"PSD_C4D_R12_Dyn_SoftBodies_Start.c4d"という作業ファイルには、スパイラル状の滑り台と3つのカラフルな立方体オブジェクトが含まれています。これらの立方体オブジェクトを滑り台に放り投げたいと思います。
シーンの構築
開始シーンではまだダイナミクスは見られません。しかし、この開始構成をよりよく理解するために、要素とそのオブジェクトマネージャーの構成を簡単に見てみましょう。最初に注目すべき点は、パラメトリックな立方体オブジェクトがHyperNURBSケージ内のグループとして配置されていることです。
そして、HyperNURBSケージによる生成サブディビジョンを一時的にオフにし、立方体オブジェクトのオブジェクトプロパティを見ると、セグメンテーションや立方体の角丸がかなり最小限であることがわかります。
一方で、これによりソフトボディシミュレーションの計算負荷を低減させることができます…
…そして、寛大なHyperNURBSケージにより、アーティファクトや美しくないソフトボディの表面の歪みの危険が低減されます。この場合、HyperNURBSケージのサブディビジョン値を1に設定するだけで、オブジェクトを十分にスムースに丸くすることができます。
滑り台はSweep-NURBSジェネレーターを使用して作成されています。コントアスプラインとしては、軽く斜めになっているU字形のスプラインオブジェクトが使用されます。
そして、Sweep-NURBSオブジェクトはコントアスプラインに沿ってZ軸に沿っており、コントアスプラインの軸の方向はXY平面に対応しています。
3次元形状を持つために、コントアスプラインはレールスプラインに沿って導かれます。これは、Spline-Grundobjekteパレットからのパラメトリックヘリックスオブジェクトが担当します。滑り台スパイラルの外観は、ヘリックススプラインのパラメーターに後から変更できます。
ヘリックススプラインの高いサブディビジョンに気づいた前のステップでは、その高い数値の理由がここにあります。十分なサブディビジョンがない場合、滑り台スパイラルは円滑ではなく、非常に角ばってしまいます。Sweep-NURBSオブジェクトの設定ダイアログで重要なのは、並行変位オプションが無効になっていることです。
Sweep-NURBSオブジェクトのDeckflächen-Seiteには、軽い角丸のDeckflächeが配置されており、この際、コントアを保持する必要はありません。特に、強い曲がりを持つ滑り台の上端では、これらのパラメーターが望ましくない歪みを回避するのに役立ちます。
システムのダイナミクス構築と衝突オブジェクト
もちろん、このチュートリアルではソフトボディオブジェクトのみを使用しているわけではありません。Soft Body立方体は互いに衝突しますが、特に滑り台と床オブジェクトはシミュレーションに衝突オブジェクトとして参加する必要があります。
床オブジェクトから始めましょう。それを選択し、Simulation> Dynamicsメニューから衝突オブジェクトを作成コマンドを使用して、ダイナミクスボディタグを衝突オブジェクトとして割り当てます。
Dynamics Bodyタグの設定ダイアログでは、弾性と摩擦を少し調整するだけです。 80％の高い弾性は、床に落下する立方体が衝突後に少し上に跳ね返ることを保証し、80％の摩擦値は、立方体を基本的にその場に留めるために役立ちます。
同様に、滑り台にはKollisionsobjekteとしてDynamics Bodyタグが必要です。そうすることで、立方体がそこで衝突し、らせん状に下に滑落することができます。Kollisionsobjekteには、シミュレーションにおける独自のダイナミックプロパティがないため、どこにでも滑り台を配置できます。
ダイナミクスボディタグの設定ダイアログにおいて、まず、滑り台の形状を衝突用に詳細に定義します。滑り台の表面とエッジが衝突計算に正確に考慮されるように、Static MeshをFormとして選択します。この設定はかなり計算コストがかかりますが、滑り台を衝突形状として表現する方法はほかにありません。
弾性および摩擦値は基本的に標準値のままで問題ありません。滑りやすさを増すには、摩擦値を少し下げます。
ソフトボディキューブの定義
シミュレーションの参加者を完全にするために、残りはソフトボディキューブオブジェクトだけです。ダイナミクスで柔らかくて弾力性のある特性を持つオブジェクトを作成するには、ダイナミクスボディタグをソフトボディとして割り当てる必要があります。関連コマンドは再びシミュレーション>ダイナミクスメニューで見つけることができます。
これにより、3つのキューブ全てにこのようなタグが割り当てられるようにするには、まずオブジェクトマネージャーで簡単に全ての3つのキューブオブジェクトを選択してください。
全ての3つのキューブオブジェクトがダイナミクスボディタグとしてソフトボディとして準備された後、オブジェクトマネージャーで3つのタグを選択し、共通のパラメータをすべての3つのキューブに適用するために設定ダイアログで設定します。
ここで、ソフトボディは主にリジッドボディと異なる「ソフトボディ」エリアによって特別な特性があることに気付くでしょう。このエリアには、オブジェクトをソフトボディオブジェクトにするための特別な特性が含まれています。
ダイナミクスページでは、動的シミュレーションのトリガーが即座に開始されることを殆ど確認すれば、残りのパラメータは変更する必要はありません。
衝突-および質量設定もすべての3つのキューブオブジェクトに共通で設定できます。異なるソフトボディ特性の影響を後でよりよく判断できるようにする利点があります。衝突には、弾力性および摩擦の標準値に対する衝突形態の自動検出が十分です。
シミュレーション内で異なる質量を持つボディが衝突する場合は、質量の計算には世界密度の標準設定で十分です。
すでに述べたように、ソフトボディソフトボディ-の柔らかいまたは弾性特性に関連するパラメータはソフトボディページにまとめられています。全てのキューブオブジェクトに共通するポリゴン/線設定があります。このチュートリアルでは、主にバネと形状保持のパラメータに焦点を当てています。 マップ、異なるダンピング、および圧力を使用した追加実験ももちろん可能です。
3つのキューブのうち最初のキューブから始めましょう。このキューブは高い構造値のため、形を保とうと頑張ります。同様に、キューブの折り畳みを高いせん断値によって防ぎます。 60の曲げ値により、このキューブが最も弾性的に曲がることを許可します。
形状保持のセクションの硬さ値を通じて、キューブが変形に対抗する強度を与えます。
下の図は、地面に直接衝突するオレンジ色のキューブを示しています。
それに対して、紫色のキューブは非常に柔らかく弾力性があるように振る舞います。 構造-, せん断価-、および曲げ値は非常に低くなります。特に、低い曲げ値により、キューブはほぼプリン状に見えるでしょう。 それでも、キューブを元の形状に戻すために、最低でも5の低い硬さ値が必要です。
下の図は、赤いキューブからバウンスした後の歪んだ紫色のキューブを示しています。
赤いキューブのソフトボディ特性は、他の2つのキューブの中間にあります。したがって、キューブは確かに弾力的に振る舞いますが、より一般的な硬さにより、素早く元の状態に戻ります。これにはダンピング値の増加も寄与します。この値が高いほど、元の状態に戻るスピードが速くなります。
下の図は、地面に直接衝突する赤いキューブを示しています ...
... そして数枚先に進むと、キューブが元の形状に迅速に戻る様子を示すこの図もあります。
ソフトボディシミュレーションのテスト
初期シーンに配置された3つの立方体オブジェクトはお互いに約1立方体離れて配置されており、ソフトボディキューブ同士が衝突する機会を得られるようになっています。
興味があれば、もちろんより大きなもの、またはより小さな間隔でも試して、何が起こるか観察してみてください。
再生ボタンを押す前に、CINEMA 4Dの文書設定でのダイナミック設定を確認しておきましょう。オブジェクトのサイズは設定されたスケーリング値および衝突許容度にかなり適しているので、ここで変更を加える必要はありません。
シミュレーションを開始すると、2つの立方体が衝突します。紫の立方体は黄色の立方体によってほぼつぶされるバネ係数が低いためです。赤い立方体は、より高い形状保存および減衰により、衝突後すぐに回復します。
それにもかかわらず、すべての立方体は、衝突または衝突による変形を無傷で乗り越えます。
紫立方体との衝突時、黄立方体は減衰または摩擦によってほとんどエネルギーを失わず、下のレベルに飛び降ります。
カラフルな立方体が下に滑り落ち、できるだけ玉のように丸まる様子を見ながら、ソフトボディオブジェクトの曲げおよび剪断特性を判断することができます。例えば、紫の立方体は曲げやわらかさが高いため、玉のように下に転がりやすいです。
よりきつい赤い立方体は運動量がはるかに大きく、より「エッジのある」動きをしますが、それでもより短時間で進み、前に進むように最初に少し短縮した黄色い立方体に近づきます。
床オブジェクトの高い摩擦係数により、到着する立方体オブジェクトが離れすぎず、近くに留まり、お互いに衝突する機会を作ります。
以上がCINEMA 4Dリリース12のソフトボディダイナミクスの簡単な紹介です。最後に、この基本を使って実験し、異なるバネ種類や硬さ、または形状保存や減衰パラメータの影響、または圧力や質量の影響などを把握してみることをお勧めします。
