Tutoriel : Contraintes d'os dans Blender : IK, Child Of, Damped Track

Un squelette nu se pose os par os, en rotation, du parent vers l'enfant. C'est précis mais lent : pour poser une main sur une table, il faut tourner l'épaule, puis le coude, puis le poignet, et recommencer dès que le torse bouge. Les contraintes automatisent ces relations. Dans Blender, ce sont elles qui font qu'une jambe suit son pied, qu'un regard suit une cible ou qu'une main attrape un objet. Ce tutoriel présente les règles qui les gouvernent, puis les contraintes qui composent la plupart des rigs de personnage, avec leurs pièges.

Trois règles avant de commencer

La pile se lit de haut en bas

Chaque os, en Pose Mode, porte sa propre pile de contraintes dans l'onglet Bone Constraints des propriétés. Le manuel est clair : la pile est évaluée de haut en bas, et changer l'ordre peut changer radicalement le résultat. Une limite de rotation placée avant une copie de rotation ne limite rien, puisque la copie l'écrase ensuite.

La transformation visible n'est pas celle du panneau

Une contrainte donne à son propriétaire une transformation dite visuelle, distincte des valeurs affichées dans le panneau Transform. Un os contraint peut donc afficher une rotation nulle tout en étant tourné à l'écran, et refuser de bouger quand on l'anime. Pour le libérer, il faut désactiver la contrainte, la supprimer ou passer son Influence à 0. Pour recopier la pose obtenue dans les valeurs de l'os, Apply Visual Transform fait le travail.

Les espaces décident de ce qui est copié

Chaque contrainte qui lit une cible a deux réglages d'espace. Target Space dit dans quel repère lire la cible, Owner Space dans quel repère appliquer le résultat. En World Space des deux côtés, le propriétaire rejoint la cible quel que soit son parent. En Local Space, un os lit et applique les transformations par rapport à sa position de repos : c'est ce qu'il faut pour qu'un doigt recopie la flexion d'un autre doigt sans le rejoindre. La plupart des comportements étranges d'une contrainte viennent d'un espace mal choisi.

Inverse Kinematics : la chaîne suit son extrémité

La contrainte Inverse Kinematics fait tourner toute une chaîne d'os pour que son extrémité atteigne une cible. Sélectionnez l'os de l'avant-bras en Pose Mode et faites Shift + I. Les réglages qui comptent :

• Target : l'os de contrôle que l'animateur déplace, souvent un os de main sans parent dans la chaîne du bras.
• Chain Length : le nombre d'os entraînés, en remontant depuis l'os contraint. 2 pour un bras (avant-bras et bras), 0 remonte jusqu'à la racine, ce qui ferait suivre toute la colonne.
• Pole Target : un os placé derrière le coude ou devant le genou. Le manuel précise qu'il fixe la rotation de la chaîne autour de son axe, autrement dit la direction du coude.
• Stretch : autorise les os à s'allonger pour atteindre la cible, uniquement s'ils ont une valeur IK Stretch supérieure à 0.

Deux comportements surprennent. D'abord, l'IK ignore sa place dans la pile : le manuel indique qu'elle s'exécute toujours après les autres contraintes des os concernés. Ensuite, une contrainte Limit Rotation ne fonctionne pas sur un os entraîné par l'IK ; il faut régler les limites dans le panneau Bone > Inverse Kinematics de l'os. Les fiches sur la cinématique inverse et le mélange IK/FK rappellent le principe.

Copy Transforms : la clé du passage IK/FK

Un bras doit parfois tracer un arc libre (FK, rotation par rotation) et parfois rester accroché à un objet (IK). Une structure répandue sépare trois chaînes superposées :

• une chaîne FK, animée en rotation ;
• une chaîne IK, pilotée par la contrainte Inverse Kinematics ;
• une chaîne de déformation, la seule dont la case Deform est cochée, qui porte deux contraintes Copy Transforms : la première vers la chaîne FK, la seconde vers la chaîne IK.

L'Influence de la seconde contrainte devient l'interrupteur : 0 pour suivre le FK, 1 pour suivre l'IK, et toutes les valeurs entre les deux pour une transition. Le manuel rappelle que l'Influence s'anime par images clés. On la relie souvent à une propriété personnalisée par un pilote (driver), pour que l'animateur dispose d'un seul curseur. C'est aussi la méthode que recommande le manuel pour appliquer des contraintes après une IK : recopier la chaîne avec Copy Transforms.

Damped Track : un regard qui suit

Pour les yeux, ajoutez à chaque os d'œil une contrainte Damped Track vers un os cible placé devant le visage. Le manuel la compare au « Look At » des autres logiciels. Réglez Track Axis sur Y, l'axe de la longueur d'un os. Contrairement à Track To, qui impose en plus un axe « haut », Damped Track tourne au plus court et limite la rotation parasite autour de l'axe visé, ce qui convient bien à un globe oculaire. Parentez les deux cibles des yeux à un os commun : un seul contrôle déplace le regard, et chaque cible reste réglable pour loucher ou converger.

Stretch To : étirer sans casser le volume

Stretch To oriente un os vers une cible et l'allonge pour l'atteindre, uniquement le long de son axe Y. Avec la préservation du volume, l'os s'amincit en s'étirant et s'épaissit en se tassant : c'est l'étirement et l'écrasement des personnages stylisés. Le bouton de réinitialisation d'Original Length enregistre la distance actuelle comme longueur de repos, sans étirement.

Child Of : changer de parent en cours de plan

Un personnage prend une tasse, la porte à sa bouche puis la repose. La tasse doit suivre la table, puis la main, puis la table. La contrainte Child Of transforme son propriétaire comme s'il était l'enfant de la cible, avec une différence décisive sur un vrai parentage : son Influence s'anime. Mettez deux contraintes Child Of sur la tasse, l'une vers la table, l'autre vers l'os de la main, et animez leurs influences en sens inverse au moment de la prise.

Le piège classique est le saut au moment où la contrainte s'active. Le bouton Set Inverse le corrige : le manuel le conseille quand l'objet est bien placé contrainte désactivée et mal placé contrainte active. Pour passer d'un parent à l'autre sans saut visible, Disable and Keep Transform applique le résultat d'une contrainte à l'objet puis la désactive en mettant son Influence à 0.

Si les parents sont tous des os, le manuel oriente plutôt vers la contrainte Armature. Elle mélange les poses de plusieurs os avec un poids chacun, comme le modificateur Armature le fait pour les sommets, mais accepte aussi les os non déformants et des os issus d'armatures différentes.

Limit Rotation et Transformation : les garde-fous

• Limit Rotation borne l'angle d'un os sur chaque axe. Depuis Blender 4.2, les angles hors limite sont ramenés à la borne la moins éloignée sur le cercle : un axe limité de 0 à 90 degrés et tourné à 340 revient à 0, pas à 90. Cochez Affect Transform pour que la limite bloque aussi la valeur affichée quand on tourne l'os à la main.
• Transformation lit la position, la rotation ou l'échelle d'une cible et la convertit en autre chose, à travers des plages Map From et Map To. Le manuel prend l'exemple d'un engrenage dont la rotation suit la position d'un rail. Sur un pied, la même logique transforme la rotation d'un seul contrôle en bascule du talon puis de la pointe.

Méthode de travail

• Nommez chaque os selon son rôle et son côté (« .L », « .R ») : les outils de symétrie, comme Mirror Vertex Groups en weight paint, reconnaissent ces suffixes.
• Décochez Deform sur tous les os de contrôle et de mécanique, pour qu'ils ne reçoivent aucun poids. Notre tutoriel sur le weight paint d'un personnage détaille cette étape.
• Testez chaque contrainte avec l'Influence à 0 puis à 1, et en déplaçant le parent de toute la chaîne : une contrainte en mauvais espace se trahit dès que le personnage se déplace.
• Pour les créatures à queue, à tentacules ou à plus de deux jambes, la contrainte Spline IK et les modèles de Rigify sont présentés dans notre tutoriel sur le rigging des personnages non humanoïdes.

Et au rendu ?

Les contraintes sont réévaluées à chaque image : le rig fait partie de la scène que Blender calcule au moment du rendu. Un plan animé de quelques secondes représente déjà plusieurs centaines d'images. L'add-on TURNA envoie la scène depuis Blender, rig compris, et répartit les images de l'animation sur 1 à 8 machines GPU, au temps réellement consommé. Le calculateur de temps de rendu donne une estimation avant de lancer, et notre guide sur le cycle de marche met un rig à l'épreuve.