Якщо ви хочете працювати разом із цим посібником на тому ж проекті крок за кроком, ви знайдете в пакеті з робочими файлами документ "PSD_C4D_R14_Aerodynamik_start.c4d", який буде нашим спільним вихідним пунктом.
Аркуш паперу - це простий параметричний об'єкт площини, який має достатню сегментацію для деформації динамікою. Щоб легко визначити ситуацію перекидання і зробити сцену більш кольоровою, папір двокольорово текстурований.
Сіткове покриття складається з двох Atom Arrays на основі двох об'єктів площини. Для більш точних обчислень зіткнень ми використовуємо два різні об'єкти. Підлога виконана не як об'єкт підлоги, а як полігональний об'єкт, щоб утворити отвір у підлозі для люка, також являє собою полігональний об'єкт.
Екіпірування динамічними властивостями
Почнемо з сіткового покриття вентиляційного люка. Як вже зазначалося, контроль за зіткненнями паперу з сіткою тут виконується за допомогою двох різних об'єктів та також тегів Dynamics Body. Для цього вибераємо два Atom Arrays у Менеджері об'єктів і призначаємо їм тег Dynamics Body як об'єкт для зіткнень через контекстне меню правою кнопкою миші або через меню Теги>Теги симуляції у Менеджері об'єктів.
Ми вибираємо обидва теги Dynamics Body у Менеджері об'єктів, щоб мати можливість встановити налаштування за один крок для обох тегів. На сторінці Динаміка в вікні налаштувань ми залишаємо типові налаштування.
На сторінці зіткнення вікон налаштувань можна залишити форму зіткнення як автоматичну, оскільки ми використовуємо для сітки два окремі об'єкти. Ми збільшуємо значення коефіцієнта тертя на 80%, щоб не дозволяти паперовим аркушам занадто далеко відсковзувати.
Продовжуємо з підлогою. Навіть полігональний об'єкт підлоги отримує тег Dynamics Body як об'єкт для зіткнень через контекстне меню правою кнопкою миші або через меню Теги>Теги симуляції в Менеджері об'єктів.
Також для тегу Dynamics Body підлоги ми можемо не змінювати типові налаштування на сторінці Динаміка.
На сторінці зіткнення вікон налаштувань ми лише повинні налаштувати тертя відповідно до наших потреб. Для того, щоб паперові аркуші, що падають на підлогу, не злищили далеко, ми збільшуємо коефіцієнт тертя на 150%.
Нарешті ми переходимо до аркуша паперу, який ми пізніше розкидаємо fl\через систему частинок згори вниз. Спочатку ми розглядаємо його динамічні властивості. Для цього ми призначаємо йому тег Dynamics Body як soft body через контекстне меню правою кнопкою миші або через меню Теги>Теги симуляції Менеджера об'єктів.
Параметри на сторінці динаміка вікон налаштувань вже встановлені при виборі Soft Body Tag. Додатково ми трохи підвищуємо поріг лінійної швидкості, щоб аркуші паперу, що лежать на підлозі, прийшли в спокійну становище після певного часу.
На сторінці зіткнення вікон налаштувань ми вибираємо форму зіткнення як рухому сітку. Це гарантує точні обчислення зіткнень.
Ми зменшуємо еластичність до 5%; нарешті, після приземлення на підлозу або сітку аркуш паперу не повинний стрибати вгору. Коефіцієнт трения 50% гарно підходить до уже існуючих значень треня на сітці чи на підлозі.
Через щільність на сторінці маса вікон налаштувань ми задаємо масу аркуша паперу, який потім впаде на землю через систему частинок. Щоб повідомити симуляцію про те, що це дуже легкий польотний об'єкт, ми встановлюємо власну щільність і вказуємо невелике значення 2.
На сторінці сил діалогового вікна налаштування ми нарешті доходимо до деяких ключових параметрів для цього навчального посібника - аеродинаміки. Оскільки наші паперові листи мають мало шансів протистояти польоту та впливу вітру, ми встановлюємо значення для опору повітрю на низьких 5%.
Натомість ми хочемо, щоб листи піднімались та піднімались уже при слабкому вітрі; для цього встановлюється підтримуюче значення приблизно 70% для підйому. Опція "з обох сторін" забезпечує, що визнається та обробляється як атакуюча поверхня не лише верхня сторона паперу, але й нижня.
Для того щоб наш паперовий лист міг себе вести як папір, ми встановили його як об'єкт "Soft Body", тобто як еластичне, гнучке тіло. На сторінці Soft Body діалогового вікна налаштувань визначаємо ближчі властивості.
Щоб не збільшувати обчислювальний час більше, ніж це потрібно, спочатку в діапазоні Soft Body вимикаємо точний солвер. У разі виникнення помилкових обчислень ми все ще можемо виправити ситуацію.
Продовжуємо з властивостями паперу. Каркасні пружини відповідають за жорсткість матеріалу, тому ми встановлюємо високе значення приблизно 300 для цього, із 50% амортизацією. Додана в версії 14 можливість деформації після перевантаження - еластичний ліміт, встановлюється на пізніше 800%.
Це забезпечує те, що не кожен паперовий лист, що впав на землю залишиться зморшкуватим. Щоб папір не просто склапався, ми збільшуємо значення для кінцевих пружин до 100.
Папір природньо майже не протистоїть згинанню, тому це значення виходить досить низьким. Також тут ми використовуємо еластичний ліміт, проте трохи менший, щоб дозволити зберігати зморшкуватість.
За допомогою збереження форми ми визначаємо, наскільки добре деформований об'єкт Soft Body намагається повернутися до початкового стану. Дуже низьке значення для твердості забезпечується, оскільки не очікується багато опору від паперу.
Ми знову встановлюємо вище еластичну межу, щоб папір, якщо він перевищив цю межу, може просто залишитися деформованим.
Створення системи частинок для падаючих паперових листів
Після цього марафону параметрів всі важливі об'єкти будуть забезпечені динамічними властивостями. Тепер ми займаємося системою частинок, яка створює паперові листи та розсипає їх на землю.
Для цього ми отримуємо еміттер з меню Симулювати>Система частинок в сцені.
Щоб паперовий лист міг діяти як частинка, ми розміщуємо його в еміттері як підоб'єкт. Значення Y-координати встановлює еміттер частинок приблизно на 300 см вгору; позиція безпосередньо над вентиляційним отвором вже вірна.
У діалоговому вікні об'єкта еміттера ми керуємо емісією частинок через частинкову область. Не використовуйте надто великі швидкості народження, оскільки це обчислення для об'єктів Soft Body дійсно вимагає великих ресурсів. Але не хвилюйтеся, навіть при здавалось би невеликих швидкостях народження (таких як 10) можна накопичити масу паперу.
Для того, щоб анімація могла завершитися на зображенні 500 і до того моменту кожен листок був на землі, ми завершуємо виробництво частинок на кадрі 400.
варіації швидкості та додаткового обертання на 180° відродження частинок стає більш природнім. Опція "показувати об'єкти" гарантує, що ми дійсно бачимо падаючі паперові листи як у редакторі, так і при рендерингу.
На сторінці еміттера діалогового вікна Налаштувань ми регулюємо розмір еміттера. Вказаний розмір достатньо, щоб заповнити сцену та вентиляційний отвір папером.
Тепер ми перевіримо все це, натиснувши на кнопку відтворення та знову трохи приблизимося до вентиляційного отвору в редакторі. Паперові листи падають зверху вниз та зіштовхуються, як ми того прагнули, з сітчастою кришкою та підлогою.
Вбудовання повітряного потоку з вентиляційного отвору
Досі ми не багато бачили з аеродинамічного ефекту; це зміниться, однак, якщо ми вбудуємо в симуляцію потік повітря, що виходить із вентиляційного отвору. Для цього ми отримуємо модифікатор частинок Вітер з меню Симулювати>Система частинок в нашу сцену.
Оскільки потік повітря повинен виходити із вентиляційного отвору, позиція на початковій позиції вже правильна. Однак ми повинні повернути вітер на 90° за допомогою кроку кидання W.P., щоб потік повітря вказував вгору в Y-напрямку.
У діалозі налаштувань Об'єкту Вітру ми знаходимо на сторінці Об'єкту параметри для швидкості вітру та для турбулентності. Ми незабаром заставимо швидкість вітру керуватися випадковим чином, тому наразі встановимо перші тести на 50 м. Заплутання через турбулентності є бажаним (в кінцевому підсумку, повітря протікає через сітку), проте особливо важливо активувати режим аеродинамічного вітру, який може впливати на аеродинамічні властивості наших паперових листків.
На сторінці Зниження ми обираємо форму Сфери як форму зниження. Ця форма, хоча й не заповнює кути повністю, все ж таки відповідає нашим цілям, оскільки наближається до реальної ситуації та надає трошки місця для паперу, щоб розгорнутися на сітці.
Кругла форма кулі також робить так, що підняті вітром листки не залишаються на краю модифікатора й "безучастливо" не плавають. Зниження ми встановлюємо на 10%, обираємо у функції зниження опцію Інв. квадратично.
Натискання на кнопку відтворення показує, як виходячий повітря впливає на падаючі паперові листки. Проте зараз потік повітря ще занадто однорідний.
Керування потоком повітря за допомогою XPresso
За допомогою невеликої схеми XPresso ми надаємо повітродувцю можливість раптової вітрової хуртовини, не анімуючи жодних параметрів. 
Для цього нам потрібно вираз XPresso, який ми доцільно призначаємо об'єкту Вітер як носію. Ми можемо знайти вираз або через контекстне меню правою кнопкою миші під Теґами CINEMA 4D, або також у меню Tеґи>Теґи CINEMA 4D менеджера об'єктів.
Ми відкриваємо редактор XPresso, подвійно клікаючи на значок виразу XPresso у менеджері об'єктів, щоб побудувати там нашу маленьку схему. Щоб мати можливість обробляти Об'єкт Вітру, ми повинні мати його в редакторі XPresso. Тому ми досить просто перетягуємо його з менеджера об'єктів в редактор XPresso через перетасування.
На блакитну кнопку вхідного порту Вітрового Вузла ми обираємо параметр Швидкість вітру у меню Властивості об'єкта, щоб мати його в якості вхідного порту.
Згенерована швидкість вітру повинна знаходитися як у заздалегідь встановленому діапазоні значень, так і не мати неадекватних відтоків значень, а завжди зростати та зменшуватися. Для таких вимог справді чудово підходить Шумовий Вузол, який ми дістаємо через контекстне меню правою кнопкою миші в редактор XPresso.
Як вихідний порт в Шумовому Вузлі у нас вже є Порт Шуму. Тягнучи мишкою, ми з'єднуємо Порт Шуму з вхідним портом Швидкість вітру Вітрового Вузла.
Отже, параметр Швидкість вітру тепер контролюється Шумовою текстурою. Цю текстуру та її обробку можна налаштувати через діалогове вікно Шумового Вузла.
Ми обираємо хвильоподібну турбуленцію та дозволяємо від'ємні значення, вимкнувши опцію Абсолютні значення. Шляхом масштабування параметра Розмір ми намагаємося створити плавні переходи. Через Частоту ми контролюємо частоту змін в шумі з плином часу.
Відносно мале значення 0,5 забезпечує те, що пориви вітру не будуть занадто близько один до одного. Амплітуда множить результат шуму на значення шуму, яке передається. Тут ми забезпечуємо великі виливи з 150 одиниць. Початкове значення 0 дає старт вітровій установці без вітру.
У діалозі налаштувань Об'єкту Вітру керування швидкістю вітру через XPresso виявляється зміненою рамкою параметрів. Коли натискаємо кнопку відтворення, ми можемо добре спостерігати, як значення швидкості вітру змінюється з часом - і також в редакторі помічаємо шумове обертання вітрового модифікатора.
Зображено-кероване активування Об'єкту Вітру
Щоб надати паперовим листкам можливість "осісти" та накопичуватися на сітці, ми активуємо Об'єкт Вітру тільки на 150 кадрі. Це виконується за допомогою невеликої анімації параметрів.
Для цього ми встановлюємо Регулятор часу на 0 чи 1 кадр, вимикаємо Об'єкт Вітру через параметр Активувати на сторінці База та клацаємо з натиснутою клавішею Ctrl або Strg-Taste на кільці параметра, щоб зберегти Ключовий кадр для цього значення.
Потім ми встановлюємо регулятор часу на зображенні 150 і робимо ключову кадру для параметра активації з увімкненим об'єктом вітру.
Більше нічого не потрібно робити у цій невеликій анімації параметрів. Лопаті вітрового об'єкта тепер стоять до моменту 149 кадру, і починають рухатися тільки починаючи з кадру 150.
Перевірте налаштування динаміки
Якщо ви використовували мою вихідну сцену для відтворення цього посібника, то тут фактично не повинно бути необхідності в змінах. У налаштуваннях проекту у меню Редагувати ми знаходимо деякі параметри на сторінці динаміки, які допомагають динамічному солверу у виконанні завдань, з метою уникнення помилок.
У розділі Загальне налаштування динаміки нам потрібно лише переконатися, що гравітація і щільність панують глобально. Для аеродинамічного симулювання важливим є параметр густина повітря.
У розділі Експерт ми можемо допомогти динамічному солверу, знизивши масштабування. Ми маємо справу в основному з паперовими листами розміром 20 см x 30 см, які деформуються і повинні точно зіштовхуватися. Значення 5 см забезпечить краще розуміння розмірів для динамічного двигуна.
Тепер ми можемо запустити і відтворити завершену симуляцію повністю. Під впливом кількох поривів вітру зібрані на сітці паперові листи завжди знову піднімаються вгору завдяки аеродинаміці …
… і, нарешті, можуть утримуватися тільки в зоні, захищеній від вітру, на сітці.
