by : alexxlab Разное

Построение человека в движении: 👩🏻‍🎨 Как рисовать тело (манга и аниме — общие принципы)

Построение фигуры человека в движении

Построение фигуры человека в движении.


Сегодня у нас интересная, несложная и нескучная тема. Мы узнаем, как рисовать человека в движении, используя для этого очень простой и надежный метод.
Рисовать человека в движении интересно, здесь всегда есть чему учиться, и к чему стремиться. Стоя, сидя, двигаясь человек должен поддерживать баланс, уравновешивать массу своего тела так, чтобы не упасть. Есть два основных центра масс, которые приходится постоянно уравновешивать между собой: масса торса и таза. Голова обычно держится прямо, а руки и ноги помогают удерживать равновесие, и служат опорами. Чтобы стоять ровно люди немного наклоняют грудную клетку назад, а таз — вперед. Особенно хорошо это видно если смотреть на фигуру в профиль. Сейчас нужно обозначить один термин, который пригодится нам сегодня: Яремная ямка — это углубление на ключице, она отмечена красной точкой на дальнейших иллюстрациях к этой статье. По сути, яремная ямка это и есть центр тяжести человеческого тела. В прямой стойке все просто, тяжесть тела равномерно распределяется на обе опоры — ноги, а яремная ямка находится прямо над точкой опоры.

Обратите внимание на то, как проходит вертикальная линия от яремной ямки до опоры, если смотреть на человека в профиль. Она также делит массу тела на две равные части, хотя в такой позиции это не настолько хорошо видно, как в фас. Упор на одну ногу. В случае если человек стоит, опираясь лишь на одну ногу, центр тяжести смещается к этой опоре. Яремная ямка будет находиться прямо над опорной ногой. В таком положении масса распределяется иначе, с учетом того, что опорная нога поддерживает большую часть тяжести тела.

В рисунках и живописи часто намного больше внимания уделяют опорной ноге, и намного меньше выделяют другую ногу. Таким образом, подчеркивая опору и сбалансированность фигуры. Дополнительная опора Если нужно изобразить человека, опирающегося на что-либо, учитывайте, что в таком положении центр тяжести будет находится между двумя опорами. Для примера, рассмотрим рисунок ниже: Человек прислонился к стене, таким образом, возникает две опоры: ноги и стена. Вертикаль от яремной ямки (центра тяжести) опускается между стеной и ногами.

Фигура склонилась над барной стойкой. Есть две опоры: столик и правая нога. Вертикаль от яремной ямки опускается посередине между этими двумя опорами. Старый человек опирается на трость, чтобы распределить тяжесть своего тела на большее количество точек. Центр тяжести (яремная ямка) находится между ними.

Рассмотрим иллюстрацию, зеленым цветом подчеркнуты точки опоры: Чтобы удерживать равновесие сидя и наклоняясь вперед, нужна дополнительная точка опоры для торса. Например, столик или локти, опущенные на колени. Если есть желание откинуться назад, придется опираться на спинку стула, дивана или выставить руки назад, опираясь на ладони. Еще один пример: сидя, баланс можно поддерживать обеими руками, одну вытянув вперед к колену, другую — назад, вместо спинки стула.
Тело в движении Ходьба Если упрощенно охарактеризовать ходьбу, то это перекачивание со стороны в сторону, или контролируемое падение. Руки в движении помогают поддерживать баланс. Ноги — опоры, которые меняются поочередно. При ходьбе таз и грудная клетка наклоняются в противоположные стороны.

Бег Как нарисовать бегущего человека? Чтобы создать еще большую динамику движения и бежать вперед быстро, человек вынужден наклонять торс вперед. Поскольку центр тяжести (торс и яремная ямка) наклонен вперед, человек может либо упасть, либо подставить опору (ногу). Таким образом мы и бежим, выбрасывая вперед торс и подставляя опоры (ноги), а руки своими движениями помогают нам двигаться быстрее.

На иллюстрации: красным цветом отмечен центр тяжести, синей стрелкой — направление движения, зеленым — опорная нога. Чем более быстро вам нужно двигаться вперед (бежать), тем больше нужно выбрасывать центр тяжести вперед, тем шире становится шаг, а движения рук более размашисты. Динамическое движение торса и рук Чтобы создать рисунок человека в каком-то ярко выраженном динамичном движении, нужно все тело персонажа подчинить этому движению. В таких случаях центр тяжести сильно смещается в направлении движения, а все тело нужно поставить на очень надежные опоры-широко расставленные ноги.
Динамическое движение торса и рук Чтобы создать рисунок человека в каком-то ярко выраженном динамичном движении, нужно все тело персонажа подчинить этому движению. В таких случаях центр тяжести сильно смещается в направлении движения, а все тело нужно поставить на очень надежные опоры — широко расставленные ноги. Например: Боксер наносит удар вперед правой рукой, стоя на двух ногах. Для этого он принимает очень хорошо сбалансированную позицию опираясь на обе ноги. Замахиваясь,. всю массу торса и силу переносит в удар

То же самое происходит, когда человек замахивается с мечом или битой в бейсболе, с ракеткой в руках. Чтобы балансировать, когда торс и руки очень подвижны, нудно находить хорошую точку опоры, а лучше подстраховаться и уверенно стоять на обеих ногах.

Литература и другие источники:

1.Материалы взяты с сайта — https://artrecept.com/risunok/chelovek/kak-risovat-cheloveka-v-dvizhenii.

2. Берт Додсон «Ключи к искусству рисунка».

3. А.Сапожников «Полный курс рисования».

4. Кристофер Харт «Анатомия для художника. Совсем просто».

Уровни построения движения

Уровни построения движения — Своими исследованиями Н. А. Бернштейн (1896-1966) показал и доказал, что двигательная деятельность осуществляется не посредством рефлекторной дуги (как это считал Павлов и его последователи), а посредством так называемого рефлекторного кольца (благодаря наличию обратной связи). Это позволило Бернштейну построить обоснованную и доказанную теорию уровневого построения движений.

Основные идеи

1. В организации конкретного движения обычно участвует сразу несколько уровней: тот, на котором строится движение и все нижележащие. В каком-то смысле это похоже на войсковую операцию: общий ход её и задачи определяются на одном из уровней командования, в реализации операции обычно участвует этот уровень и нижележащие, заканчивая исполнителями (солдатами).

2. Одно и то же движение может строиться на разных ведущих уровнях (инициироваться разными уровнями), с разным качеством исполнения, но всё же одно и то же. Бег, например, может строиться на уровне C, D или E. В первом случае особенности бега почти не контролируются сознанием, в нём отражается простое «бегу» или «бегу туда-то». Во втором и третьем случаях контроль сознания за процессом бега значительно выше: контролируются конкретные особенности бега, связь с какими-то предметами (например футбольным мячом) или даже использование бега не для перемещения в пространстве, а для каких-то сложных задач (например тренер может изобразить своим бегом как бегает какой-то другой человек; в конце концов бегом можно — если очень захочется — даже передавать азбуку Морзе).

3. Уровни построения движения имеют «постоянное место прописки» в отдельных «слоях» центральной нервной системы, в которой выделяются уровни спинного мозга, продолговатого, подкорковых центров, коры. Каждый уровень связан со специфическими, филогенетически сложившимися моторными проявлениями, каждому уровню соответствует свой класс движений.

Уровень A

Уровень тонуса. Самый низкий и филогенетически самый древний (его корни надо искать в далёком прошлом, когда живое ещё только научилось двигаться). У человека он отвечает за тонус мышц. На этот уровень поступают сигналы от мышечных проприорецепторов, сообщающих таким образом о степени напряжения мышц. Типичное самостоятельное проявление этого уровня — дрожание тела от холода или от страха.

Уровень B

Уровень синергий. Принимая информацию с уровня A, а также «установки» с вышележащих уровней, этот уровень организует работу «временных ансамблей» (синергий). То есть основная задача этого уровня — координация напряжения отдельных мышц. Типичное самостоятельное проявление этого уровня — потягивания, непроизвольная мимика, простые рефлексы (например отдёргивание руки от горячего).

Уровень C

Уровень пространственного поля. Уровень C получает информацию от уровня B, «установки» от вышележащих уровней, а также — что весьма важно — собирает всю доступную информацию от органов чувств о внешнем пространстве. На этом уровне строятся простые, беспредметные движения в пространстве. Бег, размахивание руками — типичные самостоятельные проявления.

Уровень D

Уровень предметных действий. Локализация его находится уже в коре головного мозга. Он отвечает за организацию взаимодействия с предметами. В том числе на этом уровне в результате опыта откладываются представления об основных физических характеристиках окружающих предметов. Большое значение для функционирования этого уровня имеет понятие цели, то есть желательного положения предметов в итоге действия.

Уровень E

Уровень интеллектуальных двигательных актов. Наивысший уровень. К этому уровню относятся такие движения как речевые, письмо, символическая или кодированная речь. В каком-то смысле этот уровень можно было бы назвать «беспредметным», потому что в отличие от уровня D здесь движения определяются не предметным, а отвлечённым смыслом. Если, например, человек пишет записку своему знакомому, то физически он имеет контакт лишь с бумагой и карандашом, но та линия, которая образуется на бумаге, определяется целой плеядой отвлечённых смыслов: представлением об отсутствующем человеке, о его личностных особенностях, о целях и задачах в отношении этого человека, о возможности реализовать эти цели и задачи через письмо, а также другими смыслами.

ЧЕЛОВЕК, РАЗГАДАВШИЙ ТАЙНУ ЖИВОГО ДВИЖЕНИЯ

Пройдет не так много лет после его смерти, и склонные к скепсису англичане провозгласят развитие теории движений эпохой Николо Бернштейна
В. Л. Найдин («Наука и жизнь» № 6, 1976 г.).

Профессор Н. А. Бернштейн (1896-1966) — основоположник современной биомеханики.

Н. А. Бернштейн во время эксперимента в своей лаборатории.

При съемке циклограммы на различных частях тела спортсмена укрепляют электрические лампочки. По светящимся точкам, представляющим отдельные фазы, строят непрерывную траекторию, на которой лучше видны погрешности движения спортсмена.

Одна из последних фотографий Н. А. Бернштейна.

‹

›

В 1996 году в мире отмечали 100-летие со дня рождения Н. А. Бернштейна, создателя современной биомеханики — учения о двигательной деятельности человека и животных. К этой дате были приурочены научные конференции в США и Германии. В работе международной конференции в университете штата Пенсильвания (США) приняли участие 200 специалистов из США, Германии, Японии. Россиянин В. П. Зинченко выступил с докладом «Традиции Н. А. Бернштейна в изучении управления движениями». Вот как рассказано об этом в «Книге странствий» Игоря Губермана: «На обеих этих конференциях был его ученик, которого молодые ученые издали оглядывали с почтительным изумлением, довольно различимо шепча друг другу: «Он знал его при жизни, это фантастика!». Только Россия, похоже, все еще не может осознать, что в ней родился и жил загнанный и непризнанный при жизни гений, идеи которого уже давно проходят во всех университетах мира как классические».

Литератор И. Губерман известен своей склонностью к гротеску, к эпатажу, но в данном случае в его словах — искренняя горечь. Ведь в России, на родине Н. А. Бернштейна, юбилей ученого официально не отмечали, лишь журнал «Теория и практика физической культуры», предназначенный для достаточно узкого круга специалистов, целиком посвятил ему один из номеров. Удивительная личность этого человека и огромный его вклад в мировую науку заслуживают гораздо большего внимания.

ПРЕДТЕЧИ

Слово «биомеханика» означает «движение живого». Мы с удивлением и восторгом наблюдаем, как летящие за кормой теплохода чайки камнем падают вниз и на лету хватают кусочки хлеба, которые бросают им пассажиры. Мы приходим в восхищение от легкого и в то же время мощного движения мчащейся галопом лошади, от изящных изгибов тела ползущей змеи. Но в сравнении с животными человек представляет собой гораздо более совершенное уникальное существо по разнообразию, сложности и точности движений.

Раскрыть тайну движения живого пытались еще мыслители древности. Первые труды в этой области написаны Аристотелем (384-322 гг. до н. э.), которого интересовали закономерности движения наземных животных и человека. Проблемы биомеханики занимали римского врача Гален (131-201 гг. н.э.), Леонардо да Винчи (1452-1519), Джованни Борелли (1608-1679), ученика Галилея и автора первой книги по биомеханике «О движениях животных», вышедшей в свет в 1679 году. Природа движений, механизм управления ими занимали многих отечественных ученых: И. М. Сеченова (1829-1905), И. П. Павлова (1849-1936), П. Ф. Лесгафта (1837-1930), А. А. Ухтомского (1875-1942).

Но настоящую революцию в биомеханике совершил Николай Александрович Бернштейн. Он не только создал теорию о двигательной активности животных и человека, но и превратил ее в инструмент познания работы мозга.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Есть шутливая формула, что интеллигентом может считать себя человек, имеющий три высших образования, причем первое должен получить его дед, второе — отец и третье — он сам. В любой шутке есть доля правды, и Н. А. Бернштейн по своему происхождению может на полном основании считать себя интеллигентом.

Его дед, Натан Осипович Бернштейн, был врачом-физиологом. Окончив медицинский факультет Московского университета, в 1865 году стал приват-доцентом, а затем профессором по кафедрам анатомии и физиологии Новороссийского университета в Одессе. Когда в 1871 году в университет пришел Иван Михайлович Сеченов, Натан Осипович передал ему кафедру физиологии, оставив за собой только анатомию.

Сын Н. О. Бернштейна, Александр Николаевич (Натанович), — известный московский психиатр, ученик С. С. Корсакова. Вопросы психиатрии и психологии он связывал с физиологией, базировавшейся на передовых для того времени идеях И. М. Сеченова. А. Н. Бернштейн основал в Москве клинику для психиатрической помощи больным, оказавшимся по каким-либо причинам в полиции. По иронии судьбы эта клиника при советской власти была превращена в Институт имени Сербского. Название это стало нарицательным как символ карательной психиатрии — именно здесь ставили диагнозы умалишенных людям, не согласным с политикой КПСС и советского правительства.

Дядя Н. А. Бернштейна, Сергей Натанович, был выдающимся математиком. Учился в Сорбонне, а затем в Геттингене. В 1917 году получил звание профессора, а в 1929-м был избран академиком академии наук СССР. В 1955 году Парижская Академия наук избирает его своим иностранным членом.

Мать Николая Александровича, Александру Карловну, все считали незаурядным человеком с сильным характером. Стремясь к самостоятельности, она ушла из дома и работала сначала ткачихой в Твери, затем санитаркой в земской больнице. Позже стала операционной сестрой и, наконец, сестрой милосердия в психиатрической клинике, где и познакомилась со своим будущим мужем.

Н. А. Бернштейн родился 24 октября (5 ноября) 1896 года, а в 1901 году Александра Карловна родила второго сына — Сергея. После этого мать оставила работу, целиком посвятив себя воспитанию сыновей. Александр Николаевич также много времени уделял детям. Семья была очень дружной. В дом приходили интересные люди. Темы разговоров были самые разные: медицина, психика человека, социальные проблемы, искусство, музыка. Неудивительно, что братья в детстве отличались широтой интересов. Как и все мальчишки того времени, они буквально бредили железной дорогой, ездили на «паровозное кладбище», где Николай изучал устройство паровозов и вагонов, делал зарисовки. Дома из деталей детского конструктора оба строили модели разных машин, мостов и даже Эйфелевой башни. Это увлечение сохранилось и в зрелом возрасте. Сергей стал инженером-мостостроителем, а впоследствии заведовал кафедрой строительной механики в Академии бронетанковых войск. Для Николая мосты были своего рода хобби, хотя он посвятил им ряд статей в научно-популярной литературе (см. «Наука и жизнь» № 5, 1965 г.; № 2, 1966 г.).

Мать старалась привить детям интерес к музыке и языкам. Николай свободно играл на рояле с листа, был поклонником А. Н. Скрябина. Он окончил Медведниковскую гимназию с расширенным курсом естественных наук и математики. В ней также обучали французскому, немецкому, английскому языкам, латыни. Дома Николай и Сергей дополнительно занимались языками с частным преподавателем. Позднее, в студенческие годы, Николай изучил польский и итальянский языки.

В 1914 году Николай поступил на историко-филологический факультет Московского университета. Но не успел приступить к занятиям — началась Первая мировая война. Он пошел работать санитаром в московский лазарет, а затем перешел на медицинский факультет. После окончания университета был направлен врачом в части, воевавшие против Колчака.

ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ

В 1921 году, после окончания Гражданской войны, Николай Бернштейн демобилизовался из армии и начал работать сразу в двух клиниках: в одной — психиатром, в другой — отоларингологом. В том же 1921 году в Москве был создан Центральный институт труда (ЦИТ). Его директором назначили А. К. Гастева, энтузиаста научной организации труда, поэта и романтика (в разгар сталинского террора 1938-1941 годов он сгинул в лагерях). Директор поставил перед сотрудниками задачу разработать теорию управления движениями человека — биомеханику.

Гастев писал: «Первая наша задача состоит в том, чтобы заняться той великолепной машиной, которая нам близка, — человеческим организмом. Эта машина обладает роскошью механики — автоматизмом и быстротой включения. Ее ли не изучать? В человеческом организме есть мотор, «передача», амортизаторы, есть тончайшие регуляторы и даже манометры. Все это требует изучения и использования. Должна быть особая наука — биомеханика. Эта наука может и не быть узко «трудовой», она должна граничить со спортом, где движения сильны, ловки и в то же время воздушно легки, артистичны».

Создать основы этой науки, которая теперь обязательно используется при разработке систем тренировок людей самых разных профессий — от шофера до космонавта, было суждено молодому врачу Николаю Александровичу Бернштейну.

В 1922 году ему предложили работу в отделе научных изысканий ЦИТа, в биомеханической лаборатории. Н. А. Бернштейн занялся разработкой общих основ биомеханики и уже к 1924 году подготовил к изданию обширный труд «Общая биомеханика». Николай Александрович разработал метод циклографии с использованием кинокамеры, который позволял подробно зафиксировать все фазы движения. В том же году Н. А. Бернштейн возглавил биомеханическую лабораторию и принял участие в работе первой международной конференции по научной организации труда в Праге, где сделал доклад об изысканиях в области физиологии труда.

Методика циклограмметрических исследований с использованием фото- и кинотехники, примененная Н. А. Бернштейном в ЦИТе, помогала найти наиболее рациональные способы обучения рабочих. Циклограмметрические данные получали с помощью рапидной киносъемки (100-200 кадров в секунду) и последующих высокоточных измерений. Погрешность измерения мгновенных положений движущихся частей тела идущего или бегущего человека составляла 0,5 мм. Говоря современным языком, он создал фазовый портрет движений, который затем можно было анализировать.

С помощью циклограмм ученому удалось по-новому организовать тренировки спортсменов. Проанализировав технику бега тогдашнего мирового рекордсмена Жюля Лядумега из Франции, Н. А. Бернштейн в 1934 году помог братьям Георгию и Серафиму Знаменским значительно улучшить результаты.

Применил свою методику Н. А. Бернштейн и для изучения игры на фортепиано. Он изготовил циклограммы движений пальцев 14 крупных советских и зарубежных пианистов, в том числе Константина Игумнова, Генриха Нейгауза и Эгона Петри. Разумеется, Бернштейн не вторгался в эмоциональную сферу исполнения, а результаты исследований остались просто как иллюстрации совершенной техники движения рук блестящих музыкантов.

Все эти научные материалы легли в основу руководства «Техника изучения движений», составленного его помощниками Г. С. Поповой и З. Н. Могилевской.

Следует напомнить, что в те годы термин «биомеханика» стали употреблять и в театральном искусстве. В. Э. Мейерхольд предлагал строить актерскую игру по аналогии с трудовыми процессами, в которых нужно умело чередовать нагрузку и отдых. Режиссер ставил перед актером задачу изучать законы движения, механику своего тела, что, по его мнению, помогало не допускать лишних, непроизвольных движений. Но никакой набор прекрасно отработанных жестов не может заменить внутреннее эмоциональное состояние актера. Это противоречило взглядам Н. А. Бернштейна, который не посягал на исследование с помощью своей методики манеры и стиля игры исполнителей. Никоим образом не умаляя выдающегося вклада В. Э. Мейерхольда в театральное искусство, нужно отметить, что его «биомеханика» не имела ни малейшего отношения к научному направлению, которое разрабатывал Н. А. Бернштейн.

ОТ МЕХАНИКИ К ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ

Н. А. Бернштейн первым в мировой науке понял, что изучение движений — своеобразный ключ к познанию закономерностей деятельности мозга. До тех пор движения человека изучали лишь в их внешнем проявлении, а он поставил перед собой задачу понять, как работает мозг, управляя ими.

Бернштейн считал себя учеником И. М. Сеченова, который еще в XIX веке предположил, что управление движениями человека сводится к непрерывной коррекции перемещения звена (например, руки или ноги), осуществляемой центральной нервной системой на основании сигналов от органов зрения, слуха или осязания. Николай Александрович понял, что нервная система, «подав команду» на начало какого-нибудь движения, никогда не оставляет его без контроля и в случае необходимости немедленно корректирует. В 1928 году такое явление он назвал «сенсорной коррекцией». Это фундаментальное понятие в теории управления, которое двадцать лет спустя Норберт Винер, создавая основы кибернетики, назвал обратной связью. Кстати, когда в 1960 году Норберт Винер находился в Москве, Бернштейна познакомили с ним. Николай Александрович подарил Винеру свою статью 1935 года, в которой он, еще не применяя терминологию кибернетики, сформулировал основные идеи этой науки. Там он, в частности, утверждал, что живой организм, как и искусственное устройство, предложенное Винером, строится по иерархическому принципу с использованием прямых и обратных связей, программ и т.п. Норберт Винер не отрицал заслуг Бернштейна и в дальнейшем принимал деятельное участие в издании его работ в Англии.

ТЕОРИЯ — НЕ ДОГМА

Результаты исследований позволили Н. А. Бернштейну с иной точки зрения взглянуть на теорию рефлексов, созданную И. П. Павловым. Академик полагал, что рефлексы (от латинского reflexus — повернутый назад, отраженный), то есть реакции организма на раздражение рецепторов, проходят по нервной дуге от органов чувств к мозгу, а от него к мышцам и железам. Врожденные рефлексы И. П. Павлов назвал безусловными, а вырабатываемые в течение жизни — условными. Но павловская дуга не замыкалась в рефлекторное кольцо, характерное для управляемого процесса, она не содержала обратной связи, то есть не учитывала непрерывного контроля за действием и его результатом.

Подвергал критике Н.А. Бернштейн и теорию И. П. Павлова о второй сигнальной системе, якобы свойственной только человеку и отличающей его от животных. По Павлову, эта система условно-рефлекторных связей формируется при воздействии речевых сигналов, то есть не непосредственного раздражителя, а его словесного обозначения. Николай Александрович отмечал, что с помощью слов животные дрессируются так же легко, как и с помощью других сигналов — света, звука, запахов. Он считал, что элементы речи, из которых у человека образовалась категория имен, не могут нести сигнальной функции и не образуют никакой системы. В то же время он утверждал, что «слова и речь как отражение внешнего мира в его статике (имена) и динамике действий и взаимодействий с субъектом (глаголы, суждения) действительно образуют систему, доступную и свойственную только человеку». Идеи Бернштейна не разрушали учения Павлова, а только уточняли, углубляли и продолжали его.

В начале 1930-х годов Н. А. Бернштейн встретился с И. П. Павловым. Беседа продолжалась более трех часов, но они не поняли друг друга. В ответ на расспросы своих сотрудников каждый резко отозвался о собеседнике. Свои возражения академику Н. А. Бернштейн изложил в работе «Современные искания в физиологии нервного процесса». Во Всесоюзном институте экспериментальной медицины в 1936 году была запланирована их очная дискуссия. Но Павлову не суждено было дожить до нее. Узнав, что его оппонент больше никогда не сможет ему ответить, Николай Александрович отдал в типографию распоряжение рассыпать набор уже готовой книги.

КООРДИНАЦИЯ — КРАЕУГОЛЬНЫЙ КАМЕНЬ ТЕОРИИ ДВИЖЕНИЙ

Помните шутливый детский вопрос: как сороконожка управляет всеми своими сорока ножками? А двигательный аппарат человека представляет собой самодвижущийся механизм, состоящий приблизительно из 600 мышц, 200 костей и нескольких сотен сухожилий. Это вам не сороконожка! Бернштейн нашел строгий научный ответ на этот вроде бы шутливый, но на самом деле очень серьезный вопрос. Он создал теорию координации движений, задачей которой считал преодоление избыточных степеней свободы движущегося органа, иными словами — превращение его в управляемую систему.

Дело в том, что кости человека, скажем, в руках, скреплены между собой суставами, имеющими по две, а плечевой даже три оси вращения. Поэтому кисть имеет возможность перемещаться по множеству независимых траекторий. И это только одна кисть, а у человека их две, а на каждой из них по пять пальцев, состоящих из трех фаланг. Все же звенья тела человека, учитывая подвижность корпуса, обладают объемом возможных движений, выражающимся трехзначным числом. А насколько сложны движения глазного яблока, которые позволяют следить за движущимися предметами и обеспечиваются работой 24 глазных мышц!

Каждое конкретное движение человек совершает, преодолевая избыточные степени свободы, и делает это, по мнению Н. А. Бернштейна, благодаря координированному управлению элементами двигательного аппарата.

Здесь идеи Бернштейна вновь вступили в противоречие с теорией Павлова, который считал, что поведение живых существ представляет собой непрерывные ответные реакции на информацию, поступающую из постоянно меняющегося мира. Эта информация воздействует на органы чувств и пробуждает возникшие ранее многочисленные безусловные и условные рефлексы, которые и определяют поступки и действия животных и человека. Такое объяснение отвечало далеко не на все вопросы, связанные с работой мозга. Да и сам Павлов это понимал.

Бернштейн в своих рассуждениях развивал одну из догадок И. М. Сеченова о том, что мозг не воспринимает пассивно информацию из окружающего мира и не только отвечает на нее действием, а сам активно воздействует на мир. Он непрерывно создает прогностическую модель будущего, основанную на вычислении вероятности. Бернштейн понимал, что мозгу заранее известна цель любого действия. Эта цель служит причиной для начала действия, и она меняется и корректируется в самом процессе этого действия на основе обратных связей, то есть постоянно поступающих сообщений «с мест» о достигнутом результате действия. Как в упомянутом выше примере кормления чаек, когда птица, увидев летящий кусок, «вычисляет» его возможную траекторию, сопоставляет ее с направлением и скоростью своего полета, и затем мозг отдает команду мышцам, чтобы те направили тело в ту точку, где клюв встретится с куском хлеба. Человек отличается от остального животного мира лишь тем, что у него принцип активности, боевой самоорганизации стал осознанным и формируется, кроме всего прочего, в членораздельной речи, письме и т. д. Суть теории активности Николай Александрович очень точно выразил в заглавии своей статьи «От рефлекса к модели будущего», написанной им в последний год жизни.

Координация движений, по мысли Бернштейна, осуществляется по иерархической лестнице. Это происходит примерно так же, как при проведении военных операций. Генерал не следит за действиями каждого солдата, он ставит общую задачу перед командирами частей. Те в деталях доносят ее до командиров подразделений, и уже младшие командиры ведут в бой солдат, старясь занять ту или иную высоту, тот или иной населенный пункт. В мозгу также имеется группа нейронов, которая определяет общую стратегию движения. Группы нейронов второго уровня организуют порядок и последовательность ввода в действие групп мышц, а группы еще более низкого уровня посылают импульсы мышцам.

В годы Великой Отечественной войны и сразу после ее окончания идеи Бернштейна о построении движений были использованы для восстановления двигательной активности раненых.

ПРЕСЛОВУТЫЙ ПЯТЫЙ ПУНКТ

Свои открытия Н. А. Бернштейн изложил в книге «О построении движений», вышедшей в 1947 году. А в 1948 году он стал лауреатом Сталинской премии и был избран членом-корреспондентом Академии медицинских наук. Но вскоре началась кампания расправы с интеллигенцией. Генетика и кибернетика были объявлены буржуазными лженауками, пострадали писатели Анна Ахматова и Михаил Зощенко, великие композиторы Сергей Прокофьев и Дмитрий Шостакович. Власти развернули борьбу с так называемыми «безродными космополитами», а если выражаться без экивоков, то начали преследование евреев.

В области физиологии расправа с прогрессивными учеными шла под лозунгами верности павловскому учению, превращенному одновременно и в икону и в дубину. Разумеется, Н. А. Бернштейн попал под удар, причем оказался дважды виноватым — осмелился спорить с идеями Павлова и был евреем. Перед тем как выгнать со всех мест работы, его «прорабатывали» на собраниях. Он сам рассказывал, как одна наивная девочка, аспирантка, выступила и со слезами на глазах сказала: «Вы, наверное, так ругаете Николая Александровича, потому что думаете, что он еврей, да?» — на что в ответ в зале дружно засмеялись.

В 1950 году во время объединенной сессии Академии наук СССР и Академии медицинских наук (известной как «Павловская сессия») работы Бернштейна были подвергнуты жестокой критике. Его обвиняли в том, что в своей книге «О построении движений», за которую, напомним, два года назад получил Сталинскую премию, не было ссылок на труды И. П. Павлова. Вскоре его уволили, и до самого конца жизни он больше не имел лабораторной базы для работы.

ВСЕ ПОТЕРЯНО, КРОМЕ ЧЕСТИ

В то зловещее время был заведен такой порядок: если человека и не сажали, то его по крайней мере лишали куска хлеба. Ахматову и Зощенко, например, просто перестали печатать. Николая Александровича спасало блестящее знание еще с детских лет иностранных языков. Он несколько лет перебивался тем, что писал рефераты статей из иностранных научных журналов. Николай Александрович шутил: «Удивительная работа! Целый день читать интересные книги, и за это еще получать деньги». Как-то один из приятелей спросил: «Вы до сих пор нигде не работаете?». «Что вы, — ответил Николай Александрович, — я все время работаю, я просто до сих пор нигде не служу». Друга Н. А. Бернштейна, известного психолога А. Р. Лурию, попросили передать Николаю Александровичу предложение покаяться, за что обещали смягчить наказание. «Лучше я умру!» — был ответ.

В годы травли некоторые прежде даже близкие коллеги Бернштейна боялись здороваться с ним при встрече. А вот К. И. Чуковский, который лично его не знал, после ругательной статьи в «Правде» демонстративно пришел к Николаю Александровичу домой, чтобы пожать руку. Об этом эпизоде помнит приемная дочь ученого Татьяна Ивановна Павлова:

— В начале 1950-х годов знакомые, встретив попавшего в опалу человека, боялись с ним поздороваться и часто переходили на другую сторону улицы, чтобы не столкнуться лицом к лицу. Николай Александрович прекрасно понимал чувства таких людей, почти перестал выходить из дома и отвечать на редкие телефонные звонки. Мне он приказал никого не принимать. И вот однажды раздался звонок в дверь. Я пошла открывать. На пороге стоял высокий человек с очень знакомым лицом. Он спросил, дома ли Николай Александрович. Я, как было велено, ответила, что его нет и когда вернется, не знаю. «Как жаль, — сказал высокий человек, — ведь я приехал повидаться с ним из Ленинграда», после чего попрощался и ушел. Николай Александрович поинтересовался, кто приходил. И когда я описала внешность этого человека, отец воскликнул: «Как жаль, ведь это был Корней Иванович Чуковский!». Через несколько минут в квартире вновь раздался звонок и на пороге возник К. И. Чуковский. Он извинился и попросил разрешения вызвать по телефону такси, так как никак не мог его поймать на улице. «Для вас, Корней Иванович, Николай Александрович всегда дома», — сказала я и провела гостя к Бернштейну. Они поздоровались, и Чуковский сказал: «Я не был с вами знаком, но приехал пожать вам руку и сказать, что интеллигенция Ленинграда возмущена расправой над вами». Мне хотелось послушать разговор, и я задержалась в комнате. Но хозяин и гость вскоре перешли на английский. Когда Чуковский ушел, я спросила, почему они говорили по-английски. Бернштейн ответил: «Ты еще маленькая. Можешь сболтнуть кому-нибудь, а люди из-за этого пострадают».

В РАБОТЕ ДО ПОСЛЕДНИХ ДНЕЙ

Жил Бернштейн очень бедно, в одной комнате коммунальной квартиры в Большом Левшинском переулке. До революции вся эта квартира принадлежала его отцу, Николаю Александровичу. По воспоминаниям жены ученого, Наталии Александровны, он каждый вечер проводил с семьей — играл на рояле, показывал звездное небо и рассказывал о нем удивительные истории, мастерил модели железнодорожных вагонов, где все было как настоящее, точно выдержаны все масштабы, часто рисовал Эйфелеву башню, которой восхищался всю жизнь. Он даже написал статью «Башня Эйфеля», которая была опубликована в шестом номере журнала «Наука и жизнь» за 1964 год.

Когда Сталин умер и кибернетика была реабилитирована, идеи биологической активности, выдвинутые Бернштейном, оказались вновь востребованы физиологами, кибернетиками, психолога ми. В начале 1960-х годов Н. А. Бернштейн много общается с физиками и математиками, пишет на темы кибернетики в специальные журналы, принимает участие в семинаре, организованном молодыми математиками, биологами и физиками.

У Николая Александровича было много учеников и последователей. Один из них — Л. В. Чхаидзе — с помощью биомеханики Бернштейна произвел анализ игры знаменитого футболиста 1940-х годов Бориса Пайчадзе. Позднее Чхаидзе стал доктором биологических наук, профессором кафедры биомеханики Грузинского института физической культуры. В 1972 году он вместе с С. В. Чумаковым написал книгу «Формула шага» о жизни и деятельности Н. А. Бернштейна.

В 1965 году в издательстве «Наука» вышла книга Л.В. Чхаидзе «Координация произвольных движений в условиях космического полета». Книга была переведена на английский язык и издана в качестве материалов НАСА в 1966 году. Предисловие к ней написал Н. А. Бернштейн, который имел непосредственное отношение к первому полету человека в космос. Когда в начале 1960-х шли тренировки будущих космонавтов, у медиков возникли серьезные опасения, что человек в невесомости потеряет координацию движений и затем не сумеет ее восстановить. За советом обратились к Николаю Александровичу как автору теории координации движений. Н. А. Бернштейн рассуждал так: на Земле получить условия невесомости можно лишь на очень короткое время, а повышенные перегрузки создать несложно. И он предложил проверить реакции будущих космонавтов не только при кратковременной невесомости, но и при испытаниях на центрифуге. В экспериментах по его методике участвовали В. Быковский, В. Комаров, Б. Волынов. Они показали, что координация движений человека сначала нарушается, но постепенно восстанавливается. Первый космический полет Юрия Гагарина блестяще подтвердил этот прогноз.

В 1965 году Н. А. Бернштейн поставил себе безнадежный диагноз — рак печени. Он выписался из клиники, созвал учеников, раздал им темы для будущей работы и оставшееся время посвятил своей последней книге «Очерки по физиологии движений и физиологии активности». Николай Александрович успел прочесть верстку, но книга вышла в свет уже после его смерти, которая наступила в январе 1966 года.

Непременно нужно добавить несколько слов еще об одной книге — той самой, набор которой он попросил рассыпать, узнав о кончине И. П. Павлова. Вскоре после смерти Сталина Н. А. Бернштейн подарил своему соратнику и ученику профессору И. М. Фейгенбергу экземпляр верстки со своей правкой, им же лично переплетенный, и предложил: «Когда-нибудь потом можете попробовать издать эту книгу». В 1992 году стараниями И. М. Фейгенберга и академика О. Г. Газенко удалось издать книгу Николая Александровича. Восстановить ее помогли те чудом сохранившиеся старые гранки. Невольно на память приходит знаменитая фраза Михаила Булгакова: «рукописи не горят».

ЧЕЛОВЕК УМИРАЕТ, НО ДЕЛО ЕГО ПРОДОЛЖАЕТ ЖИТЬ

Николай Александрович был активным автором и другом журнала «Наука и жизнь». Мы уже упоминали несколько его статей, опубликованных в разные годы, в том числе после его смерти. И журнал старается его помнить. В 1976 году профессор В. Л. Найдин написал и опубликовал большую статью «Чудо, которое всегда с тобой» о жизни и работе Н. А. Бернштейна (см. «Наука и жизнь» №№ 4-6, 1976 г.). Закончил автор так: «Пройдет не так много лет после его смерти, и склонные к скепсису англичане провозгласят развитие теории движений «эпохой Николо Бернштейна «. Находящиеся в невесомости космонавты во время многосуточных полетов будут тренировать свои мускулы по принципам, разработанным Николаем Александровичем еще в 30-е годы, когда энтузиазм первых ракетчиков еще находился на уровне любительства».

В научной среде существует так называемый индекс цитируемости. В нем после фамилии автора указывается, кто, где и когда ссылается на его работы. Такой индекс позволяет судить о ценности работы ученого, а также установить, как долго продолжают пользоваться полученными им результатами. Можно сказать и иначе: как быстро теряют к ним интерес и забывают их. Для научных работ в области физиологии этот срок обычно составляет несколько лет. Однако книги и статьи Н. А. Бернштейна не укладываются в эту закономерность. Скорее наоборот, интерес к ним постоянно растет. В середине 1930-х годов, когда были опубликованы его первые материалы по координации движений, на них почти никто не ссылался. А все дело в том, что они опередили время. Теперь же, через многие десятки лет, ссылками на эти работы полны исследования физиологов и психологов. Труды Н. А. Бернштейна в обязательном порядке изучают студенты университетов. Их переиздают, но они снова становятся библиографической редкостью. Похожая судьба была у музыкальных произведений Иоганна Себастьяна Баха. Их быстро забыли после смерти великого композитора, и вернул их к жизни композитор Феликс Мендельсон в середине XIX века, более чем через 200 лет после создания.

Содействие построению миролюбивого и открытого общества в интересах устойчивого развития, обеспечение доступа к правосудию для всех и создание эффективных, подотчетных и основанных на широком участии учреждений на всех уровнях — Устойчивое развитие

Цель 16. Содействие построению миролюбивого и открытого общества в интересах устойчивого развития, обеспечение доступа к правосудию для всех и создание эффективных, подотчетных и основанных на широком участии учреждений на всех уровнях

Конфликты, отсутствие безопасности, слабость институтов власти и ограниченность доступа к правосудию остаются серьезной угрозой для устойчивого развития. Число людей, спасающихся бегством от войны, преследований и конфликтов, превысило 70 миллионов в 2018 году, что является самым высоким уровнем, когда-либо зафиксированным Управлением ООН по делам беженцев (УВКБ ООН) за почти 70 лет. В 2019 году Организация Объединенных Наций отследила 357 убийств и 30 насильственных исчезновений правозащитников, журналистов и членов профсоюзов в 47 странах. Кроме того, во всем мире официально не регистрируется факт рождения примерно каждого четвертого ребенка в возрасте до 5 лет, что лишает таких детей документов, удостоверяющих личность, которые имеют решающее значение для защиты их прав и доступа к правосудию и социальным услугам.

Ответные меры в связи с COVID-19

Права человека играют ключевую роль в разработке мер в ответ на пандемию. Если мы будем уважать права человека в это кризисное время, мы сможем разработать более эффективные и всеохватные решения для ликвидации чрезвычайной ситуации сегодня и восстановления завтра.

Права человека ставят людей в центр внимания. Ответные меры, принимаемые в соответствии с правами человека и с соблюдением прав человека, дают более существенные результаты в борьбе с пандемией, обеспечивают здравоохранение для всех и позволяют сохранять человеческое достоинство.

Генеральный секретарь ООН призвал правительства быть прозрачными, гибкими и подконтрольными при принятии ответных мер в связи с COVID-19 и обеспечить, чтобы любые чрезвычайные меры были законными, пропорциональными, необходимыми и недискриминационными. «Наилучшей формой реагирования будет нейтрализация прямых угроз действиями, соразмерными этим угрозам, при одновременной защите прав человека и верховенства права», – заявил он. Чтобы сосредоточиться на «подлинной борьбе», Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш призвал к глобальному прекращению огня, обратившись к воюющим сторонам во всем мире с призывом сложить оружие в поддержку более масштабной битвы против пандемии COVID-19. Более 2 миллионов человек подписали онлайн-петицию в поддержку обращения Генерального секретаря о прекращении огня.

Миротворческие миссии ООН продолжают выполнять свои мандаты, одновременно помогая странам в реагировании на коронавирус, что направлено на достижение четырех основных целей: защитить персонал ООН и его способность продолжать критически важные операции; способствовать сдерживанию и смягчению распространения вируса, обеспечивая, чтобы персонал ООН не являлся переносчиком инфекции; поддержать национальные власти в их деятельности по борьбе с COVID-19; и продолжать выполнять ключевые мандаты.

Управление ООН по делам беженцев (УВКБ ООН) активизировало оказание услуг здравоохранения, водоснабжения, санитарии и гигиены для защиты беженцев и перемещенных лиц, работая совместно с правительствами над обеспечением того, чтобы люди, вынужденные бежать, были включены в планы подготовки к COVID-19 и реагирования на него.

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}} *

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}} / 500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$ item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.ЯЗЫК}} {{$ select.selected.display}}

{{article.content_lang.display}}

{{l10n_strings.AUTHOR}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$ select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

100 дней моушн-дизайна.Как я научился создавать 50 штук… | Тяньтянь Сюй | 100-дневный проект

1. Руководствуясь идеями

Как только у меня появилась идея, я решил воплотить ее в жизнь. Не имело значения, какие техники мне нужно было изучить.

Например, я хотел выразить свою любовь к чтению. Чтобы воплотить в жизнь мою идею перелистывания книги, я нашел учебник «Откройте вашу книгу» на Youtube и узнал, как включить 3D-слой для 2D-объекта.

100 дней движения — Book Flip

Точно так же я хотел сделать чашку латте с тыквенными специями.Я нашел учебник Flat 2D Smoke Clouds на Youtube и узнал, как использовать управление ползунком и выражение покачивания.

100 дней движения — латте с тыквенными специями

Подход, основанный на идеях, поддерживал меня воодушевляющим и подталкивал к открытию новых техник.

2. Оставайся скромным

Я был оптимистично уверен в своих навыках моушн-дизайна в начале проекта. Моя уверенность быстро упала, когда я начал изучать After Effects — огромный пробел в навыках заставил меня осознать, насколько ограниченными были мой опыт и знания в области моушн-дизайна.

Эффект Даннинга-Крюгера описывает когнитивную предвзятость, при которой люди с низкими способностями обладают иллюзорным превосходством и ошибочно оценивают свои способности как более высокие, чем они есть на самом деле.

Эффект Даннинга-Крюгера

Чем больше я осознавал свою некомпетентность, тем скромнее становился.

Чтобы улучшить свое ремесло, мне нужно оставаться скромным, независимо от того, сколько я думал, что уже знаю.

3. Будьте 1%

Перед тем, как я начал 100-дневный проект, я тратил большую часть своего свободного времени на контент: социальные сети, Netflix… Иногда я мог даже пойти в онлайн-класс или прочитать книгу.Но все это было просто вводом.

В интернет-культуре существует «правило 1%», которое описывает степень участия интернет-сообщества: только 1% участников сообщества активно создают новый контент, 9% участников редактируют контент и 90% участники только просматривают контент.

Правило 1% (Интернет-культура)

С тех пор, как я начал 100-дневный проект, я стал творцом. Я начал создавать вещи, которые мне нравятся, изучать новое ремесло и положительно влиять на людей вокруг себя.

Я хочу принадлежать к 1% людей, которые создают контент — эта мысль побудила меня приходить сюда каждый день, особенно когда это сложно.

Оглядываясь назад, я благодарен людям, которые создали учебные пособия и бесплатно разместили их на Youtube. Меня глубоко мотивируют все творческие люди, которые постоянно создают объемные красивые вещи.

Вот 10 креативщиков, которые вдохновляли меня на протяжении всего проекта:

Первый закон движения Ньютона

В предыдущей главе исследования можно было описать различные способы движения (слова, графики, диаграммы, числа и т. Д.)) обсуждалось. В этом разделе (Законы движения Ньютона) будут обсуждаться способы объяснения движения . Исаак Ньютон (ученый 17 века) выдвинул множество законов, объясняющих, почему объекты движутся (или не двигаются) именно так. Эти три закона стали известны как три закона движения Ньютона. В центре внимания Урока 1 находится первый закон движения Ньютона, который иногда называют законом инерции .

Первый закон движения Ньютона часто называют

.
Покоящийся объект остается неподвижным, а объект в движении остается в движении с той же скоростью и в том же направлении, если на него не действует неуравновешенная сила.

Два пункта и условие

В этом утверждении есть два пункта или части — один, который предсказывает поведение стационарных объектов, а другой, который предсказывает поведение движущихся объектов. Эти две части представлены на следующей диаграмме.

Поведение всех объектов можно описать, сказав, что объекты имеют тенденцию «продолжать делать то, что они делают» (если на них не действует неуравновешенная сила).Если они находятся в состоянии покоя, они будут продолжать в том же состоянии покоя. Если они движутся со скоростью 5 м / с на восток, они продолжат движение в том же состоянии (5 м / с, восток). Если они будут двигаться со скоростью 2 м / с влево, они продолжат движение в том же состоянии (2 м / с, слева). Состояние движения объекта сохраняется до тех пор, пока объект не подвергается действию неуравновешенной силы. Все объекты сопротивляются изменениям в своем состоянии движения — они склонны «продолжать делать то, что делают».«

Существует важное условие, которое должно быть выполнено, чтобы первый закон был применим к любому данному ходатайству. Состояние описывается фразой «… если на него не действует неуравновешенная сила». Пока силы не разбалансированы, то есть пока силы уравновешены, применяется первый закон движения. Эта концепция сбалансированной и неуравновешенной силы будет обсуждаться более подробно позже в Уроке 1.


Предположим, вы наполнили форму для запекания водой до края и прошли по овальной дорожке, пытаясь пройти круг за наименьшее время.Вода имеет тенденцию выливаться из контейнера в определенных местах на трассе. В общем вода пролилась когда:

  • контейнер был неподвижен, и вы попытались его переместить
  • контейнер находился в движении, и вы пытались его остановить
  • : контейнер двигался в одном направлении, и вы попытались изменить его направление.

Вода проливается всякий раз, когда изменяется состояние движения контейнера.Вода сопротивлялась этому изменению в своем собственном состоянии движения. Вода имела тенденцию «продолжать делать то, что делала». Контейнер был переведен из состояния покоя на высокую скорость на старте; вода осталась в покое и пролилась на стол. Контейнер был остановлен около финиша; вода продолжала двигаться и пролилась через передний край контейнера. Контейнер был вынужден двигаться в другом направлении, чтобы сделать изгиб; вода продолжала двигаться в том же направлении и пролилась через край.Поведение воды во время круга по трассе можно объяснить первым законом движения Ньютона.

Повседневное применение Первого закона Ньютона

Есть много применений первого закона движения Ньютона. Рассмотрим некоторые из ваших опытов в автомобиле. Вы когда-нибудь наблюдали поведение кофе в чашке, наполненной до краев, при запуске автомобиля из состояния покоя или при переводе автомобиля в состояние покоя из состояния движения? Кофе «продолжает делать то, что делает.«Когда вы разгоняете машину из состояния покоя, дорога создает неуравновешенную силу на вращающиеся колеса, чтобы толкать машину вперед; однако кофе (который был в состоянии покоя) хочет оставаться в состоянии покоя. Пока машина ускоряется вперед, кофе остается в в том же положении; впоследствии машина ускоряется из-под кофе, и кофе разливается вам на колени. С другой стороны, при торможении из состояния движения кофе продолжает двигаться вперед с той же скоростью и в том же направлении , в конечном итоге ударил лобовое стекло или приборную панель.Кофе в движении остается в движении.

Испытывали ли вы когда-нибудь инерцию (сопротивление изменениям в вашем состоянии движения) в автомобиле, когда он тормозит до полной остановки? Сила дороги, воздействующая на заблокированные колеса, обеспечивает неуравновешенное усилие, чтобы изменить состояние движения автомобиля, но нет неуравновешенной силы, чтобы изменить ваше собственное состояние движения. Таким образом, вы продолжаете движение, скользя по сиденью в поступательном движении. Человек в движении остается в движении с той же скоростью и в том же направлении… если на него не действует неуравновешенная сила ремня безопасности. Да! Ремни безопасности используются для обеспечения безопасности пассажиров, движение которых регулируется законами Ньютона. Ремень безопасности обеспечивает неуравновешенное усилие, которое переводит вас из состояния движения в состояние покоя. Возможно, вы могли бы предположить, что произойдет, если ремень безопасности не используется.


Есть еще много приложений первого закона движения Ньютона.Ниже перечислены несколько приложений. Возможно, вы могли бы подумать о законе инерции и дать объяснения для каждого приложения.

  • Кровь приливает к ногам, быстро останавливаясь при езде на спускающемся лифте.
  • Головку молотка можно закрепить на деревянной ручке, ударив нижней частью ручки о твердую поверхность.
  • Кирпич безболезненно разбивают о руку учителя физики, ударив по нему молотком.(ВНИМАНИЕ: не пытайтесь сделать это дома!)
  • Чтобы вытолкнуть кетчуп со дна бутылки с кетчупом, его часто переворачивают вверх дном и толкают вниз на высокой скорости, а затем резко останавливают.
  • Подголовники устанавливаются в автомобилях для предотвращения хлыстовых травм при наезде сзади.
  • Во время езды на скейтборде (тележке или велосипеде) вы летите вперед от доски при ударе о бордюр, камень или другой объект, который резко останавливает движение скейтборда.

Попробуйте дома


Приобретите металлическую вешалку, на которую у вас есть разрешение , уничтожить . Раздвиньте плечики. Прикрепите изолентой два теннисных мяча к противоположным концам плечиков, как показано на рисунке справа.Согните вешалку так, чтобы на голове человека была плоская деталь. Концы вешалки с теннисными мячами должны свисать низко (ниже точки балансировки). Наденьте вешалку на голову и уравновесите ее. Затем быстро крутите по кругу. Что делают теннисные мячи?

Как оснастить персонажа для MotionBuilder

Большинство людей обычно впервые сталкиваются с MotionBuilder, когда хотят оживить персонажа с помощью захвата движения.И первый вопрос, который у них обычно возникает: «Как мне настроить персонажа для редактирования захвата движения в MotionBuilder?»

Так было, когда я впервые начал использовать его еще в 2000 году в Acclaim Entertainment. Чтобы сделать нашу игру для PlayStation 2 более «новым поколением», было решено, что вся анимация персонажей будет захвачена движением, а затем отредактирована в MotionBuilder, или Kaydara FilmBox, как его тогда называли. Единственная проблема заключалась в том, что я знал, как настроить персонажа для анимации в Max и Maya, но не для редактирования захвата движения в MotionBuilder.Внезапно у меня возник длинный список вопросов:

  • Как настроить персонажа для MotionBuilder?
  • Могу ли я установить его в Maya или в MotionBuilder?
  • Какие стыки мне нужно построить?
  • Нужен ли для буровой установки ИК?
  • Нужно ли мне использовать соглашение об именах MotionBuilder?
  • Какое оборудование отправить в компанию по захвату движения?

Что ж, оказывается, оснастить персонажа для MotionBuilder почти так же, как оснастить персонажа для любого программного обеспечения:

  1. Начните с хорошей сетки персонажа.
  2. Добавьте точно размещенные соединения с точными значениями перемещения и поворота.
  3. Назовите их правильно.
  4. Установите совместную ориентацию и порядок вращения.
  5. Скиньте их до сетки.

Единственное отличие в том, что вам нужно только выполнить стыки. Все, что вам нужно для анимации персонажа в MotionBuilder, — это непрерывная иерархия скелета прямой кинематики (FK), привязанная к сетке. Нет ручек ИК. Нет элементов управления анимацией. Никаких сломанных иерархий. Обо всем этом позаботится установка Full Body FK / IK Control Rig в MotionBuilder.

Итак, это именно то, что я покажу вам в этом уроке. Все, что вам нужно знать, чтобы настроить своего персонажа для MotionBuilder: какие суставы создавать, где их размещать, как их строить, как их называть и в каком программном обеспечении это делать.

Когда вы закончите, у вас будет риг, который вы можете экспортировать в MotionBuilder, готовый для определения характеристик, применения мокапа и начала редактирования.

Хотя заманчиво спешить и начать создавать суставы, есть несколько вещей, которые вы должны сделать, прежде чем начнете, чтобы избежать проблем позже.

Проверь сетку

Сетка определит, где именно вы разместите стыки, поэтому перед началом убедитесь, что у вас правильная версия. Любые проблемы на этом этапе могут означать головную боль и доработку позже.

  • Проверить геометрию: MotionBuilder поддерживает только геометрию полигонов и углов. Если вы использовали что-то еще, например, суб-разделенные поверхности, вам нужно будет преобразовать их перед экспортом в MotionBuilder.
  • Проверить версию: Всегда проверяйте, что у вас есть правильная версия меша персонажа, прежде чем начинать риггинг своего персонажа.Нет ничего хуже, чем построить оснастку, только чтобы обнаружить, что вам нужно изменить положение всех суставов, потому что вы работали с неправильной сеткой. Это становится еще хуже, если вы уже отсняли и отредактировали для него какое-то движение.
  • Freeze Transforms : заморозить преобразования геометрии, чтобы удалить значения перемещения и поворота и установить масштаб на 1. Хотя эти значения работают правильно в вашем текущем 3D-пакете, они могут не давать таких же результатов в MotionBuilder.
  • Удалить историю : удалить всю историю построения из геометрии. В MotionBuilder можно экспортировать только модификаторы кожи и формы наложения. Все остальное будет потеряно, поскольку такая информация очень редко правильно передается между 3D-пакетами.
  • Масштаб персонажа: В идеале ваш персонаж должен быть реального размера, например 1,8 м или 5 футов 8 дюймов. Это сделает его более совместимым с MotionBuilder и данными из систем Motion Capture.Также очень маленькие или очень большие символы могут вызывать ошибки вычислений для некоторых решателей, например, IK и Human IK. Если вам действительно нужно работать с другим масштабом, вы можете связать тазобедренный сустав вашего персонажа с узлом «Ссылка», чтобы его можно было масштабировать в MotionBuilder.
  • Выравнивание персонажа: В идеале персонаж должен стоять вертикально в центре сцены, обеими ногами на полу, лицом вниз по оси + Z (глядя на вас спереди).
  • Правильное название: Убедитесь, что каждый элемент геометрии назван правильно.Вы должны уметь точно сказать, что это за объект, по его названию. Добавление «_mesh» или «_geo» в конец имени также поможет определить, какой это тип объекта. Удобно, если вам нужно выбрать всю геометрию в вашей сцене по имени.

Создание совместного соглашения об именах

Первое, что нужно сказать: ВАМ НЕ НУЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ КОНВЕНЦИЮ О НАЗВАНИИ MOTIONBUILDER . Это только помогает автоматизировать процесс сопоставления. Если вы используете свои собственные совместные имена, вы можете вручную завершить процесс сопоставления и создать шаблон именования, чтобы автоматизировать процесс в следующий раз.

Поскольку каждый проект и объект обычно имеют свое собственное соглашение об именах, нижеследующее предназначено в качестве руководства, которое поможет вам создать свое собственное. Важно помнить, что имена должны быть простыми, информативными и последовательными.

  • Simple: Сделайте названия соединений как можно более простыми. В то время как медицинские названия, такие как Humerus> Ulna> Carpus, анатомически верны, UpperArm> LowerArm> Hand гораздо проще для понимания. Кроме того, старайтесь избегать длинных имен или имен с большим количеством сокращений, так как они могут быть трудночитаемыми.Например, «LeftHandSide_ShoulderArmJoint_ForMocapSkeleton» или «Lft_UprLg_Mcp_Jnt»
  • Описание: Имя должно описывать, какую конечность представляет сустав и где он находится в иерархии. Например, начните имя с «Left_» и «Right_» для суставов на разных сторонах персонажа. Добавьте числа к суставам в цепочке, таким как суставы позвоночника, шеи и пальцев. Используйте «_joint» или «_mocapJoint», чтобы определить, к какому типу объекта относится соединение. Эта дополнительная информация также полезна для выбора групп суставов по имени или для сценария определенных действий.
  • Согласовано: Избегайте смешивания типов слов, используемых в совместных именах. Например, Humerus> LowerArm> handBone. Если дать им похожие имена, такие как UpperArm> LowerArm> Hand or Shoulder> Elbow> Wrist, людям будет легче угадать, как можно назвать другие суставы. Кроме того, используйте одинаковые названия для всех ригов вашего персонажа. Это позволяет вам создать шаблон персонажа для автоматизации процесса сопоставления в MotionBuilder и создавать сценарии для автоматизации определенных процессов.
  • Пространства имен: Если все ваши персонажи имеют одинаковые имена суставов, вам нужно будет добавить их в пространство имен. Это предотвратит их автоматическое переименование программным обеспечением, чтобы избежать конфликта имен (2 объекта в сцене не могут иметь одно и то же имя, если они не находятся в разных иерархиях).
  • Lock Names: Завершите названия суставов, прежде чем делать какие-либо мокапы. После того, как вы определились с совместными названиями, не меняйте их, если в этом нет необходимости. Изменение имен на полпути к проекту может сломать многое и очень разозлить многих людей.

Использование конвенции MotionBuilder Joint Naming Convention

  • База (обязательно)
    • Бедра
    • Левая Верхняя Нога
    • LeftLeg
    • Левая стопа
    • Правая опора
    • Правая Нога
    • Правая стопа
    • Позвоночник
    • LeftArm
    • LeftForeArm
    • Левая рука
    • RightArm
    • RightForeArm
    • Правая
    • Голова
  • Вспомогательный
    • LeftToeBase
    • RightToeBase
    • Левое плечо
    • Правое плечо
    • Шея
    • Основание под левый палец
    • База правого пальца
  • Позвоночник
    • Позвоночник 1
    • Позвоночник2
    • Позвоночник3
    • Позвоночник 4
    • Позвоночник 5
    • Позвоночник6
    • Позвоночник7
    • Позвоночник 8
    • Позвоночник 9
  • Шейка
    • Горловина 1
    • Шея2
    • Шея3
    • Шея4
    • Шея5
    • Шея6
    • Шея7
    • Шея8
    • Шея9
  • Левый / Правый палец
    • Левый / Правый Большой палец 1
    • Левый / Правый Большой палец 2
    • Левый / Правый Большой палец 3
    • Левый / Правый Большой палец 4
    • Левый / Правый Индекс 1
    • Левый / Правый Индекс 2
    • Левый / Правый Индекс x 3
    • Левый / Правый Индекс x 4
    • Левый / Правый Средний 1
    • Левый / Правый Средний 2
    • Левый / Правый Средний 3
    • Левый / Правый Средний 4
    • Левое / Правое кольцо 1
    • Левое / Правое кольцо 2
    • Левое / Правое Кольцо 3
    • Левое / Правое кольцо 4
    • левый / правый, розовый 1
    • Левый / Правый
    • Левый / Правый
    • левый / правый, розовый 4
    • Левый / Правый Дополнительный палец 1
    • Левый / Правый Дополнительный палец 2
    • Левый / Правый Дополнительный палец3
    • Левый / Правый Дополнительный палец 4
  • Пальцы левой / правой ноги
    • Левый / ПравыйFootThumb1
    • Левый / ПравыйFootThumb2
    • Левый / ПравыйFootThumb3
    • Левый / ПравыйFootThumb4
    • Левая / Правая FootIndex1
    • Левая / Правая FootIndex2
    • Левая / Правая FootIndex3
    • Левый / Правый Индекс стопы x 4
    • левый / правый, фут, средний 1
    • левый / правый, фут, средний 2
    • Левая / Правая НогаСредний 3
    • левый / правый, фут, средний 4
    • Левое / Правое кольцо стопы 1
    • Левое / Правое кольцо стопы 2
    • Левое / Правое Кольцо Подножки 3
    • Левое / Правое нижнее кольцо 4
    • Левый / Правый FootPinky1
    • Левый / Правый FootPinky2
    • LeftFootPinky3
    • Левый / Правый FootPinky4
    • Левый / ПравыйFootExtraFinger1
    • Левый / ПравыйFootExtraFinger2
    • Левый / ПравыйFootExtraFinger3
    • Левый / ПравыйFootExtraFinger4
  • Рулон
    • Левый верхний ролик
    • LeftLegRoll
    • RightUpLegRoll
    • RightLegRoll
    • LeftArmRoll
    • LeftForeArmRoll
    • RightArmRoll
    • RightForeArmRoll

Собрать номер

Ваш персонаж должен двигаться как настоящий человек, но с использованием гораздо более простого скелета (рига).

Движение скелета чрезвычайно сложное, в нем задействованы мягкие ткани, хрящи и суставы, которые вращаются вокруг различных точек опоры. Для создания оснастки, точно воссоздающей это движение, потребуется установка настолько сложная, что ее нельзя будет использовать.

Ваша установка должна найти правильный баланс между моделированием движения реальных суставов и удобством использования. Слишком много шарниров и оснастка становится медленной, и с ней трудно работать. Слишком мало, и вы не сможете добиться реалистичного изображения движения и деформации сетки.

Изучите все, что вы можете о том, как движется реальное тело, прежде чем создавать какие-либо суставы для своего персонажа:

СОБЕРИТЕ КАК МОЖНО СМОТРЕТЬ . Чем лучше вы поймете анатомию своего персонажа, тем легче будет создать реалистичный риг.

Даже если вы собираетесь построить относительно простой скелет FK, не поддавайтесь искушению торопиться. Ваша установка должна воссоздавать все сложные движения настоящего скелета, но с использованием гораздо меньшего количества суставов.Это не так просто — добавить несколько стыков в сетку, применить модификатор кожи и отправить его для захвата движения.

Ваша «простая» установка FK MotionBuilder часто является основой всего вашего конвейера мокапов: она не содержит сложной оснастки, что делает ее идеальным способом передачи мокапов на другие установки; простая структура делает его совместимым с большинством программ 3D; его легко понять и отладить, если что-то пойдет не так; достаточно легкий (то есть не будет замедлять взаимодействие / воспроизведение сцены), чтобы его можно было настроить для «управления» более сложными установками в одной и той же сцене; и идеальная установка для отправки вашему внешнему поставщику услуг mocap.

При таком большом количестве потенциальных применений важно, чтобы вы сделали его максимально точным и удобным для пользователя. Если он не создает данные mocap в чистом, надежном и последовательном виде, вы потратите больше времени на устранение проблем и меньше на забавные вещи.

Минимальное «базовое» соединение

В некоторых проектах вы можете захотеть ограничить количество соединений в вашей установке. Например, чтобы уменьшить объем создаваемых данных или из-за того, что определенные суставы не будут захвачены или анимированы в MotionBuilder.Чтобы ваша установка была совместима с Control Rig внутри MotionBuilder, она должна содержать как минимум следующий набор из 15 «базовых» соединений.

План совместного размещения

Перед тем, как начать риггинг своего персонажа, вы должны иметь представление о том, где вы собираетесь разместить суставы.

Вспомните все ссылки, которые вы собрали ранее, вернитесь и посмотрите на них еще раз. Постарайтесь выяснить, где в теле находятся основные суставы скелета. Ищите костлявые ориентиры прямо под поверхностью кожи (синим цветом), чтобы использовать их в качестве ориентиров, например:

  • Ключица и акромионный отросток,
  • 7 -й Шейный позвонок,
  • Крестец
  • Латеральный и средний эпикондиль плечевой кости,
  • Шиловидный отросток лучевой и локтевой костей
  • Большой вертел,
  • Латеральный и средний эпикондиль,
  • Латеральная и медиальная лодыжки

Если у вас уже есть мокап, а ваш исполнитель и персонаж одного размера (в идеале, они должны быть), вы можете использовать позиции маркеров, чтобы помочь разместить суставы.Это означает, что вам нужно будет знать, где на исполнителя были поставлены маркеры, или иметь изображения для справки. Данные маркеров можно импортировать в Maya или Max в качестве локаторов. Все, что вам нужно сделать, это найти кадр, в котором ваш персонаж и исполнитель находятся в одной позиции, например, Т-образная поза, и вперед.

Следующие совместные предложения предназначены в качестве руководства, которое поможет вам начать работу. Хотя они хорошо подходят для этого персонажа, они могут не работать и для вашего.

  • Бедра
    • Одинарный шарнир
    • Верхняя часть таза / крестец / крестцовый треугольник
    • Линия, проходящая через центр тела.От ушей до пяток + центр бедер = центр масс.
  • Позвоночник Начинается от вершины крестца
    • Заканчивается на 7 Шейный позвонок
    • Может быть одиночным суставом в MotionBuilder, но от этого мало толку.
    • В идеале позвоночник должен иметь как минимум 3 или 4 сустава.
    • 2 нижняя часть спины (поясница) 2 грудная клетка (грудная клетка)
    • Расположение не в центре, ближе к спине персонажа.
    • Большая часть вращения происходит в пояснице
    • Клетка для буровой установки прочная, поэтому не сильно перемещается
    • Верх таза, пупок, основание грудной клетки
  • Шейка
    • Начинается с 7 -го Шейный позвонок
    • Заканчивается за мочкой уха
    • Может быть одним шарниром, но должно быть не менее двух для более реалистичного движения.
  • Оружие
    • Постарайтесь построить как можно прямее, чтобы избежать перерастяжения.
    • Ключица недалеко от центра тела под кожей
    • Плечо середины руки Масса
    • Локоть в сторону задней части руки. Боковой и медиальный эпикондиль плечевой кости
    • Убедитесь, что изгиб локтя совмещен с сеткой руки персонажа.
    • Запястье в середине руки, где большой палец соединяется с запястьем.
    • Шиловидный отросток лучевой и локтевой костей
  • Пальцы
    • Поместите шарнир сразу за суставом.
    • Костяшки пальцев образуют дугу
    • Создание соединения «* _end» для IK пальца в MotionBuilder
    • Они необходимы для работы с мокапом?
  • Ноги
    • Старайтесь выровнять суставы, чтобы избежать перерастяжения
    • От середины массы таза до самого широкого места ног персонажа
    • Колено по направлению к передней части сетки. Латеральный и средний надмыщелок бедренной кости
    • Боковая и медиальная лодыжки лодыжки
    • Убедитесь, что изгиб сустава выровнен с сеткой ноги персонажа.

Строить тестовые стыки

Теперь у вас есть идея, где разместить стыки, вернитесь и снова посмотрите на ссылку. На этот раз изучите, как движутся суставы и как они влияют на окружающую поверхность. Это поведение, которое вам придется воссоздать с помощью суставов.

Уделите как можно больше времени проверке и уточнению положения каждого сочленения на буровой установке. Не поддавайтесь соблазну быстро разместить все суставы, применить толщину кожи по умолчанию и надеяться исправить все с помощью анимации или объемных суставов и смешанных форм.

Чем точнее вы разместите стыки, тем лучше будет работать буровая установка. Чем лучше работает риг, тем реалистичнее движется персонаж и деформируется сетка. Чем реалистичнее движется персонаж и деформируется сетка, тем меньше вам нужно будет выполнить редактирования и исправления.

  • Буровая установка в секциях : Постройте буровую установку по одной секции за раз, создав отдельную соединительную цепь для каждой основной части тела:
    • Бедра
    • Позвоночник
    • Шея и голова
    • Рука
    • Нога
    • Пальцы
    • Пальцы
  • Построить суставную цепочку: На ортогональном виде создайте сустав для каждой кости в суставной цепочке.Например, плечо, локоть, запястье, кисть или бедро, колено, лодыжка, пальцы ног. На данный момент не беспокойтесь о том, чтобы собрать их аккуратно или использовать правильные настройки. Вы просто пытаетесь найти позицию, которая дает вам лучшее движение и деформацию сетки.

  • Позиционирование суставов: Используя костные ориентиры в качестве ориентира, переместите каждый сустав в цепи в правильное положение. Используйте клавиши со стрелками вверх и вниз, чтобы перемещаться вверх и вниз по соединительной цепи. Используйте разные виды камеры, чтобы убедиться, что они находятся в нужном месте внутри сетки.

  • Применить модификатор кожи: После того, как вы разместили суставы, прикрепите их к сетке, используя значения веса по умолчанию. Если вы можете получить хорошие результаты с толщиной кожи по умолчанию, вам потребуется меньше усилий, чтобы улучшить их позже. Теперь поверните соединение, чтобы проверить, правдоподобны ли движения и деформация сетки.

  • Уточнить: Если это положение не работает, удалите модификатор кожи и отрегулируйте положение сустава.Используйте положение, в котором сустав вращается правильно, в качестве отправной точки. Затем отрегулируйте вокруг этих мест, пока не найдете лучшую деформацию.

  • Повторение: Повторите этот процесс для каждого соединения в цепи. Когда все суставы работают правильно, переходите к следующей цепочке суставов и повторите весь процесс.

Тщательно отремонтируйте шарнирные цепи

После того, как вы нашли наилучшее положение для каждого сочленения в буровой установке, самое время восстановить их с правильными настройками.

Строительство и замена стыков почти сразу может показаться лишней работой, но это действительно упрощает работу. Это позволяет вам быстро тестировать идеи, не беспокоясь о соглашениях об именах, совместной ориентации, порядке вращения и т. Д. К тому же, когда что-то создается быстро, его менее болезненно удалить, если оно не работает.

  • Опорные соединения: Выберите корень иерархии соединений и нажмите «Создать новый слой и назначить выбранные объекты» в редакторе слоев> на вкладке «Отображение».Переименуйте слой и установите его в «Ссылка». Установка слоя на «Ссылка» позволяет вам привязать новые соединения к существующим без добавления их в иерархию.

  • Соединения с привязкой к опорным соединениям : с включенной точечной привязкой создайте новое соединение, щелкнув существующее опорное соединение на виде в перспективе. Это приведет к привязке положения нового соединения к существующему и построению его с правильными значениями трансформации.

  • В качестве альтернативы …
    • Построить цепочку стыков: В ортогональном виде используйте Shift + щелчок левой кнопкой мыши, чтобы создать горизонтальную или вертикальную цепочку стыков.Затем переместите корневой или верхний узел в цепочке в правильное положение. Только корень цепочки должен иметь значения перевода в x, y, z. Каждое другое соединение должно иметь только одно значение перемещения вдоль оси, выровненной с соединением. В этом примере X.

  • Отрегулируйте значения ориентации суставов : на этот раз поверните суставы в нужное положение, отрегулировав их значения ориентации суставов в редакторе атрибутов. Вы можете Ctrl + средняя кнопка мыши и перетащить в поле атрибута, чтобы изменить значение более интерактивным способом.Вращение суставов таким образом дает им значение вращения 0 (ноль) в Chanel Box. Это позволяет быстро вернуть их в известное положение или положение по умолчанию.

  • Регулировка длины стыка: Если вам нужно отрегулировать длину стыка, переместите ее вдоль оси, выровненной вниз по стыку (в этом примере, X). Все остальные оси должны иметь нулевое значение перемещения.

  • НЕ МАСШТАБИРУЙТЕ СОЕДИНЕНИЯ . Все соединения должны иметь значение масштаба по умолчанию, равное 1.Значения шкалы могут делать забавные вещи, особенно после экспорта из программы, в которой они были созданы. Всегда устанавливайте для значений шкалы суставов значение 1.
  • Zero End Joint: Сбросить значение Joint Orient для последнего соединения в цепочке до нуля. Это выровняет его с предыдущим суставом, а не с миром.

  • Переименовать соединение: Используя свое соглашение об именах, переименуйте каждое соединение в цепочке, как только вы закончите его построение. Намного легче сделать это сейчас, чем когда все будет сделано, к тому же у вас меньше шансов пропустить сустав.

  • Добавить пространство имен: В Outliner выберите все суставы, которые вы только что создали. Затем в Windows> Общие редакторы> Редактор пространства имен нажмите New. Дважды щелкните «NewNamespace1» и измените его на имя вашего персонажа. Наконец, выберите новое пространство имен и нажмите «Добавить выбранное». Пространство имен должно появиться перед совместным именем, разделенное двоеточием «:».

Установить ориентацию сустава

Joint Orientation контролирует, как действует соединение при применении значения поворота.Важно правильно настроить это, чтобы ваша установка вела себя предсказуемым и последовательным образом.

Первое, что нужно сделать, это выровнять одну ось по суставу. В майя это называется первичной осью. Хотя вы можете выбрать любую ось в качестве основной, MotionBuilder и некоторые решатели IK предпочитают, чтобы это была X.

Как это помогает? Посмотрите на 2 локтевых сустава ниже. У одного есть оси, которые выровнены по всему миру, у другого есть оси, которые выровнены по суставам.

Колено с осями, выровненными по отношению к миру, будет нелегко.Вам нужно повернуть все 3 оси, чтобы шарнир занял правильное положение. Это добавляет значение каждому из каналов вращения, создавая ненужные ключевые кадры и кривые FC, которые вы не можете понять. Не говоря уже о дополнительном времени и усилиях, которые требуются для постановки сустава.

Однако работать с коленом с осями, направленными вниз по суставу, намного проще. Вам нужно только повернуть его по Z. Использование одной оси вращения означает меньше ключевых кадров, меньше данных для экспорта и FCurves, которые вы можете понять.Кроме того, если вам нужно найти длину сустава, вы можете просто посмотреть значение оси перемещения по оси x.

Следующее, что нужно сделать, это выровнять вторичную ось относительно мира, чтобы суставы вращались равномерно. Почему? Представьте, если бы вы могли посмотреть на FCurves и узнать, что делает ваш персонаж. Не так, как в «Матрице», но потому что каждый раз, когда вы видели поворот в + z, вы знали, что сустав сгибается или скручивается (сгибание). И каждый раз, когда вы видели вращение –z, сустав выпрямлялся (растягивался).Кроме того, представьте, как легко было бы отрегулировать все соединения в цепочке, если бы вам нужно было изменить только одно значение. Например, масштабирование значений ключевого кадра поворота по оси Z на всех суставах ног приведет к их более высокому сгибанию во время прыжка. Или выделив все суставы пальцев рук и повернув их в + z, можно было бы сжать кулак.

Рекомендуемая ориентация сустава

Совместное название Первичная ось Вторичная ось
Бедра Y Пуховое соединение. Z Мировая ориентация = + X
Позвоночник X Пуховое соединение. Z Мировая ориентация = + X
Оружие X Пуховое соединение. Z Мировая ориентация = -Y
Руки и пальцы X Пуховое соединение. Z Мировая ориентация = -Z
Большой палец X Пуховое соединение. Z Мировая ориентация = -Y
Ножки X Пуховое соединение. Z Мировая ориентация = + X

Чтобы установить ориентацию соединения:

  1. Выбрать корень соединительной цепи: выберите корень соединительной цепи, который вы собираетесь выровнять.
  2. Параметры ориентации соединения: в меню «Скелет»> «Ориентация соединения» откройте окно «Параметры ориентации соединения».
  3. Set Primary Axis: в окне Orient Joint Options установите Primary Axis на X.
  4. Установить вторичную ось: в окне «Параметры ориентирования» установите вторичную ось в соответствии с таблицей выше.
  5. Set Secondary Axis World Orientation: Опять же, используя приведенную выше таблицу в качестве руководства, установите Secondary Axis World Orientation. Это указывает, с какой мировой осью должна выровняться вторая ось ориентации.
  6. Применить: установите флажок «Ориентация дочерних элементов выбранного сустава» и нажмите «Применить». Это сориентирует все оси вращения шарнирной цепи. Вы можете увидеть результаты этого, выбрав все соединения в цепочке и нажав «Toggle Local Axes Visibility» в окне «Orient Joint Options».

То, как вы выравниваете оси суставов, зависит от личных предпочтений или проекта, над которым вы работаете, но результат всегда должен быть одинаковым: суставы всегда должны вращаться равномерно.

Установить порядок вращения шарнира

Поиск наилучшего порядка вращения шарниров вашей установки — одна из самых важных вещей, которые вы можете сделать.

В программном обеспечении 3D порядок поворота — это буквально порядок, в котором оцениваются значения поворота объекта. Это может сильно повлиять на окончательное положение соединения и способ его интерполяции между ключевыми кадрами.Например, Бедра у персонажа ниже имеют порядок вращения по умолчанию xyz.

Используя инструмент Rotation Tool (e) с ориентацией оси, установленной на Gimbal, вы можете наклонить персонажа вперед по оси X, повернуть его по оси Y и наклонить из стороны в сторону по оси Z. Но если вы повернете персонажа вокруг оси Y, на 90 ° ось x совпадает с осью z. Проблема в том, что у вас нет доступных осей, чтобы наклонить персонажа влево или вправо. Теперь вы вошли в так называемый Gimbal Lock.

Единственный способ наклонить персонажа вперед — это переключить Ориентацию оси на «Объект» и повернуть бедра. Проблема в том, что при повороте персонажа меняются все оси вращения. И если вы примените ключевой кадр, вы получите очень странные результаты в редакторе FCurve. Внезапно вы не можете определить, что делают бедра, глядя на кривые FCurves. Иногда z идет вперед и назад, а иногда из стороны в сторону.

Прежде чем приступить к установке каких-либо порядков ротации, первое, что нужно понять, это то, что они рассчитываются в обратном порядке.Например, когда порядок вращения установлен на xyz, ось z будет вращать y и x вместе с ним. Ось Y будет вращать ось x. И, наконец, ось x будет влиять только на себя.

Таким образом, при установке порядка вращения самая важная ось — та, за которой должны следовать другие оси — будет последней в порядке. И наименее важная ось — та, которая влияет только на себя — будет первой.

Теперь вы знаете, как рассчитывается порядок вращения, и вам нужно решить, какой из них использовать для каждого из сочленений.

Самый простой способ сделать это — описать, какое действие на самом деле выполняет каждая ось. Затем упорядочьте эти действия от наименее к наиболее важным в зависимости от того, как часто ваш персонаж будет их выполнять.

На примере бедер:

  1. X = наклоняется вперед и назад
  2. Y = поворачивает вокруг
  3. Z = сгибает из стороны в сторону

Теперь вы можете попробовать использовать эти описания, чтобы выяснить, какая ось наиболее важна или какие действия ваш персонаж будет делать больше всего.

  1. Максимальный оборот =
    2. Y
  2. Тогда сгибание вперед и назад = X
  3. Наконец, изгиб из стороны в сторону = Z

Итак, в этом случае выигрышный порядок вращения — ZXY (как правило, все, что вращается в мировом пространстве, обычно использует порядок вращения zxy или xzy)

Теперь вы можете использовать эту идею для определения порядка вращения для остальных суставов. Всегда проверяйте, насколько хорошо работает порядок вращения, с помощью инструмента поворота кардана или аддитивного поворота.

Чтобы помочь вам начать работу, вот несколько предлагаемых порядков ротации. У них ось X выровнена вниз по стыку и изгибается или изгибается в + Z:

.

Предлагаемый порядок ротации

Шарнир Порядок вращения
Бедра xzy
Позвоночник xyz
Головка YZX
Плечо xzy
Верхний рычаг xzy
Нижний рычаг xyz
Рука YXZ
Пальцы xzy
Верхняя нога xyz
Нижняя нога xyz
Фут xyz
Пальцы xyz

Хотя в MotionBuilder есть инструменты для работы с переворотом стабилизатора, они часто «скрывают» блокировку или переворот на уровне подкадра.Хотя это позволяет анимации воспроизводиться правильно, это может привести к неожиданным результатам, если вам нужно использовать что-либо на уровне подкадра, например, масштабирование анимации или размытие движения.

ПОРЯДОК ВРАЩЕНИЯ

ЯВЛЯЕТСЯ ОДИН ИЗ САМЫХ ВАЖНЫХ ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ ПРАВИЛЬНО НА ВАШЕЙ БУРОВОЙ

Установка степеней свободы (DOF)

Установка степеней свободы (DOF) позволяет ограничить угол поворота сустава по осям x, y и z.

Эти настройки обычно используются для ограничения вращения локтевых и коленных суставов одной осью.Это останавливает их невозможное вращение и уменьшает количество данных ключевых кадров, которые они производят.

Если вы собираетесь установить глубину резкости для шарнира, вам нужно проверить несколько вещей, чтобы убедиться, что ваша установка по-прежнему решает правильно:

  1. Одна из осей вращения должна быть совмещена с шарниром. Если вы установили ориентацию суставов на предыдущих шагах, это уже должно быть правильно.
  2. Ось крена должна быть первой осью в порядке вращения, который вы установили для соединения.Если вы установили порядок ротации на предыдущем шаге, это также должно быть правильно.
  3. Если вы ограничиваете глубину резкости для оси крена, вам нужно будет использовать кость вращения или удалить глубину резкости для всех трех осей на запястьях и лодыжках.

Добавить ролл Bones

Поворотные кости используются для улучшения деформации сетки на конечностях, которые скручиваются, например, на предплечье.

Они работают, разделяя величину скручивания на несколько отдельных соединений в цепи. Это помогает улучшить скиннинг, равномерно распределяя скрутку по сетке, уменьшая то, что иногда называют «эффектом рождественского крекера».Это также создает эффект, похожий на то, как настоящие кости и мышцы воздействуют на кожу.

Плохая новость в том, что MotionBuilder поддерживает только один Roll Bone на сегмент конечности. Это означает, что для получения наилучших результатов вам потребуется создать отдельную установку Roll Bone или деформационную установку. Хорошая новость заключается в том, что оснастка MotionBuilder не будет содержать оснастки с перекатывающейся костью, она будет достаточно легкой, чтобы управлять более сложной оснасткой, которая имеет.

Если вы действительно хотите добавить перекатывающиеся кости в свою оснастку, они должны быть дочерними по отношению к предыдущему суставу в цепочке.Например, RightForeArmRoll должен быть дочерним элементом RightForeArm. Однако роликовые кости не обязательно должны быть родительскими для следующего соединения в цепи. Например, LeftArmRoll не обязательно должен быть родительским для LeftHand / подключаться к нему. Хорошая вещь в том, что их легко удалить или проигнорировать, если вам нужно. Например, если вы хотите найти длину сустава или применить процедурную ИК к руке или ноге.

  • Дублировать сустав : Дублируйте (Ctrl + D) сустав, который будет родительским для рулонной кости.Например, верхняя часть руки, нижняя часть руки, верхняя часть ноги или нижняя часть ноги. Это создает соединение с той же настройкой и положением, что и оригинал.
  • Re-Parent: Повторно родительский элемент рулонной кости для соединения, которое вы использовали для его создания. Щелкните левой кнопкой мыши на «дочернем» шарнире, Shift + щелкните левой кнопкой мыши на «родительском» стыке, а затем нажмите «p».

  • Удалить другие соединения: Поскольку вам нужен только дублированный стык, вы можете удалить все остальные стыки. Вам также может потребоваться снять родительский элемент с сустава, если он не является корнем суставной цепочки.
  • Переставить: Переведите шарнир вала в правильное положение. ИСПОЛЬЗУЙТЕ ТОЛЬКО ДЛЯ ПЕРЕВОДА X
  • Переименовать: Переименуйте валковый шарнир на более описательный, исходя из вашего соглашения об именах.

Зеркальные ручки и ножки

Инструмент «Зеркало» создает симметричную копию соединительной цепи на выбранной плоскости.

В большинстве 3D-пакетов есть инструмент для правильного зеркального отображения стыков. Это полезно, когда вы строите конечности для своего персонажа.Это означает, что после того, как вы построили конечности для одной стороны вашего персонажа, вы можете отразить их, чтобы создать противоположную сторону. ЗАПРЕЩАЕТСЯ дублировать суставы со значением шкалы -1. Это очень плохо и редко работает вне программы, в которой вы это делаете.

Следует отметить, что если ваша сетка не симметрична, стыки не будут отражаться в правильном положении. Вы по-прежнему можете использовать инструмент «Зеркало», вам просто нужно будет отрегулировать положение суставов после того, как они будут зеркально отражены.

  • Выбрать корень: Выберите корневой или верхний стык цепочки, которую вы собираетесь зеркалировать.Например, ключица / плечо или бедро.
  • Открыть окно параметров зеркального соединения: В меню «Каркас» откройте параметры для инструмента «Зеркальное отражение».
  • Зеркало: В окне «Параметры зеркального стыка» обычно есть параметры для настройки оси зеркального отражения, функции зеркального отражения и переименования стыка. Ниже приведены советы, которые помогут вам начать:
    • Зеркало YZ: Установите инструмент для зеркального отражения шарнирной цепи по плоскости YZ.
    • Зеркальное поведение: Зеркальное отражение поведения суставов, чтобы вы могли одновременно вращать конечности в одном направлении.Например, вращая оба плеча в + Y, персонаж поднимет руки вверх, а вращая их в + Z, персонаж потянется вперед.
    • Переименовать: Измените маркер стороны в совместных именах, чтобы использовать противоположную сторону. Например,
      • Искать: «Left_»
      • Заменить на: «Right_».

Разместите все в единой иерархии

Последний шаг — объединить все соединительные цепочки вместе в единую иерархию символов, сгруппированную под одним узлом.

Это не только помогает содержать вашу сцену аккуратной и аккуратной, но и помогает людям находить то, что им нужно. Например, группировка геометрических и соединенных объектов в отдельные иерархии означает, что кто-то, ищущий соединение, также не должен копаться во всех геометрических элементах. Очень удобно, если ваш персонаж состоит из множества отдельных геометрических фигур. Кроме того, группировка всего в одном узле позволяет очень легко найти все, что принадлежит этому персонажу. Идеально, когда в вашей сцене есть несколько персонажей, и вы хотите найти что-то принадлежащее ей.

  • Родительский персонаж вместе : Родитель всех отдельных конечностей персонажа вместе
    • Позвоночник до бедер
    • Ноги в Бедра
    • Плечи к груди
    • От шеи до груди
    • Пальцы к рукам

  • Родительские бедра для ссылки: Создайте нулевой объект в центре сцены и переименуйте его в «Ссылка». Измените его Порядок вращения на ZXY. Затем родите своих персонажей «Бедра» до нулевого значения «Ссылка».Этот узел Reference будет использоваться в MotionBuilder для глобального преобразования персонажа.
  • Объединенные объекты группы: Выберите ссылку null и создайте группу (Ctrl + g). Переименуйте группу в «mocapSkeleton»
  • Сгруппировать геометрические объекты: Выделите все геометрические объекты и добавьте их в группу (Правка> Группа). Переименуйте группу в «geo».
  • Группа mocapSkeleton и geo: Выберите группы «mocapSkeleton» и «geo» и создайте группу. Переименуйте группу в «MocapRig».

скин персонажа

Теперь все суставы построены и протестированы, пора снять шкуру с персонажа.

В MotionBuilder поддерживается как жесткий, так и гладкий скиннинг. Любая дополнительная жесткая геометрия может быть привязана к соответствующему стыку. Например, волосы и глаза.

Поскольку снятие шкур — это отдельный проект, я не собираюсь здесь его описывать. Для этого персонажа я использовал ngSkinTools. На их веб-сайте есть несколько отличных стартовых видеороликов, которые помогут вам начать работу.

После того, как ваш персонаж настроен, самое время экспортировать его в MotionBuilder.

В этом примере вы можете использовать предустановку Autodesk MotionBuilder по умолчанию для экспорта вашего персонажа в MotionBuilder, поскольку он разработан для рабочего процесса Maya <> MotionBuilder. Параметры «Ограничения» и «Определения скелета» выбраны, чтобы убедиться, что все поддерживаемые ограничения (точка, цель, ориентация, родительский элемент, IK) и определения скелета (FBIK / HumanIK) экспортированы.

Чтобы узнать больше о параметрах экспорта, ознакомьтесь со справочной документацией, чтобы узнать, какие параметры и элементы поддерживаются подключаемым модулем, который вы используете.

Maya 2017 http://help.autodesk.com/view/MAYAUL/2017/ENU/?guid=GUID-BD85FA4C-4D40-457C-BE66-47BC08B82FC3

Maya 2016 http://help.autodesk.com/view/MAYAUL/2016/ENU/?guid=GUID-BD85FA4C-4D40-457C-BE66-47BC08B82FC3

Maya 2015 http://help.autodesk.com/view/MAYAUL/2015/ENU/?guid=GUID-BD85FA4C-4D40-457C-BE66-47BC08B82FC3

Maya 2014 http://download.autodesk.com/global/docs/maya2014/en_us/files/GUID-BD85FA4C-4D40-457C-BE66-47BC08B82FC3.htm

3DS Max 2017 http://help.autodesk.com/view/3DSMAX/2017/ENU/?guid=GUID-EB0F5BB7-2E59-4EF6-8B16-F59CC56A4747

3DS Max 2016 http://help.autodesk.com/view/3DSMAX/2016/ENU/?guid=GUID-EB0F5BB7-2E59-4EF6-8B16-F59CC56A4747

3DS Max 2015 http://help.autodesk.com/view/3DSMAX/2015/ENU/?guid=GUID-EB0F5BB7-2E59-4EF6-8B16-F59CC56A4747

3DS Max 2014 http://help.autodesk.com/view/3DSMAX/2014/ENU/?guid=GUID-EB0F5BB7-2E59-4EF6-8B16-F59CC56A4747

Замок Skeleton

Завершите совместные наименования и, самое главное, совместные позиции ДО того, как вы обработаете с его помощью какие-либо данные mocap.

Изменение положения, ориентации или порядка поворота соединения сильно повлияет на качество окончательных данных или сделает их полностью непригодными для использования. Если название сустава в MotionBuilder отличается от имени соответствующего сустава в вашем 3D-приложении, программа импорта проигнорирует его. Данные анимации из MotionBuilder не будут применены, а соединение и его дочерние элементы останутся неподвижными — часто это первое, что нужно проверить, если ваш импорт завершился неудачно.

Когда ваш персонаж настроен в MotionBuilder, примените к нему несколько ключевых кадров и экспортируйте данные обратно на целевого персонажа.Всегда проверяйте, правильно ли работает конвейер персонажа, прежде чем захватывать какое-либо движение.

Экспорт символа

  1. Загрузите подключаемый модуль fbxmaya.mll: В Windows> Настройки / Предпочтения откройте диспетчер подключаемых модулей. Иногда плагин мог не загружаться при открытии Maya.
  2. Экспортировать все… Поскольку ваша сцена содержит только один символ, всю сцену можно экспортировать как файл FBX, используя Файл> Экспортировать все…
  3. Установить путь к файлу: Перейдите в папку, в которой вы хотите сохранить файл.
  4. Выберите экспорт FBX: В нижней части диалогового окна экспорта выберите «Экспорт FBX» в меню «Тип файла». Если вы не видите расширение файла «Экспорт FBX», вам необходимо активировать файл fbxmaya.mll в Windows> Настройки / Предпочтения> Диспетчер подключаемых модулей.
  5. Установить имя файла: Назовите файл описательным и включите номер версии. Например, _mayaExport_v001.fbx. Таким образом вы узнаете, какой символ находится в файле, что это за файл и его версия.
  6. Использовать предустановку Autodesk MotionBuilder: Используйте предустановленные параметры «Autodesk MotionBuilder» для экспорта персонажа в MotionBuilder.
  7. Экспорт: Наконец, нажмите Экспорт в диалоговом окне экспорта
  8. Ошибки и предупреждения: Если в процессе экспорта возникнут какие-либо ошибки, в конце появится окно «Предупреждения и ошибки». Есть разница между «Ошибками» и «Предупреждениями»:
    1. Ошибки возникают, когда происходит что-то непредвиденное.Это показывает, что результаты ошибки неизвестны.
    2. Предупреждения сообщает, что подключаемый модуль преобразовал исходные данные в формат, понятный MotionBuilder.

Каждая студия, проект и персонаж представят свой собственный набор задач по оснащению, которые вам нужно будет преодолеть, но цель всегда одна и та же; создать буровую установку, которая производит точные, высококачественные данные чистым, простым и последовательным образом.

применений законов движения Ньютона в повседневной жизни

Как вещи движутся и как они остаются неизменными?

Как подушки безопасности работают в автомобилях?

Как в воздухе летают самолеты?

Как течет вода?

Почему здания выглядят статичными и не падают?

Как работают машины?

Только физика и открытия в физике могут ответить на все эти вопросы и объяснить нам все, что мы видим в нашей повседневной жизни.

В этой статье мы обсудим законы Ньютона, которые связаны с объяснением движения вещей и применением законов движения Ньютона в повседневной жизни. Мы также выделим другие наиболее известные законы, установленные Исааком Ньютоном.

Итак, какова физика объяснения того, что мы видим в нашей повседневной жизни?

Это классическая механика или ньютоновская механика (по отношению к ученому Исааку Ньютону, который считается одним из величайших ее основателей), и это старейшая ветвь науки о движении тел (механика), которая отличается от современной физики, появившейся позже.

Сэр Исаак Ньютон

Если мы собираемся говорить о классической механике и применении законов движения Ньютона в повседневной жизни, мы должны сначала пролить свет на основателя этих законов и на того, кому принадлежит заслуга в их представлении, сэра Исаака Ньютона. Вот несколько фактов об Исааке Ньютоне:

Обзор законов движения Ньютона

(наука о движении вещей)

Законы движения Ньютона — это три физических закона, которые определяют кинематику.Эти законы описывают взаимосвязь между движением объекта и силой, действующей на него.

Эти законы установил Исаак Ньютон, который использовал их для объяснения многих физических систем и явлений. Эти три закона были впервые опубликованы Исааком Ньютоном в 1687 году, что составляет основу классической механики. Ньютон использовал эти законы для объяснения и исследования многих физических явлений. Ньютон показал, что эти законы в дополнение к закону всемирного тяготения могут объяснить законы движения планет Кеплера, и эти законы до сих пор остаются одними из самых важных физических законов.

А теперь мы обсуждаем законы движения Ньютона, их интерпретацию и математическое выражение, а также наиболее важные приложения законов движения Ньютона в повседневной жизни.

Первый закон движения Ньютона и его приложения

Текст, его толкование и математическое выражение

«Покоящийся объект будет оставаться в покое, а объект в движении будет оставаться в движении, если на него не действует чистая внешняя сила »

Это означает, что движение не может измениться или уменьшиться без воздействия неуравновешенной силы.Если с тобой ничего не случится, ты никуда не поедешь. Если вы идете в определенном направлении, если с вами что-то не случится, вы всегда будете идти этим путем.

То есть, если равнодействующая сила (векторная сумма сил, действующих на тело) равна нулю, то скорость объекта постоянна. Когда мы говорим, что скорость объекта постоянна, мы имеем в виду, что величина и направление постоянны.

Теперь мы покажем вам хороший пример для иллюстрации, когда вы посмотрите видео с космонавтами.Вы когда-нибудь замечали, что их инструменты плавают? Они могут только разместить их в пространстве и оставаться на одном месте. Поскольку нет силы вмешиваться, чтобы изменить эту ситуацию. То же самое происходит, когда они бросают объекты в камеру, эти объекты движутся по прямой линии. Это означает, что если они уронят объект, находясь в космосе, этот объект продолжит двигаться в том же направлении и с той же скоростью, если ему не помешают.

Математическое выражение первого закона движения Ньютона

где

В — скорость объекта

т — время

F — сила

Это означает, что мы можем сказать, что статичное тело будет оставаться статичным, если на него не действуют внешние силы, а движущееся тело не изменяет свою скорость, пока на него не действует внешняя сила.

Инерция

Принцип инерции — один из основных принципов классической физики, который до сих пор используется для описания движения вещей и того, как на него влияют силы, приложенные к ним.

Термин инерция может обозначаться как «величина сопротивления объекта изменению скорости» или «сопротивление изменению в движении». Сюда входят изменения скорости объекта или направления движения.Одним из аспектов этого свойства является тенденция вещей продолжать двигаться по прямой с постоянной скоростью, когда на них не действуют никакие силы.

Примеры первого закона Ньютона из реальной жизни (инерция)
  • Электрический вентилятор продолжает работать в течение некоторого времени после отключения электричества.
  • Откатитесь назад, когда остановившийся автобус начнет движение.

Примеры и применения первого закона движения Ньютона в нашей повседневной жизни

Возникновение вещей вокруг нас можно объяснить в соответствии с первым законом Ньютона.Теперь мы покажем примеры первого закона движения Ньютона Примеры в повседневной жизни:

Функция подушки безопасности заключается в надувании воздуха в случае аварии и предотвращении удара головы водителя о лобовое стекло. Когда автомобиль с подушкой безопасности попадает в аварию, внезапное замедление его скорости приводит к срабатыванию электрического переключателя, и это запускает химическую реакцию, которая производит газообразное вещество, которое заполняет подушку безопасности и защищает голову водителя. .

  • Книга на столе остается на месте, если ее не сдвинуть.
  • Кровь приливает к ногам, быстро останавливаясь, когда вы едете на спускающемся лифте.
  • Головку молотка можно прижать к деревянной ручке, ударив нижней частью ручки о твердую поверхность.
  • Во время езды на скейтборде (тележке или велосипеде) вы летите вперед от доски, когда вы ударяетесь о тротуар, камень или что-нибудь еще, что внезапно останавливает скейтборд.
  • Описание движения самолета, когда пилот меняет положение дроссельной заслонки.

Видео с пояснением первого закона Ньютона

Для дальнейшего понимания вы можете попробовать виртуальные лаборатории PraxiLabs по классической физике. Все, что вам нужно сделать, это просто создать бесплатную учетную запись

Второй закон движения Ньютона и его приложения

Текст, его толкование и математическое выражение

«Если сила воздействует на объект, объект получает ускорение, пропорциональное его силе и обратно пропорциональное его массе.”

Второй закон Ньютона изучает движение объекта при воздействии на него внешних сил. Когда постоянная сила воздействует на огромный объект, она заставляет его ускоряться, то есть изменять его скорость с постоянной скоростью.

В простейшем случае сила, действующая на покоящийся объект, заставляет его ускоряться в направлении силы. Однако, если объект действительно движется, может показаться, что он ускоряется, замедляется или меняет свое направление в зависимости от направления силы, направлений, принимаемых объектом, и системы отсчета, в которой он движется. друг другу.

Математически второй закон Ньютона может быть выражен следующим уравнением:

где F — равнодействующая сила, m — масса объекта, а a — ускорение тела.

Это соотношение применяет принцип сохранения количества движения, который заключается в том, что когда сумма результирующих сил, действующих на объект, равна нулю, импульс объекта остается постоянным. Результирующая сила равна скорости изменения количества движения.

Этот закон также означает, что когда две равные силы действуют на два разных тела, объект с большей массой будет иметь меньшее ускорение и более медленное движение, а объект с меньшей массой будет иметь большее ускорение. Например, для иллюстрации:

Если у нас есть два одинаковых двигателя, один для большой машины, а другой для маленькой, то у маленького будет большее ускорение, потому что его масса меньше, а у большого будет меньше ускорения, потому что его масса больше.

5 реальных примеров второго закона Ньютона
  • Мы всегда видим применение второго закона движения Ньютона в повседневной жизни, когда мы пытаемся переместить объект, например, останавливаем движущийся мяч, катящийся по земле, или толкаем мяч, чтобы заставить его двигаться.
  • Уменьшение веса гоночных автомобилей для увеличения их скорости.

Например, в гонках автомобилей инженеры стараются поддерживать как можно более низкую массу автомобиля, поскольку меньшая масса означает большее ускорение, а чем выше ускорение, тем выше шансы на победу в гонке.

Когда мы пинаем мяч ногой, мы прикладываем силу в определенном направлении, то есть направлении, в котором мяч будет двигаться. Кроме того, чем сильнее бьют по мячу, тем больше силы мы прикладываем к нему и тем дальше он находится.

В супермаркете толкать пустую тележку легче, чем загруженную тележку. Большая масса требует большей мощности для ускорения.

Из двух идущих людей, если один тяжелее другого, тот, кто весит больше всего, ходит медленнее, потому что ускорение того, кто весит легче, больше.

Видео с пояснением второго закона Ньютона

Третий закон движения Ньютона и его приложения

Текст, его толкование и математическое выражение

«На каждое действие есть равная и противоположная реакция.”

Все силы во Вселенной действуют в равных, но противоположно направленных парах. Нет изолированных сил; для каждой внешней силы, действующей на объект, существует сила равной величины, но противоположного направления, которая действует в ответ на объект, который проявил эту внешнюю силу.

В случае внутренних сил силе, действующей в одной части системы, будет противодействовать сила реакции другой части системы, так что изолированная система никоим образом не может оказать суммарную силу на систему в целом.Система не может «запустить» себя в движение чисто внутренними силами, чтобы достичь чистой силы и ускорения, она должна взаимодействовать с объектом, внешним по отношению к себе.

Третий закон Ньютона можно математически выразить с помощью следующего уравнения:

Тело 1 воздействует силой F1 на тело 2, которая действует силой F2 на тело 1

Примеры и применения третьего закона движения Ньютона в повседневной жизни
  • Инженеры применяют третий закон Ньютона при разработке ракет и других устройств, например, выброс газов от ракеты к вершине при воспламенении заставляет ее увеличивать скорость.
  • Когда человек ходит, это сильно влияет на землю, и земля также сильно влияет на нее, поэтому и земля, и человек влияют друг на друга.
  • Когда вы прыгаете, ваши ноги прикладывают силу к земле, а земля прикладывает равную и противоположную силу реакции, которая толкает вас в воздух.
  • Когда человек находится в воде, вода толкает человека вперед, а человек толкает воду назад, и то и другое влияет друг на друга.
  • Вертолеты создают подъемную силу, толкая воздух вниз, подвергая его действию восходящей силы реакции.
  • Птицы и самолеты также летают, применяя силу в воздухе в направлении, противоположном любой силе, которая им нужна. Например, крылья птицы толкают воздух вперед и назад, чтобы поднять движение вперед.

Видео с пояснением третьего закона движения Ньютона

Третий закон Ньютона и закон Гука

В некоторых случаях при применении третьего закона Ньютона необходимо учитывать другие факторы, такие как напряжение и деформация.Например, на противоположном рисунке масса автомобиля увеличивается из-за въезда пассажира. Это влияет на смещение автомобиля в его системе подвески.

Вышеизложенное, известное как закон упругости Гука, указывает на то, что величина, с которой изменяется объект, линейно связана с силой, вызывающей это изменение. Вещества, к которым примерно применим закон Гука, являются материалами с линейной эластичностью.

Для получения дополнительной информации вы можете попробовать виртуальную лабораторию PraxiLabs для экспериментов с законом Гука… Подпишитесь сейчас и выберите свой план

Закон всемирного тяготения Ньютона

Текст, его толкование и математическое выражение

«Любая частица материи во Вселенной притягивает любую другую с силой, изменяющейся прямо как произведение масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними»

Ньютон установил закон всемирного тяготения на основе экспериментальных наблюдений, сделанных ранее Галилеем, который заметил, что около поверхности Земли тела разной массы падают одновременно (то есть гравитация Земли притягивает все массы с одинаковым ускорением. ).

Этот закон гласит, что сила, с которой объект (например, солнце) притягивает другой объект (например, Землю), увеличивается с массой двух тел и уменьшается пропорционально квадрату расстояния между ними. То есть, если мы сделаем расстояние между двумя объектами вдвое большим, чем текущее, сила будет меньше, чем (2 × 2), то есть в четыре раза. Если мы увеличим расстояние в 3 раза, сила будет слабее в (3 x 3), то есть в девять раз и так далее.

Ньютон объяснил, что этот закон описывает движение небесных тел, таких как планеты, луны и звезды, а также описывает движение тел на Земле, что означает, что он действителен в любой точке Вселенной, поэтому он называется универсальным или универсальным. универсальный закон всемирного тяготения.

Возвращаясь к третьему закону Ньютона, Земля сильно притягивает вас вниз (действие), а вы притягиваете ее с той же силой вверх (реакция). Но величина этой силы оказывает заметное влияние на такую ​​маленькую массу, как ваша, в то время как ее влияние очень, очень слабо на массу Земли, которая для вас огромна.

Математически закон всемирного тяготения Ньютона может быть выражен:

где

F — сила тяжести

G — общая гравитационная постоянная

м 1 — масса объекта 1

м 2 — масса объекта 2

R — расстояние между центрами масс

Важность закона всемирного тяготения
  • Закон всемирного тяготения Ньютона имеет огромное значение, поскольку он объясняет, как гравитация влияет на нас и наше хождение по Земле.Другими словами, он удерживает нас на Земле, чтобы мы могли жить на Земле, а не летать в воздухе и космосе.
  • Это объясняет движение Луны вокруг Земли и движение планет вокруг Солнца, а также причину приливов и отливов в морях на Земле.
  • Это также объясняет свободное падение, когда объект падает с любой высоты только под действием силы тяжести, это называется свободным падением.

Эксперимент свободного падения — одно из важнейших приложений трех научных экспериментов в физике.

Попробуйте виртуальную лабораторию PraxiLabs для получения опыта Free Fall .. Подпишитесь сейчас и выберите свой тарифный план.

Применение законов движения Ньютона в спорте

Три закона движения Ньютона объясняют, как силы создают движение в спорте. Ниже приводится краткое изложение законов Ньютона в применении к спорту:

  • Бегун в забеге на 100 метров продолжает бежать, если нет силы, чтобы остановить его или снизить скорость.
  • Прыжок в длину требует от спортсмена бега с дистанции и с определенной скоростью для выполнения этого прыжка, что означает наличие силы, изменяющей состояние движения тела.
  • Удары ногами в футболе, а также при столкновении между игроками один из них зафиксирован, а другой во время прыжка движется по земле или в воздухе.
  • В боксе поза ожидания имеет большое значение для предотвращения легкого падения игрока.
  • Во всех спортивных соревнованиях доминирующая сила действует в одном направлении, а сила противодействия — в противоположном.

Применение законов движения Ньютона в медицине

Законы движения Ньютона применяются в медицине, особенно в биомеханике.

Биомеханика — это дисциплина, которая создает мост между машиностроением и биологией, позволяя врачам лучше понимать влияние сил на биологические структуры, такие как кости, мышцы, сухожилия и связки. Чтобы понять основные биомеханические концепции, необходимо понимание основных законов физики.

Виртуальные лаборатории Praxilabs по механической физике

Виртуальные научные лаборатории PraxiLabs позволяют проводить различные лабораторные эксперименты по физике, химии и биологии онлайн в любое время и в любом месте.

Попробуйте сейчас виртуальные лаборатории по механике, которые объясняют законы движения Ньютона и приложения законов движения Ньютона в повседневной жизни.

человеческих усилий и четыре фактора движения | Центр MoveScape | Denver, CO

(Следующий отрывок продолжает введение в идеи Рудольфа Лабана о человеческих усилиях.Это взято из моей будущей книги « Смысл в движении: введение в анализ движения Лавана». )

Поскольку движение — это психофизическое явление, затрагивающее всего человека, то, как кто-то движется, кое-что говорит о его чувствах. Внутренние установки человека становятся видимыми через усилие. Рудольф Лабан характеризует эти внутренние отношения как «борьба или сопротивление» и «потакание или уступка».

Движения неизбежно развиваются как в пространстве, так и во времени, и в этой эволюции движения вес тела приводится в движение.Эти четыре элемента — Пространство, Время, Вес и Поток — являются строительными блоками таксономии усилий Лавана. Это четыре фактора движения, по отношению к которым движущийся занимает позицию борьбы или потакания, как показано ниже.

Пробел — это усилие, прилагаемое для прицеливания и ориентации движения. Боевой настрой выражается в прямом движении , в котором отмечается линейное прицеливание с единичной фокусировкой. Потакание выражается непрямым воздействием , в котором преобладают криволинейная пластичность и постоянные изменения направления.

Время — это усилие, прилагаемое для того, чтобы умело рассчитывать темп движения. Боевой настрой выражается внезапным действием, в котором заметны быстрота и ускорение. Снисходительное отношение выражается в устойчивом движении , производящем затяжное действие, в котором преобладает замедление.

Вес — это усилие, прилагаемое для приложения нужного давления. Боевая позиция выражается в сильных гирях, в которых преобладают твердое давление и сила.Снисходительность выражается в легком весе , в котором заметны деликатность и нежное прикосновение.

Расход — это усилие, прилагаемое для управления движением. Боевая позиция выражается в виде потока , связанного с , в котором движение сдерживается и легко прекращается. Потакание выражается как свободный поток , в котором действие расслаблено и его трудно остановить.

Таинственная наука о укачивании

Широкие просторы голубой воды, покрывающие большую часть этого мира, хранят множество загадок.Люди исследовали всего пять процентов океанов за долгую и легендарную историю мореплавания, и даже за это знание пришлось заплатить. До тех пор, пока человек пытался приручить и пересечь море, море наказывало его за это. С барфингом.

«Страдания, которые я перенес от морской болезни, намного превосходит то, о чем я когда-либо предполагал», — написал однажды Чарльз Дарвин своему отцу. «Если бы не морская болезнь, весь мир был бы моряком». Еще раньше греческий врач Гиппократ предвосхитил наш нынешний термин «укачивание», написав: «плавание по морю доказывает, что движение нарушает тело.

Почему люди заболевают укачиванием, остается загадкой, а принцип действия укачивания — не столько загадкой, сколько спором. Недавнее исследование генетической компании 23andMe, опубликованное в Human Molecular Genetics , проливает свет на генетические факторы, связанные с укачиванием, подтверждая некоторые существующие теории о том, какие части тела вовлечены в это явление.

Хотя любой может заболеть укачиванием при достаточном движении, многое еще неизвестно о том, почему некоторые люди с большей вероятностью заболеют на лодках — и машинах, и самолетах, и карнавальных аттракционах, и качелях шин.(И, по-видимому, верблюды?)

Если чьи-то глаза говорят ему одно, а его уши говорят ему другое, это несоответствие может вызвать проблемы.

Преобладающая теория о том, что вызывает головокружение, головные боли и тошноту при укачивании, заключается в том, что езда в транспортных средствах или на верблюдах вызывает путаницу между некоторыми чувствами. Чтобы сохранять равновесие во время навигации по миру, люди используют глаза, уши, ступни, может быть, руки, если они еще младенцы, которые умеют ползать. Внутреннее ухо — это место вестибулярной системы, отвечающей за движение и равновесие.И если чьи-то глаза говорят ему одно — например, «Я все еще сижу в машине», а его уши говорят ему другое: «Я еду по автобану со скоростью 100 миль в час», — это несоответствие может вызвать проблемы. .

«Другое место: вы сидите в кинотеатре и [на экране] видите самолет, летящий над обрывом. Ваши глаза говорят вам, что вы находитесь в свободном полете, но сиденье ваших штанов говорит о том, что вы никуда не пойдете », — говорит Тимоти Хейн, отоневролог и почетный профессор Северо-Западного университета, описывая еще один сценарий несоответствия, при котором люди двигаются. больной — глядя на экраны.

Том Стоффреген, профессор кинезиологии Миннесотского университета, имеет другое объяснение. Он называет это теорией постуральной стабильности.

«Не обращайте внимания на содержимое разума», — говорит он. «Нам нужно посмотреть на реальные физические движения».

Понимание теории устойчивости позы начинается с осознания того, что человеческое тело никогда не бывает полностью неподвижным. Даже чтобы стоять на месте, мышцы должны быть активными. «Если вы расслабите все мышцы, вы рухнете на пол», — говорит Стоффреген.Это действие приводит к небольшому движению, называемому раскачиванием тела. Недостаточно быть заметным — на дюйм или два в каждом направлении понемногу. Иногда на занятиях йогой учителя говорят вам наклоняться вперед на пальцы ног, затем снова на пятки, а затем возвращаться в центр, чтобы сохранить равновесие. Это то, что люди делают все время, только в меньшем масштабе.

Обе теории укачивания предполагают диссонанс между ожиданиями и реальностью.

Однако посадите этих людей на корабль, и проверенные методы балансировки часто терпят неудачу.«Допустим, вы стоите, и ваше тело движется вперед», — говорит Стоффреген. «Вам нужно надавить пальцами ног, но что, если вы сделаете это в тот момент, когда корабль выкатывается из-под вас? Это означает, что [после] движения, которое вы использовали всю свою жизнь, чтобы успешно стабилизировать себя, ваше тело будет двигаться так, как вы не хотите, чтобы оно двигалось. У вас больше не будет связи между движением позы и результатом позы «. Эта нестабильность, по этой логике, и приводит к плохому самочувствию.

Стоффреген говорит, что эти два способа концептуализации укачивания «просто не на одной планете», но они кажутся мне в некоторой степени совместимыми.И то, и другое связано с диссонансом между ожиданиями и реальностью, между тем, к чему привыкло тело, и тем, что оно испытывает.

«Я немного сомневаюсь», — говорит Хейн, но «это не сильно отличается».

Генетические данные из 23andMe предоставляют некоторую поддержку для обоих. Исследователи обнаружили связь между укачиванием и генами, участвующими в развитии глаз и ушей, а также балансом.

«Я думаю, что некоторые из наших ассоциаций с этим геном, участвующим в балансе, действительно интересны», — говорит Бетанн Хроматка, ведущий автор исследования и менеджер по содержанию здоровья в 23andMe.«Это может каким-то образом связать обе теории — как можно поддерживать баланс при определенных условиях движения».

Однако при любом объяснении непонятно, почему такой конфликт вызывает тошноту. Конечно, головокружение. Но почему несоответствие между глазами и внутренним ухом может вызвать у кого-то тошноту?

«Никто не знает», — говорит Стоффреген.

На самом деле есть одна теория, хотя Стоффреген не считает ее очень убедительной. Изложенный в 1977 году Мишелем Трейсманом в журнале Science , , он предполагает, что тошнота от укачивания является результатом эволюционной адаптации, направленной на защиту от яда.Некоторые токсины при попадании внутрь могут нарушить работу вестибулярной системы. А если в тебе есть яд, хорошо бы его вырвало. Итак, эта гипотеза гласит, что укачивание может быть своего рода обратной инженерией этого импульса — если вестибулярная система не в порядке, тело подозревает, что там может быть яд, и готовится выбросить оскорбительное содержимое.

Но как это объяснить индивидуальные различия? Если два человека читают в машине, один из них может извергнуть всю свою копию Jane Eyre, , в то время как желудок другого останется достаточно стабильным, чтобы она могла узнать мистера Эйр.Рочестер держит Берту на чердаке. Теоретически оба человека испытывают одно и то же несоответствие между визуальным входом и ощущением внутреннего уха и одинаковую путаницу между движением и движением мышц. Но некоторые люди умеют читать в машине, а некоторые нет. Еще больше усложняет ситуацию то, что некоторые люди в молодости заболевают машиной / автобусом / самолетом, а затем с возрастом поправляются.

Хайн говорит, что обычно объясняет эту изменчивость «на том основании, что некоторым людям просто не повезло и они запрограммированы более чувствительными к движению, чем другие… Теперь у меня есть статья [23andMe], в которой говорится, что это тоже может быть генетика.

«Там [могут быть] определенные вариации определенных генов, где сенсорный конфликт является более серьезным, [люди] испытывают его в большей степени», — рассуждает Хроматка.

Определенные группы людей более склонны к укачиванию: дети, женщины, люди, страдающие мигренью. Исследование 23andMe также обнаружило связь между предрасположенностью к укачиванию и плохим сном.

Стоффреген говорит, что индивидуальные различия в колебаниях тела могут объяснить различия в восприимчивости к укачиванию.Фактические измерения являются сложными, но в основном, по его словам, «если вы собирались заболеть, вы колебались в этом направлении, если нет, вы колебались в другом направлении».

Может быть, телесные изменения в период полового созревания могут объяснить, почему ребенок, который не любит каруселей, может вырасти взрослым, который не съеживается перед металлическими лошадьми.

У него есть доказательства того, что влияние также может быть причиной гендерных различий. В недавнем исследовании, которое все еще рассматривается в журнале, Стоффреген помещал людей в комнату, наполненную колеблющимися визуализациями, призванными вызвать укачивание.Он обнаружил, что 9 процентов мужчин сообщают о том, что их укачивает после того, как они заходят в комнату, в то время как 38 процентов женщин это делают. Он думает, что это потому, что тела мужчин и женщин склонны колебаться по-разному.

«До полового созревания тела мальчиков и девочек не так уж сильно отличаются», — говорит он. «И после этого они. Одно из отличий — массовое распространение. У женщин вес обычно приходится на бедра, а у мужчин — на грудь. У вас здесь большая механическая разница ».

Опять же, настоящая механика здесь сложна, но в целом женщины склонны колебаться медленнее, но дальше, а мужчины склонны колебаться быстрее, но на меньшей площади.(«Дальше», конечно, в контексте и без того крошечных движений.)

Итак, «в конце концов, я думаю, что смогу ответить на вопрос:« Почему существует разница между полами? », — говорит Стоффреген.

Женщины также по-разному восприимчивы в зависимости от того, на каком этапе менструального цикла они находятся. Это кажется немного сумасшедшим, но Стоффреген отмечает, что «введение определенных химических веществ [например, кофеина] в ваш кровоток может повлиять на движение, почему не гормоны?»

Так что, возможно, телесные изменения в период полового созревания могут объяснить, почему ребенок, который не любит каруселей, может вырасти взрослым, который не съеживается перед лицом металлических лошадей.Хейн также отмечает, что «когда люди переваливают за 50, они начинают терять чувствительность к движению, вероятно, из-за ухудшения функции внутреннего уха».

Приятно осознавать, что укачивание не всегда навсегда, в долгосрочной перспективе, но также и в краткосрочной перспективе. Редко, когда кто-то отправляется в круиз и все время переворачивается через боковой поручень. И Хайн, и Стоффреген подчеркивают, что люди со временем привыкают к движениям и чувствуют себя лучше. Моряки, например, могут приспособить и хорошо к раскачиванию корабля, что приведет к mal de debarquement, или «наземной болезни», когда они снова окажутся на твердой земле.

Сэм Пума, врач, бывший пилот ВВС и бывший летный хирург НАСА, разработал программу лечения укачивания, основанную на упражнениях по привыканию. «Всего за одну неделю, — обещает сайт, — вы сможете начать получать удовольствие от занятий, которые раньше вызывали у вас недомогание». Несмотря на рекламный вид веб-сайта Puma, Хейн говорит, что Puma не просто продает змеиное масло.

«Я иногда использовал эти упражнения для лечения пациентов, — говорит Хейн, — хотя они всегда так плохо себя чувствуют, что никогда не хотят их заканчивать.Мне ни разу не удавалось найти кого-нибудь за все два месяца [программу] ».

Если сильная рвота сейчас, чтобы избежать рвоты чуть позже, не в вашем стиле, есть и другие варианты, хотя ни один из них не идеален. По словам фармацевтической компании Merck, безрецептурные антигистаминные таблетки, такие как драмамин, часто используются для лечения укачивания, хотя, по данным фармацевтической компании Merck, помогают только те, которые обладают седативным эффектом.

«Любое успокаивающее средство заставит вас меньше двигаться или захотеть сесть, а не стоять, лечь, а не сидеть», — говорит Стоффреген, хотя лично для него Драмамин не работает.«Все, что стабилизирует тело, поможет».

Пластыри со скополамином также иногда назначают при укачивании и могут помочь за счет снижения нервной активности во внутреннем ухе.

«Хорошая стратегия — притвориться водителем и делать все, что делает водитель».

Некоторым людям иногда помогает употребление имбирных продуктов или напитков. Исследования разделились по поводу того, работает ли он лучше, чем плацебо. Но самое меньшее, что вы можете сделать, находясь в движущемся транспортном средстве, — это смотреть на горизонт.Стоффреген был приглашен в круиз Semester at Sea, где он изучал малообеспеченных студентов, страдающих морской болезнью, и обнаружил, что сосредоточение их видения на горизонте им помогает.

В машине, говорит Хейн, «водитель — лучший» — поскольку вероятность укачивания минимальна, потому что, по крайней мере, «водитель может предвидеть, что произойдет дальше … Хорошая стратегия — притвориться, что вы водитель и делать все, что делает водитель ».

Стоффреген отправляется в круизы «более или менее ежегодно» для проведения исследований.(Как ни странно, страница его университетского профиля описывает его исследование как проводимое «в контексте современных технологий… и отдельно в открытом море».

Leave a comment