Είτε πρόκειται για κινούμενα σχέδια είτε για μια σύνθεση ενός καρέ: η απαίτηση για ενσωμάτωση τρισδιάστατων αντικειμένων σε πραγματικές ταινίες ή πραγματικές εικόνες γίνεται όλο και πιο δημοφιλής. Η βαθμονόμηση της κάμερας καθιστά αυτό εύκολο και στο CINEMA 4D. Για να μπορείτε να ακολουθήσετε το σεμινάριο βήμα προς βήμα, θα βρείτε το αρχείο "PSD_C4D_R14_Kamera-Matching_start.c4d" με την αρχική κατάσταση στα αρχεία εργασίας.
Ρύθμιση της σκηνής
Για να μπορέσουμε να ξεκινήσουμε να στήνουμε και να ρυθμίζουμε την κάμερα αμέσως, έχω δώσει ένα μικρό σύστημα σωματιδίων στο αρχείο πηγής, το οποίο θα ενσωματώσουμε αργότερα στη σκηνή που θα δημιουργηθεί με τη χρήση του camera matching.
Ένας σχετικά επίπεδος, αλλά όλο και ευρύτερος εκπομπός παράγει τρεις διαφορετικές χρωματιστές σφαίρες. Χάρη στον ενσωματωμένο τροποποιητή βαρύτητας, τα σφαιρικά σωματίδια δεν εκτοξεύονται απλώς, ...
... αλλά πέφτουν και προς τα κάτω ακολουθώντας τη δύναμη της βαρύτητας, όπως αντιλαμβανόμαστε αφού πατήσουμε το κουμπί αναπαραγωγής. Από τη στιγμή που η σκηνή μας θα έχει δάπεδο, θα αναπηδούν και οι σφαίρες.
Ρύθμιση της κάμερας
Για να διασφαλίσουμε ότι οι σφαίρες δεν θα μπουν στη μέση κατά τη διάρκεια των επόμενων βημάτων, αλλάζουμε γρήγορα τον εκπέμποντα σε αόρατο χρησιμοποιώντας τον διακόπτη με το φανάρι στο Object Manager .
Ας ξεκινήσουμε την ενσωμάτωση της πραγματικής εικόνας δημιουργώντας ένα νέο αντικείμενο κάμερας. Αυτό το αντικείμενο κάμερας προσαρμόζεται στο υλικό της φωτογραφικής εικόνας μέσω της επόμενης βαθμονόμησής μας. Για να δώσουμε στην κάμερα τη λειτουργικότητα της βαθμονόμησης, αναθέτουμε μια ετικέτα βαθμονόμησης κάμερας στο αντικείμενο της κάμερας μέσω του μενού περιβάλλοντος με το δεξί πλήκτρο του ποντικιού ή μέσω του μενού Tags>CINEMA 4D Tags του Object Manager.
Στο διάλογο ρυθμίσεων της ετικέτας βαθμονόμησης της κάμερας, βρίσκουμε τις λειτουργίες για τη φόρτωση και τη ρύθμιση του υλικού εικόνας στη σελίδα εικόνας. Το αργότερο μέχρι τώρα, θα πρέπει να έχετε ελέγξει ποια αναλογία διαστάσεων έχει το υλικό της φωτογραφίας. Κάνουμε κλικ στο κουμπί που βρίσκεται δίπλα από το πεδίο εικόνας ...
... και φορτώνουμε την επιθυμητή πραγματική εικόνα στην κάμερα μέσω του διαλόγου ανοίγματος αρχείου. Για αυτό το σεμινάριο, έχω παράσχει το χώρο φόρτωσης μιας εταιρικής εγκατάστασης ως αρχείο εικόνας "Loading area.jpg". Τα μεταδεδομένα της εικόνας δείχνουν την αντίστοιχη αναλογία διαστάσεων: 3264 x 2448 = 4:3.
Μετά την επιβεβαίωση με την εντολή Άνοιγμα, βρίσκουμε τη φορτωμένη εικόνα στην περιοχή προβολής της κάμεράς μας.
Πριν ξεκινήσουμε τη βαθμονόμηση της κάμερας με την εικόνα, αλλάζουμε την κάμερα σε ενεργή (λευκή) χρησιμοποιώντας το εικονίδιο της κάμερας στο Object Manager.
Βαθμονόμηση της κάμερας
Για να βαθμονομήσουμε την κάμερα, μεταβαίνουμε στη σελίδα Calibrate (Βαθμονόμηση) στο διάλογο ρυθμίσεων της ετικέτας Calibrate camera (Βαθμονόμηση κάμερας ).
Όπως μπορείτε να δείτε, όλες οι φωτεινές ενδείξεις για την κατάσταση βαθμονόμησης είναι ακόμα κόκκινες λόγω έλλειψης σημείων φυγής - αυτό θα πρέπει τώρα να αλλάξει.
Επειδή το περιεχόμενο της εικόνας καθιστά καλή ιδέα να εργαστούμε με ένα τετράπλευρο πλέγμα και όχι με μεμονωμένες γραμμές, δημιουργούμε ένα πλέγμα για το πρώτο βήμα της βαθμονόμησης χρησιμοποιώντας το κουμπί Δημιουργία πλέγματος.
Με την εικόνα μας, δεν είναι δύσκολο να βρούμε γραμμές που είναι "κάθετες" μεταξύ τους. Για το πρώτο σημείο του πλέγματος, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια από τις γωνίες κάτω από τη ράμπα.
Με το δεύτερο σημείο του πλέγματος, τεντώστε το πλέγμα όσο το δυνατόν πιο ακριβώς "παράλληλα" με την πορεία της άκρης της ράμπας. Έχω τοποθετήσει αυτό το γωνιακό σημείο στη γωνία της υδρορροής της βροχής κάτω από τη ράμπα.
Μέσω του τρίτου γωνιακού σημείου, ξεκινάμε την άκρη του πλέγματος που εκτείνεται κάθετα στην πρώτη πλευρά του πλέγματος. Είναι καλύτερο να προσανατολιστείτε στον κοντό ώμο του πλακόστρωτου και να μετακινήσετε το γωνιακό σημείο προς τα αριστερά μέχρι η γραμμή του πλέγματος να τρέξει παράλληλα με το τσιμεντένιο στήριγμα της ράμπας.
Αν και η θέση του τέταρτου γωνιακού σημείου βρίσκεται εκτός της πραγματικής εικόνας, δεν αποτελεί πρόβλημα κατά την προσαρμογή του πλέγματος. Απλώς βεβαιωθείτε ότι οι γραμμές είναι ακριβώς παράλληλες με τις άκρες της ράμπας από σκυρόδεμα.
Τώρα που το πλέγμα έχει τοποθετηθεί στην εικόνα, πρέπει να αντιστοιχίσουμε τις κατευθύνσεις των αξόνων στις αντίστοιχες ακμές για να καθορίσουμε τα σημεία φυγής. Για να το κάνουμε αυτό, τοποθετούμε το δείκτη του ποντικιού σε μία από τις ακμές του πλέγματος και, κρατώντας πατημένο το πλήκτρο Shift, κάνουμε κλικ στην ακμή μέχρι να είναι διαθέσιμο το σωστό χρώμα του άξονα για τις γραμμές του πλέγματος. Στην περίπτωσή μου, η κόκκινη ακμή της ράμπας σκυροδέματος ορίζει τη διεύθυνση του άξονα Χ και η μπλε ακμή ορίζει τη διεύθυνση του άξονα Ζ κάθετα σε αυτόν .
Μια ματιά στην ένδειξη της φωτεινής σηματοδότησης στο διάλογο ρυθμίσεων της ετικέτας βαθμονόμησης της κάμερας μας δείχνει ότι η εστιακή απόσταση και ο προσανατολισμός της κάμερας έχουν ήδη καθοριστεί από το πλέγμα που έχει τοποθετηθεί.
Χρησιμοποιώντας το κουμπί Create line (Δημιουργία γραμμής ), δημιουργούμε τώρα μια γραμμή για να καθορίσουμε τον άξονα Y.
Για να τοποθετήσουμε τη γραμμή για τον άξονα Υ, αναζητούμε μια άκρη κάθετη στο πλέγμα - στην περίπτωσή μου την μπροστινή άκρη της τσιμεντένιας κολόνας.
Πρέπει επίσης να καθορίσουμε ποιον άξονα θέλουμε να ορίσουμε με αυτή τη γραμμή. Και πάλι, κρατώντας πατημένο το πλήκτρο Shift και κάνοντας κλικ, χρωματίζουμε τη γραμμή με πράσινο χρώμα για να ορίσουμε τον άξονα Υ της εικόνας.
Αφού έχουμε σχεδιάσει και τους τρεις άξονες συντεταγμένων στην εικόνα, η αρχή, το σημείο μηδέν του άξονα της σκηνής, εξακολουθεί να λείπει για αξιόπιστο προσανατολισμό. Εισάγεται στην εικόνα με τη χρήση ενός καρφιού, το οποίο λαμβάνουμε κάνοντας κλικ στο κουμπί Δημιουργία καρφιού.
Πιάνουμε το καρφί με το ποντίκι και το τοποθετούμε στο κάτω σημείο της πράσινης γραμμής του άξονα Y. Στο μέλλον, αυτό θα είναι το σημείο μηδενισμού του άξονα της σκηνής για αυτή την κάμερα.
Ρίχνουμε άλλη μια ματιά στο διάλογο ρυθμίσεων της ετικέτας βαθμονόμησης της κάμερας και βλέπουμε ότι η θέση της κάμερας έχει υπολογιστεί από το σημείο φυγής και τις πληροφορίες του άξονα που δώσαμε. Θα λάβετε ακόμη περισσότερα πράσινα πεδία με περαιτέρω βοήθεια με τη μορφή πρόσθετων γραμμών του σημείου φυγής.
Ρύθμιση της σκηνής
Η κάμερά μας είναι τώρα βαθμονομημένη με το υλικό εικόνας που έχουμε παράσχει. Τώρα ήρθε η ώρα να εξοπλίσουμε τη σκηνή με όλα τα αντικείμενα που απαιτούνται για το animation μας.
Κατά τρόπο βολικό, η ετικέτα βαθμονόμησης της κάμερας μας παρέχει έναν αυτόματο μηχανισμό για τη δημιουργία ενός φόντου. Κάνοντας κλικ στο κουμπί Δημιουργία φόντου, δημιουργούμε ένα αντικείμενο φόντου με έτοιμη χαρτογραφημένη υφή φόντου με βάση το υλικό εικόνας της κάμεράς μας.
Για το σκοπό αυτό δημιουργήθηκε ένα υλικό και τοποθετήθηκε στο αντικείμενο φόντου χρησιμοποιώντας μια ετικέτα υφής. Μια ματιά στη βασική σελίδα του υλικού αποκαλύπτει ότι εδώ χρησιμοποιείται μόνο το κανάλι χρώματος.
Για να δώσουμε στις σφαίρες που εκτοξεύονται από το σύστημα σωματιδίων μια επιφάνεια πρόσκρουσης με τη μορφή δαπέδου, φέρνουμε στη σκηνή ένα επίπεδο αντικείμενο από την παλέτα βασικών αντικειμένων. Το γνωστό αντικείμενο εδάφους δεν είναι κατάλληλο για τους σκοπούς μας, επειδή είναι απείρως εκτεταμένο και θα δημιουργούσε προβλήματα κατά τη σωστή ρίψη σκιών.
Στο διάλογο ρυθμίσεων του επίπεδου αντικειμένου, θα βρείτε το πλάτος και το βάθος που έχω υπολογίσει για το αντικείμενο, μαζί με μια μετατόπιση -1500 cm στη διεύθυνση Ζ μέσω των συντεταγμένων.
Επειδή θέλουμε οι μπάλες που πέφτουν να ρίχνουν σκιές μόνο στην ανοιχτή περιοχή της αυλής (οτιδήποτε άλλο θα κατέστρεφε το τρισδιάστατο αποτέλεσμα), το επίπεδο θα πρέπει να εκτείνεται μόνο μέχρι ακριβώς πίσω από την άκρη της ράμπας φόρτωσης. Εάν είναι απαραίτητο, απλώς διορθώστε το αυτό σύροντας τη λαβή παραμέτρου του αντικειμένου επιπέδου . 
Αυτό το νέο αντικείμενο που ενσωματώνεται στη σκηνή απαιτεί φυσικά και μια κατάλληλη υφή. Για να γίνει αυτό, μεταβαίνουμε γρήγορα στο διάλογο ρυθμίσεων της ετικέτας βαθμονόμησης της κάμερας και χρησιμοποιούμε την αυτόματη λειτουργία για να δημιουργήσουμε μια ετικέτα χαρτογράφησης της κάμερας.
Σε αντίθεση με το αντικείμενο φόντου, χρειαζόμαστε τον τύπο προβολής χαρτογράφησης κάμερας για τη σωστή υφή του αντικειμένου στρώματος , τον οποίο μπορούμε να αποκτήσουμε χρησιμοποιώντας αυτό το κουμπί.
Μετακινούμε τη νέα ετικέτα υφής που δημιουργήθηκε στο αντικείμενο της κάμερας στη σωστή θέση στο Object Manager, φυσικά στο αντικείμενο στρώσης.
Κατά τη δημιουργία της νέας ετικέτας υφής, δημιουργήθηκε επίσης ένα νέο υλικό με την υφή της περιοχής φόρτωσης. Ωστόσο, αυτό το υλικό είναι ακατάλληλο για τους σκοπούς μας, καθώς η υφή βρίσκεται στο κανάλι φωτός και θα κατέστειλε τις σκιές των σφαιρών στο πάτωμα.
Μπορούμε να το διορθώσουμε αυτό πολύ εύκολα, χρησιμοποιώντας απλώς το υπάρχον υλικό (όχι την ετικέτα υφής!) του αντικειμένου φόντου για την υφή του αντικειμένου στρώματος. Για να το κάνουμε αυτό, σύρουμε το υλικό είτε απευθείας στην ετικέτα υφής στο Object Manager είτε στο πεδίο Material της ετικέτας υφής στο Attribute Manager .
Για να διασφαλίσουμε ότι το αντικείμενο στρώσης με υφή δεν θα έχει σκοτεινές σκιές όταν πέσει το φως πάνω του αργότερα, του δίνουμε μια ετικέτα απόδοσης χρησιμοποιώντας το μενού περιβάλλοντος με το δεξί πλήκτρο του ποντικιού ή μέσω του μενού Tags>CINEMA 4D Tags στο Object Manager ,...
... ενεργοποιούμε την επιλογή σύνθεσης φόντου στο διάλογο ρυθμίσεων. Το αντικείμενο στρώματος ενσωματώνεται τώρα με τον καλύτερο δυνατό τρόπο στη σκηνή και συμπεριφέρεται σαν στοιχείο της πραγματικής εικόνας.
Για να ενσωματώσουμε το σύστημα σωματιδίων στη σκηνή, αλλάζουμε τον εκπομπό σε ορατό χρησιμοποιώντας τον διακόπτη traffic light στο Object Manager και απενεργοποιούμε προσωρινά την κάμερα που έχουμε ρυθμίσει και βαθμονομήσει . Αυτό μπορεί να γίνει γρήγορα μέσω του εικονιδίου της κάμερας στο Object Manager ή μέσω του μενού Cameras στην προβολή Editor.
Από αυτή την οπτική γωνία, μπορούμε να δούμε για πρώτη φορά τη βαθμονομημένη κάμερα ως στοιχείο της σκηνής και - πολύ χρήσιμο για εμάς - το τμήμα του στρώματος που έχει υφή με τη χρήση της αντιστοίχισης της κάμερας. Χρησιμοποιώντας τις λαβές των αξόνων ή τις τιμές που καθορίζονται στο Attribute Manager, μπορείτε τώρα να ευθυγραμμίσετε τον εκπέμποντα έτσι ώστε οι σφαίρες να πηδούν σε όλη την περιοχή της εικόνας.
Για να διασφαλίσουμε ότι οι εκπεμπόμενες σφαίρες δεν πέφτουν μέσα από το επίπεδο αλλά αναπηδούν σε αυτό και συνεχίζουν να αναπηδούν, έχουμε δημιουργήσει έναν ανακλαστήρα εκτός από τη βαρύτητα. Μπορείτε να βρείτε αυτόν τον τροποποιητή στο μενού Προσομοίωση>Σύστημα σωματιδίων.
Στο διάλογο ρυθμίσεων του αντικειμένου ανακλαστήρα, ρυθμίζουμε την ελαστικότητα στο 70%, έτσι ώστε οι σφαίρες να εκσφενδονίζονται σε περισσότερο από τα δύο τρίτα του ύψους πτώσης μετά την πρόσκρουσή τους. Ένα μέγεθος 10000 cm στις διευθύνσεις X και Y θα πρέπει να είναι επαρκές για να κρατήσει όλες τις εκπεμπόμενες σφαίρες στο έδαφος για όλη τη διάρκεια του animation.
Όπως μπορείτε να δείτε από τη συντεταγμένη Υ του ανακλαστήρα, το επίπεδο του ανακλαστήρα βρίσκεται ακριβώς πάνω από το επίπεδο αντικείμενο. Στο απλό σύστημα σωματιδίων μας, το κέντρο του αντικειμένου σωματιδίων (ακτίνα σφαίρας = 30 cm) είναι καθοριστικό, οπότε χρειαζόμαστε αυτή την μετατόπιση. Παρεμπιπτόντως, έχω αφαιρέσει 5 cm για να επιτρέψω στις σφαίρες να βυθίζονται ελαφρώς στην επιφάνεια.
Η άποψη από μπροστά δείχνει καθαρά πώς οι εκτοξευόμενες σφαίρες πέφτουν στην κίτρινη γραμμή του ανακλαστήρα και αναπηδούν από εκεί προς τα πάνω.
Φωτισμός της σκηνής
Τώρα που η κάμερα έχει βαθμονομηθεί και τα τρισδιάστατα αντικείμενα με τη μορφή του συστήματος σωματιδίων έχουν ενσωματωθεί στη σκηνή, πρέπει να φροντίσουμε για τον κατάλληλο φωτισμό.
Δημιουργούμε ένα αντικείμενο φωτισμού για το κύριο φως που ρίχνει σκιές στη σκηνή , στο οποίο δίνουμε ένα ελαφρώς γαλαζωπό χρώμα στη γενική σελίδα του διαλόγου ρυθμίσεων. Αυτό θα πρέπει να φέρει στις σφαίρες την μπλε λάμψη που δημιουργείται από τον ουρανό και είναι ορατή στο κτίριο και το έδαφος.
Ενεργοποιούμε επίσης μια απαλή σκιά ή, εάν είναι επιθυμητό, μια σκιά περιοχής για το κύριο φως της σκηνής.
Στη σελίδα shadow του διαλόγου ρυθμίσεων, έχω μειώσει την πυκνότητα στο 70% για τη μαλακή σκιά μου και έχω επιλέξει έναν χάρτη σκιάς 500x500. Αυτό κάνει τη σκιά να φαίνεται πιο φυσική, καθώς μιμείται τον φωτισμό της από το έμμεσο φως.
Για την τοποθέτηση αυτού του κύριου φωτός, αξίζει να μεταβείτε για λίγο στην κανονική κάμερα για να βεβαιωθείτε ότι η πηγή φωτός βρίσκεται αρκετά πάνω από τη φωτιζόμενη περιοχή. Εξάλλου, το φως του ήλιου θα πρέπει να προσομοιώνεται με αρκετή ακρίβεια. Τοποθετήστε την πηγή φωτός έτσι ώστε το κύριο φως μας να πέφτει όσο το δυνατόν κατακόρυφα στα αντικείμενα ή στο έδαφος - αυτό αντιστοιχεί επίσης στην πρόσπτωση του φωτός στην πραγματική μας εικόνα.
Καθώς οι εκπεμπόμενες σφαίρες φωτίζονται μόνο από πάνω μέχρι στιγμής, χρειαζόμαστε πρόσθετες πηγές φωτός για να προσομοιώσουμε τον έμμεσο φωτισμό από την κατεύθυνση της κάμερας. Για να το κάνουμε αυτό, δημιουργούμε δύο πανομοιότυπες σημειακές πηγές φωτός με ελαφρώς κιτρινωπό χρώμα και μειώνουμε την έντασή τους στο 58% περίπου, έτσι ώστε αυτές οι πηγές φωτός να μην φαίνονται πολύ κυρίαρχες.
Τοποθετούμε το πρώτο από αυτά τα δύο λεγόμενα φώτα γεμίσματος στα αριστερά της κάμερας. Στην κατεύθυνση Y, μπορεί να παραμείνει στο επίπεδο του δαπέδου, καθώς θέλουμε να προσομοιώσουμε μόνο τον έμμεσο φωτισμό από το πλάι και από το δάπεδο.
Τοποθετούμε το δεύτερο φως πλήρωσης απέναντι από το πρώτο φως πλήρωσης στην άλλη πλευρά. Αν δεν είστε σίγουροι αν αρκετός φωτισμός θα φτάσει στις σφαίρες, απλά αφήστε το animation να τρέξει για λίγο και ενεργοποιήστε τη σκίαση Gouraud στις ορθογώνιες προβολές.
Με ενεργοποιημένη την εκτεταμένη OpenGL στην προβολή του επεξεργαστή, συμπεριλαμβανομένης της προεπισκόπησης σκιών, η σκηνή μπορεί πλέον να αξιολογηθεί πολύ καλά. Όχι μόνο οι σκιές φαίνονται αρμονικές, αλλά ο προσομοιωμένος έμμεσος φωτισμός εξασφαλίζει επίσης ότι οι κάτω πλευρές της σφαίρας δεν βρίσκονται στο σκοτάδι.
Ακολουθεί μια σύγκριση του rendered αποτελέσματος του ολοκληρωμένου πλέον σεμιναρίου μας. Τα τρισδιάστατα αντικείμενά μας φαίνονται αρμονικά ενσωματωμένα στη σκηνή, η οποία στην πραγματικότητα αποτελείται μόνο από μια απλή φωτογραφία.
