У робочому файлі "PSD_C4D_R12_Dyn_SoftBodies_Start.c4d" ви знайдете підготовлену сцену, що складається з ковзанки у вигляді спіралі та трьох кольорових кубічних об'єктів, яких ми хочемо випустити на ковзанку.
Побудова сцени
У початковій сцені ще немає динаміки. Щоб належним чином розібратися у побудові цієї початкової формації, давайте коротко розглянемо елементи та їх структуру у Об'єкт-менеджері. Спершу помітно, що параметричні кубічні об'єкти лежать як група у гіпер-NURBS-крілі.
Якщо ми тимчасово вимкнемо розділення, створене гіпер-NURBS-крілом, та розглянемо властивості об'єкту з кубіків, ми побачимо, що сегментування та округлення куба виходить мінімалістичним.
Це одне засвідчує менший обчислювальний ресурс для симуляції м'яких тіл...
…натомість через толерантне гіпер-NURBS-кріло ми зменшуємо ризик артефактів та некрасиво вигнутих поверхонь м'яких тіл. Розділення 1 для гіпер-NURBS-кріла вистачає для того, щоб дозволити об'єкту досить гладко округлити.
Ковзанку реалізовано за допомогою генератора Sweep-NURBS. Як контурний суб'єкт використовується U-подібний суб'єкт Spline, краї якого для закруглення були трохи згладжені за допомогою інструменту Фаско.
Оскільки об'єкт Sweep-NURBS веде контурний суб'єкт вздовж своєї Осі Z, орієнтація контурного суб'єкта відбувається відповідно до XY-площини.
Триизмерну форму контурного суб'єкта надається шляхом керування ним вздовж рейкового суб'єкта. Ця роль покладена на параметричний об'єкт-гвинт з набору полів основних суб'єктів. Вигляд спіралі ковзанки можна змінювати у будь-який момент через параметри, що прилягають до гвинтового контурного суб'єкта.
Якщо вам в багатозначності цього кроку спіткала висока роздільність гвинтового контурному суб'єкті, то наступне пояснення на допомогу. Якщо не досить розділень для використання, спіралі ковзанки виходить не гладка, але дуже кутова. В діалозі налаштувань об'єкту Sweep-NURBS важливо, щоб опція Паралельне зсування була вимкнена.
На поверхні покриття об'єкту Sweep-NURBS розміщена поверхня покриття з невеликим згладжуванням; при цьому контур не повинен зберігатися. Особливо на верхньому кінці ковзанки з великою похилістю ці параметри допомагають уникнути небажаних спотворень.
Побудова системи динаміки з об'єктами колізій
Звичайно, у цьому навчальному посібнику ми працюємо не лише з об'єктами м'яких тіл. Хоча м'які тіла кубіки також будуть стикатися між собою, все одно особливу увагу потребують ковзанка та об'єкт підлоги як об'єкти колізій у симуляції.
Давайте розпочнемо з об'єкта підлоги, вибравши його і присвоївши йому через команду створення об'єкта колізії з меню Симуляція>Динаміка тег динаміки об'єкту як об'єкт колізії.
В діалозі тегу динаміки об'єкту ми маємо лише трохи поправити еластичність та тривалість. Висока еластичність в 80% забезпечує, що кубики після відскоку від підлоги трохи знову піднімуться, а значення тривалості в 80% утримує кубики переважно на місці, вони ж не повинні просто зникати.
Також ковзанці потрібен тег динаміки об'єкту як об'єкт колізії, якщо ми хочемо, щоб кубики вдарилися та спирально ковзали вниз. Оскільки об'єкт колізії не має власних динамічних властивостей, які б відображалися у симуляції, ковзанка може висіти у сцені без будь-якого іншого кріплення в тому місці, куди ми її хочемо помістити.
В діалозі тегу динаміки об'єкту для ковзанки спочатку визначаємо форму ковзанки для колізії ближче. Щоб поверхні та краї ковзанки були враховані в щільності розрахунку колізії, вибираємо статичну сітку як форму. Ця установка, хоча досить обчислювально витратна, але інакше ковзанку не вдасться реалізувати як форму колізії.
Значення еластичності та тривалості в принципі можуть залишитися на стандартних значеннях. Ті, хто бажає зробити доріжку ковзанішою, можуть трохи знизити значення тертя.
Визначення м'яких кубів тіла
Тепер нам лишаються лише об'єкти кубів, щоб повністю скомплектувати учасників симуляції. Щоб надати об'єкту в Dynamics м'які та еластичні властивості, нам потрібно призначити йому тег Тіло Dynamics як М'яке тіло. Відповідну команду ми знову знаходимо в меню Симуляція>Dynamics.
Щоб усі три куби отримали такий тег, спочатку просто виберемо всі три об'єкти кубів у Менеджері об'єктів.
Після того як всі три об'єкти кубів мають тег Тіла Dynamics як М'яке тіло, ми можемо вибрати три теги у Менеджері об'єктів і одночасно визначити однакові параметри для всіх трьох кубів через діалогове вікно налаштувань.
Швидко розпізнаємо, що М'які тіла відрізняються в основному власним розділом "М'яке тіло" від Твердих тіл. Отже, особливі властивості знаходяться тут, завдяки яким об'єкт стає М'яким об'єктом тіла.
На сторінці Dynamics ми в першу чергу впевнені, що запуск динамічної симуляції почнеться негайно, решту параметрів змінювати не потрібно.
Ми також можемо налаштувати параметри колізії та маси для всіх трьох об'єктів кубів. Це має перевагу, оскільки ми зможемо краще оцінити наслідки різних властивостей м'кого тіла. Для зіткнення достатньо автоматичного розпізнавання форми зі стандартними значеннями для еластичності та тривкості.
Оскільки при нашій симуляції не чіткої різниці у масах тіл, нам достатньо стандартного значення щільності світу для обчислення маси.
Як вже зазначено, параметри для м'ких тіл, відповідальні за м'кі та еластичні властивості, зібрані на сторінці М'яке тіло. Усім об'єктам кубів спільне налаштування Полігонів/Ліній, оскільки ми маємо справу з параметричними об'єктами і також не бажаємо наділяти об'єкти, що складаються з Клонів, тегом М'кого тіла.
Параметри для пружин, збереження форми головні для досліджень у цьому уроці. Інші експерименти з картами, різними амортизаціями та тиском абсолютно не заборонені.
Почнемо з першого з трьох кубів. Цей куб буде намагатися зберегти свою форму завдяки високій величині коефіцієнта структури. Також завдяки великому значенню зміщення на 60 куб дозволить собі найлегше еластично вигинатися.
Через коефіцієнт жорсткості в розділі збереження форми ми додаємо кубу властивість, як сильно він протистоїть деформації.
Нижче наведено зображення тільки що визначеного оранжевого куба після прямого удару по підлозі.
Фіолетовий куб, навпаки, має вести себе дуже м'яко та еластично. Відповідно низькими є значення структури, зміщення та вигину. Особливо низьке значення вигину зробить куб майже маковим кремом. Щоб куб все ж міг завжди повертатися до своєї вихідної форми, ми дамо йому принаймні низьке значення жорсткості 5.
Нижче наведено зображення спотвореного фіолетового куба після відскоку від червоного куба.
Властивості м'кого тіла червоного куба розташовані приблизно посередині між двома іншими кубами. Він буде досить еластично вести себе, завдяки великій загальній жорсткості, але завдяки збільшеному значенню амортизації дуже швидко повертатиметься до початкового стану. Це допомагає також підвищене значення амортизації. Чим вище це значення, тим швидше прагне до початкового стану.
Нижче наведено зображення червоного куба після прямого удару по підлозі …
… і це зображення, кілька кадрів пізніше, як швидко куб повернувся до своєї вихідної форми.
Перевірка симуляції "М'якого тіла"
У початковій сцені, яка постачається як робочий файл, я розмістив три куб-об'єкти з приблизно кубовим відстанню один від одного, щоб "М'які Тіла" мали можливість взаємодіяти одне з одним.
Хто бажає, може також використовувати більші або менші відстані й спостерігати за реакцією.
Перш ніж натискати кнопку відтворення, швидко заглянемо в налаштування Динаміки під Настройками Документа у CINEMA 4D. Розміри куб-об'єктів досить точно відповідають встановленому шкалірованому значенню та Колізійній терпимості, тому тут не обов'язково вносити зміни.
Також запуск симуляції відразу призводить до зіткнення двох кубів. Фіолетовий куб майже був роздавлений жовтим кубом через його низьку жорсткість пружин. Червоний куб післяудару швидко відновився завдяки вищій збереженні форми та -демпфуванню.
Тим не менш, всі три куба витримали деформацію через зіткнення без пошкоджень.
Під час зіткнення з фіолетовим кубом, жовтий куб втратив мало енергії через демпфування або тривію та стрибнув на рівень нижче траси.
Під час того, як куби котяться вниз та котять постарався якомога кулястими, можна оцінити згинання- та властивості тицькальництва об'єктів М'яких Тіл. Наприклад, фіолетовому кубові доволі легко куляститися вниз завдяки високій гнучкості.
Стриманий червоний куб рухається, хоча із значно "кутовіше", проте пройде дистанцію швидше, залишаючись при цьому близько до жовтого куба, який спочатку трохи обігнув його.
Високе значення тертя від Об'єкта Підлоги забезпечує, що випадково прискакуючі куб-об'єкти не відскочать далеко, а залишаться поблизу для того, щоб знову зіткнутися між собою.
Ось невеликий вступ у Динаміку М'яких Тіл у CINEMA 4D Реліз 12. Закликаю спробувати експериментувати з цим базовим варіантом, щоб дослідити вплив різних типів пружин та -жорсткостей або параметрів збереження форми- та демпфування або також впливу тиску та маси.
