フォワードキネマティクス

フォワードキネマティクスは、親から子へ順番に関節の回転を決めて、末端の位置や姿勢を求める方法である。FKと略されることがあり、腕や脚、ロボットアーム、キャラクターの骨格制御で使われる。

フォワードキネマティクスでは、肩、ひじ、手首のように階層構造を持つ関節を、根元側から順に変換していく。親の関節が動くと、その子である関節や末端も一緒に動く。これはスケルトン法で作られた骨格構造と相性がよい。

末端の手を特定の場所に置きたい場合は、各関節角度を自分で調整する必要がある。一方、インバースキネマティクスでは末端の目標位置から逆に関節角を求める。FKは動きの流れを作りやすく、IKは接地や到達動作を作りやすい。

CG制作では、キャラクターの腕を振る、首を回す、体をひねるなど、関節の回転を順番に指定してポーズや動きを作るときに使われる。自然な振りや弧を描く動きに向いている。

ゲームでは、キャラクターの基本モーションや武器の振り、しっぽや首の動きなどにFK的な考え方が使われる。階層構造をもつオブジェクトの変換計算としても重要である。

肩を回すと上腕、前腕、手がまとめて動く。このように親の変換が子に伝わるため、FKは親子関係のある変換を理解する教材としても扱いやすい。

フォワードキネマティクスは、根元側から関節角を決めて末端の位置を求める方法である。IKとの違いは、計算の向きが「関節角から末端位置」か「末端目標から関節角」かである。

概要