Page 689 - 3DS MAX 2015 احترف

‫الفصل‪40 :‬‬ ‫‪ ‬‬

‫التحريك الأمامي ‪ Forward Kinematics‬مقابل التحريك العكسي ‪Inverse Kinematics‬‬

‫إن الفائدة الأكبر من استخدام نظام العظام ھو أنه يتحرك طبقاً للقواعد الحركية ‪ .Kinematic Principles‬إن‬
‫مصطلح ‪ Kinematics‬ھو فرع من علوم الميكانيك ‪ Mechanics‬الذي يھتم بحركات ‪ Motions‬النظام في الكائنات‪،‬‬
‫لذلك فإن التحريك العكسي ‪ Inverse Kinematics‬ھو التوأم الذي يتعامل مع الأجزاء غير المتحركة ‪Non-Motion‬‬

‫للنظام في الكائنات‪ ،‬في الحقيقة‪ ،‬ليس بالضبط‪.‬‬

‫في البرنامج ‪ ،3ds Max‬يكون النظام في الكائنات مثل العنقود ‪ Bunch‬الذي يجمع الكائنات المرتبطة سوية‪.‬‬
‫بعد عملية بناء النظام وبارامترات تعريف الوصلات‪ ،‬تكون الحركات لجميع القطع تحت الكائن الأب يمكن أن تقرر كحركات‬
‫الأب‪ ،‬باستخدام صيغ التحريك ‪ .Kinematics Formulas‬وھذا ما يدعى بالتحريك الأمامي ‪Forward‬‬

‫‪.Kinematics‬‬

‫ملاحظة‪ :‬لقد تم تغطية ربط الكائنات وإنشاء سلاسل التحريك في فصول سابقة‪.‬‬

‫التحريك الأمامي ‪ Forward Kinematics‬في الحقيقة ھي كلمة معقدة لمفھوم بسيط‪ .‬عندما يتم تجميع نظام‬
‫العظام باستخدام ربط الكائنات‪ ،‬يؤثر انتقال أي عظم في النظام على كل أبنائه تلقائياً‪ .‬على سبيل المثال‪ ،‬عندما يدور عظم‬
‫الكتف ‪ ،Shoulder‬فإن الذراع ‪ ،Arm‬الساعد ‪ ،Forearm‬وعظام اليد ‪ Hand‬جميعھا تتحرك مع بعضھا البعض سوية‬
‫مع الكتف‪ .‬إن ھذا العمل مھم جداً لبعض الحركات مثل المشي ‪ Walking‬لأننا يمكن أن نحصل على كل حركات السيقان‬

‫‪ Legs‬والذراعان تتأرجح ‪ Swinging‬بتدوير بسيط لقمة عظام الذراع والساق‪.‬‬

‫يعمل التحريك الأمامي )‪ Forward Kinematics (FK‬بشكل مھم في بعض أنواع الحركة‪ ،‬لكن لنفترض أن‬
‫شخصية تريد الوصول ‪ Reaching‬لمفتاح الإضاءة ‪ .Light Switch‬لتحريك ھذه الحركة‪ ،‬نحتاج لتدوير الورك ‪،Hip‬‬
‫الكتف ‪ ،Shoulder‬المرفق ‪ ،Elbow‬والرسغ ‪ Wrist‬للحصول على انتھاء المستوي اليدوي ‪ ،Hand‬وبعد ذلك يجب‬
‫العمل بالأصابع ‪ Fingers‬لكي تبدو الحركة في حالة جيدة‪ ،‬لكن من الصعب وضع الإصبع بشكل صحيح ليكون قريب من‬
‫مفتاح الإضاءة مالم تدار ‪ Rotated‬العظام المتعددة‪ .‬يكون اختيارنا الأفضل للقيام بھذه الحركة ھو التحريك الأمامي‬

‫‪.Forward Kinematics‬‬

‫يختلف التحريك العكسي )‪ Inverse Kinematics (IK‬عن التحريك الأمامي ‪Forward Kinematics‬‬
‫)‪ (FK‬بأنه يح ّول تحكم العظام من الأب المتحكم بالابن إلى الابن المتحكم بالأب‪ .‬يقرر التحريك العكسي ‪ IK‬جميع حركات‬
‫الكائنات في النظام عندما يكون الكائن الأخير في السلسلة متحرك‪ .‬إن موقع الكائن الأخير‪ ،‬مثل الإصبع ‪ Finger‬أو القدم‬
‫‪ ،Foot‬نموذجياً لنھتم به‪ .‬مع التحريك العكسي ‪ ،IK‬يمكننا استخدام ھذه الحلول لتحريك نظام الكائنات بانتقال الكائن الأخير‬
‫في النظام‪ .‬لذا‪ ،‬باستخدام ‪ ،IK‬يمكننا سحب اليد إلى الموضع ‪ Position‬الذي نريده بالضبط‪ ،‬وجميع الأجزاء الأخرى في‬

‫النظام تتبعه‪.‬‬

‫التحريك الأمامي ‪ Forward Kinematics‬ھو نتيجة تلقائية لنظام ربط العظام‪ ،‬لذا لا شيء ضروري يجب أن‬
‫يضاف إلى النظام باستخدام ‪ .FK‬إن النظام ‪ ،IK‬من الناحية الأخرى‪ ،‬ھو من يحتاج إلى البدء‪ .‬وعمل ذلك ببساطة تحديد‬
‫العظمان الأول ‪ Start‬والأخير ‪ End‬وتفعيل ‪ IK‬للسلسلة العظمية الموجودة بين الاثنين‪ .‬لترسيخ ذلك مرة‪ ،‬نستخدم الكائن‬

‫المؤثر النھائي ‪ End Effector‬للتحكم بالنظام ‪.IK‬‬

‫إنشاء نظام تحريك عكسي ‪Inverse Kinematics System‬‬

‫قبل أن نتمكن من تأسيس نظام تحريك عكسي ‪ ،IK‬نحتاج لتقرير أين نريد واحداً‪ .‬للشخصيات البشرية‪ ،‬ھو مساعد‬
‫أن يكون لديه نظام ‪ IK‬لكل من الأطراف ‪ Limbs‬المختلفة‪ .‬كذلك يستخدم ‪ IK‬على حدود الانحناء القصوى الطويلة مثل‬

‫الذيول ‪ Tails‬والھوائيات ‪ .Antennae‬إن العمود الفقري ‪ Spine‬مكان جيد آخر ليتضمن سلسلة ‪.IK‬‬

‫إعداد ‪:‬عاشور ألنعيمي‬ ‫احترف ‪3DS MAX 2015‬‬

‫‪ ‬‬