Om ons te kunnen concentreren op het werken met de nieuwe functies, heb ik in het pakket met de begeleidende materialen een projectbestand voorbereid: PSD_R21_VektorVolumen_start.c4d. Het bevat een parametrisch bal-object en twee deeltjes-emitters die van boven en onder op de bal gericht zijn. Het doel van deze tutorial is dat de uitstromende deeltjes op de bal botsen en zich in alle richtingen verspreiden.
Laten we eens kort naar de componenten van de scène kijken. Beide deeltjes-emitters hebben dezelfde instellingen: ze stoten 500 deeltjes uit tot frame 300, waarbij de levensduur van de deeltjes 1000 frames bedraagt, wat tot het einde van de animatielengte duurt.
Een klik op de afspeelknop laat zien dat de deeltjes van beide emitters op dit moment nog ongehinderd door de bal rondlopen. Dat gaan we nu veranderen.
Opbouw van het eerste vectorveld
We beginnen door vanuit de door de bal voorgeschreven geometrie een eerste vectorveld te genereren. Het moet de aankomende deeltjes op basis van een willekeurig patroon rond de bal leiden.
Hiervoor halen we eerst een volumemaker uit het menu Volume.
Vervolgens plaatsen we het bal-object door middel van slepen-en-neerzetten over de object-manager als subobject in de volumemaker. Op dit moment is daar als volumetype nog het afstandsgebied aangegeven, waardoor de volumemaker onze bal momenteel nog opbouwt uit voxels.
Om de bal in plaats daarvan om te zetten tot een vectorveld, veranderen we eenvoudigweg het volumetype via het bijbehorende menu naar het type vector.
De nogal grove indeling van het vectorveld passen we nu aan via de voxelgrootte. Een waarde van 5 cm is ruim voldoende voor onze doeleinden.
Van ons vorige bal-object is dankzij de volumemaker nu een radiaal veld van ontelbare vectoren gemaakt.
Wanneer we wat dichterbij het vectorveld inzoomen, zien we de afzonderlijke vectoren die allemaal loodrecht op de positie op het baloppervlak staan. De resulterende krachten wijzen dus allemaal weg van onze bal. Niet echt wat we nodig hebben om de deeltjes rond de bal om te leiden.
We moeten dus twee dingen aanpakken: de vectoren moeten parallel aan het oppervlak van de bal liggen en bovendien een willekeurig patroon hebben, zodat de deeltjes op het oppervlak in verschillende richtingen worden omgeleid.
Voor het willekeurige patroon zorgt een willekeursveld, dat we via het menu Genereren>Veld naar onze scène halen.
We plaatsen het willekeursveld door middel van slepen-en-neerzetten over de object-manager als subobject in de volumemaker. In het instellingendialoog van de volumemaker staat het willekeursveld vervolgens vermeld als laag boven onze bal.
Een blik op het 3D-beeld toont aan dat de twee vectorvelden nog niet werken zoals we nodig hebben. Het willekeursveld moet immers werken op de vectorbal die eronder in de lijst staat.
Om dit te bereiken, selecteren we de vermelding van het willekeursveld in de lijst van objecten in de volumemaker en zetten we in de daaronder gelegen instellingen voor het willekeursveld de generatieruimte op objecten ervoor.
Nu werkt het willekeursveld zoals gewenst op alle vectoren die door de bal worden aangeboden. Nu moeten we er alleen nog voor zorgen dat de chaotisch gedraaide vectoren langs het baloppervlak wijzen.
De berekeningsmodus van het willekeursveld en de bal lijkt dus nog niet helemaal te kloppen. Via het modus-menu in de objectenlijst kiezen we voor het kruis-verrekeningsmodus voor het willekeursveld. Deze modus is speciaal ontworpen om loodrecht op elkaar verrekende vectoren te verkrijgen via het kruisproduct.
Zoals te zien is in ons 3D-overzicht, lopen de vectoren na deze stap zoals gewenst tangentiëel om onze bol heen.
Gebruik van het krachtveld
We hebben nu het eerste veld van vectoren voor de route van de deeltjes rond de bol voorbereid, maar helaas letten de deeltjes tot nu toe nog niet op onze vectoren.
Om de vectoren van ons zelfgemaakte veld als krachten te laten werken, hebben we een zogenaamd krachtveld-object nodig. We vinden dit in het menu Simuleren>Krachten.
Om ons vectorvolume als krachtveld te laten werken, openen we de instellingendialoog van het krachtveld en slepen we de volumegenerator met drag-and-drop over de object-manager naar het object-veld van het krachtveld-object.
Bij het loslaten zal er een klein keuzemenu verschijnen waarin wordt gevraagd of de volumegenerator behandeld moet worden als punt- of volumenobject. Wij kiezen natuurlijk voor de optie volumenobject.
Nu zou ons door de volumegenerator gedefinieerde vectorvolume als een vermelding in de lijst van krachtvelden moeten verschijnen. Zoals te zien is, werkt het krachtveld ook met lagen en berekeningsmodi, wat de nieuwe mogelijkheden met het krachtveld-object doet vermoeden.
Als we de animatie nu starten met de afspeelknop, zien we dat de deeltjes nu beïnvloed worden door ons veld van vectoren.
Dit is nog niet het gewenste resultaat. Op dit moment is nog steeds de optie snelheidstype Toevoegen aan snelheid actief in het krachtveld-object, wat betekent dat de deeltjes alleen maar in de richting worden afgebogen met wat meer vaart. Wij willen echter dat de deeltjes hun richting veranderen volgens de vectoren, wat we in het menu snelheidstype dienovereenkomstig selecteren.
Na deze wijziging ziet de animatie er al beter uit. Veel deeltjes vinden al hun weg over het oppervlak van de bol, maar sommige worden afgebogen van de bol af. Het valt ook op dat deze afgebogen deeltjes zich op zeer vreemde trajecten bewegen.
Dit laatste kunnen we heel eenvoudig oplossen door in de instellingen van het krachtveld-object de volumegenerator in de objectenlijst te selecteren en in de instellingen op de lagen-pagina de Steekproefmodus van Volgende naar Lineair te zetten. Hierdoor wordt niet eenvoudig afgerond naar het volgende voxeltje, maar wordt er een lineair gemiddelde gebruikt.
Na deze wijziging bewegen de deeltjes die worden afgebogen van de bol zich al veel vrijer rond. Vervolgens zorgen we ervoor dat deze deeltjes ook op het oppervlak van de bol blijven.
Om ervoor te zorgen dat de paden van de deeltjes die over het oppervlak van de bol lopen niet te fijnmazig zijn, verhogen we in de instellingen van het willekeurige veld de grootte van het onderliggende ruis. Natuurlijk staat het iedereen vrij om nog wat meer te experimenteren met de instellingen van het willekeurige veld.
Als we het willekeurige veld-object hebben geselecteerd, kunnen we de parameter grootte trouwens interactief in het 3D-overzicht aanpassen met een eigen handvat. Ik heb gekozen voor een grootte van 300 %, zodat het ruis duidelijk zichtbaar is bij de vectoren.
Opzetten van het tweede veld van vectoren
Zoals de naam van ons bolobject "Bol binnen" al aangeeft, moet er naast het zojuist voltooide vectorenveld voor de binnenste bol ook een tweede vectorenveld zijn voor een buitenste bol. Deze tweede, iets grotere bol moet ervoor zorgen dat eventueel gereflecteerde deeltjes weer terug worden gestuurd naar het oppervlak van de binnenste bol.
Om dit te realiseren dupliceren we het bolobject door te slepen met de ingedrukte Ctrl- toets in de object-manager, laten we het als subobject van de volumegenerator en voegen we de toevoeging "buiten" toe om beide bollen te kunnen onderscheiden. We geven deze buitenste bol ook een straal die 2 cm groter is als speelruimte voor de deeltjes.
De volume-verwekker heeft ook meteen het overeenkomstige vectorveld gegenereerd vanuit de tweede, externe bol en toegevoegd aan de reeds bestaande objecten.
In de lijst van objecten in het instellingendialoog van de volume-verwekker staat de externe bol nu bovenaan en zou als laatste worden verwerkt. Maar we willen dat de externe bol eerst door de deeltjes wordt doordrongen en de deeltjes daarna niet meer verlaat.
Laten we dus wat orde op zaken stellen in de object-lijst. We verplaatsen eerst de "buitenste bol" naar de onderste positie in de volgorde. Omdat het willekeurige veld op de eronder liggende "binnenste bol" moet worden toegepast, maar direct na de "buitenste bol" moet worden uitgevoerd, maken we gewoon een map aan waarin we het willekeurige veld en de binnenste bol kunnen verplaatsen. Klik hiervoor op de map-knop onderaan de object-lijst.
Vervolgens verplaatsen we het willekeurige veld en de binnenste bol uit de object-lijst van de volume-verwekker naar deze nieuwe map door middel van slepen en neerzetten.
Omdat de externe bol, waarvan de vectoren loodrecht op het boloppervlak staan, als eerste handelt, worden de treffende deeltjes momenteel nog volledig gereflecteerd. Om het vectorenveld van de externe bol om te keren, gebruiken we een volumefilter, waarvan er ook enkele beschikbaar zijn voor werken met vectoren. We vinden het volumefilter-menu onderaan de object-lijst en kiezen daaruit het Vector invert-filter.
Omdat we willen dat het volumefilter uitsluitend op de vectoren van de externe bol werkt, plaatsen we het direct boven de "buitenste bol" door middel van slepen en neerzetten.
Nu zou alles zoals gewenst moeten werken. Een klik op de afspeelknop laat zien dat alle vectorvelden correct zijn ingesteld. De deeltjes raken de bol en verspreiden zich willekeurig over het oppervlak.
We kunnen de deeltjesstromen wat levendiger maken door het ruis-patroon van het willekeurige veld te animeren.
Hiervoor roepen we het instellingendialoog van het willekeurige veld op en stellen een startsnelheid in, in mijn geval 50 %.
De deeltjesstromen worden nu korter door het geanimeerde ruis-patroon, ze vallen op meer plaatsen uiteen.
Conversie van de deeltjes naar spline-paden
Als deeltjes kunnen we nu natuurlijk elk willekeurig - bij voorkeur klein - object op reis sturen over het boloppervlak. Een alternatief is om de paden van de deeltjes automatisch te laten uittekenen en omzetten in spline-paden. Hiervoor hebben we het tracer-object nodig uit het MoGraph-menu.
Zodat de deeltjesstromen van beide emitter-objecten worden omgezet in spline-paden, slepen we de twee emitter-objecten door middel van slepen en neerzetten over de object--manager in het veld Tracer verknoping in het instellingendialoog van het tracer-object.
Omdat de emitters na verloop van tijd toch behoorlijk wat deeltjes uitstoten, beperken we de lengte van de spline-paden die door de tracer worden gegenereerd. In de instellingendialoog van het tracer-object kiezen we als grens het einde ...
... en stellen we via de parameter frames de lengte van de spline-paden in. Ik heb gekozen voor een lengte van 100 frames. Lagere waarden resulteren in dienovereenkomstig kortere spline-paden.
Na het klikken op de afspeelknop kunnen we nu zien hoe de door de tracer gegenereerde spline-paden geanimeerd over het boloppervlak bewegen.
Voor het hoofdafbeelding van deze tutorial heb ik een duplicaat van het bolobject gemaakt en deze voorzien van een rood materiaal. Met uitzondering van het tracer-object kunnen we de zichtbaarheid van alle andere objecten in de object--manager uitschakelen.
Om driedimensionale objecten te creëren uit de spline-paden gegenereerd door het Tracer-object, kunnen jullie het Tracer-object bijvoorbeeld samen met een Cirkel-object onder een Omloop-object plaatsen. Let in dit geval wel op het aantal deeltjes en hun levensduur, anders zal de computer snel overbelast raken …
