Skeletální animace (Skeletal Animation) je technika používaná ve hrách a animacích k oživení 3D modelů postav a objektů. Namísto animování každého vertexu modelu zvlášť, skeletální animace používá virtuální kostru (skeleton), která řídí deformaci 3D modelu.

Zjednodušené vysvětlení: Jak Skeletální animace funguje?

Představte si, že máte loutku. Namísto toho, abyste hýbali přímo s látkou, hýbete s vnitřní kostrou. Skeletální animace funguje podobně. 3D model postavy (řekněme, rytíře) je přiřazen k digitální „kostře“. Tato kostra se skládá z virtuálních kostí (bones), které jsou spojeny klouby. Když se otáčí nebo posouvá kost, přiřazená část 3D modelu se deformuje a následuje pohyb kosti. Funguje to na principu, že každý vertex (bod) 3D modelu má přiřazenou váhu k jedné nebo více kostem. Čím vyšší váha, tím větší vliv má daná kost na pohyb vertexu.

Animátor pak animuje pohyb kostí v čase, čímž vytváří animaci postavy. Tato technika je mnohem efektivnější než animování každého vertexu zvlášť, neboť umožňuje vytvářet komplexní a realistické pohyby s relativně malým úsilím. Umožňuje také snadnou změnu oblečení nebo vzhledu postavy, aniž by bylo nutné přepracovat celou animaci. Stačí jen přiřadit nový model ke stávající kostře.

Proč je to důležité? (Vliv na vizuál a hratelnost)

  • Realistický pohyb postav: Umožňuje plynulé a dynamické animace, které přispívají k imerzivnímu zážitku.
  • Efektivní animace: Jednodušší tvorba komplexních animací oproti animování každého polygonu zvlášť.
  • Jednoduchá úprava a přizpůsobení: Umožňuje změnu vzhledu postavy nebo její výstroje bez nutnosti přepracovávat animace.
  • Optimalizace výkonu: Snižuje nároky na výpočetní výkon v porovnání s jinými animačními technikami.

Příklady v praxi: Které hry využívají Skeletální animaci?

Skeletální animace je základní technikou a využívá ji drtivá většina moderních her. The Last of Us Part II exceluje v detailech animací obličeje a těla postav díky pokročilým technikám skeletální animace. Assassin’s Creed Valhalla používá tuto techniku ​​pro rozsáhlé animace bojových systémů a pohybu v otevřeném světě. Dokonce i tituly jako Minecraft, byť s jednodušší grafikou, využívají principů skeletální animace pro pohyb postav a nepřátel. Fortnite těží z přizpůsobitelnosti skeletální animace, díky které lze rychle přidávat nové skiny a tance. Cyberpunk 2077 využívá sofistikovanou skeletální animaci pro realistické interakce postav a mimiku.

Výhody a nevýhody

Výhody

  • Realistický a plynulý pohyb.
  • Efektivní tvorba složitých animací.
  • Jednoduchá modifikace postav a jejich výstroje.
  • Optimalizace výkonu.

Nevýhody

  • Vyžaduje specializovaný software a dovednosti.
  • Může být náročná na nastavení a údržbu kostry.
  • Při špatném nastavení může docházet k deformacím.

Související technologie

Mezi technologie úzce související se skeletální animací patří procedurální animace (procedural animation), která generuje animace automaticky na základě určitých pravidel, a inverse kinematics (IK), která umožňuje snazší ovládání kostry tím, že se definuje cílový bod, kterého má končetina dosáhnout. Dalším příkladem je motion capture (záznam pohybu), který se používá k zaznamenávání reálných pohybů herců a přenášení je na digitální postavy.

Technologie v kostce

Typ Technologie Animace
Hlavní Přínos Realistický a efektivní pohyb 3D postav.
Klíčoví Vývojáři Autodesk, Unity Technologies, Epic Games
Typické Použití Animace postav, zvířat a jiných objektů ve hrách.
Příklady Her The Last of Us Part II, Assassin’s Creed Valhalla, Fortnite