Pro získání představy o výsledku tohoto tutoriálu je nejlepší prohlédnout si příslušné video.
V pracovním souboru PSD_C4D_R12_Dyn_Motor_Auto_Start.c4d jsou nejdůležitější prvky scény již připraveny, abychom mohli ihned začít pracovat s Dynamikou. Protože začneme s výstavbou malého hračkového vozidla, jsou všechny rušivé prvky scény dočasně skryty pomocí přepínačů světelných signálů v Objektovém manažeru.
Stavba scény
Podívejme se stručně na sestavení scény. Kromě auta je zde také gulový objekt jako pozdější překážka, HyperNURBS-objekt s integrovaným Objektem krajiny a také podlaha, nebe a světelné objekty pro prostředí a osvětlení scény.
Aby byla stavba vozidla co nejjednodušší a snadno srozumitelná, skládá se auto pouze z karoserie a čtyř kol. Jako kola slouží celkem čtyři Roura-objekty, které jsou zarovnány v kladném směru osy X a umístěny na příslušné místo na autě.
Abychom si v pozdější fázi s integrací Konnektorů a Motorů usnadnili, je každému kole přiřazena jeho pozice jako zkratka (vl = vpředu vlevo).
Karoserie generuje Extrude-NURBS-Objekt z Splinu. Samozřejmě můžete použít i jiné auto nebo karoserii; důležitá je po integraci pomocí Konnektoru nebo Dynamics Body-Tagu správná integrace.
V dialogovém okně nastavení Extrude-NURBS-Objektu je zadána šířka našeho vozidla. Vychází z Přesunutí v X-směru během extruze. Pro přirozený, realistický vzhled se postaráme o Zaoblení hran karoserie.
Skrytý v HyperNURBS-objektu je Objekt krajiny, který nám poskytuje užitečné pozemní terény pro offroadové vložky auta. Díky HyperNURBS subdivizi můžeme ušetřit na segmentaci krajiny, aniž bychom získali příliš členitý terén.
Aby byla akce při jízdě terénem ještě zajímavější, integrujeme pár překážek. Ve svém případě jednoduché gulové objekty s poloměrem 50 cm, které budou později náhodně rozloženy na teréně nebo na Objektu krajiny pomocí MoGraphu.
Stavba vozu s konnektory a motory
Zaměřme se nejprve na hračkové auto. Jaké funkce musí splňovat pro naše účely?
Nejprve je nutné umožnit, aby se kola mohla otáčet upevněná na vozidle; kromě toho potřebuje pohon na kolech, aby se vůbec mohlo pohybovat samo. A samozřejmě musí rozpoznat Kolize - to začíná už tím, že se kola dotýkají země.
Abychom mohli tuto funkci zprostředkovat pomocí nových Dynamics z programu CINEMA 4D, potřebují zapojené prvky Dynamics Body-Tags, aby je Dynamics Engine vůbec přijala.
Začneme u čtyř kol, která všechna vybereme v Objektovém manažeru a definujeme je jako Pevené těleso pomocí nabídky Simulace>Dynamics.
Jelikož všechna čtyři kola samozřejmě získají stejné dynamické vlastnosti, vybereme všechny čtyři Dynamics Body-Tagy a nastavíme požadované parametry.
Na stránce Dynamics můžeme přijmout výchozí nastavení. Je důležité, aby bylo okamžité spuštění, aby měla kola okamžitý kontakt se zemí.
Na stránce Kolize pomáháme detekci kolizí Dynamics tím, že nastavíme Formu jako Cylinder X-osa. To odpovídá tvaru kola a zvyšuje výkon při výpočtu Dynamics. Aby vozidlo při nárazu na zem jenom mírně poskočilo, nastavíme mírnou Elasticitu na 10 %. Na oplátku zvýšíme Tření na 120 %, aby kola mohla na zemi dobře přilnout.
Přejděme k dalšímu prvku vozu, karoserii. Bohužel není Extrude-NURBS-Objekt vhodným referenčním bodem pro karosérii kvůli své nevýhodné ose, takže jednoduše použijeme nadřazený Auto nulové objekt. Jeho osa je v centru auta.
Takže nadřazenému Auto nulovému objektu přidělíme pomocí nabídky Simulace>Dynamics Dynamics Body-Tag jako Pevené těleso.
V nastavení dialogu Dynamics Body Tagu také povolujeme okamžité spouštění pro auto.
Na stránce Kolize musíme zohlednit hierarchii našeho vozidla, aby bylo tělo vůbec rozpoznáno. Nastavíme tedy Hierarchii na Kompozitní Kolidující Formu a jako Formu nejlépe zvolíme Konvexní Obal nebo Pohyblivou Sít.
Ostatní kolizní vlastnosti mohou zůstat, koneckonců vozidlo zůstane převážně na čtyřech kolech a není nutné, aby se převrátilo.
Pro zajištění toho, že těžištěm pro naše vozidlo je skutečně osa, kterou jsme si přáli, musíme na chvíli přepnout na stránku hmotností.
Zde aktivujeme možnost Vlastní těžiště hmoty - ale nebudeme odchylovat se od definované osy, zůstanou offsetové hodnoty X, Y a Z na 0.
Pokud bychom nyní spustili animaci, náš vůz by se pouze zhroutil. To není překvapivé, protože jsme zatím definovali pouze pět Dynamics Bodů, CINEMA 4D (zatím) nezná stavební souvislosti.
To změníme nyní pomocí Konnektorů. S nimi připevníme kola k vozidlu, umožníme rotaci kolem os kol a zároveň zajištujeme solidní odpružení kol pro jízdu přes terén.
Vyberme první Konnektor z nabídky Simulace>Dynamics.
Každé kolo dostane svůj vlastní konnektor. Začneme s předním levým kolem a nově vytvořený Konnektor přejmenujeme na první pokus. Aby konnektor převzal polohu kola, aktivujeme nástroj Přidat-Nástroj Převzít z nabídky Funkce a přetáhneme Kolo vp do Objektového Pole pro převzetí.
Po kliknutí na tlačítko Přiřadit se konnektor nachází na stejné pozici jako dané kolo.
Stejným způsobem vytvoříme další konnektor; tentokráte pro přední pravé kolo. Také tomuto konnektoru přiřadíme pozici odpovídající kola pomocí příkazu Převzít.
Předtím, než se pustíme do zadních kol, správně zarovnáme konnektory u předních kol. K tomu vybereme konnektor a pomocí Odchylky v Úpravách atributů s žlutým kloubem otočíme ven. Pro pravé přední kolo dostaneme úhel 90°, pro levé přední kolo úhel -90°.
Tímto způsobem byste mohli také vybavit obě zadní kola konnektory na správné pozici a s vhodným natočením. Dolní obrázek ukazuje čtyři umístěné konnektory z pohledu shora.
Aby byly konnektory viditelné i tehdy, když nejsou vybrány, aktivujete v Dialogu nastavení konnektorů na stránce Zobrazení možnost Vždy viditelné. Změňte Velikost konnektorů tak, aby lépe odpovídala vozidlu.
Nyní bychom měli konečně určit správný chod pro konnektory; koneckonců chceme odpružené nápravy a ne panty u auta. To se děje na stránce Objekt, kde pro všechny čtyři konnektory nastavíme typ Odpružené kolo.
Zatím necháme vybrané čtyři konnektory, protože další nastavení můžeme provést pro všechny čtyři odpružené kola. Jako první objekt pro Vázání pro konnektory přetáhneme Nulový objekt Auto jako Objekt A do příslušného pole.
Jako Pružnost zvolíme hodnotu 20, pro Hustotu pružiny, tedy rychlost, s jakou se pružina vrátí zpět, zvolíme hodnotu 20%.
Aktivujeme spodní a horní limit ve směru Y s posuvem 20 cm. Ačkoli je nepravděpodobné, že by se náš vůz dostal až na tyto hranice, scéna se tím stane alespoň přehlednější.
Nyní se postaráme o jednotlivé konnektory resp. Odpružené kola. Jediná úprava, kterou musíme provést pro každý konnektor, je druhý objekt pro vazbu. Zde přetáhneme k odpovídajícímu konnektoru náležející kolo do pole Objekt B.
Po nastavení všech čtyř konektorů nebo tlumičů je začleníme do hierarchie objektu v vozidle. Umístíme je poblíž kol jako podobjekt do nulového objektu "Auto".
Chybějícím prvkem našeho hračkového auta je pohon, který mu umožní pohybovat se sám. I když by byl pro terénní jízdu žádoucí pohon všech kol, v našem případě budou poháněna pouze přední dvě kola motory. Dva motory jsou proto, aby bylo fyzikálně správně přenášeno napětí na jednotlivá kola.
První motor si nainstalujeme přes nabídku Simulace>Dynamika do scény.
Stejně jako u konektorů přejmenujeme také motor tak, aby odpovídal poháněnému kolu. Zde by měl motor pohánět levé přední kolo.
S nástrojem Převzít z nabídky Funkce přeneseme motoru pozici kola. Po kliknutí na tlačítko Přiřadit bude motor umístěn na požadovaném místě a bude stačit ho ještě zarovnat.
To provedeme přes Manažer atributů na stránce souřadnic. Motor otočíme o úhel natočení o 90°, aby se žlutý směr pohybu shodoval s rotačním směrem kola.
Motor je propojen pomocí polí objektu ve svém dialogovém okně nastavení. V našem případě přetáhneme přední levé kolo do pole Objekt A. Pro pohon motoru mu nastavíme cílovou úhlovou rychlost 400° a točivý moment 50.
Stejným způsobem nainstalujeme druhý motor pro pohon pravého předního kola. Přejmenujeme ho odpovídajícím způsobem a opět předáme pozici příslušného kola motoru pomocí nástroje Převzít.
Druhý motor také otočíme pomocí Manažeru atributů do správného směru pohybu a tentokrát předáme přední pravé kolo jako Objekt A.
Druhý motor samozřejmě obdrží stejné parametry pro cílovou úhlovou rychlost a točivý moment.
Tím je pohon správně zabudován do vozidla. Doporučuji, aby se motory staly podobjektem v hierarchii objektu vozidla, aby byl editor přehledný i během simulace.
Předtím než můžeme auto konečně pustit, potřebujeme pevný povrch, protože dosud by hračkové auto jednoduše padlo do prázdna.
Pro naše první testování a jako podložní vrstvu pro později přetvoříme zem do kolizního objektu. Vybereme objekt země a prostřednictvím nabídky Simulace>Dynamika mu přiřadíme příslušný údajový štítek dynamiky.
Jak je obvyklé u čistého kolizního objektu, dialogové okno s nastavením je dost přehledné. Zajímá nás především hodnota tření. Zvyšujeme ji na 100 %, aby kola rychle získala přilnavost a mohla se správně zrychlit.
Pokud nyní stiskneme tlačítko Přehrát, hračkové auto už samo začne jezdit. Auto později vybavíme malým ovládáním; nyní se ale nejdříve postaráme o terén.
Rozšíření scény s prvkami Dynamics a MoGraph
Zatím neviditelný, protože je deaktivován jako parametrický objekt přes Manažer objektů, bude Objekt krajiny nyní použit jako kopcovitý terén. Podobně jako u zemského objektu musíme terén nejprve definovat jako kolizní objekt. Přiřadíme nadřízenému HyperNURBS objektu prostřednictvím nabídky Simulace>Dynamika údajový štítek dynamiky jako kolizní objekt.
U tohoto kolizního objektu je stránka kolize v dialogovém okně zvláště důležitá. Potřebujeme zde jako kolizní tvar statický mříž, aby auto mohlo později rozpoznat každou hrbolek na povrchu. Stejně jako u zemského objektu nastavíme i zde vysokou hodnotu tření na 100 %.
Zkusme ihned zjistit, jak se náš automobil vypořádá s terénem. Ale nejprve přesuneme kompletní skupinu automobilů do Z-koordináty v Správci atributů na 3000 cm. Tak bude automobil připraven k jízdě a může s razancí zamířit směrem ke krajině.
Po kliknutí na tlačítko pro přehrávání můžeme sledovat, jak se naše hračkový auto statečně probojuje svou cestou krajinou kopce. Pro zpestření scény přidáme dodatečné překážky.
Výchozím bodem pro naše překážky je již přítomný kulový objekt. Aby se naklonované koule nejen zdržovali automobilu, ale také byly odraženy, musíme je definovat jako tvrdé těleso. V zásadě je jedno, zda samotná koule nebo klonovaný objekt je přiřazen Tag tělesa dynamiky. S prvním variantou jste flexibilnější, protože tak můžete každému druhu klonu přidělit vlastní dynamické vlastnosti.
Takže přiřadíme kulovému objektu potřebný Tag tělesa dynamiky jako tvrdé těleso; najdeme ho jako obvykle v nabídce Simulace>Dynamika.
V dialogovém okně nastavení Tagu tělesa dynamiky pro kouli nastavíme na stránce Dynamika spuštění na při srážce. Díky tomu se koule nepohybují nechtěně samy o sobě, ale reagují až tehdy, když automobil nebo jiná koule způsobí srážku.
Z důvodu jednoduchého tvaru objektu se spoléháme na automatické rozpoznání srážky; zvýšený tření 80% drží koule většinou na zemi, aby se pohybovaly po terénu bez nežádoucího skákání.
Nyní je koule vybavena dynamickými vlastnostmi, takže je můžeme rozmístit po terénu. K tomu použijeme klonovaný objekt z nabídky MoGraph.
Pomocí Objektového správce přiřadíme kulový objekt klonovanému objektu jako klon. Kvůli použití parametrické koule, která používá střed koule jako referenční bod, by v tuto chvíli umístění klonovaných koulí znamenalo, že všechny klony jsou z poloviny pohřbeny v terénu.
Abychom tomu zabránili a koule byly posunuty směrem nahoru o poloměr, najdeme na stránce Transformace dialogového okna nastavení možnost nastavit posun. Koule posuneme ve směru Z o 50 cm, tedy o poloměr koule.
Skutečné nastavení pro duplikaci a rozmístění klonů provádíme na stránce Objektu v dialogovém okně s nastavením.
Nejprve zvolíme režim Objekt; koneckonců chceme použít objekt krajiny pro rozmístění klonů. Tento zmíněný objekt krajiny pak přetáhneme do příslušného pole Objekt.
Rozmístění klonů by mělo probíhat na povrchu objektu, počet si samozřejmě můžete stanovit sami. Aby automobil nemusel odstraňovat zbytečně mnoho koulí, byl by počet nejvýše 80 doporučený.
Na snímku níže uvidíte současný stav v renderingu. Koule byly úspěšně rozmístěny na objektu krajiny, ale stále směřují stejným směrem. S efektorem náhody je tento malý problém rychle vyřešen.
Abychom efektor náhody přiřadili klonovanému objektu již při začlenění do scény jako své účinné místo, vybereme klonovaný objekt v Objektovém správci předtím, než z nabídky MoGraph>efektory získáme efektor náhody.
V dialogovém okně nastavení efektoru najdeme na stránce Parametry transformační parametry. Protože koule má být pouze otočeny kolem všech os, potřebujeme jen upravené úhlové parametry. Úhel 90° na každou stranu postačuje k poskytnutí dostatečného prostoru pro různé rotace.
Testovací render ukazuje, že díky efektoru náhody jsou koule nyní úplně náhodně rozmístěny a otočeny na krajině.
Nyní je nejvyšší čas pustit naše hračkové auto na překážky. Vzhledem k tomu, že v budoucnu musíme počítat s více srážkami, stojí za to podívat se na velikost a škálu překážek až do nastavení dynamiky pod nastaveními dokumentu.
Vzhledem k tomu, že velikost koulí, kol a také hračkového auta jsou velmi blízko dané škále a dobře se vyrovnávají s kolizní tolerancí, nejsou v mé ukázce žádné úpravy potřebné.
Aby se hračkové auto hned po startu neztratilo z dohledu, najdete v rozložení prvků scény v Objekt-Manageru také Cílovou kameru, která se automaticky zaměřuje na auto. V jejím výrazu zarovnání je zachyceno, že nesmí ztratit z očí objekt Auto.
Aktivujeme ji kliknutím na bílý hledáček v Objekt-Manageru.
Nyní můžete stisknout tlačítko pro přehrávání a sledovat auto při jeho jízdě přes terén posetý překážkami.
Instalace jednoduchého ovládání auta pomocí XPresso
Bylo by hezké, kdyby auto nejelo jen přímo přes terén, ale kdybychom jako uživatelé měli také možnost řídit. V našem příkladu by stačila jednoduchá možnost řízení vlevo či vpravo pomocí posuvníku. Protože bychom vlastně měli ovládat dva objekty (kola a spojka), ale chceme pouze jednoduchý regulační prvek, integrujeme si vlastní regulační parametr ve formě uživatelských dat.
Vybereme skupinu Auta a přidáme si v Attribute Manageru v menu uživatelé svá vlastní uživatelská data.
Otevře se okno správa uživatelských dat. Zde najdete všechna jednotlivá uživatelská data patřící k cílovému objektu. Nově vytvořený záznam pojmenujeme vhodně jako Řízení a v poli vlastností také specifikujeme, jak má být parametr nastaven.
Jako rozhraní vybereme kluzák s plavoucí desetinnou čárkou v jednotce stupňů. Abychom měli přehledné kroky, zvolíme krok 1°.
Abychom předešli tomu, že se kola převrátí příliš daleko a překrývají se s vozidlem, omezíme minimální výstup na -30° a maximální výstup na 30°. Výchozí hodnota 0° zajistí, že kola budou na začátku rovně.
Po uzavření dialogu s OK a vytvoření uživatelských dat naleznete na stránce uživatelská data vašeho auta vytvořený parametr Řízení ve formě posuvníku, jak bylo žádáno.
Tím jsme tedy vytvořili možnost ovládat vlastní parametr, který nyní musíme přesunout na správné místo ve stavbě našeho vozidla.
Parádní úkol pro XPresso. Za tímto účelem potřebujeme jako první kámen XPresso, kterým je nejjednodušší zaslat z kontextové nabídky pravým tlačítkem myši v podrozbalovací nabídkce CINEMA 4D Tagy.
Jako nosič tohoto rozhodnutí se samozřejmě skupina Auta výborně hodí.
Dvojitým kliknutím na kámen XPresso otevřete editor XPresso. Jako první položku či uzel (node) přetáhneme prázdný objekt Auto z Objekt-Manageru do okna XPresso-Editoru.
Chceme-li poskytnout náš vlastní parametr jako port k propojení, klikneme na červené tlačítko výstupního portu a vybereme si port Řízení z podnabídky uživatelských dat.
S naším parametrem Řízení chceme ovlivnit úhly natočení spojek odpružení kol. Abychom k těmto parametrům mohli přistupovat v editoru XPresso, vyhledáme oba Konnektory levého a pravého předního kola v Objekt-Manageru a přetáhneme oba objekty také do editoru XPresso.
Jelikož chceme poskytnout hodnotu oběma Konnektorům, klikneme na modré tlačítko vstupních portů uzlů Konnektoru a z podnabídky vlastnosti objektu vybereme port úhlu řízení.
Nyní musíme jednoduše propojit oba porty úhlu řízení s portem řízení auta. Stačí přetáhnout myší z jednoho portu na druhý.
Náš malý výlet do XPresso je bohužel již u konce, takže můžeme zavřít editovaný XPresso. Abychom nemuseli neustále hledat nulový objekt a jeho uživatelský záznam pro řízení auta, jednoduše integrujeme ovládání posuvníkem do Head-Up Display (HUD) okna editoru.
Klikněte pravým tlačítkem myši na položku parametru řízení v Attribute Manageru a vyberte v kontextovém menu příkaz Přidat do HUDu.
Pro přesunutí položky HUD v editoru jednoduše klikněte s podrženým tlačítkem (Ctrl)- nebo (Ctrl)- na prvek HUD a myší ho přesuňte na vhodné místo.
Aby byl ovládací prvek HUD viditelný nejen tehdy, když je naše vozidlo vybráno, otevřeme s pravým tlačítkem myši příslušné kontextové menu a zvolíme v menu Zobraz možnost Vždy.
Nyní můžete kliknout na tlačítko přehrát a autem jednoduše řídit podle libosti pomocí posuvníku terénem. Dbejte na to, abyste při každém spuštění vozidla vrátili řízení zpět, aby se auto nedostalo do přetáčení.
Kdo chce později dobrodružnou jízdu přeměnit na animaci, jednoduše zaznamená klíčové body ovládání keyframes pro jednotlivé hodnoty řízení. Přeji příjemné kroužení terénem!
