Kinematik: FK / IK

"LUXOR JUNIOR" von John Lasetter ist eines der ersten und bekanntesten Beispiele für Inverse Kinematik. Die "hüpfenden Lampen" inkl. Kabel sind mit IK animiert. Bei vielen Animationsaufgaben wie z. B. bei einer Hand-, Fuß- oder Roboteranimation, muss eine exakte Position angesteuert werden. Die IK ist dafür die bessere Lösung. Diese Technik ist, wie der Name bereits zu erkennen gibt, ein Animationsverfahren, bei der die Richtung der Kettenmanipulation umgekehrt wird. IK ist im Vergleich zur "Vorwärtsgerichteten Kinematik" komplexer zu konfigurieren, dafür intuitiver und leichter zu animieren.
Bei der Inversen Kinematik wird eine Hierarchiekette mit einem IK-Steuerelement (IK-Handle bzw. Endeffector) kontrolliert. Die IK berechnet automatisch die Winkelstellungen der Gelenke.Je höher die Anzahl der Gelenke, desto komplexer die Berechnung und die Kontrolle für den Animator. Außerdem gibt es unendlich viele Möglichkeiten, die Winkelstellungen zu beschreiben. Nur wenige Lösungen sind für die Animation brauchbar. Die meisten Winkelkombinationen führen zu unbrauchbaren Lösungen. Zusätzliche Steuerungselemente wie Rotationsbeschränkungen und Ausrichtungsvektoren sind für die Kontrolle wichtig:

Roboterarm-Animation mit IK: Die exakte Position der Hierarchiekette wird durch das IK-Steuerungselement festgelegt. Die Winkelstellungen werden je nach Gelenkseinstellungen berechnet. Das IK-Steuerelement (Translation für x, y und z) wird "gekeyed". Beispiel: Ik/Roboter | swf | 12 kb

Bei einer IK-Kette können IK-Kontroller und oder das Anfangselement animiert werden. Die dazwischenliegenden Ketten werden in der Regel nicht animiert. Bei einem gängigen Charaktersetup sind meist mehrere IK-Ketten (Arme und Beine) miteinander verknüpft. Die li. Abb. zeigt einen einfachen Charakter, bestehend aus einer IK-Kette, der Stiegen steigt. Hier werden ausschließlich IK-Kontroller (rot) und Anfangspunkt (schwarz) animiert. Die selbe Animation mit FK zu animieren wäre sehr zeitaufwendig und wenig intuitiv. Beispiel: Ik/Roboter auf einer Stiege| swf | 12 kb