Ve našem příkladu by se antény nebo tykadla postavy mimozemšťana měly pohybovat dynamicky a pružně s každým pohybem hlavy. Samozřejmě, náš příklad lze aplikovat také na prameny vlasů, dinosaurí ocasy a mnohem více.
V pracovním souboru "PSD_C4D_R12_IK_Dyn_Start.c4d" naleznete modelovanou a texturovanou hlavu mimozemšťana k práci.
Stavba kloubní kostry
Náš hlava mimozemšťana se skládá z polygonální geometrie hlavy a dvou koulí pro oči. V dalším kroku budeme všechny objekty buď hierarchicky nebo přes váhy spojit s klouby, aby bylo možné snadno animovat celou hlavu spolu s tykadly.
Začněme stavbou kloubní kostry s prvním kloubovým objektem pro hlavu. Najdete ho v menu Character.
Jelikož hlava mimozemšťana sedí přesně na původu souřadnicového systému, kloubový kloub může zůstat na nulové pozici.
Právě vytvořený kloubový objekt ponecháme vybraný a aktivujeme nástroj kloubových kloubů v menu Character. V dialogovém okně nastavení kloubního nástroje deaktivujeme vytváření nadřazeného kořenového nulového objektu. Později ho vytvoříme sami, abychom lépe porozuměli, jakou funkci vlastně při stavbě kloubní kostry má.
Abychom mohli pracovat symetricky, otevřeme sekci Symetrie a použijeme možnost kreslit na světové YZ rovině. Na této rovině nebo v tomto zobrazení budeme kreslit klouby.
Pokud nyní klikneme s aktivovaným nástrojem kloubu a stiskneme klávesy Ctrl nebo Ctrl, automaticky a symetricky vzniknou klouby pod hlavou.
Rozhodneme se pro jeden z tyčí nebo antén a první podkladový kloub přímo na základně tyčky na hlavě. Kloub pro druhý tyč nám CINEMA 4D vytvoří automaticky díky aktivní symetrii.
Nyní si vytvoříme řetězec kloubů klepnutím s podrženým Ctrl nebo Ctrl na pozice ukázané na obrázku. Kde je to jemnější, měly by klouby být blíže sebe. Neměli bychom šetřit klouby, protože jen v těchto spojovacích bodech může vlastně probíhat deformace nebo ohnutí geometrie.
Po vytvoření všech kloubů najdeme v Objektovém manageru hierarchii kloubů podle obrázku. Objekt kloubu hlavy má celkem dva řetězce kloubů jako podobjekty - jeden řetězec pro každou tyč nebo anténu.
Abychom mohli nastavit pozici kloubů také pár po páru ve výhledu z boku, vybereme jeden pár kloubů v Objektovém manageru a posuneme klouby podél jejich osy z do geometrie.
Kostra kloubů pro animaci tyčí nebo antén by tedy již měla být hotová. Bohužel však ještě nemá žádný vztah k naší hlavě mimozemšťana, který by nám umožnil animovat hlavu.
Toto je možné až tehdy, když spojíme hierarchii kloubů s geometrií. K tomu nejprve vybereme přes Objektový manager všechny kloubové objekty a také polygonální objekt geometrie mimozemšťana.
Spojení hierarchie kloubů s polygonální sítí nyní vytvoříme pomocí příkazu Vázat z menu Character>Příkazy.
Co udělalo prikaz_vazat? Polygonální objekt geometrie mimozemšťana nyní obsahuje značku vah, ve kterém jsou shromážděny všechny kloubové objekty, které mohou ovlivnit geometrii hlavy mimozemšťana. Tento automatický převod je určen podle pozice kloubu k geometrii a je dobrým výchozím bodem.
Převod kloubů
Tato vahová prioritizace však v nejlepším případě není zcela dokonalá; takže je třeba provést lehkou úpravu. Abyste si udělali představu o okolních prioritizacích, nejprve vypneme funkci HyperNURBS klece přes Objektový manager. Nástroj vážení zobrazuje vazby na geometrii při hrubém polygonálním síti. Pro celkový přehled nejprve vybereme všechny kloubové objekty s geometrií v Objektovém manageru.
Nástroj pro vážení najdeme v menu Character. Poté, co jej aktivujeme, začne geometrie hlavy vetřelce nabírat barvu. Každý Joint má vlastní barvu, která ukazuje jeho vliv na geometrii.
Chceme-li posoudit Jointy a jejich vliv na geometrii individuálně, stačí vybrat příslušný Joint v Správci objektů. Všechny oblasti geometrie, které nejsou ovlivněny tímto Jointem, zůstanou černé.
Na Jointu hlavy si všimneme, že špička nosu není zcela obarvena barvou Jointu. S pomocí nástroje pro vážení můžeme zabránit případnému chybnému chování deformace tím, že speciálním štětcem pro vážení zvýšíme váhu pro daný Joint.
I na přechodech k tykadlům nebo anténám je příliš velký vliv na geometrii hlavy. Abychom snížili přilehlé váhy, použijeme nástroj pro vážení s podrženým tlačítkem Ctrl.
Pro dokončení práce s vážením je dobré vybrat všechny Jointy znovu pomocí Správce objektů, nastavit zobrazení barvy váhy na Jednobarevné a zkontrolovat, zda má celá geometrie váhu. Jak je patrné na obrázku, je celý vetřelec bíle vybarven, což nám sděluje, že všechny části geometrie mají přiřazené váhy.
Mimo váhy zůstaly objekty koule očí. Aby se tyto objekty také při otočení nebo pohybu hlavy pohybovaly, jednoduše je přiřaďme k Jointu hlavy v Správci objektů. Pokud je tedy například Joint hlavy otočen, oční objekty odpovídají směru hlavy díky svému zařazení pod Jointem.
Nyní je nejvyšší čas zkontrolovat strukturu Jointů a obsažené váhy v praxi. Vybereme tedy Joint hlavy a pomocí nástroje pro Rotaci otočíme podél osy y. Celá geometrie vetřelce by měla bez problémů následovat pohyby Jointu hlavy.
Přidání Inverzní kinematiky s Dynamikou
Po tom, jak se Jointy chovají jakýsi na různých částech hlavy vetřelce, můžeme se věnovat animaci tykadel a antén pomocí Inverzní kinematiky (IK). Musíme definovat oba řetězce Jointů pro tykadla a antény jako IK řetězce.
Vybereme tedy tyto dva řetězce Jointů v Správci objektů - dbáme na to, aby Joint hlavy zůstal stranou!
CINEMA 4D zde opět nabízí speciální příkaz nazvaný Vytvořit IK řetězec, který automaticky převede vybrané řetězce Jointů na IK řetězce. Najdeme ho v menu Character>Příkazy.
Použijeme příkaz Vytvořit IK řetězec a zkontrolujeme, co se stalo s naším řetězcem Jointů. Oběma Jointům u základny hlavy byl přiřazen IK Tag. V tomto značkování byl automaticky uložen začátek a konec IK řetězce.
Kromě toho naleznete dva nové Null objekty jako Cílové objekty v Správci objektů. Tato dvě cílová objekty jsou pojmenována podle konců řetězce Jointů a umožňují nám jednoduše animovat celý IK řetězec pomocí těchto jednoduchých ovládacích cílů.
Přestože bychom chtěli pohyby tykadel a antén regulovat vlastní dynamickými vlastnostmi, není špatné si tyto dva cílové objekty ponechat, protože tykají se a antény se tak po každém pohybu a deformaci automaticky zarovnají a nastaví se.
Pohled do dialogu nastavení IK Tagů nám ukazuje, jak jsou definovány konce či cíle IK řetězce. Tyto parametry v sekci Tag můžeme ponechat; nyní nás více zajímají nastavení Dynamiky.
Přepneme do záložky Dynamika a nejprve aktivujeme volbu Dynamika. Tykadla nebo antény nyní mohou reagovat na vlivy jako je Gravitace nebo Pohyb.
Aby se však tykadla nejen volně visela, ale působila spíše elasticky a odolně, snížíme Sílu dynamiky na cca 40-45% a dramaticky zvýšíme tlumení na cca 70%. Aby se tykadla ještě více snažila vrátit do výchozí polohy, zvýšíme parametr Udržovat úhel na cca 40-45%.
V tuto chvíli vás vyzývám k dalšímu experimentování s parametry. Rychle tak zjistíte, jak jednotlivá nastavení ovlivňují celý řetězec Inverzní kinematiky - a samozřejmě to bude zábava.
Kvůli tomu, že obě externě uložené cílové objekty nepostřehnou dynamickou animaci cibule nebo antén, musíme IK naučit, že tato cíle mají být pohybována společně. V opačném případě by se cibule velmi rychle zakroutily při rychlém otáčení.
Záložka Další v IK-Tagu nám nabízí velmi elegantní funkci. Jednoduše aktivujeme volbu Převádění cíle a oba cílové objekty se automaticky pohybují s každým pohybem.
Teď je i Inverzní kinematická funkcionalita cibule nebo antén bezpečná. Učiňme trochu pořádku v Objekt-Manažeru, změnou názvu pro cílové objekty a řetězce kloubů.
Pro animaci hlavy mimozemšťana momentálně slouží hlavně Joint hlavy. Bohužel je tento Joint poměrně nepohodlný, protože kvůli svým podřízeným kloubům rotuje v prostoru.
Ale ve skutečnosti potřebujeme "čistý" výchozí stav ohledně úhlů, aby rotace a pohyb hlavy mimozemšťana mohly proběhnout bez nechtěné předpodrounnosti.
Zde přichází na řadu Root-Null-objekt, o kterém jsme si na začátku krátce povídali.
Nabízí nám zcela nový, panenský souřadný systém. A aby byl zohledněn celý IK-řetězec, musíme ho jednoduše podřídit Root-Null-objektu.
Nejprve však vytvoříme čerstvý Null-objekt prostřednictvím nabídky Objekty. Protože Joint hlavy leží v nulové pozici, nemusíme nový Null-objekt přesouvat.
Tento nový Null-objekt pojmenujeme důsledně na Roota přidáme mu celou kloubovou hierarchii prostřednictvím Objektového manažera.
Nejpozději nyní můžeme zmáčknout tlačítko přehrávání a otáčením Root-Null-objektu otáčet a animovat mimozemšťana ve všech směrech. Cibule nebo antény jsou dynamicky ovládány gravitací a našimi pohyby.
Takže Root-Null-objekt je praktickým pomocníkem při animaci kloubové hierarchie. Při vytváření kloubové struktury je alespoň hlavní kloub (nejčastěji boky) přidělen takový nadřízený Null-objekt. Aby se to automaticky stalo, musíme v dialogovém okně nastavení Nástroje kloubů aktivovat pouze volbu Root-Null-objekt.
