CINEMA 4D R 11,5 značný pokrok v mezích zákona (5) - 3D grafika - 3Dscena.cz: 3D grafika jako na dlani

8. října 2009, 00.00 | V dnešním dílu putovaní po nové CINEMĚ 4D R 11,5 a jejím aktualizovaným modulem MoGraph 2 zaměříme svou pozornost na jednu speciální křivku. Křivku bezesporu zvláštní, kterou ale můžeme využít v překvapivě velkém množství simulací a vskutku vynikajících efektů. Křivku MoSpline.

Je to ve veskrze divný objekt, který je do značné míry zvláštní. Jako jediná křivka v CINEMĚ 4D nám umožňuje parametricky generovat  velké množství segmentů. Veškeré její tvary můžeme generovat pouze matematicky a navíc, v tom sice není ojedinělá funkcí, rozhodně ale přístupem, jsou generované tvary plně dynamická za možnosti využití jak efektorů modulu MoGraph, tak modifikátorů částicových systémů. Zní to myslím velmi zajímavě a také to zajímavé je.

Dynamika není sice fyzikální, je pouze simulovaná, respektive jedná se o odezvu na vnější síly, přesto ale velmi efektní.

To ale není ani tak to hlavní, co nám tento veskrze zajímavý objekt umožňuje. Díky tomu že spolupracuje se všemi možnými objekty, ať již generátory povrchu (Protažení NURBS, objektem Klonování a dalšími), jinými křivkami a také díky možnosti animovat různé hodnoty „nájezdů“, je perfektní pro animovaná vykreslení různých efektů. Jinými slovy, možnosti jsou opět velmi široké a jelikož spočívají v kombinacích, vlastně neomezené. Můžeme tedy zas a znova tvrdit, že záleží na uživateli, co všechno dokáže z tohoto objektu vymáčknout a že jen málokdo dohlédne všech efektů, které lze tímto objektem vytvořit.

I nadále se budeme držet stylu, který jsme načrtli v předešlých dílech. Vyzkoušíme si nějaké ukázky a na nich si oddemonstrujeme možnosti, které tento speciální objekt má...

Příklad první, ohňová sasanka, modifikátory, efektory a zobrazení

Představme si situaci, kdy bychom chtěli vytvořit velmi dynamicky se pohybující trs chapadélek jakési obdoby mořské sasanky. Co bychom pro to potřebovali. Samozřejmě nějaké ty cesty pro rozmístění chapadélek, ale také vnější proudy, víření substance, nějakou tu náhodnost a tak dále. To všechno můžeme velmi snadno (a proto si to ukážeme) generovat objektem MoSpline v jeho velmi triviální poloze, za využití s objektem Klonování a dalších vnějších sil.

Vytvoříme si tedy nový objekt MoSpline a podíváme se na jeho nastavení. První zjištění je, že to je vlastně opravu křivka a to křivka, která je zarovnaná ve směru osy Z. Tedy do hloubky. Pokud chceme Aby směřovala vzhůru, měli bychom si objekt natočit okolo osy P.

V tomto jednoduchém stavu má křivka jen jeden segment, ale později zjistíme, není to vůbec segment jediný...

Co je zajímavé je, že křivka má možnost různého zobrazení. Ona totiž může být zajímavým způsobem deformovaná a to jak vnějšími vlivy, tak vlastním nastavením. V případě, že je deformovaná vlastním nastavením, pak na cestu průběhu křivka působí její souputnice, křivka druhá. Je to podobná situace jako v případě, že bychom použili objekt Protažení NURBS. U něj také můžeme mít dvě cesty, kdy druhá cesta jednak může definovat šíři, ale také protáčení profilu. Tento objekt je tak svým způsobem velmi podobný a pokud se podíváme na záložku Objekt, tak dole je parametr Režim zobrazení. Zde jsou tři volby, a to Čára, Duální čára a Plný tvar. Proč o tom hovořím? Protože tato zobrazení de facto demonstrují způsob práce tohoto objektu a proto jsou velmi důležitá.

Režim Čára zobrazuje vlastně jen základní cestu. Režim plný tvar pak zobrazuje průběh objemu „obou cest“ podle kritérií, která jsou na stránce Elementární (v režimu Elementární křivky) a nebo stránce Křivka v režimu Křivka (oba režimy se definují na stránce Objekt, parametru Režim). Nastavíme si délku křivky (na stránce Elementární) na požadovanou délku (já měl cca 200).

Pokud tedy není rozdíl v zobrazení patrný, můžeme si zvětšit parametr Šířka (v tomto smyslu poloměr, ale přesněji vzdálenost obou cest). Pokud se podíváme na další parametry stránky Elementární, můžeme výrazně zvýšit hodnotu parametru Zkroucení. A možná si všimneme, že okolo naznačeného průměru je vyrotovaná křivka, který průměr „obtáčí. To je křivka pomocné „cesty“, která definuje onen zmíněný poloměr a také kroucení a podobně. Pokud tedy chceme, můžeme si v editoru zobrazit jen tyto dvě křivky bez zmíněného plného objemu a to pomocí volby Objekt / Režim zobrazení / Duální čára.  

Stále se ale přitom jedná o křivky, nic více, a proto jsou tyto objekty nadále ve výpočtu neviditelné, pokud je nezařadíme pod objekt ProtaženíNURBS a zároveň u tohoto objektu nevypneme volbu pro dvě křivky. A to proto, že tato volba pracuje se vstupními křivkami jako průměrem, avšak objekt MoSpline generuje hlavní cestu a poloměrovou křivku. A nevytvoříme profil, samozřejmě.

V tomto prvním příkladu jsme si slíbili přeci jen něco speciálního, tedy vytvoříme si nový objekt Klonování a tento objekt nastavíme jako rodičovský vytvořené křivce MoSpline. Režim nastavíme na mřížku a tvar mřížky na válec s tím, že počet instancí ve vertikálním směru bude 1. Horizontální hodnoty můžeme nastavit podle potřeby a vlastního vkusu, v tomto smyslu nejsme nikterak omezení.

Na objekt Klonování si můžeme nastavit nějaké ty efektory náhodnosti pro pozici a případně také pro velikost jednotlivých chapadélek. Vlastní nastavení ale bude jinde, přímo v objektu MoSpline. A ukážeme si na tom, čímže vším můžeme MoSpline ovlivňovat.

Vytvoříme si nový objekt modifikátorů částic Gravitace, případně Turbulence a také případně Přitažení. Všechny tyto modifikátory můžeme rovnou přetáhnout do záložky Pole objektu MoSpline čímž způsobíme, že budou ovlivňovat právě tuto křivku. Ale nejenom jednu, ale všechny křivky, které jsou generované objektem Klonování a to „každou zvlášť“, nikoliv jako celek.

A jaké je nastavení? Gravitaci si můžeme ponechat tak jak je, není nám změn zapotřebí. To Turbulenci bychom trochu zmírnit a případně můžeme upravit měřítko.

Poslední co musíme z této skupiny objektů upravit je nastavení Přitažení. Toto přitažení bude objektem, který budeme animovat (opět bez klíčového snímku). Musí tedy mít proměnlivý vliv a ten zajistíme nastavením nějakého vhodného tvaru úbytku (viz obrázek). Animace bude již pak automatická skrze vlastnost Vibrace.

Výše zmíněná konstrukce způsobí, že se naše křivka – či vlastně již generované pole křivek, bude ovlivněno výše zmíněnými modifikátory. Navíc si můžeme vytvořit i efektor MoGraph, například Prodlení, který nastavíme na vysokou hodnotu (cca 96-7%) a režim Prolnutý, který zajistí přirozený „organický“ pohyb. Tento efektor poté přeneseme do pole efektorů objektu MoSpline a jsme připraveni. Pokud zkusíme spustit animaci, měly by se křivky přirozeně vlnit ve vnějších silách podle pohybu objektu Přitažení.

Bezvadné. Ale chceme křivky zobrazit ve formě skutečných objektů. Použijeme proto tedy objekt ProtaženíNURBS. Ten zařadíme pod objekt Klonování co jsme vytvořili dříve a pod něj vložíme připravený objekt MoSpline. A vytvoříme si také samozřejmě profil v rovině XY. Profil zařadíme na první místo pod objekt ProtaženíNURBS a nad objekt MoSpline. A jdeme na jeho nastavení...

Zde je vlastně podstatné změnit jen několik voleb (a můžeme si zde upravit výsledný tvar). Musíme vypnout volbu dvou křivek (viz výše) a také musíme bezpodmínečně vypnout parametr Použít směr křivky (profil by se mohl přetáčet).

Co jsme si oddemonstrovali? V prvé řadě možnost ovlivňovat objekt MoSpline modifikátory částic a také efektory MoGraph. Další skvělou možností je, že lze objekt MoSpline klonovat, přičemž zůstávají aktivní „dynamické“ vlastnosti každého vytvořeného klonu. A to je velmi zajímavá vlastnost. Mimo to jsme si ukázali možnosti zobrazení objektu...

Výsledná scéna včetně videa ke stažení

A teď úplně něco jiného! Vizuální efekty

Další doménou této křivky je, mimo mnoha a mnoha dalších, využití při tvorbě různých dynamických vizuálních efektů skládajících se z dynamických nájezdů nějakého tvaru a podobně. Pravdou je, že tyto efekty asi nelze popsat slovy, obrázek bude lepší. Či vlastně video...

Scéna včetně videa ke stažení

Uvedený příklad je založen na dalších možnostech elementárního tvaru křivky MoSpline. A to, že křivka může být tvořena mnoha a mnoha segmenty, které jsou ovlivněné vnějšími silami a které mohou pokračovat ve svém tvaru přes své koncové limity. Navíc máme k dispozici parametr Posun a tak můžeme velmi snadno vytvářet neuvěřitelné „křivkové“ animace. Podívejme se na uvedený příklad.

Ve scéně není vlastně nic jiného, než objekt ProtaženíNURBS, profilová křivka a samozřejmě objekt MoSpline. A ano, je zde opět několik modifikátorů částic. Opět tu máme Gravitaci, která je v čase proměnlivá a ovlivňuje dynamický sklon jednotlivých generovaných křivek, pak tu je Vítr, který má nastavenou turbulenci, a nakonec samotný modifikátor Turbulence. Proč je animovaná hodnota gravitace? Je tomu tak proto, že chceme, aby objekt, respektive jednotlivé segmenty během svého života létaly prostorem, přičemž pokud by byla hodnota fixní, byly jen skloněné dolu a „bez života“. Jak tedy proměnlivá hodnota gravitace, tak turbulence, či vítr, přispívají k „náhodnému“ pohybu všech segmentů křivky. Dále je zde také na křivce MoSpline nastavena vlastnost Vibrace pro náhodné otáčení a přetáčení křivky.

Mimo to je zde i efektor Vzorec s výchozím nastavením sinusové funkce a hodnotami pro posun ve směru X, Y a Z. .Všechny tyto objekty ovlivňují objekt MoSpline, který ale není tentokráte jen křivkou s jedním segmentem. Na stránce Elementární je totiž zadáno, aby křivka měla 29 segmentů (pomíjím nyní nastavení délky a další parametry).

Dále jsou na křivce nastavené parametry definujících různá zakřivení, zatočení a další parametry, které upravují tvar jednotlivých segmentů.

Celý vtip případné animace ale spočívá v něčem jiném. A to v parametrech, které jsou na stránce Objekt. Zde jsou totiž parametry pro posun křivky po propočítaném tvaru, počátku křivky a jejím konci. A zajímavé je, že můžeme jít i pod 0%, respektive nad 100%. Křivka se pak dramaticky kroutí a stáčí podle nastavení, která jsou pod přepínači Prodloužený počátek a Prodloužený konec. Můžeme tak vytvořit efektní nájezdy tvaru křivky z vnějšího prostoru, můžeme tyto parametry využít pro efektní vykreslení písmen, a nebo pro dynamický pohyb po tvaru jako v uvedeném příkladu.

Nezmínili jsme ještě jeden důležitý parametr, na který bychom málem zapomněli. Na parametr režimu růstu. Pokud jej aktivujeme na volbu „Separátní segmenty“, pak zajistíme, že posun a růst bude probíhat na všech vzniknuvších segmentech simultánně. Pokud by zde byla volba Kompletní křivka, pak by růst probíhal od segmentu prvního až k poslednímu pěkně jeden za druhým.         

Pokud přepínač vypneme, nebudou uvedené parametry k dispozici a křivka po dosažení 100%, či 0% bude oříznuta a ukončena.

Hrátky s parametrem posunu, umístění počátku a konce jsou vynikající možností jak rozpohybovat fascinující dynamické křivkové tvary a to do jen stěží uvěřitelných výsledků v několika minutách. To ale není jediné užití tohoto zajímavého objektu. Na jeho další aplikace se podíváme ale až příště.