RagDoll Body

• BodyRagdoll classBodyRagdoll класс
• Fragment of the video tutorial on physics illustrating inverse kinematics of a RagDoll bodyФрагмент видеоурока по физике, иллюстрирующий обратная кинематика RagDoll body

Bones can be approximated either with Convex hull or Capsule, if Capsule shape box is checked:Кости можно аппроксимировать с помощью Convex hull или Capsule, если установлен флажок Capsule shape:

• Capsule provides very fast physics simulation and continuous collision detection.Capsule обеспечивает очень быстрое физическое моделирование и постоянное обнаружение столкновений.
• Convex hull provides more accurate approximation.Convex hull обеспечивает более точное приближение.

If any other shape is required, approximation is to be done manually.Если требуется какая-либо другая форма, необходимо выполнить аппроксимацию. вручную .

Approximation with capsules and convex hullsАппроксимация капсулами и выпуклыми оболочками

Примечание

Remember that physical shapes need not reproduce the mesh precisely. Rough approximation provides physical interaction that is realistic and convincing enough.Помните, что физические формы не обязательно должны точно воспроизводить сетку. Грубое приближение обеспечивает реалистичное и достаточно убедительное физическое взаимодействие.

Total mass of the RagDoll will be automatically distributed among all the shapes that approximate bones. By distribution, the volume that the shape occupies is taken into account. If the mass is changed afterwards, all the shapes masses are recomputed. And the opposite way, if shape mass is changed, the total mass is modified correspondingly.Общее масса RagDoll будет автоматически распределен между всеми формами, приближающимися к костям. При распределении учитывается объем, который занимает фигура. Если впоследствии масса изменится, массы всех фигур пересчитываются. И наоборот, при изменении массы формы соответственно изменяется и общая масса.

If convex hulls are used to approximate bones, the result may contain too much detail for collision geometry. As a rule, it is unnecessary, because a highly detailed shape does not provide noticeable visual difference while significantly affecting performance. Approximation error makes it possible to control the number of vertices in the resulting convex hull:Если для аппроксимации костей используются выпуклые оболочки , результат может содержать слишком много деталей для геометрии столкновения. Как правило, в этом нет необходимости, потому что высокодетализированная форма не обеспечивает заметной визуальной разницы, но существенно влияет на производительность. Ошибка аппроксимации позволяет контролировать количество вершин в получившейся выпуклой оболочке:

• The lower the value, the more accurate and close to the mesh approximated shape is.Чем ниже значение, тем точнее и приближается форма к сетке.
• The maximum value of 1 provides quite rough approximation that may not cover all the mesh volume.Максимальное значение 1 обеспечивает довольно грубое приближение, которое может не покрывать весь объем сетки.

If a character is approximated with capsules, low value of approximation error provides more precise shape orientation.Если символ аппроксимируется капсулами , меньшее значение ошибки аппроксимации обеспечивает более точную ориентацию формы.

When creating a RagDoll, small bones (like finger bones, for example) are rarely simulated. They are too insignificant to change the motion of the whole object, as their mass and volume is not sufficient for that. Volume threshold allows to merge all small adjacent bones, the volume of which is too small, into one shape:При создании RagDoll малые кости (например, кости пальцев) моделируются редко. Они слишком незначительны, чтобы изменить движение всего объекта, так как их масса и объем недостаточны для этого. Порог объема позволяет объединить все мелкие соседние кости, объем которых слишком мал, в одну форму:

• By the minimum value of 0, all the bones without exception are represented in rigid bodies and hence shapes.При минимальном значении 0 все кости без исключения представлены твердыми телами и, следовательно, формами.
• By the maximum value of 1, approximation shapes are big and follow only the major bones. Small bones are included in this volume, but their individual transformations are not considered in physical simulation.При максимальном значении 1 формы аппроксимации большие и следуют только за основными костями. В этот том включены маленькие кости, но их индивидуальные преобразования не учитываются при физическом моделировании.

Volume threshold defines whether all bones up to the smallest one should be simulated separately or merged into bigger shapesПорог объема определяет, должны ли все кости вплоть до самой маленькой, моделироваться отдельно или объединяться в более крупные формы.

After a RagDoll has been created, all the bones that are represented in rigid bodies and shapes and specify their movement are marked as bound in the hierarchy. All the small bones not participating in physical body movement, stay marked as free. If automatically generated shapes are too loose, they can be tuned manually till approximation is satisfying enough.После создания RagDoll все кости, представленные в твердых телах и формах и определяющие их движение, помечаются как связанные в иерархии. Все мелкие кости, не участвующие в движении физического тела, остаются свободными . Если автоматически сгенерированные формы слишком рыхлые, их можно настроить вручную до тех пор, пока приближение не станет достаточно удовлетворительным.

Hierarchy of bodies and shapes that approximate bones can be saved into a .node and loaded from one. The set hierarchy can as well be removed from the RagDoll body and created anew.Иерархию тел и форм, которые приблизительно соответствуют костям, можно сохранить в .node и загрузить из него. Установленную иерархию также можно удалить из RagDoll body и создать заново.

It is also possible to create a RagDoll manually. In this case arbitrary shapes can be used to approximate bones of a RagDoll body. To create a RagDoll manually follow these steps:Также возможно создать RagDoll вручную. В этом случае можно использовать произвольные формы для аппроксимации костей RagDoll body. Чтобы создать RagDoll вручную, выполните следующие действия:

1. Create a Node Dummy that will be a parent node for future RagDoll hierarchy.Создайте Node Dummy, который будет родительским узлом для будущей иерархии RagDoll.
2. Add a Dummy Object and make it a child node. Assign a Rigid body to it and name the body after the bone it will represent. After that, approximate the bone with any necessary shape.Добавьте Dummy Object и сделайте его дочерним узлом. Присвойте ему Rigid body и назовите тело в честь кости, которую оно будет представлять. После этого аппроксимируйте кость любой необходимой формы.
3. Create all Rigid bodies and shapes for the RagDoll bones. Hierarchy is of no importance, only names of the bodies do.Создайте все тела и формы Rigid для костей RagDoll. Иерархия не имеет значения, важны только названия тел.
4. Export the parent node into the .node file.Экспортируйте родительский узел в файл .node.
5. Select the character and load this file for its RagDoll body.Выберите символ и загрузите этот файл для его RagDoll body.
6. Add and set up joints that connect rigid bodies within the RagDoll.Добавьте и настройте суставы, которые соединяют твердые тела в пределах RagDoll.

The Rigidity parameter allows to additionally constrain the motion of a RagDoll. It determines how uniform the motion of RagDoll parts is. To achieve that, both linear and angular velocities of each separate rigid body are corrected according to the total velocities interpolated from all the bodies.Параметр Rigidity позволяет дополнительно ограничивать движение RagDoll. Он определяет, насколько равномерно движение частей RagDoll. Для этого как линейные, так и угловые скорости каждого отдельного твердого тела корректируются в соответствии с полными скоростями, интерполированными для всех тел.

• By the minimum value of 0, all RagDoll parts represented in rigid bodies move independently and unrestricted (of course, except for joint constrains). This gives an impression of loose and floppy movement.При минимальном значении 0 все части RagDoll, представленные в твердых телах, перемещаются независимо и неограниченно (конечно, за исключением ограничений суставов). Это создает впечатление свободного и неустойчивого движения.
• By the maximum value of 1, RagDoll parts move in a uniform and stiff manner, which may seem over-constrained.При максимальном значении 1 части RagDoll перемещаются равномерно и жестко, что может показаться чрезмерно ограниченным.

The problem with pre-backed animation is that it does not offer proper environmental interaction. For example, when walking up or down the hill, character's feet do not land firmly on terrain. Or as it climbs the ladder, the hands have to tightly grab the rungs. This effect is achieved with combined animation: motion animation is played for the basic bones, while smaller bones (feet or hands, for example) are simulated physically.Проблема с предварительно созданной анимацией заключается в том, что она не обеспечивает должного взаимодействия с окружающей средой. Например, при подъеме или спуске с холма ноги персонажа не приземляются твердо на местности. Или, когда он поднимается по лестнице, руки должны крепко держаться за ступеньки. Этот эффект достигается с помощью комбинированной анимации: анимация движения воспроизводится для основных костей, в то время как меньшие кости (например, ноги или руки) моделируются физически.

Frame-based animation can be disabled for each of the rigid bodies that approximate bones. Instead of following specific bone transformation, rigid body sags loose under its own weight and connects to collider objects underneath it.Покадровую анимацию можно отключить для каждого твердого тела, которое приближается к костям. Вместо того, чтобы следовать определенному преобразованию костей, твердое тело провисает под собственным весом и соединяется с объектами-коллайдерами под ним.

For instance, physically-driven motion of the leg requires disabling bone animation of the whole limb: thigh, calf, and foot. Inverse kinematics allows to properly position the chain of bones given the position of the lowest bone in the hierarchy, the foot. So when the character walks or runs, his foot collides with the ground, while the knee bends and straightens according to the joint constrain.Например, физически управляемое движение ноги требует отключения костной анимации всей конечности: бедра, голени и стопы. Обратная кинематика позволяет правильно позиционировать цепочку костей с учетом положения самой нижней кости в иерархии - стопы. Поэтому, когда персонаж ходит или бежит, его ступня сталкивается с землей, а колено сгибается и выпрямляется в соответствии с ограничением сустава.

With inverse kinematics feet of the characters are tightly glued to the floor no matter how tilted the surface isПри обратной кинематике ноги персонажей плотно приклеиваются к полу независимо от того, насколько наклонена поверхность.