Če želite sodelovati pri tem tutorialu korak za korakom na istem projektu, boste v paketu z delovnimi datotekami našli dokument "PSD_C4D_R14_Aerodynamik_start.c4d", ki predstavlja našo skupno izhodiščno točko.
List papirja je preprost parametričen ravninski objekt, ki ima zadostno segmentacijo za deformacijo s pomočjo dinamike. Da je stranska lega dobro vidna in da se scena malce pobarva, je papir dvobarvno teksturiran.
Mrežno prekritje je sestavljeno iz dveh Atom Arrays, ki temeljita na dveh ravninskih objektih. Prav tako smo uporabili dva različna objekta, da bi lahko natančneje izračunali trke. Tla niso izvedena kot talni objekt, ampak kot polygonalni objekt, zato smo lahko ustvarili luknjo v tleh za žleb, prav tako polygonalni objekt.
Opremljanje z dinamičnimi lastnostmi
Začnimo z mrežnim prekritjem ventilacijske gredi. Kot že omenjeno, upravljamo trke papirja z mrežo tukaj z dvema različnima objektoma in tudi z Dynamics Body Tagi. Zato izberemo oba Atom Arrayja v Objektnem managerju in jima prek kontekstnega menija z desno miškino tipko oziroma preko menija Tags>Simulations-Tags v Objektnem managerju dodelimo Dynamics Body Tag kot objekt za trčenje.
Izberemo oba Dynamics Body Taga v Objektnem managerju, da lahko nastavitve določimo na enkrat za oba taga. Na Dynamics strani pogovornega okna za nastavitve obdržimo privzete vrednosti.
Na trkovni strani pogovornega okna za nastavitve moramo obliko trka pustiti na avtomatsko, saj za mrežo uporabljamo dva ločena objekta. Povečamo vrednost drsnega trenja na 80%, da bodo padajoči listi papirja le malo zdrsali stran.
Nadaljujemo z tlemi. Tudi polygonalni objekt tal prejme preko kontekstnega menija z desno miškino tipko oziroma preko menija Tags>Simulations-Tags v Objektnem managerju Dynamics Body Tag kot objekt za trčenje.
Prav tako lahko uporabimo privzete nastavitve za Dynamics Body Tag tal na Dynamics strani pogovornega okna za nastavitve brez prilagoditev.
Na trkovni strani pogovornega okna za nastavitve moramo prilagoditi le drsnost na naše potrebe. Povečamo vrednost drsnega trenja na 150%, da padajoči listi papirja ne bodo predaleč zdrsnili stran.
Končno pridemo do lista papirja, ki ga bomo pozneje preko partikelskega sistema spustili na tla. Najprej se bomo ukvarjali z njegovimi dinamičnimi lastnostmi. Zato mu prek kontekstnega menija z desno miškino tipko oziroma preko menija Tags>Simulations-Tags v Objektnem managerju dodelimo Dynamics Body Tag kot Mehko telo.
Z izbiro Mehkega telesnega Taga so že določeni najpomembnejši parametri na Dynamics strani pogovornega okna za nastavitve. Dodatno povišamo vrednost linearnega praga hitrosti, da se bodo listi papirja na tleh umirili po primernem času.
Na trkovni strani pogovornega okna za nastavitve izberemo obliko trka kot gibanje mreže. Tako je zagotovljeno natančno izračunavanje trkov.
Elastičnost zmanjšamo na 5%; saj list po pristanku na tleh ali mreži ne sme skočiti navzgor. Drsnost 50% se dobro ujema z že obstoječimi vrednostmi drsenja na mreži ali tleh.
Z gostoto na masni strani pogovornega okna za nastavitve določimo maso lista papirja, ki kasneje pade na tla preko partikelskega sistema. Da simulaciji sporočimo, da gre za zelo lahko letalo, uporabimo Lastno gostoto in dodelimo majhno vrednost 2.
Na strani sil nastavitvenega okna končno pridemo do nekaterih ključnih parametrov za ta vadnica - aerodinamika. Ker imajo naši papirnati listi malo možnosti pri letenju in vplivu vetra, nastavimo vrednost za zračni upor na nizkih 5%.
Nasprotno želimo, da se listi že pri nizkem vetru postavijo in dvignejo; za dvig je primerna podporna vrednost približno 70%. Možnost Obojestranski zagotavlja, da se prepozna in obravnava ne le vrhnja stran papirja, temveč tudi spodnja stran kot površina napada.
Da se naš papirni list obnaša kot papir, smo ga oblikovali kot model Soft Body, torej kot elastično, upogljivo telo. Na strani Soft Body nastavitvenega okna določimo podrobne lastnosti.
Da ne bi povečali računske časa bolj kot je potrebno, na območju Soft Body sprva izklopimo natančen rešitelj. Če pride do napak pri izračunih, lahko tukaj vedno še popravimo.
Nadaljujemo z lastnostmi papirja. Vzmeti strukture skrbijo za togost materiala, zato dodelimo sorazmerno visoko vrednost 300, pri 50% dušenju. Za novo možnost deformacije po preobremenitvi, elastične meje, določimo visoko vrednost 800%.
To zagotavlja, da se vsak papir, ki pristane na tleh, ne zmečka takoj. Da se papir ne preprosto zloži, povečamo vrednost vzmeti za striženje na 100.
Papir se naravno ne more upreti upogibanju, zato je ta vrednost relativno nizka. Prav tako uporabljamo elastično mejo, vendar nekoliko nižjo, da je dovoljeno zmečkanje.
Z ohranjanjem oblike določimo, kako zelo se se deformirano model Soft Body trudi vrniti v prvotno stanje. Nizek odstotek za trdoto zadostuje, saj od papirja tukaj ni pričakovati veliko odpora.
Elastično mejo ponovno postavimo višje, da se papir, ko enkrat preseže to mejo, lahko preprosto deformira in ostane ležati.
Postavljanje delčnega sistema za padajoče papirnate liste
Po tem maratonu parametrov so vsi pomembni predmeti opremljeni z dinamičnimi lastnostmi. Sedaj se lotimo delčnega sistema, ki proizvaja papirnate liste in jih spušča na tla.
Za to pridobimo emitirnik iz menija Simuliraj>Delčni sistem v sceno.
Da lahko list papirja deluje kot delček, ga v emitirniku ustvarimo kot podobjekt. S številko Y-koordinat prestavimo emitirnik delcev približno 300 cm navzgor; pozicija neposredno nad prezračevalnim jaškom je že ustrezna.
V nastavitvenem oknu emitirnika nadzorujemo prek strani delčkov emisijo delcev. Ne uporabljajte previsokih stopenj rojstev, ker so modeli Soft Body izjemno računski intenzivni. Vendar se ne skrbite, tudi z navidezno majhnimi stopnjami rojstva (kot moji 10) se nabere obilo papirja.
Da se animacija konča pri sliki 500 in do takrat vsak list leži na tleh, končamo proizvodnjo delcev pri sliki 400.
Z variacijo hitrosti in dodatno vrtenjem do 180° delovanje delčnega sistema deluje naravno. Možnost prikaz objektov zagotavlja, da vidimo padajoče liste papirja tako v urejevalniku kot pri upodabljanju.
Na strani emitirnika nastavitvenega okna prilagodimo velikost emitirnika. Navedena velikost je zadostna za polnitev prizorišča in prezračevalnega jaška s papirjem.
Zdaj to končno preizkusimo zgolj z izbiro predvajalnika in v urejevalniku ponovno povečamo bližino do prezračevalnega jaška. Papirovi listi padajo od zgoraj navzdol in se trčijo, kot je bilo pričakovano, z mrežno prevleko in tlemi.
Vključitev zračnega curka iz prezračevalnega jaška
Do sedaj ni bilo veliko videti aerodinamičnega učinka; to se bo kmalu spremenilo, ko bomo v simulacijo vključili zračni tok, ki izhaja iz prezračevalnega jaška. Za to pridobimo modifikator delcev Veter iz menija Simuliraj>Delčni sistem v našo sceno.
Ker naj bi zračni tok izhajal iz lopute za prezračevanje, je pozicija na začetni točki že pravilna. Vendar moramo veter obrniti za 90° preko Naklonskega kota W.P, da bo zračni tok v smeri Y-os kazal navzgor.
V nastavitvenem dialogu vetrobnega objekta na strani objekta najdemo parametre za jakost vetra in za turbulence. Veter bomo kmalu pustili vplivati naključno, zato začasno nastavimo 50 m za prve teste. Vrtinčenja zaradi turbulence so zaželena (saj veter vpihuje skozi rešetko), še posebej pomembno pa je, da aktiviramo aerodinamičen veter kot način, ki lahko vpliva na aerodinamične lastnosti naših papirnatih listov.
Na strani dodajanja objekta izberemo obliko krogla kot obliko dodajanja. Ta oblika sicer ne izpolnjuje popolnoma kotov, vendar to tudi ustreza, saj je bolj podobno resnični situaciji in papirju nudi prostor, da se razširi na rešetki.
Kroglasta oblika prav tako preprečuje, da bi visoko vrtinčasti listi ostali "ležati" na robu modifikatorja, ter da brezčutno lebde. Nastavimo dodajanje na 10% in izberemo možnost Inv. kvadratni pri funkciji dodajanja.
Klik na gumb za predvajanje pokaže, kako vpihujoči veter vpliva na padajoče papirnate liste. Vendar je trenutni zračni tok še vedno preveč enakomeren.
Nadzor pretoka zraka s pomočjo XPresso
Z majhnim XPresso vezjem omogočimo zračnemu kanalu nenadne sunkovite sunke vetra, ne da bi pri tem morali animirati kakršne koli parametre.
Za to potrebujemo XPresso-izraz, ki ga smiselno povežemo z vetrovnim objektom kot nositeljem. Izraz najdemo bodisi preko kontekstnega menija z desno miškino tipko pod CINEMA 4D oznakami bodisi v meniju Oznake>CINEMA 4D oznake v Upravitelju objektov.
Odpremo urejevalnik XPresso, če dvakrat kliknemo na ikono XPresso izraza v Upravitelju objektov, kjer zgradimo našo majhno vezje. Da lahko govorimo z vetrovnim objektom, ga potrebujemo v urejevalniku XPresso. Zato ga preprosto povlečemo s funkcijo Povleci in spusti iz Upravitelja objektov v urejevalnik XPresso.
Na modrem gumbu vhodnega porta vetrovnega vozlišča izberemo parameter jakost vetra v meniju Lastnosti objekta, da ga nastavimo kot vhodni port.
Generirana jakost vetra naj se nahaja v prednastavljenem območju vrednosti in ne sme imeti neuporabnih skokov vrednosti, pač pa se mora vedno dvigovati in padati. Za te zahteve se odlično prilega vozlišče hrupa, ki ga dobimo z desnim klikom in izbiro kontekstnega menija v urejevalniku XPresso.
Kot izhodni port na vozlišču hrupa imamo na voljo izhodni port hrupa. Z miško povežemo izhodni port hrupa z vhodnim portom jakost vetra na vetrovnem vozlišču.
Parameter jakost vetra je tako upravljana s strani teksture hrupa. To teksturo in njeno obdelavo lahko nastavimo v dialogu s parametri hrupa vozlišča.
Izberemo valovito turbulenco in z onemogočanjem možnosti Absolutne vrednosti omogočamo tudi negativne vrednosti. S parametrom Velikost prilagodimo Hrup, da ustvarimo mehke prehode. Frekvenca nadzira pogostost sprememb hrupa skozi čas.
Razmeroma nizka vrednost 0,5 vodi do tega, da hitri sunki vetra ne pridejo prehitro za drugim. Amplituda množi rezultat Hrupa s Hrup vrednostjo, ki je prenesena. S 150 enotami dosežemo zelo izrazite izbruhe. Začetna vrednost 0 pomeni začetek naše vetrne naprave z mirnim vetrom.
V nastavitvenem dialogu vetrobnega objekta je upravljanje jakosti vetra s strani XPresso vidno v spremenjenem oknu parametrov. S klikom na gumb za predvajanje lahko dobro opazimo, kako se vrednost jakosti vetra s časom spreminja - in tudi v urejevalniku opazimo vrtenje rotorskih rotorjev na osnovi hrupa pri modifikatorju vetra.
Slikovno vodenje aktivacije vetrovnega objekta
Da bi papirnatim listom omogočili priložnost, da se naselijo in zberete na rešetki, vklopimo vetrovni objekt šele pri sliki 150. To dosežemo z majhno animacijo parametrov.
Nastavimo časovni trak na sliko 0 ali 1, izklopimo vetrovni objekt preko parametra Aktiviraj na osnovni strani in med pritiskom Ctrl- ali Strg-tipe na krog parametrov, shranimo ključni okvir za to vrednost.
Nato nastavimo časovnik na sliko 150 in dodamo ključni okvir za parameter aktiviranje pri vklopljenem objektu za veter.
V tej majhni animaciji parametrov ni treba storiti več. Lopatice objekta za veter zdaj stojijo mirno do slike 149 in se začnejo premikati šele od slike 150 naprej.
Preveri dinamične nastavitve
Če ste uporabili moj začetni prizor za delo po tem vodiču, tukaj praviloma ne bi smelo biti potreb po spremembi. V nastavitvah projekta v meniju Uredi bomo na strani dinamike našli nekaj parametrov, ki pomagajo dinamičnemu reševalcu pri izvajanju, da se izognemo napakam.
V razdelku Splošno dinamičnih nastavitev moramo samo preveriti, ali prevladujeta gravitacija in gostota. Za aerodinamično simulacijo je pomemben parameter zračne gostote.
V strokovnem področju lahko dinamičnemu reševalcu pomagamo tako, da zmanjšamo skaliranje. Imamo opravka predvsem s papirnatimi listi velikosti 20 cm x 30 cm, ki se deformirajo in se morajo natančno trčiti. Vrednost 5 cm tukaj ustvari boljše razumevanje velikosti za dinamični motor.
Zdaj lahko pustimo, da se zaključena simulacija v celoti izvede in tudi prikaže. Papirnati listi, zbrani na rešetki, se zaradi aerodinamike vedno znova dvignejo navzgor v več sunkih vetra …
… in se lahko nazadnje držijo samo na mestih, ki so zaščitena pred vetrom na rešetki.
