character setup 2

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CHARACTER SETUP
UNIDADE 2 - HIERARQUIA E CINEMÁTICA 
PARA ANIMAÇÃO 3D
Autoria: Leandro C. Cardoso – Revisão técnica: Lorena Gomes Torres de 
Oliveira
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Introdução
A hierarquia e a cinemática para animação 3D são temas
importantes para o Character Setup, pois facilitam o processo
de animação. Diante disso, qual a importância de desenvolver a
relação hierárquica entre objetos na construção do Character
Setup? Para uma animação de personagens humanoides a
criação de um esqueleto é importante, seja para a
representação de uma figura humana ou criaturas, bípedes ou
não. Dessa forma, é importante conhecer o porquê da
relevância de dominar as ferramentas de joints dos softwares? Conhecer o desenvolvimento do esqueleto,
também conhecido como armação, e algumas características do funcionamento das articulações é essencial para
o Character Setup. Nesse sentido, qual a importância de desenvolver e editar uma cadeia de joints em estruturas
3D animáveis? Desde que esteja pronto, o esqueleto padrão pode ser facilmente adaptado para as proporções e
para as características de cada personagem. Um rig reúne recursos que auxiliam os animadores no
desenvolvimento dos movimentos e das deformações previamente planejadas que compõem a animação. Um
desses recursos é o conjunto de eixos e de junções que formam a armação ou o esqueleto do personagem. Esse
conteúdo (e muito mais) será abordado nesta unidade.
Bons estudos!
2.1 Sistemas de hierarquia rigging
A função da hierarquia é distribuir os poderes de maneira organizada, com sucessiva subordinação de um poder
sobre os outros, ou seja, é como uma escada com vários degraus, que podem ser considerados como escalões ou
graus. O grau mais alto possui poder maior e os graus abaixo são subordinados aos graus acima, sendo assim,
uma subordinação sucessiva de uns aos outros. O grau mais alto possui poder maior e os graus abaixo são
subordinados aos graus acima, sendo assim, uma subordinação sucessiva de uns aos outros. Nesse sentido, as
hierarquias podem ser aplicadas no contexto social, como militares, eclesiásticas etc. Os sistemas de hierarquia 
 também utilizam esse conceito para facilitar a compreensão da mecânica da animação, sendo assim, logorigging
após a finalização da modelagem 3D, para a movimentação dos personagens, é necessário criar uma estrutura
que respeite uma hierarquia (ALLEN, 2008). Faz parte dessa estrutura os joints que possibilitam iniciar o rigging
. Usando como exemplo o software de modelagem Maya, o joint representa as articulações dos ossos de um
personagem, sendo que, utilizando a ferramenta denominada joint tool, essas junções são criadas (UNIV, 2017).
Você quer ler?
O site da AutoDesk, empresa desenvolvedora do software Maya, possui campos
destinados ao aprendizado. Alguns estão em inglês, mas, utilizando o recurso de
tradução dos navegadores, fica fácil a compreensão. O conteúdo denominado “Crie um
rig de personagem automático para uma malha” apresenta dicas para facilitar o
desenvolvimento de rig.
Acesse
https://knowledge.autodesk.com/support/maya/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2018/ENU/Maya-CharacterAnimation/files/GUID-6CAEA6C2-D4F9-422D-8E0F-522171B47C35-htm.html
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É importante salientar que a modelagem em três dimensões e toda aplicação de sistemas de hierarquia de rigging
acontece em um ambiente em 3D, no qual todas as posições são indicadas com valores nos eixos X, Y e Z, sendo
que os joints também têm a mesma influência. Mas deve-se prestar atenção, os controladores são criados e
permanecem em todo o processo de com todos os valores dos três eixos X, Y e Z zerados, a suarigging
importância se dá para que seja possível posicionar uma modelagem em 3D na sua posição de origem, sempre
quando for necessário. Assim facilita o trabalho dos profissionais que executam a animação, pois minimiza a
possibilidade de cometerem erros movendo ou utilizando os controladores, principalmente para não alterar a
estrutura do rig. Depois que os controladores forem finalizados, é importante que os animadores, ou diretor de
arte do projeto, verifiquem se cada deformação está de acordo com o esperado, e somente assim o rig pode ser
considerado como finalizado.
Os sistemas de hierarquia também são conhecidos com de hierarquia, esse costuma ser origging parenting
termo para designar o tipo de link entre dois objetos. A tradução correta do termo seria paternidade, mas
também pode ser utilizada como filiação. Muito importante no processo de , o conceito básico é o derigging
criarmos um sistema organizado cujas partes estabeleçam uma relação entre si, permitindo que um elemento
influencie outro de maneira ordenada. Assim,
Todos os rigs são baseados em uma hierarquia de sistemas e controles trabalhando em ordem
sequencial para criar a articulação do seu objeto. Essa hierarquia em sua forma mais básica é um
relacionamento pai / filho - um objeto é o pai e outro objeto é o filho. Criar esse relacionamento é
chamado de . (BEANE, 2012, p. 178)parenting
Na computação, esse tipo de organização é fundamental para o funcionamento do sistema, as organizações das
pastas em sistema operacionais ilustram essa afirmação. Pastas se localizam dentro de pastas, que estão
conectadas a uma unidade raiz, apagar uma pasta eliminará somente os arquivos e as pastas em seu interior. Por
outro lado, se apagarmos a unidade raiz, hierarquicamente superior, apagaremos todo o conjunto, sendo assim,
podemos denominar um primeiro segmento como o pai, que está em uma posição hierárquica acima do segundo,
o filho. Dessa forma, as transformações no primeiro influenciam o segundo, embora o contrário nunca aconteça.
O segundo segmento, além de sofrer a influência do primeiro, depende dele para realizar suas próprias
transformações, sendo que o topo do primeiro segmento sempre será o eixo de rotação do segundo, limitando
seus movimentos.
Exemplo prático é o funcionamento do nosso braço e a sua estrutura. Nesse caso, temos um arranjo hierárquico
no sentido ombro > antebraço > braço > mão. Ao flexionarmos o ombro, influenciamos todo o conjunto até a
mão, porém o contrário não ocorre. Podemos girar a mão sem envolvermos o antebraço e o ombro, ainda que a
mão esteja limitada ao punho (extremidade do braço), seu eixo de rotação.
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Figura 1 - Exemplo de modelagem detalhada de um braço com ombro, antebraço, braço, mão
Fonte: ilnazgilov, Shutterstock, 2020.
#PraCegoVer: a imagem representa um braço modelado com detalhamentos da musculatura do ombro,
antebraço, braço e mão com os punhos fechados.
É possível conectar várias novas hastes a uma mesma haste anterior, produzindo ramificações na estrutura do
esqueleto. O rig da mão, por exemplo, é construído desse modo. Ainda assim, os sistemas de hierarquia rigging se
mantêm a partir da haste original, distribuindo-se, gradativamente, pelas gerações seguintes, em sentido linear.
O segmento original influenciará todo o arranjo, e o conjunto da ponta permanecerá sem influência alguma.
Seguindo a lógica organizacional, segmentos de mesmo nível hierárquico não se influenciam, e elementos que
não se originam do mesmo segmento não pertencem à mesma linha de influência. A cadeia formada pelos
segmentos obedece a um sentido de influência (ou hierarquia) conhecido como parenting (paternidade). Nesse
arranjo hierárquico, o osso “pai” influencia as transformações do osso filho. Para entender melhor, podemos
utilizar outro exemplo prático da relação de uma mulher grávida e seu filho. Nesse caso, embora o bebê tenha
certa liberdade de movimentos dentro da barriga da mãe, está condicionado aos seus movimentos, caso a mãe se
deslocar, o bebê não tem alternativa, a não ser acompanhar sua mãe. Com os ossos do rig, acontece o mesmo: as
transformações do osso “pai” influenciam todos os ossos subordinados (filhos). Mesmo as mãos, que têm certa
liberdade de movimentos, estão atadas ao antebraço na altura do punho. Transformações no antebraço afetam
diretamente a mão conectada. É importante salientar que também existe a hierarquia emcadeia, apesar de ser
formada por um padrão, pode ser modificada em função das exigências de cada movimento desenvolvido.
No desenvolvimento do esqueleto, é possível conectarmos dois ossos sem, necessariamente, criarmos uma
junção, isso significa que um osso estará conectado ao outro sem uma junta de flexão. Esse tipo de éparenting
chamado de deslocado ou , nos softwares geralmente é indicado por uma linha tracejada entre os doisoffset
segmentos. Os softwares de modelagem e de animação 3D dispõem de várias ferramentas para facilitar o uso dos
recursos, o Adobe Animate possui uma ferramenta bem específica denominada , trata-se de umalayer parenting
evolução da ferramenta bone. A além de ser mais avançada, simplifica as ações para olayer parenting
desenvolvimento do , permitindo conectar partes individuais com uma hierarquia pai-filho. Facilitarigging
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desenvolvimento do , permitindo conectar partes individuais com uma hierarquia pai-filho. Facilitarigging
também a substituição de quaisquer partes individuais e o reparo de quaisquer objetos em qualquer momento,
entre outras facilidades que o uso dessa ferramenta proporciona.
Na prática utilizando o Adobe Animate, primeiro é necessário logicamente desenhar um personagem e verificar
se cada uma das suas partes do corpo está em uma separada. Antes de iniciar a animação, é importantelayer
converter todos os objetos e partes diferentes do corpo em símbolo. Para executar essa ação, basta seguir os
passos a seguir.
Modify, escolher a opção Convert to Symbol.
Nomear o símbolo e escolher a opção “Graphic” em “Type”.
Ir na barra de ferramentas e selecionar a ferramenta free transform, a tecla de atalho é a Q.
Executando esses procedimentos, no momento que clicar em um símbolo, é possível observar o ponto central
branco, caso seja preciso rotacionar esse será o eixo para rotação. Mas, as partes do corpo humano não são
articuladas no ponto central, por exemplo, cada parte do corpo tem o ponto específico de articulação. Sendo
assim, esse ponto está incorreto, é necessário mover para o local apropriado, esse procedimento deve ser feito
em todos os símbolos para que as pernas, braços e todas as partes do corpo possam girar de forma anatômica
corretamente. Para adicionar a , basta clicar no ícone denominado Show na timeline,layer parenting parenting
dessa forma, irá abrir a exibição do na timeline. O próximo passo é determinar qual parte do corpoparenting
será utilizada como base, é comum utilizar o torso como base, para que os demais símbolos ou partes do corpo
se tornem os filhos desse símbolo. Depois, basta clicar e arrastar a da perna e soltar no tronco, esselayer
procedimento irá criar uma hierarquia, na qual o símbolo da perna se torna filho da do tronco. É necessáriolayer
repetir esse procedimento para todas as outras , caso o símbolo denominado como pai for clicado elayers
movido, todas as demais partes do corpo denominados como filhos irão se mover. Ao contrário, se for deslocado
quaisquer símbolos denominados como filho não haverá nenhuma alteração nos símbolos pai.
Executando esses procedimentos, o personagem está pronto para ser animado, basta criar um conjunto de 
, para isso, é só clicar e arrastar na vertical todas as e pressionar a tecla F-6 no teclado. Tambémkeyframes layers
é possível clicar e arrastar o personagem e modificá-lo usando a ferramenta free transform, adicionar
interpolações entre esses , entre outras ações como modificar qualquer shape, utilizando quaisquerkeyframes
ferramentas como a da warp tool. Todos esses procedimentos podem ser considerados como exemplos da
utilização de nas animações 2D e também em 3D. É importante salientar que nas animações em 2Dparenting
esses procedimentos são conhecidos com animação de recorte ou bones.
Nos sistemas de hierarquia é importante conhecer o termo denominado pé reverso, considerado umarigging
hierarquia de junção, de certa forma complexa para ser ajustada ao controle IK, para deslocar a perna e o pé.
Isso, pelo fato de envolver o desenvolvimento de nós de grupo que são utilizados como pontos pivô do esqueleto,
pois no momento que o pé rola para trás, ele deve firmar para trás, no salto. Quando ele rola para frente, deve
firmar no abaulado do pé e depois para cima, no dedo (MARAFFI, 2009). Para entender melhor, pivô (ou pivot) é
o ponto onde acontecem as transformações de rotação, movimento e redimensionamento de um objeto. Para
alterar a posição de um pivot no software Maya, basta pressionar a tecla Insert e, no momento que é necessário
sair do modo de manipulação do pivot, basta pressionar a tecla Insert mais uma vez. Modificar a localização do
pivot faz com que seja alterada a rotação de um objeto, como também a forma como o objeto é redimensionado,
conforme é mostrado na figura a seguir.
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Figura 2 - Exemplo da seleção do pivot, no software Maya
Fonte: Elaborada pelo autor, 2020.
#PraCegoVer: imagem é uma figura geométrica tridimensional de um cone, criado no software Maya, na qual o
centro do pivot está representado em destaque em um quadrado amarelo.
O uso da ferramenta pivô é muito importante devido a todas as possibilidades de modificações que permite
desenvolver em um objeto. No software Maya, para a posição do pivô ficar no centro do objeto, é necessário
selecionar o objeto, encontrar o menu Modify e clicar na opção Center Pivô.
2.2 Cinemática
A cinemática é a parte da mecânica que se ocupa do movimento. Independentemente de suas causas e da 
Vamos Praticar!
Escolha um software que você tenha mais familiaridade, Maya, 3D Max, Blender etc., e
elabore um sistema de hierarquia bem simples, de uma perna e pé, com osrigging
principais ossos da perna (como fêmur, fíbula, tíbia) e um conjunto de ossos
representando o pé.
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A cinemática é a parte da mecânica que se ocupa do movimento. Independentemente de suas causas e da 
natureza dos corpos no contexto do , usam-se, com frequência, as versões abreviadas ( rigging FK forward
 para cinemática direta e ( ) para cinemática inversa, que correspondem aoskinematics) IK inverse kinematics
termos em inglês. Na prática, os segmentos e as junções estão organizados no sentido direto de sua hierarquia,
representam o que chamamos de cinemática direta (FK) (UNIV, 2017). No desenvolvimento do , existemrigging
duas possibilidades de organização: a cinemática direta ( , se a articulação das juntas corresponder à ordemFK)
hierárquica previamente definida; e a cinemática inversa (IK), se a articulação das junções ocorrer na ordem
inversa de sua hierarquia original. Por exemplo, na animação de um braço, o conjunto seguirá na cinemática
inversa à hierarquia no sentido mão > braço > antebraço > ombro.
O conceito de cinemática é aplicado também para animações em 2D, por meio da utilização da ferramenta bones.
É possível desenvolver animações interpoladas com duas técnicas diferentes, a cinemática direta e a cinemática
inversa. Para estabelecer a cinemática, os membros do personagem a ser animado precisam ser construídos
pelos , desenvolvendo uma hierarquia entre pai e filho. Para entender melhor, vejamos um exemplo debones
hierarquia de um braço: na animação direta, temos que rotacionar o braço na articulação do ombro, depois fazer
o mesmo com o antebraço na articulação do cotovelo, em seguida, girar o pulso e, por fim, o dedo (LUCENA
JUNIOR, 2011), como apresentado na próxima figura.
Figura 3 - Exemplo de cinemática direta
Fonte: LUCENA JUNIOR, 2011, p. 29.
#PraCegoVer: a figura representa quatro posições diferentes da animação de movimentos de um braço, com
quatro pontos de movimento, representando articulação do ombro, cotovelo, pulso e dedo.
Utilizando a técnica da cinemática inversa, basta mover o dedo até o objeto, que o software irá determinar
algoritmicamente o ajuste das demais partes do membro, como apresentado na próxima figura.
Figura 4 - Exemplo de cinemática inversa
Fonte: LUCENA JUNIOR, 2011, p. 29.
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#PraCegoVer: a figura representa duas posições diferentes da animação de movimentosde um braço. Na
primeira, o braço está estendido e, na segunda, o dedo foi movimentado, o que automaticamente mudou as
posições das outras partes do braço.
Um outro exemplo pode ser citado, quando é criado um segmento de ossos, por padrão, estabelece-se uma
relação direta de pareting: o osso original predomina sobre todo o conjunto, chamamos isso de cinemática direta
(FK). Porém, nem sempre a cinemática direta atende ao desenvolvimento de movimentos orgânicos.
Evolutivamente, as extremidades dos membros e os apêndices se desenvolveram para auxiliar na interação dos
seres vivos com o mundo a sua volta. Nesse sentido, apresentam maior concentração de terminações nervosas e
articulações; e, por isso, assumem o protagonismo quando realizam os mais diversos movimentos.
Inverter a ordem cinemática (ou parte dela) resgata o protagonismo das extremidades dos membros, acrescenta
naturalidade aos movimentos e intuição à sua operação, facilitando o trabalho do animador. A cinemática
inversa é uma desenvolvida para inverter a ordem natural de um movimento, assim, permite queconstraint,
transformações na extremidade do membro (mãos, pés) influenciem todo o resto do corpo.
É possível aplicarmos uma IK a todo o de forma automática; ou, em vez disso, refinar sua influência ponto a rig 
ponto. Com a maioria dos recursos automáticos, ganha-se tempo com sua implementação, mas o resultado nem
sempre atende, totalmente, às nossas expectativas. Quando o animador só determina os quadros de início e fim,
e nenhum de outro ponto de mudança estrutural, esse método possui um nome técnico chamado de animação
procedimental. Nesse sentido,
A animação procedimental fundamenta-se na capacidade do computador em determinar a
cinemática de uma sequência baseando-se em instruções implícitas ao invés de posições explícitas.
Uma classe de métodos procedimentais consiste na “cinemática inversa”, onde o objetivo final de
uma sequência é especificado pelo animador, sendo os movimentos consequentes determinados por
Caso
A tromba dos elefantes e as nossas mãos são exemplos de extremidades dos membros que se
desenvolveram para auxiliar na interação dos seres vivos. Do ponto de vista do movimento mecânico,
estão subordinadas aos segmentos que as ligam ao resto do corpo.
Você sabia?
Uma , é um recurso disponível em vários softwares de modelagem econstraint
animação em três dimensões (como Maya, 3D Max, entre outros) que possibilita
controlar e limitar as propriedades de um objeto, usando valores estáticos ou outro
objeto como parâmetro.
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uma sequência é especificado pelo animador, sendo os movimentos consequentes determinados por
algoritmos (CAMILO, 2006, p. 20).
Em um esqueleto que tenha uma configuração semelhante à do corpo humano, com os membros desconectados
do tronco ( ), uma IK automática agrega certa funcionalidade aos movimentos das mãos e dosoffset parenting
pés. Porém, como não haverá interação com o tronco, deformações no ombro, por exemplo, podem não ficar
naturais.
Uma IK automática cria uma ancoragem da mão com a junção do ombro, de modo que a interação entre os
segmentos acontecerá a partir dessa ancoragem, limitando a interação do movimento ao próprio membro. Por
outro lado, um simples movimento de cabeça poderá influenciar sobre todo o corpo de maneira um tanto
dramática, dificultando seu controle. Mesmo estando desconectado, o tronco ainda terá influência sobre os
membros.
Uma das maneiras de refinar o funcionamento de uma IK automática é limitar algumas transformações dos
segmentos, geralmente os softwares de modelagem 3D oferecem a possibilidade de limitar, parcialmente, as
transformações de um objeto. Normalmente, a opção de bloquear uma transformação é assinalada por um ícone
de cadeado, é possível limitar uma transformação inteira ou somente umas das suas coordenadas (x, y, z). Como
exemplo, podemos limitar a rotação da perna, se nosso interesse for somente criar flexões básicas para um
movimento de caminhada. Para facilitar, é indicado bloquear tudo o que não for animado.
Teste seus conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Uma de cinemática inversa pode ser atribuída a um ou a mais segmentos específicos, permitindo umconstraint
controle mais sofisticado do recurso. Criando uma simples IK para o braço, tornando seu movimento mais
preciso, o movimento das mãos, por exemplo, depende, em grande parte, do movimento do braço. Por isso,
utilizar o IK no segmento do braço, ao atribuir uma de IK em um segmento, é necessário definir seusconstraint
parâmetros de atuação. Definir o segmento da mão; e, em seguida, definir o alcance da interação entre a mão e o
resto do esqueleto. Por padrão, a mão interagirá com todo o esqueleto, mas é necessário limitar sua interação ao
ombro.
Nesse ponto, é possível apresentar uma situação conhecida como dependência cíclica: um curto-circuito na
hierarquia do que impossibilite o sistema de definir o fluxo de interação. Para resolver a dependênciaparenting
cíclica, é recomendado retirar o segmento da mão da cadeia do tornando-a um segmentoparenting, 
independente. Com o problema resolvido, basta criar um sistema cinemático balanceado, permitindo que a mão
do personagem crie um fluxo natural de interação até o ombro.
Porém, uma vez que desconectar o segmento da mão, haverá liberdade para se mover além da junção do pulso,
deformando-se com um efeito elástico. Para resolvermos esse novo problema, é recomendado inserir um
segmento de controle no . Segmentos de controle nos lembram que o não se limita apenas à criação derig rigging
um esqueleto para os nossos personagens. Em muitos casos, é preciso implantar segmentos que auxiliem na
manipulação da malha. Por exemplo, é permitido a criação de um segmento de controle para impedir que o
segmento mão se desprenda do pulso. O processo ocorre em três etapas simples.
Reconectar o segmento mão ao braço.
Criar um segmento e o batizar, por exemplo, como mão_D_IK, para ser identificado como segmento de controle.
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Criar um segmento e o batizar, por exemplo, como mão_D_IK, para ser identificado como segmento de controle.
Corrigir a configuração de IK do braço e atribuir o novo segmento como target.
Para tornar o segmento de controle ainda mais funcional, basta acrescentar mais uma ao econstraint rig. D
maneira geral, isso permite o refinamento das configurações do . Agora, basta implantar uma derig constraint
rotação no segmento da mão, fazendo com que siga a rotação do segmento de controle. Por último, para refinar
ainda mais o movimento do braço, é recomendado criar mais um segmento de controle, com a função, dessa vez,
de orientar o movimento do cotovelo. Esse segmento funcionará como um vetor de polo, deve ser posicionado
perpendicularmente ao cotovelo e identificado como polo no mesmo segmento em que aplicamos o IK.
A cinemática inversa da perna segue uma lógica similar a do braço. Nesse caso, basta criar uma de IKconstraint
para o segmento perna, um segmento de controle posicionado atrás do calcanhar, o segmento de polo ficará à
frente do joelho.
Figura 5 - Exemplo de cinemática inversa da perna e do braço
Fonte: Elaborada pelo autor, 2020.
#PraCegoVer: figura representa um esquema de cinemática inversa da perna e do braço, mostrando os pontos
principais e destacando o segmento de controle de cada um.
De maneira geral o FK, nada mais é que a cinemática direta de manipulação dos joints (articulações) do topo da
hierarquia para baixo, sendo que no momento que for deslocado o joint da cintura de um personagem,
naturalmente todos os outros se movem. O IK é outra maneira de manipular os joints do personagem, mas,
diferente do FK, que desloca obedecendo a hierarquia, o IK pode manipular joints independente da sua
hierarquia, resolvendo o problema de controlar a cintura do personagem sem mexer os pés (MAESTRI, 2006).
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2.3 Cadeia de joints
Em português joint é conhecido como as articulações que respeitam, de certa forma, o sistema de hierarquia
como o esqueleto humano, a união ou a cadeia de joints cria umaestrutura bem parecida ao esqueleto de um
corpo humano. Dessa maneira, essa estrutura tem função de influenciar na modelagem desenvolvida em 3D,
proporcionando flexibilidade, o que pode ser utilizado em qualquer personagem que tenha esse objetivo na sua
animação — desde personagens com aspectos humanos, criaturas, animais e até alguns objetos.
Vamos Praticar!
Escolha um software que você tenha mais familiaridade e execute testes práticos de
cinemática, a partir do sistema de hierarquia que você criou de uma perna erigging
pé, com os principais ossos e um conjunto de ossos representado o pé.
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Figura 6 - Exemplo de uma criatura 3D bípede
Fonte: tsuneomp, Shutterstock, 2020.
#PraCegoVer: a imagem é de uma criatura modelada em 3D, bípede com aspecto monstruoso e similar a um
inseto.
Os joints facilitam a manipulação da animação nos personagens em que são aplicados, ou seja, são inseridas
estruturas em uma posição no modelo em três dimensões, o que permite obter melhores resultados de uma
animação flexível. No software Maya, para criar essas articulações, bastar realizar os procedimentos indicados a
seguir.
1.Skeleton, depois selecionar a opção joint tool.
2.Snap na grade, apertando a tecla X.
3.Mover os joints em apenas uma direção, deve-se usar a opção manipulador move Along rotation axis.
É sempre possível manipular até chegar ao ponto ideal, executando várias ações como girar o joint até chegar ao
ângulo e posição, criando uma sequência de joints interligados em apenas um eixo para evitar problemas futuros
de orientação (PINHEIRO, 2014). É necessário, depois da criação da estrutura do esqueleto, executar a ligação da
modelagem 3D com os joints. Utilizando o software Maya como exemplo, tal procedimento é realizado de
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de orientação (PINHEIRO, 2014). É necessário, depois da criação da estrutura do esqueleto, executar a ligação da
modelagem 3D com os joints. Utilizando o software Maya como exemplo, tal procedimento é realizado de
maneira automática e recebe o nome de , para executar essa ação, basta realizar os seguintes procedimentos.skin
1.Selecione a modelagem 3D.
2.Todos os joints também precisam estar selecionados.
3.Abra a aba Skin.
4.Clique na opção Smooth Bind.
Executando esses passos, ocorre a união da modelagem 3D com o esqueleto, assim, é possível fazer a seleção de
um joint da hierarquia usando a ferramenta de mover, seleção ou rotação, movendo qualquer parte da
modelagem 3D. Os profissionais da área utilizam o termo uma geometria, que nada mais é que a malha daskinar
modelagem em 3D e as ações a partir das quais a geometria se une aos joints, em que ocorre a deformação da
geometria. Essa deformação precisa ser realizada para que possa ser executado o reposicionamento e animação
das partes ou de todo do personagem. Dessa maneira, pode-se considerar que os termos e ligação sãoskin
intercambiáveis. Segundo Palamar, existem “[...] dois tipos de Skin: ligação suave (Smooth Bind) [smooth bind é
o tipo de deformação suave] e ligação à pele interativa (Interactive Bind) [Interactive é uma deformação rígida]”
(PALAMAR, 2014, p. 247).
No software Maya, para fazer um aprimoramento de basta executar um melhoramento da deformação daskin,
malha. A ferramenta denominada , ou pincel de correção de peso de pele em português,Paint Skin Weights TooL
é destinada para essa ação. Por exemplo, quando a junção da perna esquerda de um personagem é deslocada,
pode acontecer o deslocamento de outra parte que não se deseja mover da perna direita. Essa situação pode
acontecer porque, no momento que foi aplicado o Smooth Bind (ligação de pele suave), os joints podem ter
deformado a malha mais próxima.
A cadeia de joints tem relação como as conexões do rig, sendo que, para executar as conexões, primeiro é
necessário verificar a geometria da modelagem em 3D, na qual, o personagem que será aplicado deve estar na
pose denominada como T, ou seja, com os braços esticados, pernas juntas e na posição ereta. É importante
verificar e garantir que não exista faces com problema, por exemplo, com vertex e edges sem conexão, ou
normalmente avesso. É recomendado deletar o histórico do modelo e executar a ação de freezar, ou seja, de 
. A translação e os eixos de rotação devem estar em zero, dessa forma, a posição em T seráFreeze Transformation
mantida e não minimiza o risco de movimentação do personagem de modo indevido por esse motivo. Alguns
animadores utilizam a tecla print screen para capturar as telas e , posteriormente, desenhar o modelo sobre
essas capturas, procurando imaginar como deverá ser a deformação e descobrir qual o local ideal para inserir
cada junção, ou seja, o joint ou a sua cadeia, que são os pontos de articulação também conhecidos como pivôs e
os controles.
Teste seus conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Todos esses procedimentos devem ser utilizados como base na proporção do personagem, pois, para criar a
conexão de qualquer rig, deve-se usar as referências de anatomia, essa pesquisa pode ser feita por meio de
vários sites na internet, por exemplo.
É importante o estudo da anatomia dos seres humanos para o desenvolvimento de uma hierarquia de joint
eficaz, ou seja, do esqueleto, e das deformações musculares. Como curiosidade, o filme Tarzan teve a supervisão
de animação do Glen Keane, que se encarregou que os animadores realizassem exercícios que explorassem as
características que o Tarzan precisava ter. O resultado foi uma pesquisa de como o personagem iria fazer para se
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características que o Tarzan precisava ter. O resultado foi uma pesquisa de como o personagem iria fazer para se
coçar, cheirar objetos e se locomover pelos troncos de árvores de forma engraçada.
Na cadeia de joints, o momento de trabalhar com corpo, body, por meio da criação das junções para formar o
esqueleto do personagem, é o momento de posicionar os pivôs dos joints de um modo que a deformação
funcione como o esperado. Assim se dá o início dos procedimentos de criação da cabeça até a cintura do
personagem, criando uma coluna normalmente com nove joints. No software Maya, após esse procedimento, é
indicado renomear todos os elementos do esqueleto. Depois, é recomendado desenvolver a coluna para as
pernas e braços, sendo que o primeiro joint da leg (perna) deve ser conectado ao joint root (cintura) e clavicle
(braço) com conexão à spine (espinha). É importante que nesse processo seja criada uma coluna de joints para a
perna e o braço do lado esquerdo do personagem, depois basta espelhar. No software Maya, basta seguir o
seguinte procedimento de espelhamento.
1. Animation.
2. > Skeleton. 
3. > Mirror Joint. 
Assim é gerada, de maneira automática, a coluna ou a cadeia de joints da perna e braço do lado oposto, ou seja, o
direito. Nesse momento, basta apenas executar a seleção de todos os joints e aplicar o freeze, para que todas as
rotações dos joints sejam zeradas. Depois, é indicado selecionar a geometria do personagem e aplicar o . Aoskin
finalizar esses procedimentos, é indicado a manipulação de qualquer joint, utilizando a ferramenta de rotação,
mas é importante verificar no software Maya se a deformação está com boa qualidade, como opção é possível
utilizar o , para corrigir tais deformações (PINHERO, 2014). Pinheiro segue os seguintesPaint Skin Weights Tool
procedimentos.
Primeiro seleciona a malha do personagem.
Aplica a ferramenta Paint.
Nas configurações da ferramenta, seleciona o joint da cintura.
Com a opção replace ativada, pressiona o botão Flood.
Assim, o joint da cintura receberá toda a pintura, o que inclui o peso de formação sobre malha, sendo que os
demais joints não têm mais nem uma informação de pintura. Ao finalizar essa etapa, a pintura é elaborada de
maneira interativa e manual. Para isso, basta selecionar em sequência cada joint e executar novamente os
procedimentos indicados anteriormente. Depois, é indicado criar os controladores e, posteriormente, o IK e FK
Você quer ver?
Na produção do filme , dirigido por Kevin Lima e Chris Buck, além de váriasTarzancuriosidades, houve a necessidade de capacitar os animadores para um novo software
que estava entrando no mercado.
Acesse
https://www.youtube.com/watch?v=wWxd97McyxQ
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maneira interativa e manual. Para isso, basta selecionar em sequência cada joint e executar novamente os
procedimentos indicados anteriormente. Depois, é indicado criar os controladores e, posteriormente, o IK e FK
das pernas e braços e também criar o pé reverso (UNIV, 2017). É importante lembrar do rosto do personagem,
pois é preciso criar os joints e deformadores da face e os seus controladores, como as sobrancelhas, olhos, nariz,
lábios bochechas, orelhas etc., e aplicar esses elementos ao skin. 
É indicado que a etapa da face seja iniciada duplicando a geometria do personagem, com objetivo de criação de
mistura de formas os Blend Shapes. Dessa maneira, criam-se as expressões faciais, podendo fazer a duplicação
da geometria do personagem inúmeras vezes. Assim, é possível criar diversas expressões, como a de felicidade,
tristeza, raiva, olhos fechados ou abertos, sobrancelhas abaixadas ou erguidas, para depois criar os joints faciais
de maneira individual, inserindo cada parte do rosto do personagem. Não se esqueçam que todos os joints
devem ser aplicados ao da geometria do personagem e, sob os joints, é recomendável a criação de curvasskin
com objetivo de facilitar o processo de manipulação dos controles faciais (PALAMAR, 2014). Dessa forma, o
processo de animação do rosto do personagem é mais preciso, sendo que as etapas de conexões do rig, 
normalmente, podem seguir a sequência apresentada a seguir.
1.Esqueleto.
2.Colocação de pele
3.Mesclar formas.
4.Cinemática Inversa.
5.Rigging.
É importante lembrar que, no processo do esqueleto, a hierarquia dos joints é criada, sendo que esse momento
pode ser comparado com a etapa do corpo (body) no momento que são criados os joints, não existe uma regra
para essa criação. Por exemplo, podem existir dois esqueletos de personagens bípedes, sendo que um siga o
padrão que geralmente os joelhos e cotovelos possuem, com somente um joint; e outro com dois joints, tanto
joelho como cotovelo. Alguns animadores costumam utilizar dois joints, um para dobra do cotovelo e outro para
a dobra joelho, pois facilita no momento que deforma e para a pintura do ficar melhor. Assim,skin
Usamos duas articulações como joelho (ou cotovelo), a fim de obter melhores deformações. Estas
peças são muito complexas na vida real, por isso, precisa de duas articulações para chegar a quase
180 graus de rotação, minimizando a perda de volume (PINHEIRO 2014, p.12).
Também é preciso considerar as conexões do rig, em relação ao joint para torção do antebraço. Utilizando o
software Maya como exemplo, para uma torção simples de antebraço, basta duplicar a articulação do pulso e
executar os seguintes procedimentos.
1.Any Mode.
Você o conhece?
Tina O'Hailey é professora de animação e programação de jogos, autora de vários
livros da área, entre eles, o , no qualRig it Right! Maya Animation Rigging Concepts
apresenta vários tutoriais passo a passo mostrando vários tipos de controle de
animação, métodos de conexão, skinning interativo, BlendShapes, edgeloops e
posicionamento de joint etc.
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1.Any Mode.
2.> Edi.
3.> Duplicate.
4.Deslocar ao longo da cadeia, por exemplo, na direção do eixo X.
5.Deslocar até que esteja aproximadamente 1/3 da distância do cotovelo.
É importante salientar que os exemplos dos procedimentos aqui apresentados dos softwares, conforme
atualização e traduções, podem ser alterados. Mas o princípio é o mesmo e pode ser utilizado em outros
softwares de manipulação, edição e criação de modelagem e animação em 3D.
Conclusão
Chegamos ao fim da segunda unidade de estudos da disciplina de Character Setup. Aqui, pudemos entender
sobre hierarquia e cinemática para animação 3D, mais especificamente sobre sistemas de hierarquias e cadeia de
joints, e alguns exemplos práticos nos softwares.
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
• entender sistemas de hierarquia, desenvolvendo a relação hierárquica entre objetos a ser aplicada na 
construção do Setup.
• conhecer os conceitos que estão envolvidos a cinemática, estabelecendo as principais diferenças entre 
Forward Kinematics (FK) e Inverse Kinematics (IK).
• compreender a importância da cadeia de joints por meio de ferramentas de joints disponíveis nos 
softwares.
• conhecer como é o processo de edição de uma cadeia de joints para estruturas 3D animáveis.
Referências
ALLEN, E; MURDOCK, K. L. : advanced 3d characterBody Language
rigging. EUA: Sybex, 2008.
Vamos Praticar!
A partir do sistema de hierarquia que você criou de uma perna e com o pé,rigging
agora é o momento de aprimorar o pé criando uma cadeia de joints para os principais
ossos, como o navicular, cuneiforme intermediário e o lateral metatarso e falanges.
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AUTODESK. HELP. Create an automatic character rig for a mesh, 
, San Francisco, 2018. Disponível em: Autodesk https://knowledge.
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19 dez. 2020.
BEANE, A. . Indiana: John Wiley & Sons, 2012.3D Animation Essentials
CAMILO, M. S. . 2006. DissertaçãoSistema de controle de animações de personagens para o framework guff
(Mestrado em Ciência da Computação) — Universidade Federal Fluminense, 2006.
LUCENA JUNIOR, A. : técnica e estética através da história. 3. ed. São Paulo: SENAC, 2011.Arte da animação
MAESTRI, G. . Berkeley: New Riders, 2006.Digital character animation 3
MARAFFI, C. . Indianapolis: New Riders, 2009Maya character creation
PALAMAR, T. . Hoboken: John Wiley & Sons, 2014.Mastering Autodesk Maya 2015
PINHEIRO, D. . [ .]: 3D total, 2014.Introduction to rigging S.l
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https://www.youtube.com/watch?v=wWxd97McyxQ
	Introdução
	2.1 Sistemas de hierarquia rigging
	Você quer ler?
	Vamos Praticar!
	2.2 Cinemática
	Caso
	Você sabia?
	Teste seus conhecimentos
	Vamos Praticar!
	2.3 Cadeia de joints
	Teste seus conhecimentos
	Você quer ver?
	Você o conhece?
	Vamos Praticar!
	Conclusão
	Referências