IK 解算器可以创建反向运动学解决方案，用于旋转和定位链中的链接。它可以应用 IK 控制器，用来管理链接中子对象的变换。您可以将 IK 解算器应用于对象的任何层次。使用“动画”菜单中的命令，可以将 IK 解算器应用于层次或层次的一部分。在层次中选中对象，并选择 IK 解算器，然后单击该层次中的其他对象，以便定义 IK 链的末端。

应用 HI IK 解算器的骨骼系统

每种 IK 解算器都具有自身的行为和工作流，以及显示在“层次”和“运动”面板中的专用控件和工具。IK 解算器是插件，所以编程人员可以通过定制或编写自己的 IK 解算器扩展 3ds Max 的 IK 功能。

3ds Max 附带四个不同的 IK 解算器。两个最常用的 IK 解算器为历史独立型 (HI) 和历史依赖型 (HD)。要同时查看工作原理，请播放以下视频：

在前面的视频中，机器人臂 1 使用 HI IK，而机器人臂 2 使用 HD IK。两个机器人臂的末端效应器的动画相同。请注意，这两种算法达到空间中相同点所使用的 IK 解决方案是不同的。

通常，IK 解算器的工作方式如下：反向运动学链可以在部分层次中加以定义，即从角色的臀部到脚跟或者从肩部到手腕。IK 链的末端是 gizmo，即目标。随时重新定位目标或设置目标动画时可以采用各种方法。这些方法通常包括使用链接、参数关联或约束。无论目标如何移动，IK 解算器都尝试移动链中最后一个关节的枢轴（也称终端效应器），以便满足目标的要求。IK 解算器可以对链的部分进行旋转，以便扩展和重新定位末端效应器，使其与目标相符。

使用 IK 解算器设置手臂的动画

通常，末端效应器限于地平面。例如，在角色步行周期中，可以在脚跟抬起时“锁定”脚趾。然后，链中根的移动会使腿部从脚趾处抬起。

3ds Max 附带了四个插件 IK 解算器：

对角色动画和序列较长的任何 IK 动画而言，HI 解算器是首选的方法。使用 HI 解算器，可以在层次中设置多个链。例如，角色的腿部可能存在一个从臀部到脚踝的链，还存在另外一个从脚跟到脚趾的链。

因为该解算器的算法属于历史独立型，所以，无论涉及的动画帧有多少，都可以加快使用速度。它在第 2000 帧的速度与在第 10 帧的速度相同。它在视口中稳定且无抖动。该解算器可以创建目标和末端效应器（虽然在默认情况下末端效应器的显示处于关闭状态）。它使用旋转角度调整该解算器平面，以便定位肘部或膝盖。您可以将旋转角度操纵器显示为视口中的控制柄，然后对其进行调整。另外，HI IK 还可以使用首选角度定义旋转方向，使肘部或膝盖正常弯曲。

HD 解算器是一种最适用于动画制作计算机的解算器，尤其适用于那些包含需要 IK 动画的滑动部分的计算机。使用该解算器，可以设置关节限制和优先级。它具有与长序列有关的性能问题，因此，最好在短动画序列中使用。该解算器适用于设置动画的计算机，尤其适用于那些包含滑动部分的计算机。

因为该解算器的算法属于历史依赖型，所以，最适合在短动画序列中使用。在序列中求解的时间越迟，计算解决方案所需的时间就越长。该解算器使您可以将末端效应器绑定到后续对象，并使用优先级和阻尼系统定义关节参数。该解算器还允许将滑动关节限制与 IK 动画组合起来。与 HI IK 解算器不同的是，该解算器允许在使用 FK 移动时限制滑动关节。

IK 肢体解算器只能对链中的两块骨骼进行操作。它是一种在视口中快速使用的分析型解算器，因此，可以设置角色手臂和腿部的动画。

使用 IK 肢体解算器，可以导出到游戏引擎。

因为该解算器的算法属于历史独立型，所以，无论涉及的动画帧有多少，都可以加快使用速度。它在第 2000 帧的速度与在第 10 帧的速度相同。它在视口中稳定且无抖动。该解算器可以创建目标和末端效应器（虽然在默认情况下末端效应器的显示处于关闭状态）。它使用旋转角度调整该解算器平面，以便定位肘部或膝盖。您可以将旋转角度锁定其他对象，以便对其进行旋转。另外，IK 肢体解算器还可以使用首选角度定义旋转方向，使肘部或膝盖正常弯曲。使用该解算器，还可以通过启用关键帧 IK 在 IK 和 FK 之间进行切换。该解算器具有特殊的 IK 设置 FK 姿势功能，使您可以使用 IK 设置 FK 关键点。

样条线 IK 解算器使用样条线确定一组骨骼或其他链接对象的曲率。

样条线 IK 样条线中的顶点称作节点。同顶点一样，可以移动节点，并对其设置动画，从而更改该样条线的曲率。

样条线节点数可能少于骨骼数。与分别设置每个骨骼的动画相比，这样便于使用几个节点设置长型多骨骼结构的姿势或动画。

样条线 IK 提供的动画系统比其他 IK 解算器的灵活性高。节点可以在 3D 空间中随意移动，因此，链接的结构可以进行复杂的变形。

分配样条线 IK 时，辅助对象将会自动位于每个节点中。每个节点都链接在相应的辅助对象上，因此，可以通过移动辅助对象移动节点。与 HI 解算器不同的是，样条线 IK 系统不会使用目标。节点在 3D 空间中的位置是决定链接结构形状的唯一因素。旋转或缩放节点时，不会对样条线或结构产生影响。

虽然可以对对象的任何层次应用 IK 解算器，但是结合使用 IK 解算器的骨骼系统是一个设置角色动画的理想途径。

骨骼系统是一种通过关节连接的骨骼对象层次链接。骨骼可以用作链接对象的支架。如果使用“蒙皮”修改器，可以为骨骼对象制作“蒙皮”，使骨骼动画可以变形用于建立角色模型的网格。如果使用通过关节连接的角色，可以使用链接或约束，使骨骼可以设置网格的动画。

使用蒙皮设置骨骼动画时，会使蒙皮伸缩。

使用蒙皮设置骨骼动画时，会使蒙皮伸缩。

任何对象都能转变为骨骼对象。选择对象，然后选择“动画”“骨骼工具”。在“对象属性”卷展栏上，启用“启用骨骼”。然后，可以选择“仅显示链接”，以便使用骨骼替换对象的显示。如果要设置动画的层次与几何体有关，这样可能是很有用的。如果几何体只在链接时隐藏和显示，将会大幅提高交互式视口的响应速度。

可以将任何对象都显示为骨骼对象。对象，然后选择“动画”“骨骼工具”。这将打开“骨骼工具”浮动框。在“对象属性”卷展栏上，启用“启用骨骼”。然后，转到“显示”面板，并在“链接显示”卷展栏中启用“显示链接”和“链接替换对象”，以便显示骨骼，而不显示对象。如果要设置动画的层次与几何体有关，这样可能是很有用的。如果几何体只在链接时隐藏和显示，将会大幅提高交互式视口的响应速度。

任何对象层次都能显示为骨骼。

任何对象层次都能显示为骨骼。

任何对象层次都能显示为骨骼。

骨骼可以随时缩放、挤压和拉伸。请参见将对象用作骨骼。

使用“显示链接”和“链接替换对象”，可以显示链接，而不显示对象。这些设置可以在“显示”面板的“链接显示”卷展栏中找到。如果要设置动画的层次与几何体有关，这样可能是很有用的。如果几何体只在链接时隐藏和显示，将会大幅提高交互式视口的响应速度。

使用正向运动学技术，可以设置角色运动的动画，使每个肢体可以旋转到相应的位置处，无论是从肩膀到手指，还是从臀部到脚趾，都是如此。但是，使用反向运动学技术模拟与地面进行交互的足部时，可以大幅加快速度，使效果更加逼真。另外，如果需要对动画做以更改，还更加便于进行控制。要更改整个链的动画，无需设置链中每个骨骼的关键帧，只需对一个节点进行更改即可。

另一个方面，对于动画设计人员来讲，将 IK 用于腿部，而将 FK 用于躯干和手臂是司空见惯的事。FK 提供了更多的控件，用于设置上身的姿势。对每种角色动画任务而言，无需使用 IK。使用 HI IK 解算器，可以在 FK 和 IK 之间来回轻松切换。

创建骨骼系统时，可以应用 IK 解算器，或使用“动画”菜单：

创建骨骼时，如果启用“指定给子级”选项，将会立即应用 IK 解算器。默认设置为禁用。

IK 解算器的设置可以在“运动”和“层次”面板中进行调整：

选中 IK 链中的目标后，“运动”面板将会为各个 IK 解算器显示相应的卷展栏。

“运动”面板参数调整解算器平面的旋转角度，以便指向肘部或膝盖。另外，使用“IK 解算器”卷展栏中的控件，可以通过“启用”和“IK”按钮混合 IK 和 FK（正向运动学）的时段。

“运动”面板参数可以对当前选定关节的末端效应器执行分配、删除和编辑操作。您可以使末端效应器成为其他对象的父对象，然后使骨骼恢复初始姿势。如果在“运动”面板中更改 IK 控制器参数，将会影响整个 HD IK 链，即便只选定一个骨骼，也是如此。

IK 肢体解算器和 HI 解算器的“运动”模板参数相同。

使用“运动”面板参数，不仅可以激活/取消激活该解算器，而且可以调整分配给起始关节和结束关节的骨骼，还可以调整起始和结束扭曲角度，使扭曲控制柄可以显示设置。

选定骨骼后，“IK”面板将会显示相关控件，用于激活和限制转动关节，并设置关节的首选角度。借助所有关节的首选角度姿势，可以控制肢体的旋转方向。选定目标后，“IK”面板为空。

选择 HD IK 链的末端效应器。在“层次”面板中，单击“IK”。显示的控件将会影响 HD 解算器。另外，您将会找到相关的工具，用于绑定到跟随对象，还可以设置回优先级、关节限制、阻尼和弹性。

选定骨骼后，“IK”面板将会显示相关控件，用于激活和限制转动关节，并设置关节的首选角度。借助所有关节的首选角度姿势，可以控制肢体的旋转方向。选定目标后，“IK”面板为空。如果在应用 IK 解算器之前选择骨骼，将会显示不同的滑动和转动关节参数集，但是，应用 IK 解算器之后，将会替换这些参数。

选择样条线 IK 链中的样条线。在“层次”面板中，单击“IK”。显示的控件将会影响样条线 IK 解算器。另外，您将会找到相关的工具，用于绑定到跟随对象，还可以设置回优先级、关节限制、阻尼和弹性。“IK”面板中的控件与 HD 解算器中的控件相似。

要向层次或骨骼系统中添加 IK 解算器，请执行下列操作：

如果使用的是 IK 肢体解算器，必须应用 IK 解算器，以便只对两个骨骼进行控制。

IK 解算器显示在视口中。

要创建使用 IK 解算器的骨骼层次，请执行下列操作：

骨骼是通过已经应用的 IK 解算器进行创建的。

要将对象层次显示为骨骼，请执行下列操作：

将打开“骨骼工具”对话框。

此时，对象将会消失，而链接将会显示为骨骼。