Realize as etapas 3-6 para todos os seus ossos controladores. Você pode ocultar os ossos faciais originais neste ponto.

8. OPCIONAL

   Configure Grupos de Ossos para atribuir cores aos seus ossos controladores:

   1. Navegue até o painel de Propriedades de Dados do Objeto.

   2. Crie um novo grupo de ossos.

   3. Altere Conjunto de Cores para um tema de cor de sua escolha.

   4. Clique em Atribuir para atribuir a cor ao controlador atualmente selecionado. Você pode realizar esta etapa em lotes.

9. Teste seus controladores em Modo de Pose.

Pose

Posar é o processo de manipular os ossos da malha da cabeça em uma posição específica por quadro de animação. Depois que a cabeça do modelo foi rigada, você pode começar o processo de salvar poses na linha do tempo. Esses dados permitem que o Studio acesse cada movimento facial e anime ou misture poses faciais para criar expressões dinâmicas.

Ao posar os ossos da malha da cabeça do seu personagem em novas posições, siga o Sistema de Codificação de Ação Facial (FACS) como referência para suas poses de expressão facial. O FACS é um sistema abrangente, baseado na anatomia, para descrever todo movimento facial visualmente discernível, e permite que todas as animações faciais sejam compartilháveis entre personagens. Isso significa que, uma vez que você cria uma animação facial, pode reutilizá-la para qualquer personagem com uma cabeça animável com uma instância FaceControls.

Cada quadro dentro da linha do tempo de animação do seu software de modelagem pode conter uma pose FACS única, então, quando você quiser criar várias poses FACS, deve salvar cada pose FACS em um quadro diferente. Você também deve incluir um quadro com seu personagem tendo uma expressão neutra, com os controladores faciais e ossos definidos em seus valores padrão. Isso garante que o Studio possa calcular as diferenças de posição dos ossos entre a expressão neutra do seu personagem e cada pose FACS. Por esse motivo, defina o Quadro 0 como a expressão neutra do seu personagem e salve as poses FACS começando no Quadro 1.

A imagem a seguir é um exemplo da linha do tempo de animação do Blender com 5 quadros. O Quadro 0 tem a expressão neutra do personagem, e os quadros 1-4 têm dados de pose FACS.

Existem 50 poses base que você pode usar no Roblox para retratar uma ampla gama de emoções faciais para seus personagens. Ao decidir quais poses você precisa, lembre-se de que os nomes das poses FACS são sempre baseados na orientação do personagem, não na câmera. Por exemplo, LeftEyeClosed fecha o olho esquerdo do personagem, que está à direita da visão da câmera.

Você pode não precisar de todas as 50 poses base para o seu personagem. Por exemplo, um robô simples que abre a boca e pisca pode ter apenas JawDrop, LeftEyeClosed e RightEyeClosed. Portanto, quanto mais expressivo você quiser que seu personagem seja, mais poses FACS você precisará incluir na sua linha do tempo de animação. É recomendável salvar as poses base que você pretende usar com sua cabeça em ordem alfabética e, em seguida, usar quaisquer quadros posteriores para poses de combinação.

As seguintes etapas descrevem o processo de posar 5 poses com os ossos faciais criados em nossa referência, mas você pode aplicar essas etapas para quaisquer poses adicionais para uma cabeça mais expressiva. Para posar seus ossos faciais no Blender:

1. Certifique-se de que o cabeçote da linha do tempo de animação esteja definido para o quadro correto.

   1. Se você estiver definindo a pose Neutra do personagem, defina para quadro 0.
   2. Se você estiver posando EyesLookLeft, defina para quadro 1.
   3. Se você estiver posando EyesLookRight, defina para quadro 2.
   4. Se você estiver posando LeftEyeClosed, defina para quadro 3.
   5. Se você estiver posando RightEyeClosed, defina para quadro 4.

2. No Modo de Pose, defina a pose para a posição máxima que você deseja que sua pose use realisticamente:

   1. Se você estiver definindo a pose Neutra do personagem, defina os controladores faciais e ossos para seus valores padrão,
   2. Se você estiver posando EyesLookLeft, selecione ambos os ossos controladores dos olhos e arraste os olhos para a esquerda do personagem.
   3. Se você estiver posando EyesLookRight, selecione ambos os ossos controladores dos olhos e arraste os olhos para a direita do personagem.
   4. Se você estiver posando LeftEyeClosed, selecione ambos os ossos controladores dos olhos e arraste as pálpebras esquerdas para baixo até encontrar as pálpebras inferiores.
   5. Se você estiver posando RightEyeClosed, selecione ambos os ossos controladores dos olhos e arraste as pálpebras direitas para baixo até encontrar as pálpebras inferiores.

3. No Viewport, pressione A para selecionar todos os ossos.

4. Clique com o botão direito e selecione Inserir Quadro-chave > Localização e Rotação. Isso garante que cada quadro contenha as informações de posição e rotação para todos os ossos.

Quando todas as poses estiverem salvas na sua linha do tempo, defina o Início e o Fim da linha do tempo de animação para representar o número de quadros com poses salvas. Sempre defina Início para 0 e, neste exemplo específico, você pode definir o Fim para 4 se estiver apenas mapeando as 4 poses de exemplo não neutras.

Poses de combinação

Você pode combinar 2-3 poses FACS base em um único quadro de animação para exibir expressões faciais complexas. No entanto, ao combinar poses FACS que controlam as mesmas regiões faciais, as características faciais podem colidir ou desfigurar o personagem.

Por exemplo, tanto LeftEyeClosed quanto LeftCheekRaiser controlam o movimento ao redor do olho esquerdo do personagem: LeftEyeClosed fecha o olho, e LeftCheekRaiser levanta a bochecha e empurra a pálpebra inferior para cima, causando um efeito de squint. Quando você combina ambas as poses com uma ou mais a 100% de seus valores, a pálpebra inferior colide com a pálpebra superior:

Uma pose de combinação, ou corretiva, é a combinação de 2-3 poses FACS que controlam as mesmas características faciais em um único quadro de animação com uma diferença corretiva de 100% de seus valores padrão. Ao definir e mapear uma pose de combinação para sua cabeça, você pode corrigir como deseja que as duas ou mais poses FACS se combinem. Por exemplo, se você adicionar uma corretiva para cada um dos casos de uso anteriores, as pálpebras inferiores e superiores entram em contato uma com a outra sem colidir:

Na importação, o Studio calcula e armazena a diferença corretiva para poses de combinação na instância FaceControls da cabeça, e a instância FaceControls corrige os valores das poses base à medida que se combinam no Editor de Animação.

Mapear

Depois de terminar de posar cada pose FACS que seu personagem precisa, você deve mapear, ou vincular, cada quadro de animação que você posou ao seu correspondente nome de pose base ou de combinação FACS. O mapeamento armazena as posições e traduções dos ossos dentro da MeshPart da cabeça, e quando você começa a animar sua cabeça dentro do Editor de Animação, a instância FaceControls usa esses dados armazenados para transformar as características faciais do seu personagem na pose FACS aplicável.

Além de mapear cada pose para seu nome de pose apropriado, você também precisa mapear o RootFaceJoint para que o Studio possa localizar corretamente esse osso e ocultar todos os ossos filhos e seus ossos dentro da instância FaceControls na importação.

Para mapear suas poses salvas e o RootFaceJoint:

1. Mude para Modo de Objeto.

2. Selecione a malha Head_Geo.

3. Na aba Propriedades do Objeto do Editor de Propriedades, navegue até a seção Propriedades Personalizadas, e clique no botão Novo. Uma nova propriedade personalizada é exibida abaixo do botão Novo.

   

4. À direita da nova propriedade personalizada, clique no Ícone de Engrenagem. O pop-up Editar Propriedade é exibido.

   

5. Clique no menu suspenso Tipo e selecione String.

6. No campo Nome da Propriedade:

   1. Se você estiver mapeando uma pose, insira o número do quadro que você está mapeando, Frame0 por exemplo.
   2. Se você estiver mapeando o RootFaceJoint, insira RootFaceJoint.

7. Deixe os campos Valor Padrão e Descrição vazios.

8. Clique no botão OK. A nova propriedade personalizada é atualizada com seu novo nome de propriedade.

9. No campo à direita do nome da propriedade personalizada:

   1. Se você estiver mapeando uma pose base, insira o correspondente nome da pose base FACS ou nome da pose de combinação exatamente como está escrito.
   2. Se você estiver mapeando uma pose de combinação, insira cada pose base que você está combinando separadas por um sublinhado, como Funneler_JawDrop_Pucker.
   3. Se você estiver mapeando o RootFaceJoint, insira o nome do osso raiz facial, comumente DynamicHead.

10. Pressione Enter.

À medida que você repete esse processo, cada propriedade personalizada adicional que você criar será exibida na seção Propriedades Personalizadas da aba Propriedades do Objeto dentro do Editor de Propriedades.

Você pode baixar uma versão deste projeto com as poses salvas e mapeadas até este ponto como referência. Se importar uma cabeça .fbx com dados de animação salvos para o Blender, certifique-se de definir o Deslocamento de Animação na janela de Importação .FBX para 0 para incluir o Quadro 0 da linha do tempo.

Exportar

Depois de terminar de posar e mapear sua cabeça para seu personagem, você pode exportar o modelo do personagem como um .fbx para importar no Studio, permitindo que você acesse as 4 poses oculares usando a instância FaceControls no Studio. Você também pode referenciar a cabeça Cubie totalmente configurada .fbx para acessar todas as 50+ poses base.

As configurações de exportação para cabeças animáveis diferem ligeiramente das configurações de exportação padrão de modelagem de terceiros. Para exportar o modelo básico da cabeça como um .fbx:

1. Na barra superior, clique em Arquivo. Um menu pop-up é exibido.
2. Selecione Exportar, depois FBX (.fbx). A janela Visualização de Arquivo do Blender é exibida.
3. Expanda Incluir e habilite Limitar a > Coleção Ativa. Observe que esta etapa é opcional se você não tiver coleções adicionais em seu projeto Blender.
4. Na seção Incluir, habilite Propriedades Personalizadas.
5. Expanda a seção Armature e desmarque Adicionar Ossos Folha.
6. Habilite Assar Animação.
7. Expanda Assar Animação e desmarque Tiras NLA, Todas as Ações e Forçar Quadro-chave de Início/Fim.
8. Clique no botão Exportar FBX. Salve o FBX no diretório de sua escolha.

Neste ponto, você pode agora importar o .fbx para o Studio como um personagem com uma cabeça animável suportada. Para instruções de importação e uso do modelo, consulte Testar cabeças no Studio.