V datoteki "PSD_C4D_R12_Dyn_SoftBodies_Start.c4d" boste našli pripravljeno sceno, sestavljeno iz spirale in treh barvnih kock-objektov, ki jih želimo spustiti po spirali.
Postavitev scene
V začetni sceni še ni videti nobenih Dynamics, vendar si lahko za lažje razumevanje postavitve te začetne oblike ogledamo elemente in njihovo postavitev v Objekt-Managerju. Takoj lahko opazimo, da so parametrični kockasti objekti kot skupina v HyperNURBS kletko.
Ko izključimo delitev generirano s strani HyperNURBS kletke in si ogledamo lastnosti objekta kock-objektov, lahko opazimo, da je segmentacija ter zaobljenost kocke precej minimalistčna.
S tem zmanjšujemo obremenitev računanja za simulacijo mehkega telesa…
… hkrati pa z tolerantno HyperNURBS kletko zmanjšujemo nevarnost artefaktov oziroma neestetsko izkrivljenih površin mehkih teles. Delitev 1 za HyperNURBS kletko že zadostuje, da je objekt dovolj gladko zaobljen.
Spirala je ustvarjena z Sweep-NURBS-generatom. Kot kontur-spline je uporabljen u-oblikovan objekt krivulja, katere robovi so bili rahlo poševno oblikovani s pomočjo fasen-orodja.
Ker Sweep-NURBS objekt vodi kontur-spline vzdolž svoje Z-osi, je usmerjenost osi kontur-splinea ustrezno v ravnini XY.
Tridimenzionalno obliko kontur-spline dobi z vodenjem ob Railsplineu. To nalogo opravlja parametrični heliks-objekt iz palete osnovnih spline objektov. Videz spirale rutschbahna lahko kadar koli po želji spremenite preko parametrov, ki so povezani s heliks-splinom.
Tisti, ki ste opazili visoko delitev heliks-splina v prejšnjem koraku, ste nato dobili razlog za to visoko število. Če ni dovolj delitev na voljo, se spiralna spirala ne oblikuje okrogla, ampak ekstremno robovita. Pri nastavitvah objekta Sweep-NURBS je pomembno, da je možnost enačajna pomičnost onemogočena.
Na rešetkasti strani Sweep-NURBS objekta je dodana rešetkasta površina z nekoliko zaobljenostjo; kontura ni potrebno ohranjati. Posebej pomagajo ti parametri pri zgornjem delu spiralne rutsche s močno ukrivljenostjo, da preprečijo neželene izkrivitve.
Postavitev sistema Dynamics s kolidirajočimi objekti
Seveda v tem vadnem tečaju ne delamo izključno s mehkimi telesi. Mehka telesa kock bodo med seboj trčila, vendar morata zlasti rutschbahn in talno telo sodelovati v simulaciji kot kolidirajoči objekti.
Začnimo z talnim telesom, tako da ga izberemo in mu s pomočjo ukaza Ustvari kolidirajoči objekt iz menija Simulacija>Dynamics dodelimo Dynamics Body-oznako kot kolidirajoči objekt.
V nastavitvenem pogovornem oknu Dynamics Body-oznake moramo le malo prilagoditi elastičnost in trenje. Visoka elastičnost 80% omogoča, da se padajoče kocke po udarcu v tla še nekoliko dvignejo, vrednost trenja 80% pa večinoma ohranja kocke na mestu, da ne bi kar odšle proč.
Tudi rutschbahn potrebuje Dynamics Body-oznako kot kolidirajoči objekt, če želimo, da kocke tam trčijo in se spiralo spuščajo spiralno navzdol. Ker kolidirajoči objekt nima lastnih dinamičnih lastnosti, ki bi se upoštevale v simulaciji, lahko rutschbahn brez dodatnega pritrjevanja plava v sceni, kjer koli že želite postaviti.
V nastavitvah Dynamics Body-oznake za rutschbahn najprej določimo obliko rutschbahn za bližino trčenja. Da se površine in robovi rutschbahn natančno upoštevajo v kalkulaciji trčenja, izberemo kot obliko statična mreža. Ta nastavitev je sicer precej računalniško zahtevna, vendar spiralne rutschbahn ni mogoče realizirati kot oblika trčenja na drugačen način.
Vrednosti elastičnosti in trenja lahko ostanejo na privzetih vrednostih. Tisti, ki bi radi spiralno pot naredili še bolj spolzko, lahko vrednost trenja nastavite nekoliko nižje.
Definicija mehke kocke
Zdaj nam manjkajo samo še kockni predmeti, da bi imeli udeleženci simulacije popolno. Da bi predmetu v dinamiki dodelili mehke in elastične lastnosti, mu moramo dodeliti oznako Dynamics Body kot mehko telo. Pripadajoči ukaz najdemo ponovno v meniju Simulacija> Dinamika.
Da bodo vsi trije kockni predmeti prejeli takšno oznako, preprosto označimo predhodno vse tri kockne predmete v Upravitelju predmetov.
Po tem, ko imajo vsi trije kockni predmeti dodelano oznako Dynamics Body kot mehko telo, lahko izberemo vse tri oznake v Upravitelju predmetov in enake parametre določimo preko dialoga z nastavitvami za vse tri kocke.
Pri tem hitro ugotovimo, da se mehka telesa v glavnem razlikujejo od trdnih teles s svojim območjem "Mehko telo". Tu so torej posebne lastnosti, po katerih se predmet spremeni v mehko telo.
V odseku Dinamika se najprej prepričamo, da se dinamična simulacija takoj začne, preostalih parametrov ni treba spreminjati.
Tudi kolizijske in masne nastavitve lahko skupaj določimo za vse tri kockne predmete. To ima prednost, da lahko kasneje bolje ocenimo učinke različnih lastnosti mehkega telesa. Pri koliziji je dovolj avtomatsko zaznavanje oblike kolizije pri standardnih vrednostih za elastičnost in drsenje.
Ker se pri naši simulaciji telesa z različno maso ne trčijo med seboj, nam tukaj zadostuje privzeta nastavitev gostote sveta za izračun mase.
Kot že omenjeno, so parametri, odgovorni za mehke in elastične lastnosti mehkih teles, zbrani na strani Mehko telo. Za vse kockne predmete je skupna nastavitev polygonov/linij, saj imamo opravka s parametričnimi predmeti in ne želimo opremiti objektnih struktur, ki izhajajo iz klonov, z mehkim telesom.
Kot je razvidno iz skritih parametrov, se v tem vodiču predvsem posvetimo parametrom za volne in ohranjanje oblike. Nadaljnjih eksperimentiranj z mapami, različnimi blažitvami in pritiskom seveda nič ne preprečuje.
Začnimo z prvo od treh kock. Ta kocka se bo zaradi visoke vrednosti strukture močno trudila, da ohrani svojo obliko. Tudi zložitev kocke bo preprečena zaradi visoke vrednosti glajenja. Z vrednostjo upogiba 60 dopuščamo, da se kocka najlažje elastično upogne.
Z vrednostjo trdote v odseku ohranjanje oblike dodamo kocki lastnost, kako močno se upira deformaciji.
Spodnja slika prikazuje pravkar določeno oranžno kocko pri neposrednem udarcu ob tla.
Vijolična kocka naj bi se nasprotno zelo mehko in elastično obnašala. Ustreznostno nizki so vrednosti strukture, glajenja in upogiba. Zlasti nizka vrednost upogiba bo kocko delovala skoraj kot puding. Da se kocka kljub temu vedno znova vrne v izvirno obliko, ji dodamo vsaj nizko vrednost trdote 5.
Spodnja slika prikazuje popačeno vijolično kocko po odbitju od rdeče kocke.
Mehke lastnosti rdeče kocke so nekje v sredini obeh drugih kock. Torej se bo obnašala dokaj elastično, hitro pa se bo zaradi večje splošne trdote zelo hitro povrnila v svoje prvotno stanje. K temu prispeva tudi povečana vrednost za blaženje. Višja kot je vrednost, hitreje je poskušano vrniti v izhodiščno stanje.
Spodnja slika prikazuje rdečo kocko pri neposrednem udarcu na tla …
… in ta slika, nekaj slik naprej, kaže, kako hitro se je kocka vrnila v svojo prvotno obliko.
Preizkusitev simulacije mehkih teles
V izhodiščni sceni, ki je priložena delovni datoteki, sem postavil tri kocke objekte z razdaljo približno ene kocke med seboj, da imajo mehki kocki priložnost trčiti med seboj.
Kdor želi, lahko seveda uporabi večje ali manjše razdalje in opazuje, kaj se zgodi.
Preden pritisnemo na gumb za predvajanje, si še hitro oglejmo dinamične nastavitve pod prednastavitve dokumenta v programu CINEMA 4D. Velikost kock objektov se dobro prilega nastavljeni skalirni vrednosti ter kolizijski toleranci, zato ni nujno, da bi bilo treba opraviti spremembe.
Takoj po zagonu simulacije trčita med seboj dve od treh kock. Vijoličasta kocka je skorajda zdrobljena zaradi svoje nizke vzmetne moči s strani rumene kocke. Rdeča kocka, zahvaljujoč višji oblikovni ohranitvi in blaženju, hitro po trčenju spet vstane.
Kljub temu vse tri kocke preživijo deformacijo zaradi trka oziroma trčenja brez poškodb.
Pri trčenju z vijoličasto kocko je rumena kocka izgubila malo energije zaradi blaženja oziroma trenja in skočila na nižjo raven proge.
Medtem ko se pisane kocke spuščajo navzdol in čim bolj kotalijo, se lastnosti upogibanja in sekanija mehkih teles dobro ocenjujejo. Vijoličasti kocki na primer zaradi visoke upogljivosti relativno enostavno kotali navzdol.
Strožja rdeča kocka se sicer premika bolj "robato", a vendarle uspe v krajšem času priti do cilja in ostati blizu rumeni kocki, ki je bila na začetku malo skrajšana.
Visoka vrednost trenja predmeta tal poskrbi, da vstajajoči kocki objekti ne odskočijo predaleč, pač pa ostanejo blizu, da se lahko še vedno trčijo med seboj.
To je le majhen uvod v dinamiko mehkih teles v programu CINEMA 4D različica 12. Na koncu vas vabim, da eksperimentirate s to osnovo, da spoznate posledice različnih vzmetnih tipov in trdot ter ohranitve oblike in blažilnih parametrov ali pa tudi vpliv tlaka in mase.
