Ако искате да работите по този урок стъпка по стъпка в същия проект, ще намерите в пакета с работни файлове документа "PSD_C4D_R14_Aerodynamik_start.c4d", който представлява нашата обща отправна точка.
Листът хартия е прост обект с параметри, който има достатъчно сегментиране за деформация при динамика. За да бъде недейността ясна и сцената да бъде по-разноцветна, хартията е с двукратен текстурен дизайн.
Решетковата покривка се състои от две Atom-Array върху базата на два обекта-равнина. За по-точни изчисления на сблъсъците работим с два различни обекта. Пода не е като обект-под, а е изпълнен като полигонов обект, за да може да бъде създадено дупка в пода за шахтата, също така полигонов обект.
Оборудване с динамични свойства
Започваме с решетката на вентилационната шахта. Както вече споменахме, контролираме сблъсъците на хартията с решетката тук с два различни обекта и също с маркери за динамика. За целта селектираме двете Atom Arrays в Objekte-Manager и им възлагаме маркер за динамика като обект за сблъсък чрез контекстното меню с десния бутон на мишката или чрез менюто Tags>Simulations-Tags в Objekte-Manager.
Селектираме и двата маркера за динамика в Objekte-Manager, за да можем да зададем настройките за двата маркера едновременно. В раздела Динамика на диалоговия прозорец за настройки запазваме стандартните настройки.
На страницата за сблъсъци на диалоговия прозорец трябва просто да оставим формата на сблъсъка на Автоматично, тъй като използваме два отделни обекта за решетката. Увеличаваме стойността на триене на 80%, за да позволим на хартиените листове да се плъзгат малко след ударите.
Продължаваме с пола. Също така полигоновият обект на пода получава маркер за динамика като обект за сблъсък чрез контекстното меню с десния бутон на мишката или чрез менюто Tags>Simulations-Tags в Objekte-Manager.
За маркера за динамика на пода, така също можем да запазим стандартните настройки на страницата за динамика без промени.
На страницата за сблъсъци на диалоговия прозорец трябва само да променим триенето съобразно нашите нужди. За да не позволим на хартиените листове, които падат на пода, да се плъзгат твърде далеч, увеличаваме стойността на триенето на 150%.
Накрая пристъпваме към листа хартия, който по-късно ще пуснем да пада отгоре през частицна система. Първо го оборудваме с динамични свойства. За целта му възлагаме маркер за динамика като мягък обект чрез контекстното меню с десния бутон на мишката или чрез менюто Tags>Simulations-Tags в Objekte-Manager.
С избора на мягкия обект вече са зададени най-важните параметри на страницата за динамика на диалоговия прозорец за настройки. Добавяме още малко на прага на линейната скорост, за да хартиените листове, които лежат на пода, да заспят след няколко момента.
На страницата за сблъсъци на диалоговия прозорец трябва да изберем формата преместваща се мрежа. Така се гарантира точното изчисление на сблъсъците.
Намаляваме еластичността на 5%; в крайна сметка листът хартия, след като падне върху пода или решетката, не трябва да скочи нагоре. Триенето от 50% съответства на стойностите на триене, които вече са на решетката или на пода.
Чрез гъстотата на страницата за маса на диалоговия прозорец определяме масата на листа хартия, който по-късно ще падне чрез частицна система. За да информираме симулацията, че това е много лек обект за летене, избираме собствена гъстота и задаваме стойност от 2.
На страницата Сили на диалоговия прозорец най-накрая стигаме до някои от решаващите параметри за този урок - Аеродинамиката. Тъй като нашите хартиени листа имат малко възможности да се противопоставят на вятъра и въздействието на околната среда при полет, залагаме на нисък 5% стойност за Въздушното съпротивление.
Обратно, искаме листата да се изправят и да се повдигнат дори при слаб вятър; за тази цел за Повдигането е подходяща помощна стойност от около 70%. Опцията Двустранно гарантира, че не само Горната страна на хартията, но и Долната страна се определя и обработва като повърхност за атака.
За да се представи като хартия, нашето хартиено листо е конфигурирано като Обект Soft Body, т.е. като еластично, податливо тяло. На страницата Soft Body на диалоговия прозорец определяме по-подробно характеристиките.
За да не увеличим изчислителното време повече от необходимото, първо деактивираме в областта Soft Body точния разрешител. Ако възникнат грешки в изчисленията, все още можем да поправим тук.
Продължаваме с характеристиките на хартията. Структурните пружини осигуряват Жесткостта на материала, затова предписваме относително висока стойност от 300 за тях, с 50% Плат. Използваме новата възможност за деформация след претоварване, еластичен порог, като я зададем на прага от 800%.
Това гарантира, че не всяка хартия, която пада на земята, незабавно ще започне да се скъсява. За да се предотврати хартията да се сгъва просто, увеличаваме стойността за Скосени пружини на 100.
По природа хартията е неспособна да се противопостави на Подгъване, затова тази стойност е относително ниска. Тук отново използваме еластичен порог, макар и малко по-нисък, за да се допуска къдрене.
Чрез Пазене на формата определяме колко усилено се стреми деформираният Обект Soft Body да се върне в оригиналното си състояние. Много ниска стойност на Твърдост е достатъчна, тъй като не се очаква голямо съпротивление от хартията тук.
Пораждащият се вятър не засяга хартията, когато достигне тази граница, може лесно да остане деформиран.
Построяване на системата с частици за падащите хартиени листа
След този маратон с параметри всички съществени обекти се снабдиха с динамични характеристики. Сега се заемаме с системата с частици, която произвежда хартиените листа и ги копнее на земята.
За целта добавяме Емитер от меню Симулиране>Система с частици в сцената.
За да може хартиеният лист да служи като частичка, го конфигурираме в Емитера като подобект. Чрез стойността за Y-координата доближаваме Емитера на частици около 300 см нагоре; позицията директно над вентилационната решетка вече е подходяща.
В диалоговия прозорец на Обекта Емитер регулираме Емисията на частиците чрез страницата Частици. Не използвайте прекалено големи стойности за раждаемост, тъй като те са изключително изчислително интензивни поради факта, че те са Обекти Soft Body. Но не се притеснявайте, дори със считано малки Стойности на раждаемост (като моите 10) може да се събере много хартия.
За да завърши анимацията на кадър 500 и докато всеки лист е на земята, производството на частици приключва в кадър 400.
Чрез Вариацията на Скоростта и допълнително Завъртане до 180° се постига естествен изблик на частиците. Опцията Показване на обекти гарантира, че наистина визуализираме падащите хартиени листа както в редактора, така и при рендериране.
На страницата Емитер на диалоговия прозорец регулираме Големината на емитера. Посочената големина е достатъчна, за да попълни сцената и вентилационната решетка с достатъчно хартия.
Сега, накрая, тестваме, като кликнем върху Бутона за стартиране на възпроизвеждане и отново малко увеличим мащаба на вентилационната решетка в редактора. Хартиените листа падат отгоре и се сблъскват както искаме с Мрежовото покритие и земята.
Вграждане на въздушния поток от вентилационната решетка
Досега все още не е много видимо аеродинамичен ефект; това обаче ще се промени скоро, когато включим в симулацията вяващ въздушен поток от вентилационната решетка. За целта вземаме Модификатор на частиците Вятър от меню Симулиране>Система с частици в нашата сцена.
Тъй като вятърът трябва да излиза от вентилационната решетка, Позицията на Основата е вече правилна. Все пак трябва да завъртим вятъра около 90° чрез Наклонен ъгъл W.P, така че вятърът да бъде насочен Нагоре в Y-посока.
В диалоговия прозорец на Обекта на вятъра откриваме на страницата на Обекта параметрите за силата на вятъра и за вълни. Скоро ще оставим вятъра да бъде контролиран от случайността, затова първоначално настройваме 50 м за първите тестове. Вълните, породени от вълните, са напълно приветствани (в крайна сметка вятърът преминава през решетката), но много важно е да активираме режима на аеродинамичния вятър, който може да повлияе на аеродинамичните свойства на хартиените ни листа.
На страницата за Отклонение избираме формата Сфера за форма на отклонение. Въпреки че тази форма не запълва напълно ръбовете, това също е напълно в наш интерес, тъй като прилича на реалната ситуация и осигурява малко място за хартията да се разгърне върху решетката.
Кръглата форма на сферата също така прави възможно високите вълнични листа да не бъдат задържани върху ръба на модификатора, а по-скоро да свободно плават. Имаме Отклонение от 10% и избираме опцията Инв. квадратично за Функция на отклонение.
Чрез натискане на бутона за стартиране можем да видим как изходящият вятър вече оказва влияние върху падащите хартиени листа. Обаче потока на въздух в момента е все още твърде еднакъв.
Управление на въздушния поток с XPresso
С малко XPresso верига помагаме на въздушния канал да получи внезапни ударни вятърни бури, без да е необходимо да анимираме никакви параметри.
За целта ни е необходимо да зададем XPresso-израз, който разумно бихме назначили като Носител на Обекта на вятъра. Изразът можем да намерим както в Контекстното меню с десен бутон под CINEMA 4D Тагове, така и в менюто Тагове>CINEMA 4D Тагове на Мениджър на обекти.
Отваряме XPresso редактора, като двойно кликнем върху иконата на XPresso израза в Мениджъра на обекти, за да построим малка верига там. За да можем да достъпим Обекта на вятъра, ни е необходим в XPresso редактора. Затова просто го влачим с Drag&Drop от Мениджъра на обекти в XPresso редактора.
На синия входен бутон на Узела на вятъра избираме параметъра Скорост на вятъра от менюто на Обектни свойства, за да го предложим като Входен порт.
Генерираната Скорост на вятъра трябва от една страна да бъде в предварително зададен диапазон, а от друга страна да няма нестабилни скокове, а винаги да се повишава и понижава. За тези изисквания идеално е да използваме Noise узела, който влачим с десен бутон в XPresso редактора.
Като Изходен порт на Noise узела вече имаме Порта за шум. Като влачим с мишката, свързваме Порта за шум с входния порт Скорост на вятъра на Узела за вятър.
Сега параметърът Скорост на вятъра се контролира от Noise текстура. Тази текстура и нейната обработка могат да се регулират чрез диалоговия прозорец на Noise узела.
Избираме вълнообразна вълнистост и чрез деактивирането на опцията Абсолютни стойности позволяваме и отрицателни стойности. Чрез параметъра Размер скалираме шума, за да създадем плавни преходи. Чрез Честотата управляваме честотата на промени в шума с времето.
Относително ниска стойност от 0,5 гарантира, че поресните вълни на вятъра не се случват твърде бързо една след друга. Амплитудата умножава резултата на шума със стойността на шума, която се предава. Тук се грижим за ярко изявени разниците с 150 единици. Стойността за Старт 0 позволява нашата вятърна машина да започне с безветрие.
В диалоговия прозорец на Обекта на вятъра управлението на скоростта на вятъра чрез XPresso се отразява чрез променена кутия с параметри. Като кликнем върху бутона за стартиране, можем много добре да наблюдаваме как стойността на скоростта на вятъра се променя с времето - и също така в редактора забелязваме въртенето на ротора на Модификатора за вятър базиран на шума.
Изображение-управляемо активиране на Обекта на вятъра
За да позволим на хартиените листове да се насипят и натрупат върху решетката, активираме Обекта на вятъра едва на изображение 150. Това го правим чрез малка анимация на параметъра.
За целта поставяме Регулатора на времето на изображение 0 или 1, изключваме Обекта на вятра чрез параметъра Активиране на Основната страница и щракаме с натиснат Ctrl- или Стргл. бутон върху кръга на параметъра, за да запаметим Keyframe за тази стойност.
След това задаваме Регулатор на времето на изображение 150 и записваме Keyframe за параметъра Активиране с включен обект Вятър.
При тази малка анимация на параметрите няма нищо друго да се направи. Лопатките на обекта Вятър са неподвижни до кадър 149 и започват да се движат след кадър 150.
Проверка на предварителните настройки за динамика
Ако сте използвали моята начална сцена за повторно създаване на този урок, няма нужда от промени тук. В Настройки на проекта в менюто Редактиране намираме някои параметри в Страницата за динамика, които помагат на решавача за динамика при изпълнението му, за да се избегнат грешки.
В областта за Общи Настройки на динамиката трябва само да уверим, че гравитацията и плътността се контролират глобално. За аеродинамичната симулация важен е параметърът за Въздушна плътност.
В Зона Експерт можем да помогнем на решавача за динамика, като намалим мащаба. Главно работим с хартиени листове с размери 20 см х 30 см, които се деформират и трябва да колидират доста точно. Стойност от 5 см създава по-добро разбиране за мащаба на Двигателя за динамика тук.
Сега можем да пуснем и рендърим завършената симулация в цялост си. Поради аеродинамиката листата хартия, събрани на решетката, непрекъснато се вдигат нагоре благодарение на вятъра …
… и в крайна сметка, може да се задържат само в защитените от вятъра зони на решетката.
