Ak by ste chceli tento návod spracovať krok za krokom na rovnakom projekte, v balíku s pracovnými súbormi nájdete dokument "PSD_C4D_R14_Aerodynamik_start.c4d", ktorý obsahuje náš spoločný východiskový bod.
List papiera je jednoduchý parametrický rovinný objekt, ktorý má dostatočnú segmentáciu na deformáciu pomocou dynamiky. Papier má textúru v dvoch farbách, takže je jasne viditeľná bočná poloha a scéna je trochu farebnejšia.
Mriežkový kryt sa skladá z dvoch atómových polí založených na dvoch rovinných objektoch. Aj tu pracujeme s dvoma rôznymi objektmi, aby sme mohli presnejšie vypočítať kolízie. Podlaha nie je navrhnutá ako podlahový objekt, ale ako polygónový objekt, aby sa v podlahe mohol vytvoriť otvor pre šachtu, ktorá je tiež polygónovým objektom.
Zariadenie s dynamickými vlastnosťami
Začnime mriežkovým krytom vetracej šachty. Ako sme už spomenuli, kolízie papiera s mriežkou tu riadime pomocou dvoch rôznych objektov a tiež dynamických značiek telesa. Na tento účel vyberieme v Správcovi objektov dve atómové polia a priradíme im dynamickú značku telesa ako objekt kolízie pomocou kontextovej ponuky pravým tlačidlom myši alebo prostredníctvom ponuky Tagy>Simulačné značky v Správcovi objektov.
V Správcovi objektov vyberieme oba Dynamics Body Tags, aby sme mohli definovať nastavenia pre oba tagy v jednom kroku. Na stránke Dynamics v dialógovom okne nastavení zachováme predvolené nastavenia.
Na stránke kolízie dialógu nastavení môžeme ponechať formu kolízie na Automaticky, keďže pre mriežku používame dva samostatné objekty. Hodnotu trenia zvýšime na 80 %, aby sme zabezpečili, že listy papiera, ktoré narazia do mriežky, sa posunú len mierne.
Pokračujeme podlahou. Polygónovému objektu podlahy priradíme aj značku Dynamics Body Tag ako objekt kolízie prostredníctvom kontextovej ponuky pomocou pravého tlačidla myši alebo prostredníctvom ponuky Tags>Simulation Tags v správcovi objektov.
Môžeme tiež použiť predvolené nastavenia na stránke Dynamics pre značku Dynamics body tag podlahy bez toho, aby sme robili nejaké úpravy.
Na stránke kolízie v dialógovom okne nastavení musíme iba upraviť trenie podľa našich požiadaviek. Aby sa listy papiera padajúce na podlahu neposúvali príliš ďaleko, zvýšime hodnotu trenia na 150 %.
Nakoniec sa dostávame k hárkom papiera, ktoré neskôr necháme prostredníctvom časticového systému stekať zhora po desiatkach. Najprv sa postaráme o jeho dynamické vlastnosti. Priradíme mu preto značku Dynamics Body Tag ako mäkkému telesu cez kontextovú ponuku pomocou pravého tlačidla myši alebo cez ponuku Tags>Simulation Tags správcu objektov.
Výberom tagu mäkké teleso sa už na stránke Dynamics (Dynamika) dialógu nastavení nastavia najdôležitejšie parametre. Trochu vyššie nastavíme aj hranicu lineárnej rýchlosti, aby sa listy papiera ležiace na podlahe po primeranom čase zastavili.
Na stránke kolízie dialógu nastavení vyberieme ako tvar pohyblivú sieť. Tým sa zabezpečí presný výpočet kolízie.
Pružnosť znížime na 5 %; list by sa predsa nemal po náraze do podlahy alebo mriežky odraziť smerom nahor. Trenie 50 % dobre zodpovedá hodnotám trenia, ktoré už boli použité na mriežku alebo podlahu.
Na stránke hmotnosti v dialógovom okne nastavení pomocou hustoty určíme hmotnosť listu papiera, ktorý neskôr padá na zem v desatinách pomocou systému častíc. Aby sme simulácii povedali, že ide o veľmi ľahký letiaci objekt, prepneme na Vlastná hustota a priradíme mu malú hodnotu 2.
Na stránke Sily v dialógu Nastavenia sa konečne dostávame k niektorým zásadným parametrom pre tento návod - k aerodynamike. Keďže naše papierové lopatky majú pri lete a pod vplyvom vetra malý odpor, nastavíme hodnotu odporu vzduchu na nízkych 5 %.
Naopak, chceme, aby sa lopatky dokázali zdvihnúť aj pri slabom vetre; na zdvihnutie je vhodná hodnota odporu približne 70 %. Obojstranná možnosť zabezpečuje, že nielen horná strana papiera , ale aj spodná strana je rozpoznaná a považovaná za útočnú plochu.
Aby sa náš list papiera mohol správať aj ako papier, vytvorili sme ho ako objekt s mäkkým telesom, t. j. ako pružné, ohybné teleso. Na stránke soft body v dialógovom okne nastavení definujeme podrobnejšie vlastnosti.
Aby sme nepredlžovali čas výpočtu viac, ako je potrebné, v oblasti mäkkého telesa najprv deaktivujeme presný riešiteľ. Ak sa vyskytnú chybné výpočty, môžeme tu ešte vykonať vylepšenia.
Pokračujeme vlastnosťami dokumentu. Pružiny konštrukcie zabezpečujú tuhosť materiálu, preto tu priradíme pomerne vysokú hodnotu 300 s 50 % tlmením. Možnosť deformácie po preťažení, hranica pružnosti, ktorá bola pridaná vo verzii 14, je nastavená neskoro na 800 %.
Tým sa zabezpečí, že nie každý kus papiera, ktorý dopadne na podlahu, zostane okamžite pokrčený. Aby sa papier jednoducho nezrútil, zvýšime hodnotu pre šmykové pružiny na 100.
Prirodzene, papier nemá veľký odpor voči ohýbaniu, preto je táto hodnota relatívne nízka. Aj tu použijeme hranicu pružnosti, ale o niečo nižšiu, aby bolo povolené pokrčenie.
Na určenie toho, ako veľmi sa deformovaný objekt mäkkého telesa snaží vrátiť do pôvodného stavu, používame zachovanie tvaru. Stačí veľmi nízka hodnota tvrdosti, pretože od papiera nemožno očakávať veľký odpor.
Hranicu pružnosti nastavíme opäť vyššie, aby papier po prekročení tejto hranice mohol jednoducho zostať deformovaný.
Štruktúra systému častíc pre padajúce listy papiera
Po tomto parametrickom maratóne boli všetkým relevantným objektom priradené dynamické vlastnosti. Teraz sa postaráme o časticový systém, ktorý vyrába listy papiera a necháva ich stekať na podlahu.
Na tento účel vnesieme do scény emitor z ponuky Simulate>Particle system (Simulovať>Časticový systém).
Aby sa list papiera mohol správať ako častica, vytvoríme ho ako podobjekt v emitori. Pomocou hodnoty súradnice Y posunieme emitor častíc smerom nahor približne o 300 cm; poloha priamo nad ventilačnou šachtou je už v poriadku.
V dialógu nastavení objektu emitora ovládame emisiu častíc prostredníctvom stránky častíc. Nepoužívajte tu príliš vysoké hodnoty pôrodnosti, pretože keďže ide o objekty s mäkkým telesom, výpočet je naozaj výpočtovo náročný. Ale nebojte sa, aj s údajne nízkymi pôrodnosťami (ako je moja 10) môžete nahromadiť veľa papiera.
Aby animácia mohla skončiť na snímke 500 a každý list bol dovtedy na podlahe, necháme výrobu častíc skončiť na snímke 400.
Vďaka rôznej rýchlosti a dodatočnému otočeniu až o 180° vyzerá produkcia častíc prirodzene. Možnosť Zobrazenie objektov zaručuje, že v editore a pri vykresľovaní skutočne vidíme padajúce listy papiera.
Na stránke emitora v dialógu nastavení regulujeme veľkosť emitora. Zadaná veľkosť je dostatočná na to, aby sa scéna a vetracia šachta zaplnili dostatočným množstvom papiera.
Teraz to konečne otestujeme kliknutím na tlačidlo prehrávania a priblížením ventilačnej šachty v editore. Listy papiera padajú zhora a podľa potreby narážajú do krytu mriežky a podlahy.
Inštalácia prúdenia vzduchu z vetracej šachty
Zatiaľ sme nevideli veľký aerodynamický efekt, ale to sa o chvíľu zmení, keď do simulácie začleníme prúd vzduchu vychádzajúci z ventilačnej šachty. Na tento účel dostaneme do našej scény modifikátor častíc Wind z ponuky Simulate>Particle system. 
Keďže prúd vzduchu má vychádzať z ventilačnej šachty, poloha na počiatku je už správna. Musíme však ešte otočiť vietor o 90° pomocou uhla sklonu W.P tak, aby prúd vzduchu smeroval nahor v smere Y.
V dialógu nastavení objektu vietor nájdeme na stránke objektu parametre pre rýchlosť vetra a turbulenciu. Rýchlosť vetra necháme čoskoro riadiť náhodou, preto tu pre počiatočné testy nastavíme 50 metrov. Turbulencia je určite žiaduca (veď vietor prúdi cez mriežky), ale dôležité je najmä to, aby sme aktivovali aerodynamický režim vetra, ktorý môže ovplyvniť aerodynamické vlastnosti našich papierových listov.
Na strane vzletu vyberieme ako vzletový tvar guľu. Tento tvar síce úplne nevypĺňa rohy, ale aj to je v náš prospech, pretože je bližšie k reálnej situácii a ponúka trochu priestoru na rozloženie papiera na mriežke.
Okrúhly guľový tvar tiež znamená, že odvrátené listy "neležia" na jednom okraji modifikátora a bezvládne plávajú. Úbytok nastavíme na 10 % a pre funkciu úbytku vyberieme možnosť Inv. štvorec.
Kliknutím na tlačidlo prehrávania sa ukáže, ako odchádzajúci vietor teraz ovplyvňuje padajúce listy papiera. Prúdenie vzduchu je však v súčasnosti stále príliš rovnomerné.
Ovládanie prúdenia vzduchu pomocou programu XPresso
Pomocou malého obvodu XPresso môžeme pomôcť vzduchovej hriadeli vytvoriť náhle poryvy vetra bez toho, aby sme museli animovať akékoľvek parametre.
Na to potrebujeme výraz XPresso, ktorý priradíme objektu vietor ako nosič. Výraz nájdeme buď cez kontextovú ponuku pomocou pravého tlačidla myši pod značkami CINEMA 4D, alebo v ponuke Tags>CINEMA 4D Tags správcu objektov.
Editor XPresso otvoríme dvojitým kliknutím na ikonu výrazu XPresso v Správcovi objektov a vytvoríme náš malý obvod. Aby sme mohli osloviť objekt vietor, potrebujeme ho v editore XPresso. Preto ho jednoducho pretiahneme zo Správcu objektov do editora XPresso.
Na modrom tlačidle vstupného portu uzla vietor vyberieme v ponuke vlastností objektu parameter rýchlosť vetra, aby bol k dispozícii ako vstupný port.
Na jednej strane by sa mala vygenerovaná rýchlosť vetra pohybovať v preddefinovanom rozsahu hodnôt, ale na druhej strane by nemala mať žiadne nepoužiteľné skoky hodnôt, ale mala by vždy stúpať a klesať. Tieto požiadavky ideálne spĺňa uzol šum, ktorý vyvoláme v editore XPresso pomocou kontextového menu pravým tlačidlom myši.
Šumový port je už k dispozícii ako výstupný port na uzle noise. Potiahnutím myšou prepojíme port šumu so vstupným portom rýchlosti vetra uzla objektu vietor .
Parameter rýchlosti vetra je teraz riadený textúrou šumu. Túto textúru a jej spracovanie možno regulovať prostredníctvom dialógu nastavení uzla šumu.
Vyberieme turbulenciu v tvare vlny a deaktiváciou možnosti Absolútne hodnoty povolíme aj záporné hodnoty. Pomocou parametra Size (Veľkosť) škálujeme šum, aby sme vytvorili plynulé prechody. Pomocou parametra Frequency (Frekvencia) riadime frekvenciu zmien šumu v čase.
Relatívne nízka hodnota 0,5 zabezpečuje, aby sa poryvy vetra nevyskytovali príliš rýchlo jeden po druhom. Amplitúda násobí výsledok šumu hodnotou šumu, ktorá prechádza. Tu používame 150 jednotiek, aby sme zabezpečili výrazné výkyvy. Počiatočná hodnota 0 umožňuje, aby náš veterný stroj začínal bez vetra.
V dialógu nastavení objektu vetra je prostredníctvom poľa zmenených parametrov badateľná kontrola rýchlosti vetra prostredníctvom XPresso. Ak klikneme na tlačidlo prehrávania, veľmi zreteľne vidíme, ako sa hodnota rýchlosti vetra mení v čase - a v editore môžeme rozpoznať aj otáčanie rotora modifikátora vetra založené na hluku .
Aktivácia objektu vetra riadená obrazom
Aby sme dali papierovým listom možnosť usadiť sa a zhromaždiť na mriežke, zapneme objekt vetra až na snímke 150. Urobíme to pomocou animácie s malými parametrami.
Na tento účel nastavíme časový posuvník na snímku 0 alebo 1, vypneme objekt vetra prostredníctvom parametra Activate (Aktivovať) na základnej stránke a kliknutím na kruh parametra pri súčasnom držaní klávesu Ctrl alebo Ctrl uložíme kľúčový snímok pre túto hodnotu.
Potom nastavíme časový posúvač na snímku 150 a zaznamenáme kľúčový snímok pre parameter Activate so zapnutým objektom vetra.
S touto malou animáciou parametra už nie je potrebné nič robiť. Lopatky rotora objektu vietor teraz stoja až do snímky 149 a pohybovať sa začnú až od snímky 150.
Skontrolujte predvoľby Dynamics (Dynamika)
Ak ste na prepracovanie tohto návodu použili moju pôvodnú scénu, tu by nemalo byť potrebné robiť žiadne zmeny. V predvoľbách projektu v ponuke Edit (Úpravy) na stránke Dynamics (Dynamika) nájdeme niektoré parametre, ktoré pomáhajú riešiteľovi Dynamics vyhnúť sa chybám pri spracovaní.
V časti General (Všeobecné) v predvoľbách Dynamics (Dynamika) musíme zabezpečiť len to, aby gravitácia a hustota boli globálne. Parameter hustoty vzduchu je dôležitý pre aerodynamickú simuláciu.
V časti Expert môžeme pomôcť riešiteľovi Dynamics znížením škálovania. Ide nám hlavne o listy papiera s rozmermi 20 x 30 cm, ktoré sa majú deformovať a pomerne presne sa zrážať. Hodnota 5 cm vytvára lepší prehľad o veľkosti pre dynamický motor.
Teraz môžeme spustiť a vykresliť hotovú simuláciu ako celok. Pri niekoľkých nárazoch vetra sa listy papiera zhromaždené na mriežke vďaka aerodynamike znovu a znovu víria smerom nahor ...
... a nakoniec môžu zostať len na tých častiach mriežky, ktoré sú chránené pred vetrom.
