En la parte 2 hemos empezado a configurar nuestro armature añadiendole algunas restricciones IKSolver. Si bien todo parece funcionar maravillosamente, hay aún algunos detalles que deberemos ajustar.
Cuando movemos el blanco de una cadena IK, por ejemplo para animar el brazo de un personaje, puede ocurrir que la cadena adopte rotaciones o ángulos anti naturales. Rotaciones que normalmente serían imposibles en un personaje real.
Las rotaciones posibles de un hueso se conocen como sus "grados de libertad" o "Degree of Freedom" (abreviado DoF, no confundir con Depth of Field, que también se abrevia DoF y que se refiere al bien conocido efecto de "Profundidad de Campo"). Así si un hueso tiene DoF=1 significa que solo puede rotar en un eje, si fuera DoF=2, podría rotar alrededor de 2 de sus ejes, etc.
Para evitar estos resultados desagradables, disponemos de una manera efectiva de limitar o acotar las rotaciones de los huesos que forman una cadena IK, es decir limitar sus grados de libertad.
Para cada hueso que forma una cadena IK podemos optar entre bloquear completamente la rotación sobre cualquier eje local, o bien restringir esta rotación entre un par de valores desde -180 a +180 grados.Estos ángulos deben entenderse como tomados desde el cero en el eje local del hueso en reposo, y teniendo valores positivos en sentido antihorario, de la misma manera que se hace normalmente.
El rango -180 a +180 aparece como un circulo rojo
Ni bien activamos los botones "Limit X", "Limit Y" o "Limit Z", aparecerán graficados en Modo Pose fragmentos de arco indicando el rango permitido de rotación. Si limitamos más de un eje, aparecerá tambien graficada el área elipsoidal cubierta por estos rangos.
Si seleccionamos el hueso P1.R de la pierna derecha de nuestro armature en Modo Pose y vamos a los botones de edición, veremos en el panel Armature Bones, los botones de límites de rotación.
Para el muslo del personaje, podemos pensar que lo natural sería limitar las rotaciones en X (hacia adelante y atrás) y en Z (hacia izquierda y derecha). La rotación alrededor del eje Y (longitudinal) podemos anularla completamente pulsando el botón "Lock Y". Le daremos a Limit X un valor límite de modo que al levantar el muslo, no supere el rango entre 0 y -100 grados, de esta manera la rodilla del personaje se articulará siempre de manera natural. Para Limit Z usaremos un rango que limite las rotaciones laterales del hueso. En este caso opté por un rango -60 a +60 grados.
Los límites de rotación aparecen como áreas de esfera
De la misma manera, limitaremos la rotación del hueso P2.R para que la rodille nunca se doble "hacia adelante" (rotación alrededor del eje X) superando el ángulo de la rodilla (-20 grados), y que nunca se doble"hacia atrás" tanto como para que el personaje se pegue con los talones en las nalgas (70 grados). Los valores se resumen en la figura que sigue. Para las rotaciones "laterales" del hueso P2.R he optado por un valor conservativo de -30 a +30 que es más o menos lo que puedo mover yo mismo sin quebrarme la pierna y le he añadido un valor de Stiffness (Rigidez) a esa articulación para hacerla menos flexible.
Valores optativos para las piernas, he añadido algo de "Stiff" que actúa como "Rigidez" de la articulación.
Procederemos a aplicar límites a los huesos de la columna, de forma que la cadera no pueda rotar libremente sobre el eje longitudinal Y (se vería realmente extraño si uno pudiera retorcerse 360 grados) y acotaremos las posibilidades de flexión de la cintura.
Vista frontal y lateral de la columna y sus límites de rotación
Observar que una vez activados los botones Limit, siempre se visualizarán en Modo Pose, los rangos de rotación permitidos de cada hueso.
Valores de limite de rotación para los huesos de la columna
Para el caso de los huesos del brazo, adoptaremos límites que correspondan con los giros normales de hombro, biceps y antebrazo. Observar que si bien el biceps no puede "retorcerse", es decir, girar sobre su eje longitudinal, el antebrazo sí puede hacerlo en cierto grado, al igual que la muñeca. El hombro en cambio está más limitado.
Valores de limites de rotación para los huesos del brazo.
Ahora que hemos aplicado algunos límites de rotación, nuestras cadenas IK se comportan de manera más realista.
El armature completo con sus limites de rotación
Por supuesto, en cada personaje serán convenientes distintos valores de límites, podemos querer que nuestros personajes se porten más o menos rigidamente según la animación, así que estos valores que se muestran deben considerarse simplemente como ejemplos y no como leyes universales de la animación.