II_Teorico_Animação Digital

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Animação Digital
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Pedro Henrique Cacique Braga
Revisão Textual:
Prof.ª Me. Alessandra Fabiana Cavalcanti
Rigging Aprimorado
• Introdução;
• O Modelo Simplificado;
• Armadura Otimizada.
• Aprimorar a técnica de rigging de personagem, apresentando técnicas de apli-
cação de modifi cadores e de criação de controladores efi cientes para animação de 
cinemática inversa.
OBJETIVOS DE APRENDIZADO
Rigging Aprimorado
Orientações de estudo
Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem 
aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua 
formação acadêmica e atuação profissional, siga 
algumas recomendações básicas:
Assim:
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e 
horário fixos como seu “momento do estudo”;
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo;
No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e 
sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você tam-
bém encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão 
sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados;
Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus-
são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o 
contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e 
de aprendizagem.
Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte 
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Mantenha o foco! 
Evite se distrair com 
as redes sociais.
Determine um 
horário fixo 
para estudar.
Aproveite as 
indicações 
de Material 
Complementar.
Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma 
Não se esqueça 
de se alimentar 
e de se manter 
hidratado.
Aproveite as 
Conserve seu 
material e local de 
estudos sempre 
organizados.
Procure manter 
contato com seus 
colegas e tutores 
para trocar ideias! 
Isso amplia a 
aprendizagem.
Seja original! 
Nunca plagie 
trabalhos.
UNIDADE Rigging Aprimorado
Introdução
A criação de personagens para animação requer um cuidado especial que vai além 
da modelagem tridimensional. O desenvolvimento de uma armadura (rig) prática e 
completa é um passo primordial para a movimentação natural do personagem.
O processo de rigging não é complexo. São poucos os passos necessários para 
se criar uma armadura e adicionar controladores a ela. Entretanto, para fazer com 
que os movimentos gerados por ela sejam naturais e simples de serem manipula-
dos, é preciso estudar o movimento de cada junta do corpo e como um movimento 
influencia o outro.
Nesta unidade, vamos aperfeiçoar um modelo simples de manipulação da arma-
dura da perna de um personagem.
Neste trabalho, usaremos o software de modelagem e de animação Blender 
(FOUNDATION, 2018) e teremos como base o modelo Buckid (KAOLIN, 2018), 
adaptado para uso no Blender.
O Modelo Simplificado
No modelo simplificado, disponível no arquivo personagem_rig_simples.blend, 
no ambiente de aprendizagem, é possível perceber que o esqueleto criado faz o seu 
papel em garantir a movimentação básica da perna do personagem, como mostra 
a Figura 1.
Entretanto, percebe-se que o movimento pode não ser tão natural quando se 
tenta de movimentar a ponta dos pés, por exemplo. Ou ainda, quando se tenta 
abrir um pouco os joelhos, pode ser uma tarefa difícil, pois uma leve translação do 
controlador gera uma rotação muito grande do joelho.
A Figura 2 apresenta o esquema adotado para a armadura da perna. Nele temos 
4 ossos para o esqueleto e dois ossos auxiliares (que foram substituídos por contro-
ladores circulares), sendo um para controle do tornozelo e outro para o controle 
de rotação do joelho.
Apesar de parecer entregar o movimento que é solicitado, temos problemas 
maiores com esta armadura, pois ela não se comporta naturalmente no que seria 
o movimento da perna e do pé de um personagem humanoide.
Além disso, o esqueleto conta com dois modificadores físicos (um para cinemá-
tica inversa e um pole target, para controle de rotação do joelho. Quando acres-
centamos um modificador, é necessário um cálculo em tempo real da posição dos 
elementos envolvidos. Assim, quanto mais modificadores usarmos, mais processa-
mento precisaremos.
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Figura 1 – Movimentação da perna 
com rigging simplifi cado
Figura 2 – Esquema da 
armadura simples
Armadura Otimizada
Com a intenção de otimizar o processo de animação e facilitar a manipulação 
do modelo tridimensional, existem algumas configurações padrões que são comuns 
entre os modeladores/animadores. São técnicas que usam, principalmente, ossos 
auxiliares em diferentes níveis da hierarquia da armadura que completem o movi-
mento apenas com a simplicidade de seu arranjo.
Conheça um pouco sobre o que é necessário para ser um bom animador em. Disponível em:
https://youtu.be/YQGaoj7jnBg.Ex
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Reverse Foot
Esta técnica, conhecida como Reverse Foot, ou pé invertido, na tradução li-
teral possui uma configuração de armadura simples, mas bem poderosa para a 
movimentação do personagem. Ela trabalha, principalmente, com controladores 
invertidos para a movimentação dos pés e apenas dois modificadores (constraints).
A configuração inicial é semelhante ao modelo apresentado anteriormente, mas 
os ossos auxiliares e controladores são diferentes e possuem um lugar específico 
na hierarquia da armadura.
Para começar a trabalhar, vamos usar o modelo simples do personagem que 
pode ser encontrado no arquivo personagem.blend, no seu ambiente virtual de 
aprendizagem. Este modelo, criado por Zubuyer Kaolin (2018) foi adaptado espe-
cialmente para o Blender.
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UNIDADE Rigging Aprimorado
Para a configuração inicial, crie uma sequência de ossos para a perna, como 
mostra a Figura 3. Perceba que foi criado um primeiro osso para a coluna, cha-
mado coluna1. Este osso foi duplicado (no Edit Mode) para que o primeiro osso 
da perna (aqui nomeado coxa), tenha a mesma posição na hierarquia. Em seguida, 
foram executadas extrusões da junta final para gerar os demais ossos: panturrilha, 
pé e dedos.
Importante!
Lembre-se dos comandos principais usados para rigging:
TAB – Alterna entre Object Mode e Edit Mode.
[Object Mode] SHIFT + A > Armature > Single Bone – Cria uma nova armadura com um 
único osso.
[Edit Mode] E – Extrusão.
ALT + P – Remove da hierarquia (clear parent).
CTRL + P – Adiciona à hierarquia (make parent) – Seleciona o filho, depois o pai.
SHIFT + I – Insere cinemática inversa ao osso.
SHIFT + CTRL + C – Abre o painel de constraints.
Importante!
Figura 3 – Configuração inicial da armadura
Após criar a configuração da armadura, renomeie os ossos, no menu lateral 
direito, como mostra a Figura 4, selecionando cada osso e alterando o nome se-
quencial gerado automaticamente pelos nomes da Figura 3.
Figura 4 – Alterando o nome de um osso
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Lembre-se ainda de habilitar a opção de raio-X no menu de armadura, assim 
você pode visualizar os ossos sob a malha do modelo, como mostra a Figura 5. 
Você pode ainda alternar entre as formas de visualização dos ossos para que en-
contre uma em que se sinta confortável. As opções são:
• Octahedral: octaedro, como mostrado nas imagens anteriores.
• Stick: cilindro simples de raio pequeno.
• B-bone: boxes e esferas para ossos e juntas.
• Envelope: cápsulas e esferas para ossos e juntas (mostrando os ossos conectados).
• Wire: linha simples e esferas para ossos e juntas.
Caso queira mostrar os nomes dos ossos, marque também a opção Names.
Figura 5 – Confi guração da armadura
Controle auxiliar
Uma vez que a estrutura básica foi criada, vamos criar os ossos auxiliares, ou os 
ossos de controle. Para isso criaremosmais 4 ossos:
IK Target
O primeiro controle será responsável pelo alvo da cinemática inversa da per-
na. Este é semelhante ao modelo simples. Duplique o osso do pé e posicione-o 
como mostra a figura 6. No menu lateral Bone ( ), renomeie o osso para IK 
Target e lembre-se de desmarcar a opção Deform, localizada na parte inferior 
do menu.
Saiba mais sobre Cinemática Inversa em: https://youtu.be/DZ_ocmY8xEI.
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UNIDADE Rigging Aprimorado
Figura 6 – IK Target
Controle do Calcanhar
Este osso será muito importante para o movimento do pé. Ele será um espelho 
do osso do pé (por isso Reverse Foot) e, portanto, aplicará rotação ao pé de forma 
inversa à sua, isto é, se rotacionarmos o controle em 30° no sentido horário, o pé 
será rotacionado em 30° no sentido anti-horário (ou -30°).
Altere para a visualização lateral (atalho: numpad3), e para a visão ortográfica 
(numpad5) para que a rotação ocorra no eixo X e você não tenha problema com a 
perspectiva. Duplique o osso do pé e em seguida digite R+1+8+0 + ENTER. Isso 
fará uma combinação dos atalhos R, para rotação e 180, para representar 180°.
Após a rotação, mova a junta final deste controle para fora da região do pé, 
para podermos manipulá-la com facilidade mais tarde. Renomeie o osso para cal-
canhar e desligue a opção Deform.
Você pode alternar entre o modo de visualização solid e wireframe, como mos-
tra a Figura 7.
Figura 7 – Calcanhar
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Controle do pé
Para o controle principal do pé, duplique o controlador do calcanhar e posicio-
ne-o apontando para a direção oposta do pé, posicionado logo abaixo do pé, como 
na Figura 8. Mude o seu nome para controle pé e verifique se a opção Deform 
está desligada.
Figura 8 – Controle do pé
Controle dos dedos
Por fim, precisamos de um controlador para a ponta do pé. Duplique o último 
osso controlador e posicione-o sobre a ponta dos pés, apontando para cima, 
como na Figura 9. Altere o nome para controle dedos e verifique se o Deform 
está desligado.
Figura 9 – Controle dos dedos
Antes de passarmos para os modificadores, é importante ressaltar que estes os-
sos foram feitos como duplicatas de um osso existente na hierarquia, e não como 
extrusões de uma junta. Isso faz com que ele seja independente dos ossos anterio-
res, com uma ligação simples com o pai do original. Isso é importante para que não 
precisemos alterar os graus de parentesco mais adiante.
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UNIDADE Rigging Aprimorado
Hierarquia
Agora que os controladores estão posicionados, precisamos definir a hierarquia 
entre eles para que haja harmonia no movimento, antes de adicionarmos os modi-
ficadores (constraints).
Faremos 4 operações de parenting:
1. Primeiro osso da perna com o osso isolado da coluna.
2. Altere para a visão frontal e certifique-se de que o osso da coluna está no 
centro do personagem. Selecione o osso coxa e em seguida o osso da 
coluna1 e pressione CTRL + P e em seguida clique em keep offset.
3. IK target com o pé.
4. Selecione o osso IK traget e, em seguida, o osso pé e pressione CTRL + 
P e em seguida clique em keep offset.
5. Pé com calcanhar.
6. Selecione o osso pé e em seguida o osso calcanhar e pressione CTRL + 
P e em seguida clique em keep offset.
7. Calcanhar e controle_dedos com controle_pé
Selecione o osso calcanhar, depois o controle_dedos e, em seguida, o osso 
controle_pé e pressione CTRL + P e, em seguida, clique em keep offset.
Modificadores
Agora que a hierarquia está completa, podemos adicionar os modificadores 
(constraints) para criarmos os manipuladores de movimento do personagem. Tra-
balharemos agora no Pose Mode.
Cinemática Inversa (IK)
A principal constraint é a cinemática inversa. Criamos o osso IK target para 
ser um auxílio nesta tarefa. O próprio osso não será um manipulador, mas um alvo 
do controle.
Selecione o IK target e, em seguida, a panturrilha e pressione SHIFT + I para 
adicionar uma IK a este conjunto. No menu de propriedades da contraint ( ), 
altere a cadeia de IK para 2 ossos (panturrilha e coxa), como na Figura 10.
Adicionaremos uma segunda IK para controle da ponta dos pés. Repita o pro-
cesso, selecionando o controle_dedos e depois dedos. O tamanho da cadeia deve 
ser de 01 (um) osso apenas.
Por fim, para que a nossa estrutura funcione perfeitamente, é preciso desvin-
cular o controle_pé da hierarquia. Para isso, no Edit Mode, selecione este osso e 
pressione ALT + P e, em seguida, Clear Parent.
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Figura 10 – IK Figura 11 – Estrutura Reverse Foot completa
A Figura 11 apresenta a estrutura Reverse Foot completa. Você pode, neste 
momento, duplicar a armadura criada (com exceção do osso da coluna), no Edit 
Mode, e posicioná-la junto à outra perna, antes de realizar o Binding.
Em seguida, para testá-la corretamente, faça a ligação entre a armadura e a 
 malha do modelo 3D. Para isso, volte ao Object Mode, selecione as peças do 
modelo que devem ser influenciadas pela armadura (do quadril aos elementos da 
perna) e depois a armadura e pressione CTRL + P e, em seguida, a Armature 
Deform with Automatic Weights.
O resultado pode ser conferido na Figura 12.
Figura 12 – Armadura completa para as pernas
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UNIDADE Rigging Aprimorado
Testes
Para testar a nossa armadura, volte ao Pose Mode e movimente o controle_pé 
pelo espaço. Você perceberá que, ao movimentá-lo, a perna será flexionada e pode 
ocorrer uma leve deformação na malha, o que poderá ser corrigido mais adiante.
Você pode ainda rotacionar em X o osso do calcanhar, ou o contorle_dedos, 
para verificar o movimento do pé. A Figura 13 mostra uma configuração do esque-
leto que testa todos os controladores das pernas.
Figura 13 – Teste da armadura
Você pode ainda movimentar o osso do quadril (coluna 1) para cima ou para 
baixo e verificar que as pernas se flexionam ao abaixar o personagem.
Braços
O controle do braço pode ser feito de forma bastante simples, como mostra 
a Figura 14. A inspiração para este controle é o rigging simples apresentado no 
começo desta unidade.
Figura 14 – Armadura do braço
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Percebe-se na Figura 14, que os ossos braço e antebraço podem ser compara-
dos aos ossos coxa e panturrilha, do rig simples da perna. Assim como o osso mão 
pode ser comparado com o pé.
Deixando de lado por um momento os ossos dos dedos, percebe-se que o con-
trole do punho é um alvo de IK para o antebraço, com uma cadeia de tamanho 2. 
Assim como o Pole_target é o controle do ângulo do cotovelo.
É possível trocar a aparência dos ossos de controle por controladores mais 
simples, mas até este momento, optamos por deixar todos os ossos visíveis, para 
fins didáticos.
A Figura 15 apresenta o rig dos braços e pernas do personagem Buckid.
Figura 15 – Rigging completo de braços e pernas
Perceba que, até então, a armadura do personagem conta com três partes des-
conectadas: as pernas, conectadas ao primeiro osso da coluna (quadril), braço di-
reito e braço esquerdo.
Os próximos passos, para completar esta tarefa, serão:
• Concluir o controle do tronco.
• Concluir o controle da cabeça.
• Pintar a influência do esqueleto corretamente.
Enquanto não terminamos este trabalho, por que não tentar realizar um proces-
so análogo com um de seus personagens?
Acesse o material complementar e confira algumas dicas de outros processos de 
rigging de personagem!!!
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UNIDADE Rigging Aprimorado
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
FK IK Arm Rig Setup
https://youtu.be/9QLZ1YahVac
Reverse Foot Rig
https://youtu.be/dWgYP-ABNSk
FK and IK Explained – Which One to Use and When?
https://youtu.be/0a9qIj7kwiA
Rigging Inverse Kinematics
https://youtu.be/Z0IhgS_us5U
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Referências
DISNEY, Walt. Walt Disney’s Wonderful World of Color: The Plausible 
Impossible . Produção: Walt Disney. California, USA: Walt Disney Studios, 1956.
Sites visitados
<https://www.blender.org>. Acesso em: 16 set. 2018.
<https://www.highend3d.com/maya/downloads/character-rigs/c/buckid-for-
maya#dialog_license>.Acesso em: 16 set. 2018.
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