Antti Tiiro Hahmoanimaatio Blender 3D:llä Tradenomi Tietojenkäsittely Kevät 2019 Tiivistelmä Tekijä: Tiiro Antti Työn nimi: Hahmoanimaatio Blender 3D:llä Tutkintonimike: Tradenomi (AMK), tietojenkäsittely Asiasanat: peligrafiikka, 3D-mallinnus, animaatio Opinnäytetyössä esiteltiin kolmiulotteisen hahmon animoinnin vaiheet, sekä mitä hahmolta vaaditaan mi- nimissään ennen kuin animoinnin voi aloittaa. Opinnäytetyö alkoi animaation esittelyllä, sen historiasta, teoriasta ja eri tuotantotekniikoista. Esittely ja historia selvittivät, miksi ihmisillä on kautta historian ollut taipumus saada kuvat liikkumaan, ja kuinka animaatio on mullistanut koko tarinankerronnan taiteen ajan saatossa. Animaatiotekniikoiden jälkeen tutustuttiin Blender 3D:n historiaan ja käyttöön, jolla alustettiin lukijaa tulevaan käytännön osuuteen, joka päättyi kolmiulotteisen hahmon animaation luomiseen. Työn tavoitteena oli osoittaa, että animaation voi aloittaa varsin aikaisessa vaiheessa hahmon luontia. Tämä helpottaa työvaiheiden jakamista ja aikataulutusta, ja mahdollistaa aikaisten iteraatioiden käynnistä- misen. Animaatiossa tärkeintä on hahmon luuranko, sillä vaikka hahmo itsessään muuttuisi, se ei vaikuta luustoon niin kauan kuin sitä ei suoraan editoida. Samaa luustoa voi käyttää siis useassa hahmossa. Lopuksi opinnäytetyön projektiosuudessa esiteltiin hahmon 3D-luonnostelu, luonnoksen valmistelu ani- maatiota varten ja animaation tuotannon perusteet. Projektiosuus on hyvä lukijalle, jolle animaation tuot- taminen on tuttua, mutta Blender 3D on uutta tietoa. Projektiosuus käsitteli mallintamisen, animaatioon valmisteluun tarvittavien työvaiheiden sekä animoinnin tärkeimmät työkalut ja pikanäppäimet, ja tavoit- teena oli, että lukija kykenee itse tuottamaan animoitavan hahmon. Abstract Author: Tiiro Antti Title of the Publication: Character Animation with Blender 3D Degree Title: Bachelor of Business Administration, Business Information Technology Keywords: game graphics, 3D-modeling, animation The thesis introduced the animating of a three-dimensional character step by step, and the required pro- gress before the animating could be started. It started with the introduction of animation, its history, theory and various production techniques, and ended with a tutorial. The introduction and the history of anima- tion explained why people throughout history have tended to make pictures move, and how animation had revolutionized the medium of storytelling. After the animation techniques, the thesis told about the history and use of Blender 3D, which outlined the practical part about the creation of a three-dimensional charac- ter animation. The aim of this thesis was to show that the animation process could be started at a very early stage in the creation of a character. This eased the distribution of work and scheduling and allowed early iterations. The most important thing in the animation was the skeleton of the character, for even if the character model changed, it did not affect the skeleton if it was not directly edited. At best, the same skeleton could be used between several characters. Finally, the project part of the thesis introduced the 3D sketching of the character, the preparation of the character for animation, and the basics of animation production. The project part was good for a reader who was familiar with the production of animation, but not necessarily with Blender 3D. The project ex- plained the most important tools and shortcuts for modeling, rigging and animation, and the reader should be able to reproduce the project by reading this thesis. Sisällys 1 Johdanto ................................................................................................................................ 1 2 Animaatio .............................................................................................................................. 2 2.1 Mitä animaatio on? ..................................................................................................... 2 2.2 Mitä animaatioon tarvitaan? ....................................................................................... 3 2.3 Miten animaatiota luodaan? ....................................................................................... 4 2.4 Eri animointitapoja ...................................................................................................... 7 2.4.1 Kaksiulotteinen animaatio .............................................................................. 8 2.4.2 3D-animaatio ................................................................................................... 9 3 Blender 3D ........................................................................................................................... 11 3.1 Blender elokuva-alalla ............................................................................................... 12 3.2 Blender pelialalla ....................................................................................................... 13 3.3 Blenderin käyttöliittymän perusteet ......................................................................... 14 4 3D-hahmoanimaation työjärjestys ...................................................................................... 16 4.1 2D-konsepti ............................................................................................................... 16 4.2 Blokkaus .................................................................................................................... 17 4.3 Riggaus, skinnaus....................................................................................................... 18 4.4 Avainasennot ja -ruudut ............................................................................................ 19 5 Projektiosuus ....................................................................................................................... 20 5.1 Blokkaus .................................................................................................................... 20 5.2 Luustaminen .............................................................................................................. 30 5.3 Skinnaaminen ............................................................................................................ 40 5.4 Animointi ................................................................................................................... 48 6 Yhteenveto .......................................................................................................................... 51 Lähteet ........................................................................................................................................... 53 Liitteet Symboliluettelo Armature Luusto animoitavalle hahmolle eli kinemaattinen ketju, jolla voidaan simuloida liikkeet digitaaliselle hahmolle. Blokkaus Primitiivimuodoilla eli yksinkertaisilla 3D-objekteilla, kuten kuutioilla, luotu 3D-luonnos. Blokkauksella tuodaan hahmon siluetti esiin. IK, Inverse Kinematics Käänteiskinematiikka. Tekniikka, jonka avulla voi automatisoida kokonaisen luuryhmän liikuttamisen yhtä luuta manipuloimalla. Keyframe Avainruutu, johon avainasennot tallennetaan. Siihen tallennetaan animaatioihin liittyviä arvoja, kuten luiden sijainti, skaala ja kierre. Avainruudut sijoitetaan aikajanalle määräämään animaation eteneminen. Key Pose Avainasento. Hahmon asento, joiden esiintyminen on välttämätöntä animaation kannalta. Animaattori tallentaa hahmon avainasennot manuaalisesti varmistaakseen animaation halutun etenemisen. Luustaminen Luurangon eli Armaturen luonti 3D-hahmolle. Modifier Muuttuja, eli automaattinen operaatio, joka vaikuttaa 3D-malliin väliaikaisesti. Motion Capture Liikkeenkaappaus eli animaation tekotekniikka, jossa tallennetaan fyysisiä liikkeitä digitaaliseen muotoon reaaliajassa. Timeline Aikajana. Animaation kestoa esittävä jana, jolla esiintyvät animaation ruudut sekä avainruudut. 1 1 Johdanto Kolmiulotteista grafiikkaa ja sen esittämistekniikoita kaksiulotteisessa ympäristössä alettiin tavoi- tella jo 70-luvulla, kun ensimmäiset kaupalliset videopelit tulivat markkinoille. Kolmannen ulottu- vuuden lisääminen mullisti tavan, jolla grafiikkaa on kyetty esittämään peleissä, ja se on helpot- tanut myös 2D-grafiikan luontia. 3D-grafiikan taitaminen on ajan saatossa alkanut ottaa jalansijaa peligraafikon perusosaamisena, ja sen tuntemisesta on tullut yhtä tärkeää kuin 2D-grafiikan tai- taminen. Opinnäytetyö antaa perusteet 3D-hahmon luonnosteluun ja animointiin Blender 3D:llä. Ohjel- masta on tullut tärkeä työkalu etenkin pienemmissä peliyrityksissä, sillä ohjelma on täysin ilmai- nen. Kilpailevat ohjelmistot saattavat maksaa satoja euroja vuodessa ja tuoda lisenssien hallin- noimisen työskentelyn ohelle. Opinnäytetyössä tuodaan valoon animaatio, eikä niinkään itse 3D-mallintaminen. Opinnäytetyö kehottaa tuomaan animaation mallintamisen rinnalle, eikä jättämään sitä sen jälkeen. Molemmat työvaiheet ovat hahmografiikassa erittäin tärkeitä, ja niihin kuluu helposti paljon aikaa. Animaatio ja mallin valmistelu animaatiota varten koostuu useasta työvaiheesta, ja ne kaikki käsitellään tässä opinnäytetyössä. Animaatioiden tehtävänä on viestittää pelaajalle pelissä tapahtuvia vuorovaikutuksia ja tehdä pe- lin tapahtumista uskottavampia. Toisaalta animaatioilla voi myös huijata pelaajan silmää, ja tai- tava animaattori osaa molemmat. Tavoitteena oli luoda ohjekirja animaattorille, jolle animaatio on tuttua, mutta Blender ei. Työssä esitellään suoraviivaistettua työjärjestystä, jolla