IK 和 Fk

角色动画是构建虚拟世界（游戏和虚拟社区）一个比较重要的内容。因为虚拟世界最关键的是人与虚拟角色（即“化身”，Avatar）之间的交互，会动的世界才有生机。角色动画可分两种：预定义动画（ predefined animation ）和程序动画（ procedural animation ）。预定义动画是事先由美术师制作好的动画序列，程序运行时只能播放，不能改变；程序动画是在程序运行时实时生成。相比预定义动画，程序动画能实现更好的交互。

程序动画可以用来实现物理动画( physics animation )，物理动画可以让角色根据物理规律对外界作出相应的反应动作。物理动画现在已经开始应用到3D游戏里了。比如Crytek公司的CRYENGINE 2引擎就采用了这项技术，例如角色可以根据地形的坡度来自动调整站立的身姿，如下图所示：

IK就是一种实现程序动画的方法。骨络动画分为FK（正向运动学， Forward Kinematics ）和IK（逆向运动学, Inverse Kinematics ）两种。FK这里就不细讲了，是最常用的设置动画的方法。这里主要讲一下IK，IK和FK相反，它是给定末端作用器的位置或方向，来反求各节点的位置。如下图所示：

IK主要用于程序动画中，比如跑步时人的腿根据地形进行自适应，用手拿东西，用手握扶手开门等。如下图所示：

IK计算有2种方法：解析法和迭代法。解析法速度快，但只适用于节点较少的情况；迭代法通用性强，但有时容易得到局部极小值。所以一般是这两种方法混用。IK的解的个数有多种情况：

(a) 无解                                  (b) 唯一解                      (c) 两个解                               (d) 许多解

若节点数大于2个，就会出现有许多解的情况，那么如何选择最佳解呢，对人的手和腿来说，每个关键都有约束（转动角度的范围），那么就要考虑这些解有没有满足这些约束。但是可能满足这些约束的解不止一个，这时就要选择一个最佳的，比如视觉效果最好的。一种方法是选择消耗能量最少的那个（比如手臂各关节抬得最低）。

FK可以实现比较自然的动画效果；IK可以用在程序中实时生成骨络的关键帧，这样就可以使角色根据外界环境实时的作出动作的反应，更真实。因为FK和IK各有优缺点，所以往往FK和IK混用（FK/IK blend）。

IK具体的说是3ds max历史独立型 (HI)反向运动学(IK) 系统，是一个非常强大的动画工具。

3ds max历史独立型 (HI)反向运动学(IK) 系统是一个非常强大的动画工具。使用该工具可以为 IK 目标的位置设置动画，既而控制整个对象层次的旋转。在为对象旋转设置动画时，还可以使目标跟随层次中的最后一个对象。

扩展资料：

相关功能

1、IK/FK 捕捉：此双选按钮负责大多数匹配帧关键点的创建。处于 IK 模式时（启用“启用”），此按钮为骨骼设置 FK 关键点。但是处于 FK 模式时（禁用“启用”），单击“IK/FK 捕捉”将把目标“捕捉”回骨骼链的末端，并设置位置关键点和旋转关键点。

2、自动捕捉：此功能与“启用”按钮关联。启用时，按“启用”按钮将自动触发 IK/FK 捕捉 *** 作。这是工作流程的一个重要部分。只要切换了模式，就会自动设置相应的匹配关键点。

3、设置为首选角度：此功能将在骨骼上设置首选角度关键帧。首选角度控制骨骼链的“形状”，方法是先以这些角度设置骨骼链的姿势，然后在 IK 解算阶段反复旋转骨骼，使骨骼链末端的末端效应器到达目标。对于两块骨骼组成的骨骼链，这些角度没有多大意义。

IK具体的说是3ds max历史独立型 (HI)反向运动学(IK) 系统，是一个非常强大的动画工具。

3ds max历史独立型 (HI)反向运动学(IK) 系统是一个非常强大的动画工具。使用该工具可以为 IK 目标的位置设置动画，既而控制整个对象层次的旋转。在为对象旋转设置动画时，还可以使目标跟随层次中的最后一个对象。

扩展资料：

IK 在一定程度上与 FK 是相反的。不是通过旋转木偶的关节来设置姿势，而是通过定位骨骼链中较低的骨骼，使较高的骨骼旋转，从而设置关节的姿势。例如，为了设置木偶手臂的姿势，将抓住并移动木偶的手腕；

而不是依次旋转胸部、肩部、上臂等等。IK 通常用于将骨骼链的末端“固定”在某个相对该骨骼链移动的对象上，例如，一只摇动曲柄的手（以特定速度设置曲柄动画，手部约束于该曲柄，而不是其他方式）。 FK 用于“目标驱动”的动画。

3ds maxHI IK 系统允许在同一场景中对同一骨骼链（或其他对象）同时使用 IK 和 FK。该系统使动画师可以无缝地工作，顺畅地从一个系统过渡到另一个系统。您可以实现此过渡，方法是在 IK 目标和受 IK 控制的骨骼上创建特殊的关键帧集合，从而从一种模式无缝地切换到另一种模式。借用视频和电影编辑领域的一个术语，我们通常将其称为匹配帧。

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