V pracovním souboru "PSD_C4D_R12_Dyn_SoftBodies_Start.c4d" najdete připravenou scénu skládající se ze spirálovité skluzavky a tří barevných krychlových objektů, které chceme spustit po skluzavce.
Struktura scény
V základní scéně zatím není nic vidět ohledně Dynamics. Abychom však mohli lépe pochopit strukturu této základní formace, podívejme se krátce na prvky a jejich uspořádání v Správci objektů. Nejprve si všimneme, že parametrické krychlové objekty jsou umístěny jako skupina v jehoře objektu HyperNURBS.
Pokud dočasně vypneme rozdělení vygenerované zdetačkou HyperNURBS a podíváme se na vlastnosti objektu krychlových objektů, uvidíme, že segmentace a zaoblení krychle jsou poměrně minimalistické.
Jednak tímto omezíme výkon pro simulaci Soft Body…
… jednak snížíme riziko artefaktů nebo nehezkých zkreslení soft body povrchů. Rozčlenitelnost 1 pro HyperNURBS je dostačující pro dostatečně hladké zaoblení objektu.
Skluzavka je vytvořena pomocí generátoru Sweep-NURBS. Jako konturový spline slouží U-tvarovaný objekt spline, jehož hrany byly mírně zakulaceny nástrojem skosení.
Jelikož objekt Sweep-NURBS vede konturový spline podél jeho osa Z, je osa orientace konturové linky odpovídající v rovině XY.
Třírozměrný tvar získává konturový spline, když je veden podél rychlíku. Tuto funkci plní parametrický objekt šroubu z nabídky základních spline objektů. Vzhled spirály skluzavky můžete kdykoli změnit upravením parametrů spojených s splinem šroubu.
Kdo si povšiml v předchozím kroku vysokého rozdělení splinu šroubu, dostává následně důvod pro tuto vysokou hodnotu. Pokud nejsou k dispozici dostatečné rozčlenění, spirála skluzavky se nejeví zaobleně, ale extrémně hranatě. V dialogovém okně nastavení objektu Sweep-NURBS je důležité, aby byla volba paralelní posun. deaktivována.
Na straně povrchových ploch objektu Sweep-NURBS je přidána povrchová plocha s lehkým zaoblením; kontura nemusí být ponechána. Zejména u horní části skluzavky s výrazným zakřivením tyto parametry pomáhají vyhýbat se nežádoucím zkreslením.
Struktura systému Dynamics s kolizními objekty
V tomto průvodci nepracujeme pouze s soft body objekty. Soft body krychle se sice budou také navzájem srážet, nicméně zejména skluzavka a objekt země musí být jako kolizní objekty zapojeny do simulace.
Začněme s objektem země, tím, že jej vybereme a pomocí příkazu Vytvořit kolizní objekt v menu Simulation>Dynamics přiřadíme dynamický tag objektu jako kolizní objekt.
V dialogovém okně dynamického tagu objektu potřebujeme jen trochu upravit elasticitu a tření. Vysoká elasticita 80 % zajišťuje, že padající krychle po dopadu na zem ještě skočí nahoru, hodnota tření 80 % je zase udržuje krychle v místě, koneckonců by neměly jen lehce uklouznout.
Pro skluzavku také potřebujeme dynamický tag objektu jako kolizní objekt, chceme-li, aby krychle dopadly a spirálovitě sklouzaly dolů. Protože kolizní objekt nemá vlastní dynamické vlastnosti, které by se ve simulaci projevily, může skluzavka viset ve scéně bez dalšího upevnění, kdekoli si ji chceme umístit.
V dialogovém okně dynamického tagu objektu pro skluzavku nejprve definujeme formu skluzavky pro kolizi. Aby byly povrchy a hrany skluzavky brány v úvahu při výpočtu kolizí, vybereme formu statické sítě. Toto nastavení sice vyžaduje značné výpočetní prostředky, ale jinak není možné realizovat skluzavku jako kolizní formu.
Elasticitu a třecí hodnoty lze v zásadě ponechat na standardních hodnotách. Kdo chce skluzavku ještě kluzčí, nastaví hodnotu tření ještě trochu níže.
Definice měkkých tělesových kostek
Nyní nám chybí pouze kostkové objekty, abychom měli úplně účastníky simulace. Abychom objekt v Dynamics vybavili měkkými a elastickými vlastnostmi, musíme mu přidělit Dynamics Body-Tag jako Měkké těleso . Příslušný příkaz najdeme znovu v nabídce Simulace> Dynamics.
Abychom všem třem kostkovým objektům přiřadili takový Tag , jednoduše vybereme všechny tři kostkové objekty v Objekt-Manageru.
Poté, co všechny tři kostkové objekty mají Dynamics Body-Tag jako Soft Body , můžeme tři Tagy vybrat v Objekt-Manageru a nastavit stejné parametry pro všechny tři kostky pomocí dialogu s nastaveními.
Rychle si všimneme, že se Měkká tělesa im zásadně liší od Tvrdých těles svým vlastním oblastním "Měkkým tělem" . To jsou tedy speciální vlastnosti, díky nimž je objekt označen jako Měkké těleso.
Na stránce Dynamics se především ujistíme, že spuštění dynamické simulace začne okamžitě, zbývající parametry nemusíme měnit.
Také můžeme společně nastavit Kolační a Nastavení hmotnosti pro všechny tři kostkové objekty. Tím získáme výhodu, že později budeme schopni lépe posoudit účinky různých vlastností Měkkých těles . Pro Kolidaci stačí automatické rozpoznání tvaru kolize při výchozích hodnotách pro pružnost a tření.
Jelikož v naší simulaci nekolidují tělesa s různými hmotnostmi, postačí nám výchozí nastavení světové hustoty pro výpočet hmotnosti.
Jak jsme již zmínili, parametry odpovědné za měkké a elastické vlastnosti Měkkých těles jsou sesbírány na stránce Měkkého těla. Všechny kostkové objekty mají společné nastavení Polygony/ Linky, protože se jedná o parametrické objekty a nechceme, aby objekty z Klonování byly vybaveny jako Měkké těleso.
Jak je vidět na skrytých parametrech, zaměřujeme se v tomto tutoriálu zejména na parametry pro Pružiny a Formulování tvaru. Dalším experimentováním s Mapami, různými tlumícími a tlakem samozřejmě nic nebrání.
Začněme s první z tří kostek. Tato kostka se kvůli vysoké hodnotě Struktury bude snažit udržovat svůj tvar. Také je skládání kostky bráněno díky vysoké hodnotě Střihu. Díky hodnotě ohnutí 60 umožňujeme kostce nejvíce pružně se ohnout.
Pomocí tvrdosti v sekci Formování tvaru dáváme kostce vlastnost, jak silně se brání deformaci.
Spodní obrázek ukazuje právě definovanou oranžovou kostku při přímém dopadu na zem.
Fialová kostka by se naopak měla chovat velmi měkká a elasticky. V souladu s tím jsou nízké hodnoty Struktury, Střihu a Ohnutí. Zejména nízká hodnota ohnutí dává kostce téměř pudinkovitý vzhled. Aby se však kostka stále vracela ke svému původnímu tvaru, dáváme jí alespoň nízkou tvrdost 5.
Spodní obrázek ukazuje zkreslenou fialovou kostku po odrazu od červené kostky.
Vlastnosti Měkkých těles červené kostky se nacházejí zhruba uprostřed obou ostatních kostek. Bude se tedy chovat poměrně elasticky, díky větší obecné tvrdosti se však velmi rychle vrátí do své původní podoby. K tomu přispívá také zvýšená hodnota pro tlumení. Čím vyšší tato hodnota je, tím rychleji se bude snažit dosáhnout původního stavu.
Spodní obrázek ukazuje červenou kostku při přímém dopadu na zem...
… a tento obrázek, několik obrázků dále, ukazuje, jak rychle se kostka vrátila do své původní podoby.
Testování simulace měkkého těla
V pracovní scéně, která je dodána jako výchozí soubor, jsem umístil tři objekty ve tvaru krychle s přibližně jednou krychlí vzdáleností mezi sebou, aby měly měkké tělesné krychle příležitost k vzájemné kolizi.
Kdo chce, může samozřejmě použít větší nebo menší vzdálenosti a sledovat, co se stane.
Před tím, než stlačíme tlačítko pro přehrávání, se ještě krátce podíváme na Nastavení dynamiky v Předvolbách dokumentu programu CINEMA 4D. Velikost objektů ve tvaru krychle odpovídá nastavené hodnotě škálování a kolizní tolerance, takže zde není nutné provádět žádné změny.
Právě po spuštění simulace kolidují dva z krychlí mezi sebou. Fialová krychle je téměř rozdrcena žlutou krychlí kvůli své nízké tuhosti pružin, zatímco červená krychle se po srážce díky vyšší zachování tvaru a -dempingu rychle zase postavila na nohy.
Přesto všechny tři krychle přežijí deformaci při nárazu nebo kolizi nepoškozeny.
Při srážce s fialovou krychlí ztratila žlutá krychle málo energie kvůli dempingu či tření a skočila o úroveň níže na dráhu.
Zatímco pestré krychle kloužou dolů a snaží se co nejlépe koulit, lze dobře posoudit ohybové- a škrábavé vlastnosti objektů měkkého těla. Fialové krychli se například díky vysoké ohybnosti snadno daří koulet dolů.
Pevnější červená krychle se sice pohybuje mnohem "hruběji", ale dokáže se tak cestou dostat rychleji a zůstává těsně za žlutou krychlí, která se na začátku trochu zkrátila.
Vysoká hodnota tření objektu na zemi zajišťuje, že se nově vznikající objekty ve tvaru krychle neodrážejí příliš daleko, ale zůstávají v blízkosti, aby mohly stále vzájemně kolidovat.
To byla malá ukázka z Dynamic soft body v CINEMA 4D Release 12. Na závěr vás mohu pozvat, abyste s touto základnou experimentovali, abyste poznali účinky různých typů pružin a tvrdostí nebo parametrů zachování tvaru- a dempingu nebo také vliv tlaku a hmotnosti.
