Cinema 4D - ab Version 14 : das umfassende Handbuch [1. Aufl] 9783836219648, 3836219646 [PDF]

Zitiervorschau

Andreas Asanger

Cinema 4D 13 Das umfassende Handbuch

VST Netzpiraten 2012

Liebe Leserin, lieber Leser, »Öfter mal was Neues« – Sie werden mir sicher zustimmen, wenn ich behaupte, dass dieser Spruch seit einiger Zeit das Motto von Maxon zu sein scheint. Zuletzt mussten Sie sich vom modularen Aufbau Ihrer Software verabschieden und sich auf die verschiedenen Produktvarianten Prime, Broadcast, Visualize und Studio einstellen. In diesem Jahr überrascht Maxon dadurch, statt des üblichen Zwischen-Releases mit Cinema 4D 13 ein komplettes Major-Release zu veröffentlichen. Doch was leistet diese Version wirklich? Ist sie mehr als nur ein aufgehübschtes Zwischen-Update? Wenn Sie unseren Autor Andreas Asanger fragen, lautet seine Antwort ganz eindeutig »Ja!«. Cinema 4D 13 hat die volle Versionsnummer zu Recht erhalten, denn viele neue Funktionen verbessern nicht nur den Umgang mit der Software selbst, sondern eröffnen Ihnen ganz neue Möglichkeiten: Sie können nun erstmals 3D-Bilder darstellen und rendern, der physikalische Renderer setzt fotografische Effekte überzeugend um und durch Vorlagen und Komponenten wird die Erstellung von Charactern erheblich vereinfacht. Profitieren Sie von diesen neuen Möglichkeiten, und lernen Sie sie mithilfe dieses Buchs genau kennen. Alle Funktionen werden am Beispiel erprobt: Der Käfer aus dem ersten Projekt ist bestens geeignet, wenn Sie sich vor allem für organische Formen interessieren, das Mondfahrzeug aus Projekt 2 zeigt, wie technische Objekte erstellt werden können. Die Grundlagen für die Arbeit in den Workshops bilden die Theorie-Teile des Buchs. Hier lernen Sie wirklich jede Funktion und Einstellung von Cinema 4D 13 kennen. So bietet Ihnen dieses Buch nicht nur die nötige Praxis, sondern auch eine passende Antwort auf jede Ihrer Fragen bei der Arbeit mit Cinema. Sie werden dieses Buch daher auch als fortgeschrittener Anwender noch gern zur Hand nehmen und es als verlässlichen Begleiter zu schätzen wissen. Nun bleibt mir noch, Ihnen viel Spaß bei der Arbeit mit Cinema und den Workshops dieses Buchs zu wünschen. Katharina Geißler Lektorat Galileo Design [email protected] www.galileodesign.de Galileo Press • Rheinwerkallee 4 • 53227 Bonn

Teil I Grundlagen 1 Über Cinema 4D ......................... 2 Neu in Version 13 ....................... 3 Arbeitsoberfläche ........................ 4 Arbeiten im Editor ...................... 5 Cinema 4D einrichten .................. 6 Teamwork ...................................

31 35 43 59 71 89

Teil II Modelling 7 Modelling mit Cinema 4D ............ 8 Grundobjekte ............................. 9 NURBS-Objekte .......................... 10 Polygon-Modelling ..................... 11 Modelling-Werkzeuge ................. 12 Modelling-Objekte ..................... 13 Deformationsobjekte .................. A Modelling-Workshops .................

99 101 107 119 125 145 157 171

Teil III Texturing 14 Texturing mit Cinema 4D ............ 15 Materialien ................................. 16 Textur-Mapping .......................... 17 BodyPaint 3D ............................. B Texturing-Workshops ....................

247 249 275 289 303

Teil V Animation 26 Animation mit Cinema 4D .......... 27 Keyframe-Animation ................... 28 Nicht-lineare Animation (NLA) .... 29 Expressions und Scripting ............ 30 Character-Animation ................... 31 Partikel in Cinema 4D ................. 32 Thinking Particles ........................ 33 MoGraph .................................... 34 Dynamics .................................... D Animations-Workshops.................

431 433 455 465 485 531 537 547 563 583

Teil VI Rendering 35 Rendering in Cinema 4D ............. 36 Rendern ...................................... 37 Multi-Pass-Rendering .................. 38 Render-Effekte ............................ 39 Physikalischer Renderer .............. 40 Sketch and Toon ......................... 41 Hair ............................................ 42 NET Render ................................

647 649 663 669 695 699 707 717

Teil VII Anhang 43 Wo finde ich mehr? .................... 723 44 Die DVD zum Buch ..................... 727

Teil IV Inszenierung, Licht und Sound 18 Inszenierung, Licht und Sound mit Cinema 4D ............................. 339 19 Kamera ....................................... 341 20 Lichtquellen ................................ 353 21 Umgebungsobjekte ..................... 375 22 Physikalischer Himmel (Sky) ........ 379 23 Projection Man ........................... 387 24 Sound ......................................... 393 25 Szenen organisieren .................... 397 C Inszenierungs- und RenderingWorkshops ................................... 399

Auf einen Blick | 3

AUF EINEN BLICK

Auf einen Blick

INHALT

Inhalt Vorwort ..........................................................................

25

Teil I: GRUNDLAGEN 1

Über Cinema 4D ...................................................

31

1.1 1.2

Wofür steht Cinema 4D? ......................................... Die Varianten von Cinema 4D ................................

31 32

2

Neu in Version 13 .................................................

35

2.1 2.2 2.3 2.4

Neuerungen in Cinema 4D Prime .......................... Neuerungen in Cinema 4D Broadcast .................... Neuerungen in Cinema 4D Visualize ...................... Neuerungen in Cinema 4D Studio .........................

35 40 41 42

3

Arbeitsoberfläche .................................................

43

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

3D-Ansicht ............................................................ Objekt-Manager .................................................... Attribute-Manager ................................................. Material-Manager .................................................. Koordinaten-Manager ............................................. Struktur-Manager .................................................. Animations-Palette ................................................ Content Browser ................................................... Ebenen-Browser ....................................................

45 50 52 54 54 55 55 56 57

4

Arbeiten im Editor ................................................

59

4.1 4.2

Anzeige und Selektion ........................................... Achsen- und Koordinatensysteme .......................... Verschieben ....................................................... Skalieren ........................................................... Drehen .............................................................. Modellierachse .................................................. Objektachse ...................................................... Einheiten und Projekt-Skalierung ........................... Snapping ............................................................... Editorwerkzeuge und -modi ................................... Befehlsschnellauswahl und hierarchische Tastaturkürzel ........................................................ Lesezeichen ........................................................... Doodle ..................................................................

59 60 61 62 63 63 64 64 66 66

4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

68 68 69

Inhaltsverzeichnis | 5

5

Cinema 4D einrichten ..........................................

71

5.1

Fenster und Manager ............................................. Vollbildmodus ................................................... Fenster minimieren ........................................... Fenster-Griffe ...................................................... Tabs ................................................................... Abreißbare Menüs ............................................. Interaktive Auswahlvorgänge ............................. Paletten und Befehle anpassen ............................... Menü-Manager ...................................................... Ansichts-Voreinstellungen ...................................... Head-Up-Display (HUD) ........................................ Parameter im HUD ............................................ Befehle im HUD .................................................. Objekte im HUD ................................................. Individuelle Anpassung der HUD-Elemente ....... Projekt-Voreinstellungen ........................................ Programm-Voreinstellungen ................................... Layouts und Templates .......................................... Dokumentation und Tutorials ................................. History-Funktion ............................................... Volltextsuche ..................................................... Tutorials ............................................................ Service ................................................................... Updates ............................................................ Registrierung und Personalisierung ....................

71 71 71 72 72 73 73 73 75 76 76 77 77 78 78 78 80 84 86 87 87 87 88 88 88

6

Teamwork .............................................................

89

6.1

Import ................................................................... DWG-Import .................................................... COLLADA-Import .............................................. Export ................................................................... COLLADA-Export .............................................. Export über den Melange-Austausch ................. Externe-Komposition-Tag ................................... Virtueller Rundgang ............................................... XRefs .................................................................. XRefs-Objekt und -Befehle .................................. XRef in der Masterszene .................................... XRef-Container .................................................. XRef-Manager ...................................................

89 90 91 91 92 92 93 93 94 95 95 95 95

5.2 5.3 5.4 5.5

5.6 5.7 5.8 5.9

5.10

6.2

6.3 6.4

6 | Inhaltsverzeichnis

Teil II: MODELLING 7

Modelling mit Cinema 4D ....................................

8

Grundobjekte ....................................................... 101

8.1

Parametrische Objekte ........................................... Breite, Höhe, Tiefe, Radius ................................ Segmente .......................................................... Richtung ........................................................... Deckflächen ...................................................... Rundung ........................................................... Ausschnitte ....................................................... Regelmäßige Unterteilung ................................. Glättung ............................................................ Interaktives Arbeiten .............................................. Parametergriffe .................................................. Attribute-Manager .............................................. Spezialfälle ............................................................. Kugel-Objekt ..................................................... Landschaftsobjekte ............................................ Relief-Objekt ..................................................... Figur .................................................................

8.2

8.3

99

101 101 101 102 102 102 102 102 102 103 103 104 105 105 105 105 106

9

NURBS-Objekte ................................................... 107

9.1

9.2 9.3

Splines ................................................................... Spline-Typen ...................................................... Spline-Grundobjekte ......................................... Spline-Einstellungen .......................................... Splines bearbeiten ............................................. Pfadoperationen ................................................ Spline-Import ........................................................ NURBS-Generatoren .............................................. Extrude-NURBS ................................................. Lathe-NURBS .................................................... Loft-NURBS ....................................................... Sweep-NURBS .................................................. Bézier-NURBS ................................................... Deckflächen und Rundungen .............................

10

Polygon-Modelling .............................................. 119

10.1 10.2 10.3

Polygone ............................................................... N-Gons ................................................................. HyperNURBS ......................................................... HyperNURBS-Objekte ....................................... HyperNURBS-Wichtungen .................................

107 108 108 109 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118

120 121 122 122 123

Inhaltsverzeichnis | 7

Sonderfall Kugel-Objekt .................................... 124 11 11.1 11.2 11.3

Modelling-Werkzeuge ......................................... 125

Selektionen ............................................................ Mesh-Konvertierung .............................................. Mesh-Befehle ........................................................ Array und Klonen .............................................. Ablösen und Abtrennen ..................................... Schrumpfen und Schmelzen .............................. Punkte/Kanten verbinden und Auflösen ............ Unterteilen, Triangulieren und Un-Triangulieren ... Punktwert setzen ............................................... Kanten drehen und Kanten-Selektion zu Spline ... Punktreihenfolge ändern ................................... Optimieren und Größe zurücksetzen ................. 11.4 Mesh-Erstellung ..................................................... Punkt erzeugen und Polygon erzeugen .............. Kanten schneiden .............................................. Messer .............................................................. Brücke ............................................................... Vernähen und Verschmelzen .............................. Polygonloch schließen ....................................... Bevel ................................................................. Extrudieren und Innen extrudieren .................... Matrix-Extrude .................................................. Smooth Shift ..................................................... 11.5 Mesh-Verformung .................................................. Pinsel ................................................................ Glätten .............................................................. Magnet ............................................................. Spiegeln ............................................................ Gleiten .............................................................. Verschieben/Skalieren/Drehen ........................... 11.6 Spline-Werkzeuge .................................................. 11.7 N-Gons, Normalen und Achsen ............................. N-Gons ............................................................. Normalen .......................................................... Achse zentrieren ................................................ 11.8 Objekte anordnen ................................................. 11.9 Isoline- und Deformed Editing ............................... 11.10 Messen und Konstruieren ......................................

8 | Inhaltsverzeichnis

125 127 128 128 129 129 129 130 130 131 131 131 132 132 132 132 133 133 134 134 135 135 136 136 136 137 137 137 138 138 138 139 139 140 140 141 141 143

12

Modelling-Objekte .............................................. 145

12.1 12.2

Array ..................................................................... 145 Atom-Array ............................................................ 146

12.3 12.4 12.5 12.6 12.7

Boole ..................................................................... Splinemaske .......................................................... Objekt verbinden .................................................. Instanz .................................................................... Metaballs ............................................................... Positive und negative Einflüsse .......................... Metaball-Tags .................................................... Mit Metaballs modellieren ................................. Mit Metaballs animieren .................................... 12.8 Symmetrie ............................................................. 12.9 Arbeitsebene ......................................................... 12.10 Null-Objekt ...........................................................

147 148 149 149 150 151 152 152 153 153 154 155

13

Deformationsobjekte ........................................... 157

13.1 13.2

Geometrische Deformatoren .................................. Splinebasierte Deformatoren ................................... Spline-Deformer ................................................ Spline-Rail ......................................................... Spline-Wickler ................................................... Gitter- und objektbasierte Deformatoren ............... Displace-Objekt ................................................ FFD-Deformer ................................................... Kontroll-Deformatoren .......................................... Korrektur-Deformer ........................................... Glätten-Deformer .............................................. Polygonreduktion .............................................. Effektdeformatoren ................................................ Explosion FX .....................................................

13.3

13.4

13.5

A

158 159 159 160 161 162 162 162 163 164 164 165 167 168

Modelling-Workshops ........................................... 171

Projekt 1: Modelling des Käfers ....................................... Modelling des Körpers ..................................... Modelling der Fühler und Mandibeln ............... Modelling der Beine ........................................ Projekt 2: Modelling eines Mondfahrzeugs ...................... Modelling der Räder ........................................ Modelling des Chassis ...................................... Modelling des technischen Equipments ........... Modelling der Versorgungseinheiten ................

171 171 195 201 204 204 219 225 236

Teil III: TEXTURING 14

Texturing mit Cinema 4D ..................................... 247

Inhaltsverzeichnis | 9

15

Materialien ........................................................... 249

15.1 15.2

15.4

Material-Manager .................................................. Material-Kanäle ..................................................... Farbe ................................................................ Diffusion ........................................................... Leuchten ........................................................... Transparenz ....................................................... Spiegelung ........................................................ Umgebung ........................................................ Nebel ................................................................ Relief ................................................................ Normale ............................................................ Alpha ................................................................ Glanzlicht .......................................................... Glanzfarbe ......................................................... Glühen .............................................................. Displacement .................................................... Editor ................................................................ Illumination ....................................................... Zuweisen ........................................................... Texturen und Shader .............................................. Texturen- und Muster-Shader ............................ Bildbearbeitungs-Shader .................................... Effekt-Shader ..................................................... Oberflächen-Shader .......................................... 3D- und Volumen-Shader ......................................

16

Textur-Mapping ................................................... 275

16.1 16.2

Textur-Geometrie .................................................. Textur-Bearbeitung ................................................ Textur bearbeiten .............................................. Textur-Achse bearbeiten .................................... Kachelung ......................................................... Textur-Projektion ................................................... Kugel-Mapping ................................................. Zylinder-Mapping .............................................. Flächen-Mapping .............................................. Quader-Mapping ............................................... Frontal-Mapping ............................................... Spat-Mapping .................................................... UVW-Mapping .................................................. Shrink-Wrapping ............................................... Kamera-Mapping ............................................... Seite ...................................................................

15.3

16.3

10 | Inhaltsverzeichnis

249 251 253 253 254 255 256 256 257 257 258 259 260 260 261 261 262 262 263 264 265 265 266 268 270

276 277 278 278 278 279 280 280 280 281 281 282 282 284 285 285

16.4

Textur-Layer und Selektionen ................................. 286 Textur-Layer ........................................................... 286 Selektionen ............................................................. 287

17

BodyPaint 3D ....................................................... 289

17.1 17.2 17.3 17.4

17.6 17.7 17.8

Arbeitsoberfläche .................................................. Materialien und Ebenen ......................................... Farb-Manager und -Presets .................................... Mal- und Pinsel-Werkzeuge ................................... Pinsel-Bibliothek ............................................... Eigene Pinsel ..................................................... UV-Werkzeuge ....................................................... Mapping ........................................................... UV entspannen ................................................. Projektion ......................................................... Transformation und UV-Befehle ......................... Paint-Assistent ....................................................... Projection Painting ................................................. HDRI und 32-Bit-Painting ......................................

B

Texturing-Workshops ............................................ 303

17.5

Projekt 1: Texturing eines Käfers ....................................... Texturing in Cinema 4D .................................... Texturing der Flügel in BodyPaint 3D ................ Projekt 2: Texturing des Mondfahrzeugs ........................... Texturing der Räder .......................................... Texturing des Fahrzeugs .................................... Texturing des Equipments ................................. Raumfahrt-Logo für das Mondfahrzeug .............

290 292 293 293 294 295 296 297 297 298 299 300 301 304

303 303 310 319 319 321 324 330

Teil IV: INSZENIERUNG, LICHT UND SOUND 18

Inszenierung, Licht und Sound mit Cinema 4D ..... 339

19

Kamera ................................................................. 341

19.1

Kamera-Objekte .................................................... Editor-Kamera ................................................... Eigene Kameras ................................................. Ziel-Kameras ..................................................... Kamera-Einstellungen ........................................ Kamera-Schärfentiefe ............................................. Physikalische Kamera ............................................. Stereoskopische Kamera ........................................

19.2 19.3 19.4

341 341 342 343 343 344 345 351

Inhaltsverzeichnis | 11

20

Lichtquellen ......................................................... 353

20.1 20.2

Allgemein .............................................................. Lichttypen ............................................................. Punktlichter ....................................................... Spotlichter/Parallele Spots ................................. Unendliche Lichtquellen .................................... Flächen-Lichter ................................................. IES-Lichter ........................................................ 20.3 Lichteigenschaften ................................................. 20.4 Schatteneigenschaften ........................................... Shadow-Maps (Weich) ...................................... Raytraced (Hart) ................................................ Fläche ............................................................... Dichte und Farbe .............................................. Map und Samples .............................................. Kegel ................................................................. 20.5 Sichtbares Licht ..................................................... Einfaches sichtbares Licht .................................. Volumetrisches Licht ......................................... Invers volumetrisches Licht ................................ 20.6 Noise ................................................................... 20.7 Linseneffekte ......................................................... 20.8 Lichtausschluss ...................................................... 20.9 Lichtwerkzeug ....................................................... 20.10 Szenen ausleuchten ............................................... Haupt-, Führungs- oder Key-Licht ...................... Füll-Licht ........................................................... Back-Licht .........................................................

12 | Inhaltsverzeichnis

354 355 356 356 356 356 357 359 360 361 361 361 362 362 362 362 363 363 364 364 365 366 369 370 371 372 373

21

Umgebungsobjekte .............................................. 375

21.1 21.2 21.3 21.4

Boden ................................................................... Himmel ................................................................. Umgebung ............................................................. Vorder- und Hintergrund .......................................

22

Physikalischer Himmel (Sky) ................................ 379

22.1 22.2

Sky-Einstellungen .................................................. 380 3D-Wolken ............................................................ 385

23

Projection Man ...................................................... 387

23.1 23.2

Vorbereitung ......................................................... 387 Projection-Man-Manager ....................................... 388

376 377 377 378

24

Sound ................................................................... 393

24.1 24.2

Sound-Objekte ...................................................... 393 Sounds einbinden und ausgeben ............................ 394

25

Szenen organisieren ............................................. 397

25.1 25.2

Stage-Objekt ......................................................... 397 Selektions-Objekt .................................................. 398

C

Inszenierungs- und Rendering-Workshops ........... 399

Projekt 1: Käfer-Szene ...................................................... Inszenierung in 3D-Stereoskopie ...................... Inszenierung für physikalischen Renderer .......... Projekt 2: Planeten-Szene ................................................. Aufbau der Szene ............................................. Ausleuchtung der Szene ...................................

399 399 407 419 419 425

Teil V: ANIMATION 26

Animation mit Cinema 4D ................................... 431

27

Keyframe-Animation ............................................ 433

27.1

27.5 27.6 27.7

Spuren ................................................................... Eigenschaftsspuren ............................................ Zeitspur ................................................................. Morphspur ........................................................ PLA (Point-Level-Animation) .............................. Sound ............................................................... Keyframes .............................................................. Keyanzeigemodus .............................................. Keyeigenschaften .............................................. F-Kurven ............................................................... Arbeiten mit F-Kurven ....................................... Modifikationskurven .......................................... Arbeiten in der Zeitleiste ........................................ Bearbeitung ....................................................... Ansicht .............................................................. Navigation ......................................................... Funktionen ........................................................ Marker .............................................................. Ghosting ................................................................ Rotationsreihenfolge .............................................. Transformationen einfrieren ...................................

28

Nicht-lineare Animation (NLA) ............................ 455

28.1

Animationsebenen ................................................. 455

27.2

27.3

27.4

436 438 438 439 440 440 440 441 441 443 444 447 448 448 449 450 450 451 452 453 454

Inhaltsverzeichnis | 13

28.2 28.3

Motionebenen und Motion-Clips ........................... 458 Pivot-Objekt .......................................................... 463

29

Expressions und Scripting ................................... 465

29.1

29.2

29.3

14 | Inhaltsverzeichnis

Ausrichten-Expressions ...................................... Motionsystem ................................................... Sonne-Expression .............................................. Vibrations-Expression ........................................ C.O.F.F.E.E.-, Python und XPresso-Expression .... XPresso .................................................................. XPresso-Editor ................................................... Nodes und Ports ................................................ Allgemein .......................................................... Adapter ............................................................. Boole ................................................................ Berechne ........................................................... Logik ................................................................. Iterator .............................................................. Node-Eigenschaften .......................................... XGroups ............................................................ XPresso-Menüs ................................................. Anführer und Verfolger ...................................... C.O.F.F.E.E. ........................................................... Die Sprache C.O.F.F.E.E. .................................... Expression-Editor .............................................. Skript-Manager .................................................. C.O.F.F.E.E.-SDK ............................................... Konstanten und Variablen ................................. Berechnungen und Zuweisungen ....................... Arrays/Listen ..................................................... Konditionierungen und Schleifen ....................... Kommentare ..................................................... Struktur ............................................................. Python ................................................................... Skript-Manager .................................................. Python-SDK ...................................................... Python-Scripting ................................................ Skript-Log ......................................................... Python-Code ..................................................... Konstanten und Variablen ................................. Berechnungen und Zuweisungen ....................... Members bzw. Arrays/Listen .............................. Konditionierungen und Schleifen ....................... Kommentare .....................................................

465 466 466 466 466 466 467 468 469 470 470 470 470 470 471 472 472 473 474 475 475 475 476 477 477 477 477 478 478 478 479 480 480 482 483 483 483 483 483 484

Struktur ............................................................. 484 Python-Generator ............................................. 484 30

Character-Animation ............................................ 485

30.1

Joints und Skins .................................................... Joint-Werkzeug ................................................. Joint-Ausrichten-Werkzeug ................................ Joints konvertieren ............................................ Skin-Objekt ...................................................... Wichtungen ........................................................... Wichtungs-Werkzeug ........................................ Wichtungs-Manager ........................................... Wichtungs-Tag .................................................. Wichtungs-Effektoren ....................................... Mal-Werkzeug .................................................. VAMP ................................................................... Rigging .................................................................. IK-Tag ................................................................ IK-Spline-Tag ..................................................... IK-Befehle ......................................................... Spiegeln-Werkzeug ............................................ Benennungs-Werkzeug ...................................... Muskeln ................................................................ Deformer und Morphing ........................................ Mesh-Deformer ................................................. Stauchen-und-Dehnen-Deformer ...................... Korrektur-Deformer ........................................... Nachfedern-Deformer ....................................... Shrinkwrap-Deformer ........................................ Oberflächen-Deformer ...................................... Kamera-Deformer ............................................. Kollisions-Deformer ........................................... Cluster und Cluster-Deformer ............................ Punkte-Cache-Deformer und -Tag ...................... Spannungs-Tag .................................................. PoseMorph ........................................................ Kontrolle und Steuerung ........................................ Constraint-Tag ................................................... PGW-Constraint ................................................ Up-Constraint ................................................... Ziel- bzw. Ausrichten-Constraint ........................ Überobjekt-Constraint ....................................... Klammer-Constraint .......................................... Feder-Constraint ...............................................

30.2

30.3

30.4 30.5

30.6

486 487 487 487 488 489 489 490 490 491 491 492 492 493 495 495 496 496 498 500 500 501 501 502 502 503 503 504 506 506 507 507 511 511 511 511 512 512 512 512

Inhaltsverzeichnis | 15

Steuerung-Tag ................................................... Visual Selector ................................................... 30.7 Cappucino ............................................................. 30.8 Character-Hilfen .................................................... 30.9 Kleidungssimulation ............................................... CNurbs ............................................................. Kollisions-Tag ..................................................... Kleidungs-Tag .................................................... Gürtel-Tag ........................................................... 30.10 Charaktervorlagen .................................................. Charakter-Objekt ............................................... Charakterkomponente ....................................... CMotion-Objekt ................................................

16 | Inhaltsverzeichnis

513 513 514 515 516 516 517 517 521 521 521 524 526

31

Partikel in Cinema 4D .......................................... 531

31.1 31.2

31.3

Emitter ................................................................... Modifikatoren ........................................................ Attraktor ........................................................... Reflektor ........................................................... Vernichter ......................................................... Reibung ............................................................ Gravitation ........................................................ Wind ................................................................. Rotation ............................................................ Turbulenz .......................................................... Metaball-Partikel ...................................................

32

Thinking Particles ................................................. 537

32.1 32.2 32.3 32.4 32.5 32.6 32.7

Allgemeines ........................................................... Generator- und Initiator-Nodes .............................. Zustand-Nodes ...................................................... Standard-Nodes ..................................................... Dynamik-Nodes ..................................................... Helfer-Nodes ......................................................... Partikel-Gruppen ...................................................

33

MoGraph .............................................................. 547

33.1

MoGraph-Objekte ................................................. Klon-Objekte .................................................... Bruch-Objekt .................................................... MoInstanz-Objekt ............................................. MoText-Objekt .................................................. Tracer-Objekt .................................................... MoSplines ......................................................... MoSplines mit Turtle-System .............................

531 533 533 533 533 534 534 534 535 535 536

538 539 541 541 542 544 545

547 547 549 549 549 550 550 552

33.2

33.3 33.4

Extrudier-Objekt ............................................... PolyFX ............................................................... Effektoren .............................................................. Simpel-Effektor ................................................. C.O.F.F.E.E.- und Python-Effektor ...................... Verzögerungs-Effektor ....................................... Formel-Effektor ................................................. Erb-Effektor ...................................................... Zufalls-Effektor .................................................. Shader-Effektor ................................................. Sound-Effektor .................................................. Spline-Effektor .................................................. Schritt-Effektor .................................................. Ziel-, Zeit- und Gruppen-Effektor ...................... Volumen-Effektor .............................................. Selektionen ............................................................ Shader, Nodes und Cache-Tag ................................. MoGraph-Cache-Tag .......................................... MoGraph-Nodes ................................................

555 555 556 557 557 557 558 558 558 558 559 559 559 560 560 561 561 562 562

34

Dynamics .............................................................. 563

34.1 34.2

34.5 34.6

Allgemeines ........................................................... Rigid Body Dynamics ............................................. Rigid Body Dynamics mit MoGraph-Klonen ....... Geist-Kollisionsobjekt ........................................ Soft Body Dynamics ............................................... Kräfte, Federn und Motoren .................................. Partikel-Modifikatoren ....................................... Kraft-Objekt ...................................................... Feder-Objekt ..................................................... Motor ............................................................... Konnektoren ......................................................... Dynamics-Nodes ...................................................

D

Animations-Workshops ......................................... 583

34.3 34.4

Projekt 1: Character-Animation des Käfers ........................ Character-Rig für den Käfer .............................. Bindung und Wichtung des Rigs ....................... Animation des Käfers m. d. CMotion-Objekt .... Projekt 2: Animation des Mondfahrzeugs ......................... Animation des Mondfahrzeugs mit XPresso und Python .......................................... Animation des Mondfahrzeugs mit Dynamics ... Erkundungsfahrt mit dem Mondfahrzeug ..........

563 564 567 570 570 574 575 576 578 578 579 582

583 583 598 605 617 617 627 640

Inhaltsverzeichnis | 17

Teil VI: RENDERING 35

Rendering in Cinema 4D ...................................... 647

36

Rendern ................................................................ 649

36.4 36.5 36.6

Bucket-Rendering .............................................. Renderinstanzen ................................................ Render-Voreinstellungen.......................................... Ausgabe ............................................................ Speichern .......................................................... Antialiasing ........................................................ Optionen .......................................................... Render-Effekte .................................................. Voreinstellungen speichern ................................ Interaktiver Renderbereich ...................................... Bild-Manager ......................................................... Verlauf .............................................................. Ebenen .............................................................. Filter ................................................................. Render-Manager .................................................... Farbprofile und linearer Workflow ......................... Stereoskopie ..........................................................

37

Multi-Pass-Rendering .......................................... 663

37.1 37.2

Multi-Pass-Ausgabe ............................................... Compositing .......................................................... After Effects ...................................................... Final Cut Pro ..................................................... Combustion ...................................................... Motion und Shake .............................................

38

Render-Effekte ..................................................... 669

38.1 38.2

Ambient Occlusion ................................................ Globale Illumination .............................................. Vorbereitung ..................................................... Image-based Lighting ........................................ Rendering ......................................................... Quasi-Monte-Carlo (QMC) ................................ Irradiance Cache (IC) ......................................... GI-Portale und leuchtende Materialien .............. HDRI ................................................................. Sub-Polygon Displacement .................................... Subsurface Scattering ............................................. Caustics .................................................................

36.1

36.2 36.3

38.3 38.4 38.5

18 | Inhaltsverzeichnis

649 650 650 651 652 652 653 654 654 654 655 657 657 658 659 660 661

663 666 667 668 668 668

669 671 672 673 673 676 676 678 679 680 681 682

Vorbereitung ..................................................... Rendering ......................................................... 38.6 Schärfentiefe ......................................................... 38.7 Motion-Blur ........................................................... 38.8 Farb-Mapping ........................................................ 38.9 Glanzlicht und Glühen ........................................... 38.10 Wasserzeichen ....................................................... 38.11 Pyrocluster ............................................................ 38.12 CineMan ............................................................... CineMan Post-Effekt .......................................... CineMan-Tags .................................................... RenderMan-Shader ........................................... Export und Rendering .......................................

683 684 685 685 687 687 689 690 693 693 694 694 694

39

Physikalischer Renderer ....................................... 695

39.1 39.2

Schärfentiefe und Bewegungsunschärfe .................. 696 Indirekte Beleuchtung ............................................ 698

40

Sketch and Toon ................................................... 699

40.1

40.4 40.5

Sketch-Shader ........................................................ Art-Shader ......................................................... Cel-Shader ........................................................ Schraffur-Shader ................................................ Punkte-Shader ................................................... Sketch-Materialien ................................................. Sketch-Tags ............................................................ Sketch Render-Tag ............................................. Sketch Stil-Tag ................................................... Sketch-Post-Effekt ................................................. Sketch-Ausgabe .....................................................

41

Hair ....................................................................... 707

41.1 41.2

41.3 41.4 41.5 41.6

Allgemein .............................................................. Hair-Objekte .......................................................... Haar-Objekt ...................................................... Federobjekt ....................................................... Fell-Objekt ........................................................ Hair-Werkzeuge ..................................................... Hair-Materialien ..................................................... Hair-Workflow ....................................................... Hair-Rendering ......................................................

42

NET Render .......................................................... 717

40.2 40.3

699 700 700 700 700 701 703 703 704 705 706

707 708 708 710 711 711 713 714 716

Inhaltsverzeichnis | 19

Teil VII: ANHANG 43

Wo finde ich mehr? .............................................. 723 Maxon ................................................................... Zeitschriften .......................................................... Software ................................................................ Plug-ins und Expressions ........................................ Modelle, Texturen, Tutorials, Links ......................... Anwender-Foren ....................................................

44

723 723 723 725 725 726

Die DVD zum Buch ............................................... 727 Beispieldateien ...................................................... 727 Demoversion ......................................................... 728 Video-Lektionen .................................................... 728 Index

................................................................... 729

Video-Lektionen auf der Buch-DVD Kapitel 1: 3D-Objekte erzeugen 1.1 Die Grundobjekte im Überblick (10:10 Min.) 1.2 Landschaften und Reliefs (11:09 Min.) 1.3 Objekte in Ebenen organisieren (07:43 Min.) Kapitel 2: Deformer einsetzen 2.1 Einen Deformer verwenden (15:08 Min.) 2.2 Vertex-Map und Beschränkung (12:20 Min.) 2.3 Der Oberflächen-Deformer (06:25 Min.) 2.4 Der neue Kollisions-Deformer (05:25 Min.) Kapitel 3: Materialien und Texturen 3.1 Material und Material-Kanäle (10:34 Min.) 3.2 Farbe und Texturen auftragen (14:02 Min.) 3.3 Transparenz und Spiegelung (16:27 Min.)

20 | Inhaltsverzeichnis

WORKSHOPS

Workshops

Projekt 1: Modelling eines Käfers Schritt für Schritt: Modelling des Körpers E E E E E

Modelling des Hinterleibs .......................................... Modellieren der Flügel ............................................... Modellieren von Thorax und Kopf .............................. Modelling der Zangen ................................................ Finalisieren des Körpers .............................................

171 179 182 192 193

Schritt für Schritt: Modelling der Fühler und Mandibeln E E

Modelling der Fühler ................................................. 195 Modelling der Mandibeln ........................................... 199

Schritt für Schritt: Modelling der Beine E E

Modelling der ersten Seite der Beine .......................... 201 Spiegeln der Beine auf die andere Seite ...................... 203

Projekt 2: Modelling eines Mondfahrzeugs Schritt für Schritt: Modelling der Räder E E E E

Modelling des Reifens ................................................ Modelling der Felge ................................................... Modelling des Schutzblechs ....................................... Verteilen der Räder und Schutzbleche ........................

204 209 213 217

Schritt für Schritt: Modelling des Chassis E E E

Erstellen der Bodenplatte ........................................... 219 Ausmodellieren des Chassis ........................................ 221 Einbauen von Achsen ................................................. 224

Schritt für Schritt: Modelling des technischen Equipments E E

Modelling der Kommunikationseinheit ....................... 225 Modelling des Scheinwerfers ...................................... 231

Schritt für Schritt: Modelling der Versorgungseinheiten E E

Modelling von Rechnereinheit und Batterie ................ 236 Erstellen der Kabelage ................................................ 239

Workshops | 21

Projekt 1: Texturing eines Käfers Schritt für Schritt: Texturing in Cinema 4D E E E E E

Material für den Körper und die Beine ....................... Materialien für Fühler und Mandibeln ........................ Material für die Augen ............................................... Aufbringen der Materialien ........................................ Texturing von Halsschild und Flügel ...........................

303 304 305 306 307

Schritt für Schritt: Texturing der Flügel in BodyPaint 3D E E E E E E E

Erstellen des Materials für den Halsschild ................... Vorbereiten der UV-Abwicklung ................................. Bemalen des Halsschilds ............................................. Erstellen des Materials für den Flügel ......................... UV-Abwicklung und Bemalen des Flügels ................... Texturing des anderen Flügels durch UV-Koordinaten ......................................................... Additives Mischen der Texturen .................................

310 311 313 314 315 316 317

Projekt 2: Texturing eines Mondfahrzeugs Schritt für Schritt: Texturing der Räder E E

Texturing der Reifen ................................................... 319 Texturing der Felgen .................................................. 319

Schritt für Schritt: Texturing des Fahrzeugs E E

Grund-Material für die Metallteile .............................. 321 Texturing der Lack- und Plastikteile ............................ 322

Schritt für Schritt: Texturing des Equipments E E E E

Texturing der Halterungen .......................................... Texturing der Kommunikationsanlage ......................... Texturing des Scheinwerfers ....................................... Texturing der Rechner- und Batterieeinheit ................

324 324 326 328

Schritt für Schritt: Raumfahrt-Logo für das Mondfahrzeug E E E E

22

| Workshops

Import eines Pfades aus Illustrator .............................. Gestaltung des Logos mit Spline-Pfaden ..................... Erstellen des Logo-Materials ...................................... Mapping der Logo-Textur ...........................................

330 331 332 335

Projekt 1: Käfer-Szene Schritt für Schritt: Inszenierung in 3D-Stereoskopie E E E E

Aufbau der Szene ....................................................... Ausleuchtung der Szene ............................................. Einbau der 3D-Stereo-Kamera .................................... Rendering der 3D-Stereoskopie ..................................

399 400 402 405

Schritt für Schritt: Inszenierung für physikalischen Renderer E E E

Aufbau der Szene ....................................................... 407 Einrichten der physikalischen Kamera ......................... 415 Rendern mit dem physikalischen Renderer ................. 416

Projekt 2: Planeten-Szene Schritt für Schritt: Aufbau der Szene E E

Erstellen von Planetenoberfläche und Weltraum ........ 419 Materialien für Planetenoberfläche und Weltraum ...... 420

Schritt für Schritt: Ausleuchtung der Szene E E E

Einbinden des Hauptlichts .......................................... 425 Einbinden der Fülllichter ............................................ 426 Licht für den Scheinwerfer ......................................... 427

Workshops

|

23

Projekt 1: Character-Animation des Käfers Schritt für Schritt: Character-Rig für den Käfer E E E E

Vorbereitung der Objekte .......................................... Aufbau des Character-Rigs per Charaktervorlage ........ Justieren der Komponenten ....................................... Justieren der Kontrollobjekte .....................................

583 585 592 596

Schritt für Schritt: Bindung und Wichtung des Rigs E E E E

Binden der Käfer-Elemente an das Character-Rig ........ Wichtung der Joints der Komponenten ...................... Binden der Augen per Constraint ............................... Binden des Körpers per Constraint .............................

598 601 602 603

Schritt für Schritt: Animation mit dem CMotion-Objekt E E E E E E

Erstellung eines Gehzyklus ......................................... Individualisierung des Gehzyklus ................................ Geradeaus-Lauf .......................................................... Lauf entlang eines Spline-Pfades ................................ Lauf auf einer Objekt-Oberfläche ............................... Lauf über Hindernisse durch CMotion-Schritte ...........

605 606 608 609 610 614

Projekt 2: Animation des Mondfahrzeugs Schritt für Schritt: Animation mit Python und XPresso E E E E

Organisation der beteiligten Objekte .......................... Erstellen der Pfad-Animation ...................................... Animation der Räder mit XPresso ............................... Rotation der Kommunikationsanlage mit Python ........

617 618 620 624

Schritt für Schritt: Animation mit Dynamics E E E E E E

Vorbereitung der beteiligten Objekte ......................... Definition von Kollisionsobjekten und Rigid Bodies .... Einbau der Konnektoren ............................................ Einbau der Motor-Objekte ......................................... Anpassen der Dynamics-Voreinstellungen .................. Einbau einer Steuerung mit XPresso ...........................

627 628 630 632 634 635

Schritt für Schritt: Erkundungsfahrt mit dem Mondfahrzeug E E E E E

24

| Workshops

Vorbereitung von Landschaft und Mondfahrzeug ....... Installieren einer Kamera für die Erkundungsfahrt ...... Erstellen der Erkundungsfahrt ..................................... Einbau weiterer Kameras und Schnitt ......................... Backen der Dynamics-Simulation ...............................

640 641 643 643 643

VORWORT

Vorwort

Nach dem Buch ist vor dem Buch. Dass Maxon seine Anwender jährlich mit einem meist recht attraktiven Release lockt, ist zwar nicht neu, die Umstellung auf ein ganzzahliges Major-Release hingegen schon. Diese kleine Änderung in der Nomenklatur sollte bewirken, dass ich mir schon kurz nach der Fertigstellung des Vorgängerbuches Gedanken über dieses Buch machen durfte, das Sie jetzt in Händen halten. Nun ist es beileibe nicht so, dass Cinema 4D in Version 10.5 oder 11.5 nicht genügend neue oder spektakuläre Funktionen für ein Major-Release mit sich brachte: Allein diese (eigentlich lobenswerte) Tiefstapelei ist nun wohl zu Ende. Maxon befindet sich damit in guter Gesellschaft, auch andere Softwareschmieden forcieren schon seit Längerem den Weg vom Softwareschrank voller Begehrlichkeiten hin zum abonnierten, personalisierten Programmportfolio. Da mag mancher sentimental seufzen, dass die heutige Jugend dank Online-Musikhändler nicht mehr das Gefühl kennt, ein neues Album mit dem Booklet in der Hand zu erleben. Ein jahrelang sehnsüchtig erwartetes Softwarerelease, mit zittrigen Händen endlich im CD- oder gar Diskettenlaufwerk des Rechners platziert, hat einem seinerzeit noch länger die Arbeit versüßt! Apropos Zeit: Zwischen den QuarkXPress-Versionen 3 und 4 hatte ich noch genügend Zeit, meine Lehre zu beenden, meinen Führerschein zu machen, zwei Jahre lang als Layouter etwas Geld zu verdienen, um das Abitur nachzuholen, anschließend den Zivildienst abzuleisten und einen Sohn zu zeugen. Zwischen Cinema 4D 12 und 13 habe ich es dagegen nicht einmal geschafft, meinen Keller aufzuräumen … Für mich als Cinema 4D-Buchautor ist dieser kürzere Zyklus der Releases auf der einen Seite eine Herausforderung, gleichzeitig aber auch eine große Chance, die sich dadurch ergebenden Vorteile für mein Buch zu nutzen. Die Zeiten haben sich geändert, die Art, wie wir Software wahrnehmen und benutzen, hat sich geändert – also soll auch dieses Buch über Cinema 4D Release 13 für Sie als Leser einen wertvollen Beitrag leisten.

Vorwort

|

25

Über dieses Buch Was bedeutet das nun für dieses Buch konkret? Näher dran zu sein. Näher am Release mit allen frischen, neuen Funktionen. Noch konzentrierter auf die Highlights von Version 13 eingehen zu können, nicht nur in der Theorie, besonders in der Praxis, in den Workshops. Der Cinema-4D-Einsteiger bekommt mit der Aufteilung in Theorie und Praxis und der am 3D-Workflow orientierten Struktur einen zuverlässigen Wegweiser an die Hand. Wer bereits mit Cinema 4D arbeitet, kann sich gleich auf die Highlights von Version 13 stürzen und bekommt in den jeweiligen Praxis-Abschnitten einen Nachschlag zur Umsetzung der neuen Funktionen in kurzweiligen Workshops. Vor jeder Praxiseinheit steht ein einführender Theorie-Teil, der Sie mit den Grundlagen und Konzepten der jeweiligen Projektphase – sei es nun Modelling, Texturing, Inszenierung, Animation oder Rendering – vertraut macht. Der Grundlagen-Teil zeigt für Aufsteiger aus älteren Versionen von Cinema 4D zunächst die wichtigsten Neuerungen der Version 13 im Schnelldurchgang. Ein- und Umsteiger lernen hier die Elemente und Möglichkeiten der Arbeitsoberfläche kennen und machen ihre ersten Schritte in der neuen Umgebung. Außerdem erfahren Sie, wie Sie größere Cinema-4D-Projekte mit XRefs in mehrere Arbeitsgebiete aufteilen und mit welchen anderen Programmen und Formaten sich Cinema 4D versteht. Der Modelling-Teil behandelt die Techniken, Werkzeuge und Objekte, die Ihnen Cinema 4D für die Modellierung bietet. Wie Sie Materialien anlegen und Ihre Modelle dabei mit Texturen und Shadern versehen, zeigt der Texturing-Teil. Dort wird auch der Umgang mit der integrierten Texturing- und Mapping-Umgebung BodyPaint 3D vorgestellt. Kameras, Lichtquellen und auch Sound lassen aus einer einfachen Gruppe von texturierten Objekten eine richtige 3D-Szenerie entstehen. Im Buchteil über die Inszenierung mit Cinema 4D finden Sie alle nötigen Informationen darüber. Im Abschnitt Animation beginnen wir mit den linearen Funktionen der Zeitleiste und sehen uns anschließend an, wie die Beschränkungen der Keyframe-Animation durch nicht-lineare Motion-Clips, Animationsebenen und Expressions durchbrochen werden können. Nach einer Einführung in die Character-Animation, wo insbesondere die Charaktervorlagen und Gehzyklen auf dem Programm stehen, kümmern wir uns um Partikelsysteme und die vielfältigen Möglichkeiten in MoGraph und Dynamics.

26 | Vorwort

In den Rendering-Teil steigen wir mit dem Standard-Renderer, dem praktischen Bild-Manager und dem Render-Manager ein. Anschließend sehen wir uns gleich die neuen Funktionen des physikalischen Renderers an. Je nach Cinema-4D-Variante finden Sie unter den Render-Effekten alles, was Sie für den Einsatz der speziellen Render-Optionen wissen müssen. Den Abschluss bilden der nicht-fotorealistische Renderer Sketch and Toon und die Netzwerklösung NET Render.

Abbildungen 1 – 4 Eine Vorschau auf die Praxis-Workshops

G

Über die Workshops In den einzelnen Praxis-Workshops lernen Sie viele Grundprinzipien, Aufgabenstellungen und Problemlösungen kennen, die Sie in gleicher oder abgewandelter Form für Ihre eigenen Projekte nutzen können. Die Workshops sind modular konzipiert, so dass Prime-, Broadcast-, Visualize- und Studio-Anwender das maximale aus ihrer Version herausholen können. So bleibt es Ihnen überlassen, ob Sie einfach mit der Demoversion auf der beiliegenden

Vorwort | 27

DVD experimentieren, den Workshop-Teil überspringen oder die gezeigten Alternativen bei der Umsetzung Ihres Projekts nutzen. Die einzelnen Projekte sind so gewählt, dass sie optimal auf die neuen Funktionen der Version 13 eingehen und möglichst gut nachvollziehbar sind. Schließlich sollen Sie schnell mit den ersten Erfolgserlebnissen belohnt werden! Jeder Workshop vertieft den vorangegangenen Theorie-Teil und führt Sie Schritt für Schritt durch den 3D-Workflow von Cinema 4D. Dabei geht es nicht nur darum, so viele Funktionen und Werkzeuge wie möglich zu behandeln, sondern auch darum, den Lerninhalt mit möglichst viel Spaß bei der Arbeit zu vermitteln und Ihre Neugier und Experimentierfreude zu wecken. Die beiliegende DVD werden Sie für dieses Buch öfter benötigen. Sie finden dort nicht nur alle relevanten Beispieldateien zu den Theorie-Kapiteln, sondern auch alle Ausgangsdateien und -stadien der Workshops aufbereitet. Auf diese Weise sind wir stets gleichauf, so dass Sie nie Gefahr laufen, sich in eine Sackgasse zu manövrieren. Sollte dies doch einmal passieren, finden Sie auf der letzten Seite dieses Buches meine Kontaktdaten. Zu meinem Buch stehe ich Ihnen gerne mit Rat und Tat zur Seite.

Danke Meiner Lektorin Katharina Geißler, wie immer für die tolle Zusammenarbeit, beste Unterstützung und Begeisterung für unser gemeinsames Projekt. An Iris Warkus, Ralf Kaulisch und alle von Galileo Press, die an der Entstehung dieses Buches beteiligt waren. Es ist ein schönes Gefühl, von seinem Verlag so viel Vertrauen geschenkt zu bekommen. An Joe Heller, Michael Giebel und Björn Marl von Maxon für die vertrauensvolle, freundliche Unterstützung und umfangreiche Versorgung. Meiner Frau Tanja und meinem Sohn Manuel, die in den Monaten des Arbeitens und Schreibens viel Verständnis und Geduld für mich aufbringen müssen. Danke, dass Ihr so hinter meiner Sache steht. Andreas Asanger

28 | Vorwort

TEIL I

Grundlagen

KAPITEL 1

1

Über Cinema 4D

Abbildung 1.1 Basis-Splashscreen der Cinema 4D R13 Varianten F

Cinema 4D ist eine professionelle 3D-Software, die alle Arbeitsund Aufgabengebiete vom Modelling über das Texturing bis hin zu Animation und Rendering abdecken kann. Grafiker, Designer, Animatoren und 3D-Artists (egal, ob im Ein-Mann-Betrieb oder innerhalb eines Filmstudios) – für alle ist Cinema 4D ein zuverlässiges und funktionell umfangreiches Werkzeug für die täglichen Herausforderungen im Arbeitsalltag. Spezielle Anforderungen, die auch den Funktionsumfang der höchsten Ausbaustufe – Cinema 4D Studio – übersteigen, lassen sich durch Module bzw. Plug-ins von Drittanbietern verwirklichen.

1.1

Wofür steht Cinema 4D?

Cinema 4D ist trotz seines stetig gewachsenen Funktionsumfangs immer noch das am schnellsten und leichtesten erlernbare professionelle 3D-Programm. Dies liegt zum einen an der übersichtlichen und intuitiven Bedienoberfläche, zum anderen am klar strukturierten, schlüssigen Workflow.

1.1 Wofür steht Cinema 4D? | 31

Obwohl mit jeder Version mehr Werkzeuge, Optionen und Funktionen in Cinema 4D Einzug halten, findet man sich meist schnell zurecht und kann die neuen Fähigkeiten sofort für die Arbeit nutzen. Jeder größeren Revision folgen kleinere, in praktisch allen Fällen kostenlose Updates, die neben den üblichen Fehlerbehebungen auch stets einige praktische neue Funktionen mit sich bringen. Das Erscheinen von Major-Releases, wie auch der letzte Sprung von Version 12 auf 13, ist im jährlichen Rhythmus zu erwarten. Hier empfiehlt es sich, die Liste der Neuerungen nüchtern zu betrachten und anschließend zu entscheiden, ob sich das Update lohnt oder ob man einfach bis zur darauffolgenden Version Kaufargumente sammelt. Maxon bietet auch ein Service Agreement (MSA) an, also ein Abonnement, dessen jährlicher Kostenpauschale alle Updates eingeschlossen sind. Wer harte Fakten will, warum er sich Cinema 4D zulegen sollte: Cinema 4D bietet sehr brauchbare Polygon-ModellingWerkzeuge, dreidimensionales Texturing und Mapping mit BodyPaint 3D, stark ausgebaute Character-Animations-Funktionen, eine sehr schnelle Rendering-Engine mit linearem Workflow sowie mit MoGraph und den neuen Dynamics ein richtig starkes Duo für 3D-Motion-Effekte. Zu den Programmbereichen, die nicht der Ausrichtung von Cinema 4D entsprechen bzw. nicht im Fokus der Entwicklungsarbeiten stehen, gehören die rudimentäre NURBS-Funktionalität oder auch die Simulation von Fluids, also Flüssigkeiten und Raucheffekten. Hier hat seit der Einbindung der Feuer- und Rauchsimulation Pyrocluster keine Weiterentwicklung stattgefunden. An dieser Stelle können aber Drittanbieter einspringen, die sich auf die genannten Anforderungen spezialisiert haben und deren Produkte problemlos mit Cinema 4D zusammenarbeiten bzw. sich als Plug-ins nachrüsten lassen. HINW EI S Eine Übersicht der verfügbaren Varianten von Cinema 4D: E Prime bzw. BodyPaint 3D E Broadcast E Visualize E Studio BodyPaint 3D-Plug-ins für E 3ds MAX E Autodesk Maya E Softimage XSI E NewTek Lightwave 3D

32 | 1 Über Cinema 4D

1.2

Die Varianten von Cinema 4D

Maxon bietet Cinema 4D in insgesamt vier auf die unterschiedlichen Anwendertypen zugeschnittenen Programmvarianten an: Prime, Broadcast, Visualize und Studio. So fällt es dem zukünftigen Anwender leichter, das richtige Paket zu finden, und auch Maxon kann den Kauf- und Upgrade-Interessenten mehr bieten. Cinema 4D ist genau genommen eine Produktfamilie, dessen Einzelprodukte bzw. Varianten sich an den jeweiligen Einsatzbereichen orientieren.

Hier ein kleiner Einkaufsberater, der Ihnen Aufschluss über den Funktionsumfang und die Zielgruppe des jeweiligen Cinema 4D-Familienmitglieds geben soll. Auf der nächsten Seite finden Sie diese Informationen nochmal zur besseren Übersicht tabellarisch aufbereitet. An den farbigen Cinema 4D-Symbolen am Rand der Seite erkennen Sie in diesem Buch stets, ob die beschriebene Funktion in allen Editionen oder nur in bestimmten Produktvarianten verfügbar ist. Cinema 4D Prime Prime ist die Grundversion von Cinema 4D. Was beileibe nicht heißt, dass diese Version einen bescheidenen Funktionsumfang mit sich bringt. Bei der Umstellung von Modulen auf Produktvarianten bekam die Basisversion von Cinema 4D sogar viele vormals in Modulen ausgelagerte, praktische Funktionen spendiert. Auch das aktuelle Update auf Version 13 geizt nicht mit neuen Features für die Grundversion. Mehr darüber erfahren Sie in Kapitel 2, »Neu in Version 13«. Cinema 4D Prime ist ein wirklich attraktives Paket für alle Anwender, die auf Highend-Animationsbzw. Renderingfeatures verzichten können. Cinema 4D Broadcast Bei Cinema 4D Broadcast verrät bereits der Name, dass die Anwender bei Film und Fernsehen mit den enthaltenen Funktionen angesprochen werden sollen. Neben der dafür obligatorischen 3D-Motion-Graphics-Erweiterung MoGraph sind bei diesem Produkt außerdem der RenderEffekt Globale Illumination aus dem früheren Advanced Render-Modul, der neue physikalische Renderer und ein umfangreiches Content-Paket für den Broadcast-Bereich enthalten. Cinema 4D Visualize Wie der Name schon andeutet, dürfte Cinema 4D Visualize in erster Linie in Design- und Ingenieurbüros sowie bei Architekten Anklang finden, die ihre Zeichnungen und Modelle so hochwertig wie möglich visualisieren möchten. Dazu stehen neben dem aus Prime bekannten Basisumfang auch die komplette Highend-Rendering-Funktionalität und das Sketch-&-Toon-Modul zur Verfügung. Zu den besonderen Highlights dieser Produktvariante dürfte die Unterstützung von IESLichtern für die realistische Beleuchtungsplanung gehören. Auch der neue Geländemasken-Shader steht neben den Besitzern der Studio-Version nur Visualize-Anwendern zur Verfügung.

1.2 Die Varianten von Cinema 4D | 33

Cinema 4D Studio Wer die komplette Cinema 4D-Funktionalität inklusive aller verfügbaren Animations-, Rendering- und Produktions-Features benötigt, kommt um die teuerste Variante Cinema 4D Studio nicht herum. Dazu gehören neben der kompletten Character-Animationsund Partikel-Funktionalität auch Sketch & Toon und der unlimitierte NET Render sowie der Architecture Content, Engineering Content und Broadcast Content. Durch das Update auf Version 13 kommen Studio-Anwender exklusiv in den Genuss von Muskeln, Character-Templates, CMotions (Gehzyklen) und einem neuen XRefs-Manager zur besseren Einbindung externer bzw. ausgelagerter Referenzdateien. BodyPaint 3D BodyPaint 3D ist nach wie vor als eigenständiges Produkt verfügbar, unterscheidet sich von Cinema 4D Prime aber lediglich durch die Advanced-Render-Zugabe CineMan.

Tabelle 1.1 Die Cinema 4D-Varianten im Vergleich H

Visualize

Studio

Geländemaske-Shader

Modul/Funktion

Prime

BodyPaint 3D

Broadcast

Q

Q

IES-Lichter

Q

Q

MOCCA inkl. PoseMorph, Character-Templates, CMotion und Muskeln

Q

Thinking Particles

Q

Dynamics

Q Q

MoGraph

Q

Hair

Q

XRefs-Manager

Q Q

Q

Q

q

q

Q

q

q

q

q

Q

Q

Q

Q

Advanced Render Ambient Occlusion

Q

Q

Global Illumination Q

CineMan

Q

Physikalischer Renderer Sketch & Toon NET Render

3er-Lizenz

unlimitiert

Architecture Content

3er-Lizenz

Q

Q

Engineering Content

Q

Q

Q

Broadcast Content Q q

34 | 1 Über Cinema 4D

= Modul/Funktion enthalten = Funktion in zugehörigem Modul enthalten

Q

KAPITEL 2

2

Neu in Version 13

Obwohl sich Maxon mit Cinema 4D Release 12 von seiner Modularität verabschiedet hat, sind manche Neuerungen leider auch nur in bestimmten Cinema 4D-Varianten zu finden. Einen ersten Einblick in die grobe Aufteilung der hervorstechendsten Neuheiten von Release 13 gibt Ihnen die Übersicht in Tabelle 1.1. In diesem Kapitel möchte ich Ihnen nicht nur die spektakulären Highlights, sondern auch ein paar der kleinen, aber ungemein praktischen Neuheiten von Version 13 in einer Art Schnelldurchlauf vorstellen.

2.1

Neuerungen in Cinema 4D Prime

Alle im Folgenden vorgestellten Neuerungen und Verbesserungen in Cinema 4D Prime, der Basisversion, gelten natürlich auch für alle anderen Produktvarianten. So profitieren alle Anwender bereits von Version 13, bevor Sie Cinema 4D überhaupt starten. Abbildung 2.1 Vorschau in Quicklook F

Egal, ob unter Windows oder Mac OS X, alle mit Release 13 gespeicherten Cinema 4D-Dokumente zeigen in ihrem Symbol und sogar in der Vorschau den Szeneninhalt an (Abbildung 2.1). Was hat sich innerhalb von Cinema 4D getan?

2.1 Neuerungen in Cinema 4D Prime | 35

Bedienoberfläche Ein Streifzug über Oberfläche und Menüs zeigt einige Umstrukturierungen. Viele Funktionen und Werkzeuge wurden anders organisiert, anhand einer eher aufgabenspezifischen Logik.

Abbildung 2.2 E Anordnung der Tabs Abbildung 2.3 E E Optionsmodus für die Funktion

Als Tabs angelegte Manager sind nun auch wahlweise links oder rechts als Register einstellbar (Abbildung 2.2) – ein sinnvolles, weil platzsparendes Zugeständnis an die immer länger werdenden Einstellungsdialoge und die eher in die Breite wachsenden Monitore. Wer für bestimmte Funktionen oft die gleichen Parameter verwendet, kann dies über den einstellbaren Optionsmodus der jeweiligen Funktion (Abbildung 2.3) voreinstellen.

Abbildung 2.4 Navigation über den PDI (Punkt des Interesses) G

Abbildung 2.5 Außerhalb-Indikator G

1

Womit wir schon im vielbeschworenen Workflow wären, der in Cinema 4D 13 besonderes Augenmerk fand. Die Navigation in der Szene wurde mit vielen kleinen und auch großen Änderungen

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verbessert. Hier ist etwas Umdenken und Disziplinierung bei der täglichen Arbeit gefragt, um die Vereinfachungen auch zu entdecken und nutzen zu können. Dazu gehört zweifelsohne der Kameramodus für die Navigation. Je nach gewähltem Modus dreht sich die Editorkamera um den Objektpunkt, die Ansichtsmitte, ein aktives Objekt, um die eigene Achse oder einen beliebig definierbaren Punkt. Den dabei aktiven PDI (Punkt des Interesses) erkennen Sie am eingeblendeten Kreuzpunkt (Abbildung 2.4). Überhaupt zeigt sich die Kamera wesentlich unempfindlicher, was daran liegt, dass übermäßig schnelles Ein- bzw. Auszoomen durch automatisches Abbremsen der Kamerabewegung minimiert wird. Wer doch einmal durch zu starkes Navigieren in der Szene die Orientierung verloren hat, bekommt mit dem Außerhalb-Indikator 1 per Pfeil den Weg zum aktiven Objekt aufbereitet und kann sich per Klick darauf sogar von Cinema 4D automatisch hinführen lassen (Abbildung 2.5).

Abbildung 2.6 Schnelle Skalierung nahe am Zentrum

G

Abbildung 2.7 Snapping beim Drehen G

Modelling Dieser neue interaktive Bedienkomfort zieht sich bis in die Verschieben-, Skalieren- und Rotieren-Werkzeuge. Unter anderem stehen hier Snappingfunktionen zur Verfügung, mit denen sich die Achsen des selektierten Objekts virtuell verlängern lassen, um Objekte wunschgemäß aneinander oder an deren Elementen auszurichten (Abbildung 2.7). Aus den verschiedenen Bearbeitungs-(Tweak-)Modi hat Maxon in Version 13 einen automatischen Tweak-Modus destilliert, mit dem sich die zu bearbeitenden Elemente einfach mit der Maus selektieren und bei gedrückt gehaltener Maustaste verändern lassen. Auch der Werkzeugwechsel kann »fliegend« erfolgen, hier

2.1 Neuerungen in Cinema 4D Prime | 37

drücken Sie einfach so lange das Tastaturkürzel des Werkzeugs, um gleich nach dem Loslassen der Taste die nächste Selektion vornehmen zu können. Das HyperNURBS-Objekt kommt nun mit wesentlich verbesserten Wichtungseigenschaften. Dank überarbeiteter Interpolation zwischen den verschiedenen Wichtungstypen fallen die dazwischenliegenden, geglätteten Oberflächen nun merklich geschmeidiger aus. Texturing Der Bereich Texturing wartet mit Überarbeitungen bei den Shadern auf. So wurden die Einstellungsparameter des Ziegel-Shaders mit noch mehr Optionen für Texturen und Schmutz aufgewertet. Der Fresnel-Shader arbeitet nun nicht mehr nur auf Basis eines Gradienten, sondern auf Wunsch auch physikalisch korrekt unter Einbeziehung eines Brechungsindexes. Animation Zu den klassischen Problemfeldern bei der Animation gehört der sogenannte »Gimbal Lock«, bei dem die vorgegebenen Rotationsparameter falsch interpoliert und in abenteuerliche Bewegungen umgesetzt werden. Um dies zu verhindern, können Sie in Cinema 4D 13 eine Reihenfolge für die Abarbeitung der Rotationen vorgeben (Abbildung 2.8), die unerwünschte Bewegungsinterpretationen weitestgehend verhindern sollte. Zusätzlich lässt sich beim Rotations-Werkzeug anfangs festlegen, ob man eine Gimbal-Drehung über die Rotationsbänder als durchführen will (Abbildung 2.9). Abbildung 2.8 Rotations-Reihenfolge G

Abbildung 2.9 E Gimbal-Drehung

Wer viel mit Animationskurven in der Zeitleiste arbeitet, wird sich über die runderneuerten Funktionsgraphen freuen (Abbildung 2.10), die sich auch bis in die Spline-Kurven bestimmter Einstel-

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lungsdialoge fortsetzen. In der Editor-Ansicht nehmen Animationspfade die Farbe der zugehörigen Ebene an und helfen dabei, den Überblick über zahlreiche animierte Elemente zu behalten. Für den Überblick in der Zeitleiste sind schon seit Langem die Marker zuständig. In Version 13 lassen sich endlich mehrere Marker gleichzeitig selektieren und bearbeiten. Außerdem kann jeder Marker einen erklärenden Text aufnehmen, um die Zeitpunkte komplexer Animationen verständlicher aufzubereiten.

Abbildung 2.10 Neue Funktionsgraphen

G

G Abbildung 2.11 Kollisions-Deformer

Für die Interpolation neuer Keyframes steht jetzt eine eigene Seite in den Projekt-Voreinstellungen zur Verfügung. So lassen sich beispielsweise auf Wunsch durch andere, bereits bestehende Keyframes bestimmte Interpolationsarten übernehmen. Dank einer neuen Key-Eigenschaft können die Winkel an den Tangenten eines Keyframes gesperrt und der anliegende Winkel beibehalten werden. Während die beiden Skripting-Sprachen C.O.F.F.E.E. und Python in der Vorgängerversion noch getrennt behandelt wurden, hat man beide Skript-Sprachen nun unter anderem in einem gemeinsamen Editor und Skript-Manager vereint und das SkriptMenü sinnvoll entschlackt. Ein Neuzugang (nicht nur) für die Character-Animation ist der Kollisions-Deformer (Abbildung 2.11). Mit ihm lässt sich eine kollisions- bzw. kontaktspezifische Verformung erzeugen, um beispielsweise Fußstapfen auf weichem Untergrund zu realisieren. Rendering Zu den Highlights in Version 13, die allen Anwendern zur Verfügung stehen, gehört die Unterstützung der Darstellung und des Renderings stereoskopischer Bilder (Abbildung 2.12).

2.2 Neuerungen in Cinema 4D Prime | 39

Dabei bietet Cinema 4D verschiedene Aufnahme- bzw. Verarbeitungsverfahren an. Entsprechend weitreichend fällt auch die Ausdehnung auf die Arbeitsbereiche in Cinema 4D aus. Zahlreiche Einstellungsmöglichkeiten für die dreidimensional wirkenden Bilder finden sich außer im Render-Effekt auch in den KameraObjekten, zur Darstellung in der Editor-Ansicht und auch im BildManager.

G Abbildung 2.12 Stereoskopisches Rendering

G Abbildung 2.13 Mosaik mit dem verbesserten Multi-Shader

Da wir gerade von Render-Effekten sprechen: Mit dem neuen Wasserzeichen-Render-Effekt lassen sich in einer Art Kombination aus HUD (Head-Up-Display) und Shader zahlreiche Funktionen und auch Bildelemente in ein Rendering einbetten, um beispielsweise bei einem Probe-Rendering sofort zu wissen, an welcher Stelle des Projekts anzusetzen ist.

2.2 Neuerungen in Cinema 4D Broadcast Zur Broadcast-Version gehört unter anderem auch MoGraph, das Motion-Graphics-Paket von Cinema 4D. Hier sorgt der neue Python-Effektor für die Einbindung von Python-Code in die MoGraph-Funktionalität. Der Multi-Shader bekam einige neue Funktionen spendiert; unter anderem lassen sich mit ihm jetzt automatisiert zusammengesetzte Mosaikbilder aus einem Sammelsurium an Einzelbildern generieren (Abbildung 2.13). Auch der zum Advanced Render gehörende Shader zur Streuung von Licht unterhalb von Oberflächen, dem »Subsurface Scattering«, wurde maßgeblich verbessert und liefert nun noch bessere Ergebnisse bei Materialien wie Haut oder Flüssigkeiten (Abbildung 2.14).

40 | 2 Neu in Version 13

Physikalischer Renderer Der physikalische Renderer in Release 13 ist weniger als Ersatz, sondern eher als Ergänzung zu Advanced Render zu sehen, wo einige fotografische Effekte bislang gar nicht oder wenig überzeugend gelangen. Zur ersten Gruppe gehören die Vignettierung sowie die chromatische Abberation, zur zweiten Gruppe die Schärfentiefe (Abbildung 2.15) sowie die Bewegungsunschärfe.

Abbildung 2.14 Verbessertes Subsurface Scattering

G

Abbildung 2.15 Schärfentiefe mit dem physikalischen Renderer G

Außerdem beherrscht der physikalische Renderer die Berechnung von indirekter Beleuchtung (analog zur Global Illumination), ist aber nicht in allen Fällen die beste bzw. schnellste Wahl. Daher lassen sich bestimmte Render-Effekte aus den unterschiedlichen Render-Paketen auch miteinander kombinieren, um nicht nur bei der Qualität, sondern auch bei der Rechengeschwindigkeit das Optimum herauszuholen. Damit die physikalischen und fotografischen Effekte auch exakt produziert werden können, bietet das entsprechend aufgewertete Kamera-Objekt analog zu den Besonderheiten einer echten Kamera alle notwendigen Optionen.

2.3 Neuerungen in Cinema 4D Visualize Auch Besitzer von Cinema 4D Visualize kommen in den Genuss des physikalischen Renderers. Speziell für das Texturieren von Landschaften bringt Version 13 einen neuen Geländemaske-Shader. In andere Shader eingebettet, lassen sich mit ihm oberflächenabhängige Materialien realisieren, um beispielsweise Schnee oder Wiese gezielt aufzubringen (Abbildung 2.16).

2.3 Neuerungen in Cinema 4D Visualize | 41

2.4 Neuerungen in Cinema 4D Studio Wie es sich für Cinema 4D gehört, besitzt die Studio-Variante alle bisher beschriebenen Neuheiten. Selbstverständlich bietet Release 13 aber auch einige exklusive Features für Studio-Besitzer. Dazu gehört beispielsweise der neue XRefs-Manager, der die Zusammenarbeit mit externen Quellen bzw. Referenzen noch besser steuert.

G Abbildung 2.16 Geländemaske-Shader

Abbildung 2.18 Einstellungsdialog CharakterObjekt G

42 | 2 Neu in Version 13

G Abbildung 2.17 Charaktervorlage mit automatischem Gehzyklus

Während die Muskel-Funktionalität für die Character-Animation in Version 12 gestrichen wurde, hat sie nun in einer wesentlich verbesserten Variante wieder Einzug gehalten. Klares Highlight von Release 13 sind die Charaktervorlagen und Charakterkomponenten. Genau genommen handelt es sich hier um eine Art Baukastensystem, mit dem sich vom Insekt über den Vogel bis zum Zwei- und Vierbeiner alle erdenklichen Charaktertypen zusammenstellen (Abbildung 2.18), auf bestehende Modelle justieren, an das Mesh binden und mit Kontrollelementen ausstatten und animieren lassen. Die Basis für dieses Character-System bieten Charaktervorlagen, also Templates, die sich nicht nur weiter individualisieren, sondern auch komplett von Grund auf selbst erstellen und mit allen erdenklichen Kontrollen und Funktionen ausstatten lassen. Abgerundet wird die neue Character-Funktionalität durch CMotion, einem Generator für Gehzyklen. Dabei greift CMotion auf die Kontrollelemente und Posen der Charaktervorlagen zurück und ermöglicht so sehr komfortabel verschiedenste Gangarten als parametrischen Walkcycle. Schritte bzw. Hubs der Gehzyklen können gebacken und über die einzelnen Schritt-Objekte noch exakter ausgearbeitet werden (Abbildung 2.17).

KAPITEL 3

3

Arbeitsoberfläche

Cinema 4D wird zu Recht für seine aufgeräumte, übersichtliche Arbeitsoberfläche gelobt. Optisch modern, aber auch angenehm zurückhaltend und schnörkellos, so dass konzentriertes Arbeiten leichtfällt. Sehen wir uns zunächst die Fenster und Paletten an, die Ihnen bei der Arbeit im Startlayout von Cinema 4D als Erstes begegnen: das Haupt-Arbeitsfenster, die 3D-Ansicht 1 , die Befehls-Paletten am oberen und linken Rand 2 , zusammengruppiert ObjektManager, Content Browser und Struktur-Manager 3 , Attributeund Ebenen-Manager gruppiert 4 , der Koordinaten-Manager 5 , die Animations-Palette 6 und der Material-Manager 7 . 2

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Abbildung 3.1 Arbeitsoberfläche von Cinema 4D H

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3 Arbeitsoberfläche | 43

Die Pale Paletten und Fenster sind fest in der Oberfläche verankert; wird also ein Element vergrößert oder verschoben, machen die umliegenden Elemente gegebenenfalls Platz oder rücken nach. umliegen

G Abbildung 3.2 Zugriff auf die Cinema 4D-Manager

G Abbildung 3.4 Ausblenden der Fenstertitel

44 | 3 Arbeitsoberfläche

Abbildung 3.3 Layout-Menü

G

Jedes Fenster bzw. jeder Manager besitzt eine eigene Menüleiste. In diesen Menüs finden Sie die für den jeweiligen Manager verfügbaren Einstellungen, sei es nun die Kameraperspektive im 3D-Ansichtsfenster oder auch Optionen für den Material-Manager. Menüeinträge, die in der Breite des Fensters keinen Platz finden, sind immer über einen Menüpfeil am Rand der Leiste abrufbar. Sollte eines der abgebildeten Elemente in Ihrem Layout fehlen, so finden Sie im Menü Fenster (Abbildung 3.2) alle in Cinema 4D enthaltenen Manager und Fenster aufgelistet. Mit den angegebenen Kurzbefehlen können Sie Fenster in den Vordergrund holen oder auch frei schwebende Fenster zu- und wegschalten. Zu den gespeicherten Layouts wechseln Sie am schnellsten über das Layout-Menü am rechten oberen Rand (Abbildung 3.3). Damit keine kostbaren Pixel des Arbeitsbereiches verschenkt werden, besitzt jeder Manager die Option, den Fenstertitel auszublenden (Abbildung 3.4). Noch mehr Platz gewinnen Sie durch Tabs, mit denen Sie Manager zusammengruppieren und wahlweise horizontal oder vertikal in eine Art Registerkarte verwandeln. Im Grunde lässt Ihnen Cinema 4D freie Wahl bei der Gestaltung der Menüs, Paletten, Dialogfenster, Regler, Elementfarben und vielem mehr. Nutzen Sie die vielfältigen Optionen, um sich die Bedienoberfläche so einzurichten, dass Sie sich bei der Arbeit rundum wohlfühlen. Mehr dazu erfahren Sie in Kapitel 5, »Cinema 4D einrichten«.

3.1

3D-Ansicht

Die 3D-Ansicht ist Ihr Hauptarbeitsbereich. Mit den Werkzeugen jedes Ansichtsfensters (Abbildung 3.5) können Sie den Kamerablick verschieben 1 , hin- und wegzoomen 2 und rotieren 3 – halten Sie dabei Ihre Maustaste gedrückt. Mit dem Fenstersymbol 4 wechseln Sie zwischen einer Einzelansicht und der viergeteilten Editoraufteilung (Abbildung 3.6).

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Abbildung 3.5 Ansichtswerkzeuge

G

Abbildung 3.6 3D-Ansicht. Von links oben nach rechts unten: Zentralperspektive, Ansicht von oben, Ansicht von rechts, Ansicht von vorne

F

TIPP Schneller als mit den Ansichtswerkzeugen können Sie mit den Kurzbefehlen (1), (2) und (3) den Kamerablick verschieben, zoomen und rotieren. Sie können auch die Geschwindigkeit der Ansichtswerkzeuge regulieren: Drücken Sie (ª), um die Geschwindigkeit zu verdoppeln bzw. (Strg)/(ctrl) um die Geschwindigkeit zu halbieren.

Bei der interaktiven Navigation in den Ansichten spielt seit Version 13 der Punkt des Interesses (PDI) eine größere Rolle. Je nach Entfernung der virtuellen Kamera vom PDI bewegt sich die Kamera schneller oder langsamer. Dadurch wird verhindert, dass Sie bei während der Arbeit ungewollt über das Ziel hinausschießen. Gleichzeitig ermöglicht die verlangsamte Bewegung nahe am PDI eine genauere, geschmeidigere Navigation am Ort des Geschehens. Genauso wie Arbeitsschritte rückgängig gemacht werden können, lassen sich auch Veränderungen der Ansichten über das Menü Ansicht (Abbildung 3.7) zurücknehmen. Neben gezieltem Zoom auf Geometrie und Elemente bietet das Menü auch den Weg zurück zur Standard-Ansicht. Eine Veränderung des Kamerablicks ohne perspektivische Änderung macht das Werkzeug Film verschieben möglich. Der Befehl Neuzeichnen dient zur manuellen Aktualisierung der aktiven Ansicht. Dies hilft beispielsweise bei Darstellungsfehlern weiter, wenn sich Bearbeitung und Bildschirm-Refresh in die Quere gekommen sind.

Abbildung 3.7 Menü Ansicht

G

3.1 3D-Ansicht | 45

G Abbildung 3.8 Menü Kameras

G Abbildung 3.9 Kameramodus Cursor

TIP P Schneller als über das KamerasMenü sind Sie mit den Kurzbefehlen: (F1) springt in die Zentralperspektive (F2) in die Ansicht von oben (F3) in die Ansicht von rechts (F4) in die Ansicht von vorne

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Im Menü Kameras (Abbildung 3.8) finden Sie neben den unterschiedlichen Perspektiven für die Ansicht auch die verschiedenen Kameramodi im Schnellzugriff. Hier bietet das Untermenü Navigation die vier Kameramodi Cursor, Mitte, Objekt und Kamera an. Im Modus Cursor dreht sich die Kameraansicht um das gerade aktive Element (Abbildung 3.9). Sollte kein Element aktiviert sein, dreht sich die Kamera um die Mitte der Ansicht in der Tiefe des zuletzt gewählten PDIs. Entsprechend macht dieser Modus nur dann richtig Sinn, wenn Sie die Tastaturkürzel zur Wahl des Ansichtswerkzeugs verwenden. Der Modus Mitte verwendet die aktuelle Ansichtsmitte als Bezugspunkt für die Rotation der Kamera. Den Modus Objekt kennen Sie aus den Vorgängerversionen von Cinema 4D. Hier dient das gerade aktive Objekt bzw. Element als Rotationspunkt (Abbildung 3.10). Eine Rotation um die eigene Achse bewirken Sie mit dem Modus Kamera.

Abbildung 3.10 Kameramodus Objekt G

Den gerade zur Navigation verwendeten Punkt des Interesses (PDI) erkennen Sie am kleinen gelben Kreuz. Für die Ermittlung des PDI lässt sich in den Programm-Voreinstellungen auf der Navigation-Seite (Abbildung 3.11) entscheiden, ob wahlweise die Bildschirmmitte, die Selektionsachse oder die Kameraachse verwendet wird, wenn die Cursor-Platzierung nicht möglich (kein Element selektiert) bzw. inaktiv ist. Die ebenfalls in den Programm-Voreinstellungen befindlichen Optionen für die Cursor-Platzierung geben an, ob alle, nur die selektierten Elemente, die selektierten Elemente zusammen mit ihren Unterobjekten oder gar keine Elemente für die Berechnung der Cursor-Platzierung Verwendung finden (Aus).

Die zusätzliche Option Tief bewirkt, dass die komplette Oberfläche für die Berechnung des Cursor-Drehpunkts miteinbezogen wird, was je nach gewähltem Element einer Rotation um den Objekt-Mittelpunkt gleichkommt. Abbildung 3.11 Programm-Voreinstellungen Navigation F

Sie können das Verhalten von Cursor und Kamera mit den weiteren Parametern auf der Navigation-Seite der Programm-Voreinstellungen genau auf Ihre Bedürfnisse hin anpassen. 1

Abbildung 3.12 Außerhalb-Indikator F

Bei allen Navigationsmöglichkeiten ist nicht auszuschließen, dass Sie das zur Bearbeitung vorgesehene Objekt irgendwann aus dem Blick verlieren. Der blaue Pfeil 1 des Außerhalb-Indikators (Abbildung 3.12) zeigt Ihnen schnell, wie Sie zum gerade aktiven Element zurückfinden. Auf Wunsch auch ganz elegant mit einer kleinen Kamerafahrt. Dazu müssen Sie lediglich auf den Indikator klicken, schon liegt das aktive Element in der Ansichtsmitte.

3.1 3D-Ansicht | 47

Bei komplexen Szenen mit hoher Objekt- und Polygonzahl empfiehlt es sich, spätestens bei merklichem Zeitverzug im Bildaufbau über das Menü Darstellung einen Gang zurückzuschalten, damit die Arbeit flüssiger vonstattengehen kann. Abbildung 3.13 zeigt die unterschiedlichen Shading-Optionen und ihre Auswirkung auf die Editordarstellung: GouraudShading mit Szenen-Licht 1 , Gouraud-Shading (mit Linien) 2 , Quick-Shading 3 , Quick-Shading (mit Linien) 4 , Konstant 5 , Konstant (mit Linien) 6 , Verdeckte Linien 7 und Linien 8 .

Abbildung 3.13 H Verschiedene Shading-Arten

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Abbildung 3.14 H Verschiedene Linienarten

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Zusätzlich lässt sich auch festlegen, welche Gitter- bzw. Linienarten im Editor sichtbar sein sollen. In Abbildung 3.14 sind die vier wählbaren Linienarten nebeneinander dargestellt: Drahtgitter 9 , Isobaten j , Quader k und Skelett l .

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Während der Arbeit im Editor werden Sie auf die DrahtgitterDarstellung oder zumindest auf die Isobaten-Anzeige zurückgreifen. Mit zunehmender Komplexität der Szene, speziell bei der Animation, kann das Umschalten auf die Quader-Darstellung aber spürbare Geschwindigkeitszuwächse bringen. Wem die Darstellungsgeschwindigkeit im Editor nicht schnell genug sein kann, hat im Menü Optionen (Abbildung 3.15) noch einige Möglichkeiten zur Optimierung. Beispielsweise durch Herabsetzen der Detailstufe oder auch gezieltes Ausschalten von Darstellungsoptionen, wie etwa die Auswertung von Tags, die Darstellung von Texturen, Isolines, etc. Beim Backface-

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Culling werden verdeckte Elemente eines Körpers nicht berechnet. Die Option Ebenenfarbe färbt alle Objekte in der ihnen zugewiesenen Ebenenfarbe ein. Bei aktivierter X-Ray-Darstellung erscheint das ausgewählte Objekt halb transparent, wodurch Sie die der Kamera abgewandten Flächen besser beurteilen können. Wenn Sie die neue Stereoskopie von Release 13 nicht erst im Rendering, sondern auch schon im Editor (Abbildung 3.16) bewundern möchten, aktivieren Sie die gleichnamige Option im Darstellung-Menü. Gleiches gilt für die Darstellung von Farben bzw. Shadern im linearen Workflow. Falls Ihre Grafikkarte – und das dürften mittlerweile die allermeisten – das erweiterte OpenGL unterstützt, können Sie die Voransicht im Editor mit der Darstellung von Transparenzen, Schatten, Noise und Post-Effekten ergänzen (Abbildung 3.17).

Abbildung 3.16 Stereoskopie im Editor

G

Abbildung 3.15 Menü Optionen G

Abbildung 3.17 OpenGL- und gerenderte Version im Vergleich G

Das ist eine sehr praktische Option, speziell wenn es darum geht, die optimale Position einer Lichtquelle oder die am besten geeignete Noise-Skalierung zu finden. Im Menü Optionen haben Sie außerdem Zugriff auf das einstellbare Standardlicht, welches so lange in der Szene vorherrscht, bis Sie Ihrer Szene eine echte Lichtquelle spendiert haben. Ansichts-Voreinstellungen gelten wahlweise ansichtsspezifisch oder global, mehr dazu in Kapitel 5, »Cinema 4D einrichten«. Um Elementtypen ein- oder auszublenden, die Sie bei der momentanen Arbeit stören, verwenden Sie am besten die Anzeigefilter im Menü Filter (Abbildung 3.18). Im Menü Tafeln finden Sie neben den Standardansichten eine Auswahl häufig benötigter Ansichtskombinationen vorbereitet und können auch weitere, zusätzliche 3D-Ansichten erzeugen.

G Abbildung 3.18 Menü Filter

3.1 3D-Ansicht | 49

3.2 Objekt-Manager Über den Objekt-Manager greifen Sie auf die Elemente der Szene zu. Er teilt sich in drei senkrechte Spalten auf – die linke Spalte zeigt die Hierarchie der Objekte und den Objekttyp, die mittlere Spalte kümmert sich um Ebenenzugehörigkeit, Anzeigeoptionen und Aktivierung der Elemente, und die rechte Spalte beherbergt die Objekteigenschaften wie Texturen und Glättung, die den Objekten mit den Tags angehängt werden (Abbildung 3.19). Abbildung 3.19 E Objekt-Manager mit Such-, Pfad-, Filter- und Objektbereich

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G Abbildung 3.20 Selektion per Objektfilter

G Abbildung 3.21 Menü Ansicht

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Zur Umbenennung eines Elements genügt ein Doppelklick auf den Namen bzw. das Symbol. Sie können Objekte per Drag & Drop verschieben und so zu Unterobjekten machen. Ist dabei die (Strg)/(ctrl)-Taste gedrückt, duplizieren Sie die Auswahl. Die Objektsymbole geben Aufschluss über die Eigenschaft bzw. den Typ des Objekts, wie etwa Lichtquellen, Kameras etc. Mit den vier Icons 1 am rechten Rand der Menüleiste des Managers lässt sich dem Objekt-Manager eine Suchzeile 2 , eine Pfadzeile 3 und ein Filterbereich 4 hinzufügen oder auf Wunsch ein weiterer Manager öffnen. Den Filterbereich können Sie nicht nur für die Suche, sondern auch für die Selektion von Objekten, Tags und Ebenen verwenden. Per Klick mit gedrückter rechter Maustaste selektieren bzw. deselektieren Sie alle Vertreter des jeweiligen Elementtyps (Abbildung 3.20). Was Sie im Objekt-Manager zu sehen bekommen und wie die Elemente aufbereitet werden, ist ganz Ihrem persönlichen Geschmack überlassen. Standardmäßig stellt sich die Hierarchie der Objekte in einer Baumstruktur dar. Hierarchische Objekte

entstehen zum Beispiel durch Gruppierung mehrerer zusammengehöriger Objekte aus Gründen der Übersichtlichkeit 5 , durch Manipulation von Objekten mit Deformatoren und sind Basis aller mit Generatoren erzeugten Objekte. Wenn Sie statt der hierarchischen Listung die Objekte lieber auf einem Level präsentiert bekommen möchten, finden Sie im Menü Ansicht (Abbildung 3.21) die Option Flacher Baum. Die Sortierung nach Ebenen listet alle Objekte den definierten Ebenen entsprechend der Reihe nach auf. Vertikale Tags gliedern sich dem Trägerobjekt als Tags-Ordner unter. Für die Strukturierung mit Ebenen stehen im Menü Bearbeiten (Abbildung 3.22) alle wichtigen Befehle parat.

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G Abbildung 3.22 Zuweisung von Ebenen im Menü Bearbeiten

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Abbildung 3.23 Objektbereich F

In der mittleren Spalte des Objekt-Managers können Sie mit Hilfe der »Ampelschalter« 6 Objekte ein- und ausblenden (Abbildung 3.23). Der obere Punkt betrifft dabei die Anzeige im Editor, der untere Punkt die Anzeige beim Rendering. Ist der Punkt grau 7 , so ist das Objekt sichtbar, es sei denn, ein übergeordnetes Objekt besitzt andere Einstellungen. Ein grüner Punkt 8 bedeutet »immer sichtbar«. Das Objekt wird angezeigt, auch wenn ein Überobjekt auf unsichtbar gestellt ist. Mit dem roten Punkt 9 blenden Sie Objekte aus. In derselben Spalte steht Ihnen außerdem noch ein Aktivierungsschalter j zur Verfügung, mit dem Sie die Generierung von Objekten abschalten können. Eine aktive Kamera erkennen Sie am weißen Kamerasymbol k. Zur Verwaltung der Objekte ist das Objekte-Menü hilfreich – hier können Sie Objektgruppen erstellen und auflösen, Informationen über Objekte und Szenen einholen und vieles mehr.

3.2 Objekt-Manager | 51

Alle Eigenschaften der Objekte wie Darstellung, Texturen, etc. sind in den Tags hinterlegt. Diese Tags entstehen durch Zuweisen von Eigenschaften per Drag & Drop (zum Beispiel aus dem Material-Manager) oder durch Auswahl im Menü Tags (Abbildung 3.24), wo Tags und Expressions nach Funktion sortiert vorliegen.

3.3 Attribute-Manager Der Attribute-Manager ist die zentrale Anlaufstelle, um Parameter einzugeben oder Einstellungen zu tätigen (Abbildung 3.25). Dies gilt bis auf wenige Ausnahmen (zum Beispiel Programmoder Render-Voreinstellungen) für alle Bereiche in Cinema 4D. Der Attribute-Manager ist ein vielseitiges Instrument zur Definition und Bearbeitung von Objekten, Materialien, Tags, Nodes und vielem mehr. Auch die Erstellung von Keyframes für die Animation, die Vorbereitung von XPresso-Expressions oder eigene Steuerungs-Interfaces sind über den Attribute-Manager möglich.

Abbildung 3.24 Menü Tags

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Abbildung 3.25 E Attribute-Manager

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TIP P Der Attribute-Manager unterstützt Mehrfachselektionen. Wenn Sie gleichzeitig mehrere Attribute eines Objekts auf ein anderes Objekt kopieren möchten, wählen Sie bei gedrückter (ª)-Taste die gewünschten Parameter aus, und kopieren und setzen Sie die Werte mit den bekannten Kurzbefehlen ein.

52 | 3 Arbeitsoberfläche

Die Objektzeile 1 verrät Ihnen, welche Objekte gerade aktiviert sind. Um Objektparameter gut abstimmen und vergleichen zu können, sperren Sie den aktuellen Dialog bzw. Bearbeitungsmodus mit dem Schloss- 7 bzw. Ring-Icon 6 . Einen weiteren Attribute-Manager öffnen Sie mit dem Manager-Icon 5 . Die intelligenten Verlaufsbuttons 8 merken sich die zuletzt aktivierten Objekte, so dass Sie während der Änderungen schnell vor- und zurückspringen können. Um eine Hierarchie nach oben zu gelangen, verwenden Sie den nach oben zeigenden Verlaufsbutton.

Die Parametergruppen j der aktiven Elemente zeigt der Attribute-Manager als Buttons 9 an. Mit gedrückter (ª)-Taste erweitern, mit gedrückter rechter Maustaste entfernen Sie eine Gruppe aus der Liste. Wenn ein Objekt Animationsspuren besitzt, deutet der Attribute-Manager dies durch ein rotes Kästchen 2 an, ein Keyframe wird durch ein rot gefülltes Kästchen 3 signalisiert. Sämtliche mit einem Kästchen vor dem Namen versehenen Objektparameter 4 sind über den Attribute-Manager animierbar. Da Objekte unterschiedlichste Parameterarten (Materialien, Tags etc.) besitzen, ist es über das Menü Modus möglich, nur bestimmte Gruppen wie Objekte, Tags und Nodes anzeigen zu lassen. Je nachdem, welcher Objekttyp, welches Tag oder Werkzeug gerade aktiv ist, präsentiert sich der Attribute-Manager in einem anderen Erscheinungsbild. Mehrere ausgewählte Objekte lassen sich über ein einziges Fenster modifizieren (Abbildung 3.26). Dabei erkennen Sie Parameterunterschiede an den spitzen Klammern. Wenn Sie für zwei Objekte identische Parameter festlegen möchten, geschieht dies automatisch bei der Eingabe eines Wertes in ein solches Feld. Sie können sogar mehrere Parameter eines Objekts gleichzeitig übertragen. Halten Sie dazu die (ª)-Taste gedrückt, und wählen Sie alle Parameter aus, die kopiert werden sollen. Verknüpfte Elemente, wie beispielsweise Shader, die in einem Materialkanal definiert sind (Abbildung 3.27), können Sie bequem über den aufklappbaren Pfeil-Button erreichen und müssen Sie nicht separat öffnen und modifizieren. Klicken Sie im Attribute-Manager mit gedrückter rechter Maustaste auf einen Parameter, so öffnet sich ein Kontextmenü (Abbildung 3.28), mit dem Sie dann Kopieren, Einfügen, Alles selektieren und Alles deselektieren sowie Daten laden und speichern können. Um Parameterwerte bzw. -optionen zurückzusetzen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf einen der Pfeile im Parameterfeld bzw. auf den Parameternamen. Bei gedrückt gehaltener (Strg)/(ctrl)-Taste können Sie mehrere Parameter gleichzeitig zurücksetzen. Im Untermenü Animation finden Sie Befehle zum Erstellen und Entfernen von Spuren, Keys und Key-Selektionen – ganz ohne Zeitleiste! Über den Eintrag Benutzer-Interface wählen Sie GUI-Elemente (Felder, Regler etc.) für die Eingabe der Parameter aus. Um Abhängigkeiten zwischen zwei Objekten zu schaffen, verkuppeln Sie die Parameter als einen Anführer und Verfolger. Entsprechende Nodes können Sie dann mit XPresso weiter bearbeiten. Über den Befehl Skript erstellen erzeugen Sie ein neues C.O.F.F.E.E.-Skript, das bereits den nötigen Basiscode und

Abbildung 3.26 Bearbeitung mehrerer Objekte im Attribute-Manager G

Abbildung 3.27 Link zu verknüpften Elementen G

Abbildung 3.28 Kontextmenü der Parameter G

3.3 Attribute-Manager | 53

TIP P Der Attribute-Manager unterstützt die Selektion eines Elements per Doppelklick auf das Icon im Attribute-Manager. Auf diese Weise haben Sie auch Zugriff auf Objekte, Tags und Materialien, die wegen eines gesperrten Managers eigentlich nicht erreichbar wären.

das gewählte Element enthält. Zugang zu eigenen Eingabemasken und Interfaces gewährt das Menü Benutzer. Mehr dazu in Kapitel 5, »Cinema 4D einrichten«.

3.4 Material-Manager Der Material-Manager (Abbildung 3.29) verwaltet alle Materialien und Shader, die den Objekten zugewiesen werden. Ein neues Material bzw. einen Shader erstellen Sie über das Menü Erzeugen oder einfach per Doppelklick auf eine leere Stelle im Manager. Materialien können auch über den Befehl Erzeugen • Hinzuladen aus einer anderen Szene geladen werden.

Abbildung 3.29 E Material-Manager

Die Parameter des angewählten Materials bearbeiten Sie im Attribute-Manager, ein Doppelklick auf das Materialsymbol öffnet stattdessen den Material-Editor. Durch Doppelklick auf den Materialnamen lassen sich die Materialien umbenennen. Möchten Sie die Reihenfolge der Einträge vertauschen, ziehen Sie das Material mit der Maus an die gewünschte Stelle – bei gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste legen Sie ein Duplikat des Materials an. Um einem Objekt ein Material zuzuweisen, ziehen Sie das Material auf das Objekt in der 3D-Ansicht oder im Objekt-Manager.

3.5 Koordinaten-Manager Im Koordinaten-Manager (Abbildung 3.30) finden Sie die Koordinateninformationen über Punkte, Polygone und Objekte. Über ihn lassen sich Objekte durch Eingabe von Werten in Position, Größe und Rotation verändern. Abbildung 3.30 E Koordinaten-Manager

54 | 3 Arbeitsoberfläche

Relative Angaben als Formeln (zum Beispiel + 50 m, * 2) zur verhältnismäßigen Positionsänderung oder Skalierung sind erlaubt. Cinema 4D ermittelt das Ergebnis und übernimmt den Wert. Als Bezugssystem lassen sich das Objekt- oder das Welt-Koordinatensystem auswählen. Seit der Einführung der eingefrorenen Transformation lässt sich für die Objekte wahlweise die relative (Transformation berücksichtigt) oder die absolute (Transformation unberücksichtigt) Transformation anzeigen. Im Aufklappmenü zur Größe können Sie die Objektgrößen ermitteln und verändern. Dabei zählen die Achsenlänge beim Eintrag Größe, die Abmessungen des Objekts bei Abmessung und die Abmessung des Objekts mit Unterobjekten bei Abmessung +.

3.6 Struktur-Manager Der Struktur-Manager (Abbildung 3.31) listet alle Punkte, Polygone, UVW-Koordinaten, Vertex-Map-Punkte und N-Gons des aktiven Objekts in Zeilen und Spalten gegliedert auf. Wer sich traut, kann also direkt in den Feldern Punktkoordinatenwerte manuell verändern oder per Drag & Drop vertauschen. 3D-Objekte bestehen mehr oder weniger aus einer Ansammlung von Punkten, die miteinander verbunden sind. Diese Punkte, die unser Struktur-Manager so übersichtlich darstellt, lassen sich auch als Text-(ASCII-)Datei exportieren, um sie in anderen Programmen weiterzuverwenden. Ein gemeinsames Export- und Importformat ist für diese Zwecke natürlich die bessere Lösung – ist aber leider nicht immer gegeben. Der umgekehrte Weg lässt sich natürlich auch beschreiten – beide Funktionen finden Sie im Menü des Struktur-Managers Datei • ASCII-Datei hinzuladen bzw. ASCII-Datei exportieren.

Abbildung 3.31 Struktur-Manager im Punktmodus G

3.7 Animations-Palette Dreh- und Angelpunkt einer Keyframe-Animation sind Animations-Palette und Zeitleiste. Während die Palette mehr für die Navigation, Steuerung und Aufnahme zuständig ist, spielt die Zeitleiste bei der späteren Ausarbeitung der Animation die Hauptrolle. Mehr über die Zeitleiste erfahren Sie in Teil V, »Animation«. Die Animations-Palette (Abbildung 3.32) bietet auch Zugriff auf alle Basisfunktionen für die Erzeugung von Animationen mit Keyframes. Keyframes sind Schlüsselbilder, also die Zeitpunkte, zwischen denen Objekte die Animationen durchlaufen. Sie können

3.7 Animations-Palette | 55

Abbildung 3.32 H Animations-Palette

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Keys direkt in der Animations-Palette bequem per Klick auf das Bild mit gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste erstellen. Das Duplizieren von Keys ist per Drag & Drop wiederum mit gedrückt gehaltener (Strg)/ (ctrl)-Taste möglich. Das Zeitlineal 1 gibt Aufschluss über das aktuelle Bild (Frame), enthaltene Keys, Selektionen oder Marker. Durch Verschieben des Powersliders 3 bzw. durch Ziehen an einem seiner Enden verändern Sie den Zeitausschnitt bzw. Vorschaubereich. Die Animationslänge des Dokuments und damit auch der Zeitleiste lässt sich jederzeit über die Start- 2 bzw. Stopp-Felder 4 festlegen. Das Zeitlineal kann sogar Soundspuren anzeigen, um das Angleichen von Sound und Animation zu erleichtern. Dazu aktivieren Sie im Kontextmenü des Powersliders (Klick mit rechter Maustaste) unter Sound die Option Soundkurve anzeigen.

4

5

6

7

Im unteren Bereich der Animations-Palette befinden sich außerdem die üblichen Steuer- 5 , Aufnahme- 6 , Selektions- und Vorschauoptionen 7 . Noch mehr Funktionalität bietet Ihnen das Animationslayout, das Sie über die Layout-Palette aufrufen.

3.8 Content Browser Beim Content Browser handelt es sich um eine ausgewachsene, sehr komfortable Datenbank, in der Sie Ihre häufig benutzten Szenen, Materialien, Bilder und Presets mit Katalogen und Bibliotheken übersichtlich organisieren und verwalten können. Der Content Browser teilt sich grob in die Bereiche Baumansicht 9 , Inhalt j und Vorschau bzw. Info k auf. Links in der Baumansicht haben Sie Zugriff auf Ihre Laufwerke, vorhandene Preset-Bibliotheken, Kataloge und Favoriten. Mit den Icons am oberen Rand 8 wechseln Sie zu den Standardablageorten Desktop, Heimverzeichnis, Presets bzw. Katalog oder starten eine Suche. Mit dem Schieberegler l am unteren Rand des Browsers, können Sie die Größe der Elemente im Inhaltsfenster skalieren. Einen leeren Katalog legen Sie über den Befehl Neuer Katalog aus dem Menü Datei des Content Browsers (Abbildung 3.34) an. Danach können Sie mit dem Befüllen des Katalogs beginnen, per Drag & Drop über die Verzeichnisstruktur des Content Browsers oder ganz bequem vom Dateimanager Ihres Betriebssystems aus.

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8

Abbildung 3.33 Content Browser F

9

j

k

l

Abbildung 3.34 Menü Datei G

Zum Öffnen eines Elements aus einem Katalog genügt ein Doppelklick. Der Content Browser besitzt auch eine intelligente Drag&-Drop-Funktion. Je nachdem, wohin Sie ein Objekt des Katalogs ziehen, werden nur die relevanten Elemente übernommen. Schieben Sie zum Beispiel eine Szene auf den Material-Manager, landen nur die enthaltenen Materialien im offenen Projekt. Die gespeicherte Katalogdatei finden Sie in Ihrem Cinema 4D-Verzeichnis im Ordner library/browser mit angehängtem Suffix ».cat4d«. Bibliotheken bzw. alle Arten von Presets legt Cinema 4D mit dem Kürzel ».lib4d« im gleichen Verzeichnis ab. Um fertige Kataloge weiterzugeben, brauchen Sie zum einen die Katalogdatei, zum anderen den mit korrektem Pfad vorliegenden Ablageort der Kataloginhalte. Zwar merkt sich der Content Browser absolute Pfade, er benötigt aber Ihre Hilfestellung in Form eines Grundverzeichnisses. An die Browser-Einstellungen hierfür gelangen Sie über das Menü Bearbeiten. Gleichen Sie Katalognamen und Grundverzeichnisnamen an, und legen Sie beide auf gleicher Ebene auf dem Speichermedium ab.

H I N W EI S Der Content Browser merkt sich die absoluten Pfade zu den Katalogelementen. Trotzdem ist es sinnvoll, die Dateien vorher so zu organisieren, dass die Pfade so lange wie möglich Bestand haben. Bei unbeabsichtigtem Verschieben einer Quelldatei stimmt die Pfadangabe nicht mehr, und der Content Browser läuft ins Leere.

3.9 Ebenen-Browser Das Ebenensystem bzw. die Ebenenlogik zieht sich durch alle relevanten Bereiche von Cinema 4D, damit es überall und übergreifend zum Einsatz kommen kann. Ebenen bestehen aus belie-

3.9 Ebenen-Browser | 57

big zusammengestellten Objekten bzw. Elementen Ihrer Szene, auf die Sie als logische Gruppe Einfluss nehmen können. Egal, ob im Objekt-Manager, im Material-Manager oder in der Zeitleiste, Sie können neue Ebenen anlegen, sie Objekten zuweisen und auf sie zugreifen (Abbildung 3.36). Aktivieren Sie dazu die Filteranzeige über das Icon k am oberen Fensterrand.

Abbildung 3.35 E Ebenen-Browser

k

Abbildung 3.36 Zugriff auf die Ebenen im Objekt-Manager

G

HINW EI S Die Zugehörigkeit zu einer Ebene vererbt sich im ObjektManager nicht. Wenn auch die Unterobjekte einer ObjektManager-Hierarchie zu einer Ebene gehören sollen, müssen alle Objekte der Ebene zugewiesen sein.

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Der Ebenen-Browser ist die Schaltzentrale für die Organisation und Verarbeitung der Ebenen (Abbildung 3.35). Ein Doppelklick genügt, um eine neue Ebene anzulegen. Es empfiehlt sich, den Ebenen-Browser während der organisatorischen Tätigkeiten in das Layout zu integrieren. So können Sie per Drag & Drop über den Ebenen-Browser Objekten Ebenen zuweisen – im Editor, Objekt-Manager etc. Ebenen arbeiten hierarchisch. Um eine Ebene einer anderen Ebene unterzuordnen, ziehen Sie diese Ebene auf die neue übergeordnete Ebene. Alle der übergeordneten Ebene zugewiesenen Eigenschaften übertragen sich automatisch auf die Unterebenen. Richtig vielsagend sind die Anfangsbuchstaben der Kopfzeile des Ebenen-Browsers 1 zwar nicht, hier sollten Sie mehr auf die Icons der Ebenen achten. Beginnen wir mit dem Solomodus 2 , der auf Wunsch alle anderen Ebenen ausschaltet, so dass Sie sich ganz auf die Arbeit an der aktiv geschalteten Ebene konzentrieren können. Das Icon 3 reguliert die Sichtbarkeit der Ebene im Editor, das Icon 4 die Sichtbarkeit der Ebene beim Rendern, ganz analog zum Objekt-Manager. Wenn Sie der Übersichtlichkeit halber die Elemente einer Ebene aus den Managern entfernen möchten, deaktivieren Sie den Schalter 5 . Schutz der Ebene vor unbeabsichtigtem Bearbeiten bietet das Schloss-Icon 6 . Für eine bessere Performance im Editor können Sie ebenenspezifisch auf die Auswertung von Animationen 7 , Generatoren 8 , Deformern 9 oder Expressions j verzichten. Den Namen einer Ebene ändern Sie per Doppelklick auf den Namenszug. Die Farbe einer Ebene können Sie sich nach Doppelklick auf das Farbe-Icon aussuchen. In dieser Farbe präsentiert sich dann auch der Animationspfad eines Objekts im Editor.

KAPITEL 4

4

Arbeiten im Editor

Je länger man an einem Projekt arbeitet und je komplexer die Szene wird, desto schneller ist es mit der Übersichtlichkeit und Aufgeräumtheit vorbei. Dann ist man froh über die Möglichkeiten von Cinema 4D, unerwünschte bzw. nicht benötigte Elemente auszublenden oder auszufiltern.

4.1

Anzeige und Selektion

Je mehr Objekte sich in einer Szene befinden, desto kniffliger wird es, das richtige Objekt auszuwählen – besonders, wenn die Objekte nahe beieinander oder sogar hintereinander stehen. Damit Sie auch wirklich nur die Objekte angezeigt bekommen, die für Ihre Arbeit wichtig sind, können Sie im Menü Filter jeder Ansicht (Abbildung 4.1) die momentan störenden Objekttypen einfach abschalten. Anzeige- und Filtervoreinstellungen lassen sich auch editorweit (lokal) oder global über die Ansichts-Voreinstellungen (Abbildung 4.2) im Menü Bearbeiten des Editorfensters vornehmen. Zum Tragen kommen hier die Optionen der Gruppen Anzeige und Filter. An der fetten Auszeichnung erkennen Sie global definierte Parameter, die für das Programm selbst gelten. Die restlichen Parameter gehören zum geöffneten Dokument. Die Gruppe Anzeige spaltet sich in die Bereiche Aktives Objekt und Inaktives Objekt auf. Hier legen Sie fest, wie sich ausgewählte und alle übrigen Objekte während der Bearbeitung im Editor präsentieren. Dabei geht es weniger um optische Belange, sondern vielmehr um die Anzeige von Helfern, wie etwa eingefärbten Polygonselektionen und -normalen, Rotationsbändern und nicht zuletzt um Modelling-Hilfen, wie Isoline- und deformierte Bearbeitung. In der Gruppe Filter befinden sich praktisch alle Objekttypen zur Auswahl, die Cinema 4D im Editor darstellen kann. Im Unterschied zum Anzeigefilter werden die Vorgaben hier dauerhaft gespeichert.

Abbildung 4.1 Anzeigefilter G

Abbildung 4.2 Ansichts-Voreinstellungen G

4.1 Anzeige und Selektion | 59

G Abbildung 4.3 Selektionswerkzeuge

Für die Selektion von Objekten, Polygonen, Kanten, Punkten etc. stehen unter anderem die bekannten vier Selektionswerkzeuge (Abbildung 4.3) zur Verfügung: Live-, Rechteck-, Lasso- und Polygon-Selektion. Mit der Live-Selektion malen Sie wie mit einem Pinsel über die Elemente, die Sie auswählen möchten. Mit Rechteck-, Lasso- und Polygon-Selektion dagegen ziehen Sie Rahmen über die Objekte. Bei gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste ziehen Sie Auswahlteile von der Auswahl ab, bei gedrückter (ª)Taste fügen Sie diese zur Auswahl hinzu. Auch bei der Selektion kann Ihnen ein Filter helfen, nur die erwünschten Objekte in die Auswahl einzuschließen. Über den Selektions-Filter (Abbildung 4.4) stellen Sie alle Objekttypen ein, die das Selektionswerkzeug im Editor berücksichtigen soll. Sobald Sie ein Selektionswerkzeug ausgewählt haben und im Punkte-, Kanten- oder Polygonmodus arbeiten, bietet der Attribute-Manager an, Punkt- und HyperNURBS-Wichtungen aufzumalen.

Abbildung 4.4 Selektions-Filter und -werkzeuge G

Abbildung 4.5 E Sehstrahlselektion

Um verdeckte Objekte auszuwählen, an die Sie eigentlich nur über den Objekt-Manager oder durch eine Änderung der Kameraperspektive herankämen, bietet sich die Sehstrahlselektion (Abbildung 4.5) an. Bei gleichzeitig gedrückter (ª)- und rechter Maustaste listet Cinema 4D alle hinter dem Mauszeiger liegenden Objekte in einem kleinen Menü auf, so dass Sie das gesuchte Objekt nur noch im Menü anwählen müssen.

4.2 Achsen- und Koordinatensysteme Abbildung 4.6 Freigeben und Sperren von Achsen G

60 | 4 Arbeiten im Editor

Bei der Arbeit im Raum kommen die Achsen- bzw. Koordinatensysteme ins Spiel. Die drei Koordinatenachsen X, Y und Z können Sie mit den Icons wahlweise sperren oder freigeben.

Im gezeigten Zustand in Abbildung 4.6 sind alle Achsen für die Manipulation freigeschaltet. Sie können die Achsensperrung umgehen, indem Sie das Objekt an einem Achsen- bzw. Ebenenanfasser oder Rotationsband greifen. Ein Doppelklick mit gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste auf einen Achsenanfasser bewirkt, dass zeitgleich die anderen Achsen gesperrt werden. Rechts neben den Achsensymbolen befindet sich ein Werkzeug zum Wechsel zwischen Objekt- und Weltkoordinatensystem. Um ein schräg im Raum stehendes Objekt entlang seiner eigenen Z-Achse zu verschieben, müssen folgerichtig Z-Achse und Objektkoordinatensystem aktiviert sein. Wenn Sie dagegen ein Objekt anhand seiner Raumkoordinatenwerte platzieren wollen, brauchen Sie das Weltkoordinatensystem. Cinema 4D merkt sich die jeweils zum Werkzeug aktivierten Achsen und stellt bei erneuter Werkzeuganwahl die letzte Kombination wieder her. Mit den drei Basiswerkzeugen Verschieben, Skalieren und Drehen (Abbildung 4.7) wird ein Objekt an seiner ModellingAchse modifiziert. Hilfestellung bei der Arbeit mit den Basiswerkzeugen bieten Verschiebeachsen (Abbildung 4.8) und Rotationsbänder (Abbildung 4.13), die zugleich die relative Änderung des Versatzes bzw. Winkels optisch bzw. numerisch einblenden. Wenn Sie während des Verschiebe-, Skalierungs- oder Rotationsvorgangs die (ª)-Taste drücken, erfolgt die Bearbeitung in Schritten (10 Längeneinheiten, 10 % bzw. 5°).

TIPP Der schnellste Weg zum Sperren und Entsperren von Achsen führt über die sehr einprägsamen Kurzbefehle (X), (Y) und (Z).

Abbildung 4.7 Basiswerkzeuge G

Verschieben Während des Verschiebens färbt sich die aktive Verschiebeachse orange. Um gleichzeitig entlang zweier Achsen (also auf einer Ebene) zu verschieben, verwenden Sie die Ebenenanfasser. Wenn Sie die (ª)-Taste drücken, bevor Sie die Achse anfassen,

Abbildung 4.8 Verschieben mit Hilfe der Verschiebeachse

G

Abbildung 4.9 Snapping beim Verschieben G

4.2 Achsen- und Koordinatensysteme | 61

G Abbildung 4.10 Einstellungsdialog VerschiebenWerkzeug, Snap-Einstellungen

verschieben Sie auf einer zur Achse senkrechten Ebene. Ohne Achsberührung verwendet das Verschieben-Werkzeug die dem Mauszeiger am nächsten gelegene Achse zur Verschiebung. Neu in Version 13 ist die Snapping-Funktionalität beim Verschieben. Auf der Snapping-Seite des Verschieben-Werkzeugs (Abbildung 4.10) finden Sie die dazu möglichen Snapping-Einstellungen, benötigt wird der Modus Snap 3D. Im Prinzip wählen Sie beim zu verschiebenden Objekt eine Verschiebeachse für das Snapping aus und verlängern sie virtuell durch Klick mit der rechten Maustaste und gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)Taste. Die aktive verlängerte Achse wird zunächst am Objekt eingerastet, um einen Bezugspunkt für die Verschiebung zu definieren. Wenn Sie das Objekt mit gedrückt gehaltener Maustaste entlang der Achsen verschieben (Abbildung 4.9), hält es sich an die Snapping-Vorgaben des Verschieben-Werkzeugs (Abbildung 4.10). Skalieren Auch während des Skalierens färbt sich die aktive Verschiebeachse orange (Abbildung 4.11). Um gleichzeitig entlang zweier Achsen (also auf einer Ebene) zu skalieren, verwenden Sie die Ebenenanfasser. Wenn Sie die (ª)-Taste drücken, bevor Sie die Skalierungsachse anfassen, skalieren Sie auf der zur Achse senkrechten Ebene.

G Abbildung 4.11 Skalieren mit Hilfe der Skalierungsachse

Abbildung 4.12 Schnelle Skalierung nahe am Zentrum G

Dabei müssen Sie nicht unbedingt den Achsanfasser zum Skalieren verwenden. Je näher Sie auf der Skalierungsachse zum Zentrum wandern, desto höher ist die Skalierungsgeschwindigkeit (Abbildung 4.12). So können Sie die Arbeitsgeschwindigkeits des Skalieren-Werkzeugs elegant variieren.

62 | 4 Arbeiten im Editor

Drehen Sobald das Drehen-Werkzeug aktiviert ist, sind die Rotationsbänder für alle drei Achsen zu sehen. Während der Drehung färbt sich das momentan aktive Rotationsband orange (Abbildung 4.13).

Abbildung 4.13 Drehen mit Hilfe der Rotationsbänder

G

Abbildung 4.14 Snapping beim Drehen G

Das Drehen-Werkzeug besitzt seit Version 13 ebenfalls eine eingebaute Snapping-Funktionalität, über die Sie Objekte schnell und gezielt interaktiv ausrichten können. Auch beim DrehenWerkzeug aktivieren Sie zunächst den Modus Snap 3D sowie das gewünschte Snapping-Verhalten in den Snap-Einstellungen. Anschließend wählen Sie das benötigte Rotationsband für die vorgesehene Drehung aus und schalten es durch Klick mit der rechten Maustaste und gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)Taste in den Snapping-Modus um. Für die Drehung definieren Sie am zu rotierenden Objekt noch einen Bezugspunkt, bevor Sie es mit gedrückt gehaltener Maustaste entlang des Rotationsbandes mit aktiviertem Snapping am gewünschten Zielobjekt ausrichten (Abbildung 4.14). Modellierachse Die Modellierachse muss nicht zwangsläufig in der Mitte des aktivierten Elements bleiben, sondern kann auch an einem Eckpunkt oder einer Kante liegen, je nachdem, welcher Achspunkt für die gewünschte Modifikation am günstigsten ist. Sobald eines der Grundwerkzeuge im Punkt-, Kanten- oder Polygon-bearbeiten-Modus aktiviert ist, zeigt der AttributeManager das Feld Modellierachse (Abbildung 4.15) an, wo Sie separat für Position und Richtung eine der oft benötigten Standardpositionen auswählen oder eine freie Achsenlokation festlegen.

Abbildung 4.15 Einstellung der Modellierachse G

4.2 Achsen- und Koordinatensysteme | 63

Abbildung 4.16 Einstellung für die Objektachse

G

G Abbildung 4.17 Manipulation pro Objekt

Objektachse Je nachdem, ob Sie ein oder mehrere Elemente selektiert haben, macht es einen großen Unterschied, ob Sie die Modifikation über die gemeinsame Achse oder für jede Objektachse separat anwenden. Auf der Seite Objektachse (Abbildung 4.16) der drei Bearbeitungswerkzeuge Verschieben, Skalieren und Drehen können Sie die Option Manipulation pro Objekt verwenden, um vorzugeben, ob die einzelnen Achsen (aktiviert) oder die gemeinsame Achse (deaktiviert) Verwendung finden. Abbildung 4.17 zeigt zwei Würfel, die bei aktivierter Option Manipulation pro Objekt gedreht wurden. Mit der Option Gimbal-Drehung beim Drehen-Werkzeug bestimmen Sie zusätzlich, dass sich jedes Objekt um sein eigenes Rotationsband dreht.

G Abbildung 4.18 Szene mit Elementen unterschiedlicher Skalierung

4.3 Einheiten und Projekt-Skalierung T IPP Wenn Sie häufiger Szenen importieren, beschäftigen Sie sich unbedingt mit der Skalierungsproblematik aus diesem Kapitel. Die Handhabung der Einheiten und Größen beim Import von Szenen hat sich seit Version 12 frappierend geändert, so dass sich auch langjährige Cinema 4D-Anwender erst an die Skalierungsmethodik gewöhnen müssen.

64 | 4 Arbeiten im Editor

Lange Zeit war es vollkommen egal, mit welcher Einheit Sie in Cinema 4D gearbeitet haben. Der große Nachteil in dieser Einheitenlogik war, dass Szenen, deren Elemente aus unterschiedlichen Modellgrößen bestanden, ziemlich unhandlich wurden. Dank Projekt-Skalierung ist es möglich, während der Arbeit einen anderen Einheitenbereich zu wählen, um das Modellieren mit einem besser geeigneten Einheitenmaßstab fortzuführen. Abbildung 4.18 zeigt ein Anwendungsbeispiel. Es wäre doch extrem unpraktisch gewesen, das Auto im für die Szene benötigten Spielzeug-Maßstab zu modellieren. Besser ist es, das Auto mit Echtmaßen aufzubauen und erst beim Zusammenfügen der Projekte (Umgebung und Auto) die Skalierung entsprechend anzupassen. Auch die Verwendung von

IES-Lichtern, wie in der Beispielszene, bedingt echte Einheiten, um die Objekte korrekt einstellen zu können und realistische Szenen und Ergebnisse zu erhalten.

Abbildung 4.19 Definition der Einheit in den Programm-Voreinstellungen

G

G Abbildung 4.20 Skalierung in den Projekt-Voreinstellungen

Die Definition der Basiseinheit erfolgt über die Programm-Voreinstellungen im Bereich Einheiten (Abbildung 4.19). Alle bis dato erstellten Objekte und deren Einheiten werden bei einer hier durchgeführten Umstellung umgerechnet, ohne dabei die eigentliche Szenerie zu beeinflussen. Ganz anders wirkt sich eine Einheitenumstellung aus, wenn sie in den Projekt-Voreinstellungen im Feld Projekt skalieren… vorgenommen wird (Abbildung 4.20). Hier werden bei einer Änderung tatsächlich das Projekt und damit alle enthaltenen Objekte skaliert. Entsprechend umsichtig sollten Sie bei der Handhabung dieser Skalierungs-Vorgaben vorgehen, wollen Sie Ihre Szene nicht in einem unbrauchbaren Maßstab wiederfinden. Bei einem neuen Projekt gelten automatisch die Angaben in den ProjektVoreinstellungen. Hier sollten Sie sich einfach vorab Gedanken machen, mit welchen Größen Sie vorwiegend umgehen werden. Cinema 4D erkennt, wenn Szenen aus älteren C4D-Projekten hinzugeladen werden sollen, und verwendet beim Import standardmäßig die Einheit Zentimeter. Sollte Cinema 4D keine zugrunde liegenden Einheiten wiederfinden, weil das Projekt zu alt ist oder gar aus einem anderen 3D- oder CAD-Programm stammt, ist natürlich nicht sichergestellt, dass die angenommene Skalierung Ihren Wünschen entspricht. Eventuell haben Sie auch Objekte in einem Maßstab modelliert, der gar nicht zum nun vorgesehenen Einsatzzweck passt. Für beide Fälle hält das Menü Bearbeiten (Abbildung 4.21) mit dem Befehl Projekt skalieren... eine Möglichkeit bereit, das Dokument nachträglich über die Angabe einer Ausgangs- sowie

Abbildung 4.21 Menü Bearbeiten G

4.3 Einheiten und Projekt-Skalierung | 65

einer Zielskalierung (Abbildung 4.22) auf die richtige Größe zu trimmen. Den Umrechnungsfaktor berechnet Cinema 4D automatisch, Sie müssen nur die Ausgangs- und Zielgröße kennen. Abbildung 4.22 E Einstellungsdialog des Befehls Projekt skalieren

4.4 Snapping

Abbildung 4.23 Snap-Einstellungen G

Bei den Basiswerkzeugen haben wir uns das objektbasierte Snapping bereits angesehen. Natürlich lässt sich Snapping auch global für das exakte Ausrichten und Positionieren im Raum verwenden: Punkte, Polygone, Objekte, Achsen etc. rasten beim Platzieren aufeinander oder auf einem definierten Raster ein. Zuständig hierfür sind die Snap-Einstellungen im Attribute-Manager (Abbildung 4.23). Ist Snapping aktiv, interessiert zunächst der SnappingTyp. Wollen Sie zum Beispiel einen Punkt exakt auf den anderen verschieben, also auf gleiche X-, Y- und Z-Koordinaten, so ist das 3D-Snapping die richtige Wahl. Beim 2,5D-Snapping darf er einen der drei Koordinatenwerte behalten – je nachdem, in welcher Ansicht er verschoben wird. 2D-Snapping erlaubt lediglich das Einrasten auf einen gemeinsamen Koordinaten-Nenner. Mit Radius ist der Wirkungsradius der Zielpunkte gemeint. Je größer der Radius, desto weiter wirken die Zielpunkte. Sie können als Snap-Ziele alle angegebenen Optionen wahlweise aktivieren oder deaktivieren. Beschränken Sie sich aber auf die wirklich nötigen Bereiche, sonst wird das Einrasten zum Geduldsspiel. Die Einstellungen unter Maus-Raster betreffen das interaktive Arbeiten mit der Maus im Editor. So verhindern Sie krumme Werte beim Verschieben, Skalieren oder Rotieren im Raum. Die Einstellungen für das Welt-Raster finden Sie bei den AnsichtsVoreinstellungen im Feld Hintergrund.

4.5 Editorwerkzeuge und -modi Mit den drei Basiswerkzeugen Verschieben, Rotieren und Skalieren können Sie Punkte, Polygone, Objekte, Objekt- sowie Texturachsen und mehr bearbeiten – entscheidend ist dabei, welcher Modus bei den Editorwerkzeugen (Abbildung 4.24) aktiv ist.

66 | 4 Arbeiten im Editor

Der Befehl Grundobjekt konvertieren 1 ist nötig, um parametrische Objekte in polygonale Objekte bzw. Spline-Pfade umzuwandeln – eine Rückumwandlung ist nicht möglich. Mit Modell bearbeiten 2 und Objekt bearbeiten 3 modifizieren Sie die Objekte als Ganzes. Die Aufteilung in zwei verschiedene Einsatzzwecke soll unerwünschte Effekte durch verzerrte Übersysteme verhindern. Verwenden Sie beim Modelling das Modell-Werkzeug und das Objekt-Werkzeug bei der Animation des Objekts als Ganzes. Materialien mit Bitmap-Texturen müssen über das sogenannte Mapping an die Trägerobjekte angepasst werden. Dabei helfen Ihnen die Modi Textur-Achse 4 und Textur im Menü Werkzeuge • Modus (Abbildung 4.25). Für die weitergehende Bearbeitung stehen über die Texturing- und Mappingumgebung BodyPaint 3D noch UV-Werkzeuge und der 3D-Mal-Modus zur Verfügung. Punkte, Kanten und Polygone, egal, ob von einem Spline- oder Polygonobjekt, lassen sich grundsätzlich in den Modi Punkte 5 , Kanten 6 bzw. Polygone bearbeiten 7 verändern. Der in Version 13 integrierte automatische Tweak-Modus sorgt dafür, dass Sie die Elemente mit dem gewünschten Werkzeug lediglich anfassen, modifizieren und wieder loslassen müssen, ohne zwischen Werkzeug und Modus zu wechseln. Insbesondere bei Modelling oder bei der Vorbereitung einer Animation kommt es vor, dass die Dreh- und Angelpunkte eines Objekts mit Achse bearbeiten 8 verändert werden müssen. Das Verschieben der Objektachse funktioniert allerdings ausschließlich bei Objekten, die nicht anhand ihrer Objektachse generiert werden. Das bedeutet: NURBS-Objekte und parametrische Objekte müssen zuerst in ein Grundobjekt konvertiert werden, bevor sich deren Achse modifizieren lässt. Seit Version 13 fungiert der Achsen-bearbeiten-Modus als Option. Sie können ihn wie bisher als Modus zum Bearbeiten einer Objektachse verwenden, aber auch zusätzlich, um die Achse der selektierten Elemente (Punkte, Kanten etc.) für eine Modifikation vorzubereiten. Für Snapping steht Ihnen eine eigene Palette 9 zur Verfügung Diese und weitere Werkzeuge bzw. Modi finden Sie übrigens auch im Menü Werkzeuge (Abbildung 4.25) bzw. Werkzeuge • Modus. Der Kamera-Modus erlaubt es Ihnen, die momentan aktive 3D-Ansicht mit den Werkzeugen zu verändern. Im Modus Animation können Sie Animationspfade und die dazugehörigen -tangenten im Editor selektieren und bearbeiten. Weil während der Arbeit häufiger zwischen ein paar wenigen Werkzeugen hin- und hergewechselt wird, stellt eine eigene Palette stets die letzten acht benutzten Werkzeuge zur Verfügung.

1 2 3 4 5 6 7

8 9

Abbildung 4.24 Editorwerkzeuge und -modi G

Abbildung 4.25 Menü Werkzeuge G

4.5 Editorwerkzeuge und -modi | 67

4.6 Befehlsschnellauswahl und hierarchische Tastaturkürzel HINW EI S Die Befehle und Gruppen der Befehlsschnellauswahl lassen sich über den Menü-Manager individuell anpassen und erweitern.

Wem die Wege zur Menüleiste mit der Maus zu weit sind und die Tastaturkürzel zu viel Lernaufwand bedeuten, für den könnte die Befehlsschnellauswahl ein komfortabler Mittelweg sein. Ein Druck auf die Taste (V) genügt, und Sie haben rings um die aktuelle Mausposition eine Hotbox mit den Befehlsgruppen parat. Schnell ist das gewünschte Werkzeug über das HotboxMenü ausgewählt, und die Arbeit kann weitergehen.

Abbildung 4.26 E Befehlsschnellauswahl

1

G Abbildung 4.27 Hierarchische Tastaturkürzel

Weil die Anzahl der Tastaturkombinationen aufgrund der Vielzahl an Funktionen und Werkzeugen begrenzt ist, wurden die hierarchischen Tastaturkürzel (Abbildung 4.27) eingeführt. Sie bestehen aus zwei aufeinanderfolgenden Tasten. In den Menüs sind diese Shortcuts an der Tilde (~) 1 erkennbar. Der Übersichtlichkeit halber werden nach Aufruf der ersten Taste (im Beispiel (M) und (U)) die Befehle ausgeschrieben aufgelistet.

4.7 Lesezeichen HINW EI S Die hierarchischen Tastaturkürzel können Sie wie auch die Standard-Kurzbefehle über den Manager Befehle anpassen… aus dem Menü Fenster • Anpassen individuell anpassen und erweitern.

68 | 4 Arbeiten im Editor

Nicht nur die zu verwaltenden Objekte werden in umfangreichen Szenen immer mehr. Wer die Such-, Filter- und Ansichtsoptionen ausgiebig nutzt, braucht zur Organisation und Wiederverwendung dieser Hilfsmittel ein geeignetes Werkzeug: Lesezeichen. Das Lesezeichen-Menü finden Sie in Objekt-Manager und Zeitleiste, da Sie dort mit Filter- und Suchfunktionalität arbeiten. Auch in der Onlinehilfe helfen die Lesezeichen dabei, häufig benötigte Themen schnell wiederzufinden.

Sobald Sie die gefilterten Objekte in Ihrem Manager zusammengestellt haben, setzen Sie über das Menü Lesezeichen (Abbildung 4.28) ein neues Lesezeichen. Abbildung 4.28 Anlegen eines Lesezeichens in der Onlinehilfe F

Die Benennung und Verwaltung des Lesezeichens erfolgt im jeweiligen Lesezeichen-Manager (Abbildung 4.29), den Sie über den Befehl Lesezeichen verwalten aufrufen.

Abbildung 4.29 Lesezeichen Objekt-Manager

G

4.8 Doodle Damit Korrekturen und Änderungswünsche möglichst exakt und einfach nachzuvollziehen sind, macht es Sinn, sie direkt in das Bild einzuarbeiten mit exakten Zeitpunkten zu versehen. Der englische Begriff »doodle« bedeutet »kritzeln«, und genau das können Sie mit dem gleichnamigen Werkzeug direkt in der benötigten Ansicht sehr komfortabel tun. Sie finden es zusammen im Menü Werkzeuge • Doodle (Abbildung 4.30).

Abbildung 4.30 Doodle-Werkzeuge G

Abbildung 4.31 Doodle-Anmerkungen in einer Animation F

Aktivieren Sie den Doodle-Pinsel, und zeichnen Sie Ihre Anmerkungen direkt in die jeweilige Ansicht zum gewünschten Zeitpunkt bzw. Bild. Im Einstellungsdialog des Doodle-Pinsels (Abbildung 4.32) können Sie die gemalten Anmerkungen vernünftig ins

4.8 Doodle | 69

G Abbildung 4.32 Einstellungsdialog Doodle-Pinsel

G Abbildung 4.33 Einstellungsdialog Doodle-Objekt

G Abbildung 4.34 Doodle-Key-Eigenschaften

Bild setzen. Um Ihre Zeichnungen zu korrigieren, verwenden Sie den Doodle-Radiergummi aus dem Doodle-Werkzeuge-Menü. Die Option Automatische Bilder speichert für jedes Bild, in das Sie sich bei aktiviertem Doodle-Werkzeug bewegen, einen Eintrag in das zugehörige Doodle-Objekt. Dort sind übrigens auch alle zu dieser Ansicht gehörigen Doodle-Anmerkungen abgelegt. Es wird automatisch erzeugt, sobald Sie mit dem Doodle-Pinsel arbeiten. Neben Titel und näherer Beschreibung, die Sie bei den Objekt-Eigenschaften unterbringen, finden Sie im Einstellungsdialog auch Funktionen, um Bitmap-Bilder zu laden und um Anmerkungen zu exportieren bzw. zu importieren. Dabei wird das Doodle-Objekt in eine XML-Datei und ein zugehöriges tex-Verzeichnis geschrieben, in der sich alle Zeichnungen bildweise als Datei befinden. Damit Doodle-Skizzen als Einzelbilder exportiert und weitergegeben werden können, bietet Cinema 4D die Exportformate PNG und TIFF an. Mit den weiteren Befehlen erstellen Sie für den jeweiligen Zeitpunkt ein neues Doodle-Bild, leeren es oder löschen den dafür angelegten Keyframe. Um auch die Anmerkungen aus den vorangegangenen bzw. nachfolgenden Bildern im Blick zu haben, blenden Sie sich die Nachbarbilder einfach ein. Doodle-Keys funktionieren wie normale Keys. Im Einstellungsdialog (Abbildung 4.34) haben Sie neben den Key-Eigenschaften eine Vorschau der Anmerkung und Zugriff auf die eingestellten beschreibenden Texte. In der Zeitleiste (Abbildung 4.35) präsentieren sich die Doodle-Anmerkungen als Doodle-Spur, in der Ihnen ebenfalls eine Voransicht des zugehörigen Doodle-Bildes zur Verfügung steht, sobald Sie die Spur aufklappen.

Abbildung 4.35 Doodle-Spur in der Zeitleiste G

Um die Doodle-Notizen beim Rendering mit einzublenden, aktivieren Sie die zugehörige Option in den Render-Voreinstellungen. Mehr dazu später in Teil VI, »Rendering«.

70 | 4 Arbeiten im Editor

Cinema 4D einrichten

Cinema 4D bietet eine Fülle an Möglichkeiten, die Oberfläche optimal an die eigenen Bedürfnisse anzupassen. Jeder Anwender pflegt dabei seinen eigenen Stil, seine individuelle Arbeitsweise und auch Bedienoberfläche. Wichtig ist, dass die Arbeit ohne langes Suchen oder unnötige Mauswege logisch und konzentriert vonstatten gehen kann. Deshalb sollten Sie sich nach einer gewissen Einarbeitungszeit und auch als erfahrener Anwender immer wieder die Zeit nehmen, »Ihre« Bedienoberfläche zu hinterfragen und zu optimieren.

5.1

KAPITEL 5

5

1

Fenster und Manager

Alle Fenster und Manager in Cinema 4D sind standardmäßig in die Oberfläche »eingedockt«. Sobald ein Fenster verändert wird, rücken die anderen Elemente in den vorhandenen Platz nach. Um die Aufteilung gerecht auf die vorhandenen Fenster bzw. Manager zu verteilen, reicht ein Doppelklick auf die entsprechende Begrenzungskante. Damit Sie die Fenster und Manager nach Ihren Vorstellungen anpassen können, befinden sich im GriffMenü 1 jedes Fensters alle benötigten Befehle (Abbildung 5.1).

Abbildung 5.1 Griff-Menü G

Vollbildmodus Der Vollbildmodus ist in allen Paletten, Managern und Gruppenfenstern abrufbar. Die in diesem Modus gewünschten Fenster und Manager können Sie mit dem Befehl Im Vollbildmodus sichtbar im jeweiligen Griff-Menü auswählen. Fenster minimieren Wenn Sie schnell Platz benötigen, um einem anderen Manager mehr Platz zuzugestehen, können Sie Fenster minimieren. Dazu klicken Sie mit gedrückt gehaltener (Strg)/(ctrl)-Taste auf den Fenstertitel. Das Fenster schrumpft sofort auf einen schmalen Balken zusammen. Um das Fenster wieder zu voller Größe auszuklappen, genügt es, auf den Balkengriff zu klicken (Abbildung 5.2).

Abbildung 5.2 Ausklappen eines minimierten Fensters G

5.1 Fenster und Manager | 71

Fenstergriffe Um Fenster als Ganzes zu verschieben oder umzugruppieren, klicken Sie auf das Griff-Symbol des Fensters und halten die Maustaste gedrückt – das Fenster wird verschiebbar, und Sie können es an dem Ort Ihrer Wahl platzieren. Die graue Einfügemarke zeigt Ihnen den horizontalen bzw. vertikalen Platz und das Ausmaß des neu geordneten Fensters an.

Abbildung 5.3 Gedocktes Fenster

G

Abbildung 5.4 Entdocktes Fenster G

G Abbildung 5.5 Fenster als Tab

Ein Klick auf den Griff öffnet das Griff-Menü, mit dem Sie Fenster entdocken, umbenennen, aus Fenstern ein Tab erzeugen, den Fenstertitel verbergen und Befehls-Paletten sowie Gruppenfenster anlegen. Zum Vergleich sehen Sie in Abbildung 5.3 ein normal gedocktes Fenster. Abbildung 5.4 zeigt das Fenster, nachdem es über den Befehl Entdocken im Griff-Menü aus dem Fensterverbund herausgelöst wurde. Um es wieder einzudocken, ziehen Sie das Fenster mit gedrücktem Griff an die gewünschte Stelle und platzieren es mit der Einfügemarke.

Abbildung 5.6 Anordnung der Tabs

G

72 | 5 Cinema 4D einrichten

Tabs Aus Platzgründen ist es sinnvoll, oft benötigte Manager in einem Fenster zusammenzufassen und über Tabs (Reiter) zwischen ihnen zu wechseln. Dies bietet sich besonders bei Managern an, auf die Sie nicht gleichzeitig zugreifen müssen. Mit dem Befehl Zu Tab umwandeln aus dem Griff-Menü verwandeln Sie gedockte und entdockte Fenster in Manager mit Tab-Symbol, die Sie mit gedrücktem Griff per Drag & Drop anderen Fenstern zuordnen können (Abbildung 5.5). Die Reihenfolge der Tabs richtet sich nach der Position, an der Sie Ihr Fenster loslassen – möchten Sie die Reihenfolge ändern, genügt das Verschieben mit dem Griff. Wie Ihnen beim Betrachten der Oberfläche von Cinema 4D Release 13 sicherlich schon aufgefallen ist, können Tabs über das gleichnamige Untermenü (Abbildung 5.6) im Griff-Menü auch seitlich rechts oder links angeordnet werden.

Abreißbare Menüs Häufig benötigte Werkzeuge sollte man bei der Arbeit in der Nähe haben, am besten genau im Hauptaktionsfeld. Nichts liegt also näher, als sich den begehrten Werkzeugkasten einfach aus dem Menü »abzureißen« und an einer passenden Stelle außerhalb des Layouts zu platzieren. Dazu klicken Sie einfach oben auf die schmale Abreißleiste (Abbildung 5.7) des jeweiligen Menüs. Schon stehen alle Werkzeuge und Befehle in einem schwebenden Fenster bereit (Abbildung 5.8). Dies funktioniert mit allen Menüs, Untermenüs, Objekt- und Befehls-Paletten sowie Befehlsgruppen. Interaktive Auswahlvorgänge Hinter diesem spannenden Begriff verbirgt sich eine sehr komfortable Funktion zum Ausfüllen von Verknüpfungsfeldern. Anstatt sich mühsam den Objekt- und Attribute-Manager platztechnisch so umzustricken, dass Sie das zu verknüpfende Objekt mit einer Mausbewegung in das dafür vorgesehene Feld bekommen, starten Sie über den Auswahlvorgang-Button 1 rechts neben dem Verknüpfungsfeld den Auswahlvorgang (Abbildung 5.9). Den nun aktiven Auswahlvorgang erkennen Sie am Fragezeichen-Symbol neben dem Mauszeiger 2. Jetzt suchen Sie sich in Ruhe das in das Verknüpfungsfeld zu integrierende Element aus. Um den interaktiven Auswahlvorgang vorzeitig abzubrechen, drücken Sie einfach die (Esc)-Taste.

Abbildung 5.7 Abreißen eines Menüs G

Abbildung 5.8 Abgerissenes Menü G

5.2 Paletten und Befehle anpassen Die wichtigsten Befehle in Cinema 4D stehen Ihnen in der horizontalen und vertikalen Befehls-Palette von Anfang an zur Verfügung. Wenn Sie diese bestehenden Paletten verändern möchten, wählen Sie im Menü Fenster • Anpassen • Paletten anpassen. Noch schneller zu diesem Menü führt der Weg über einen Klick auf die Palette mit der rechten Maustaste. Die Befehle der Paletten erhalten eine blaue Umrandung (Abbildung 5.10) und können bearbeitet werden. Per Drag & Drop ändern Sie beispielsweise die Reihenfolge der Befehle. Um neue, zusätzliche Befehle an die Palette anzuhängen, öffnen Sie den Befehls-Manager über Fenster • Anpassen • Befehle anpassen…, suchen den benötigten Befehl aus der Liste und ziehen das Symbol per Drag & Drop an die künftige Position des Befehls. Im Manager Befehle anpassen… (Abbildung 5.11) sind alle in Cinema 4D verfügbaren Befehle aufgelistet.

2

1

Abbildung 5.9 Interaktiver Auswahlvorgang G

5.2 Paletten und Befehle anpassen | 73

Der Befehle-anpassen-Manager gibt Ihnen zu jedem Element Aufschluss über dessen Programm- bzw. Modulzugehörigkeit, sein Tastaturkürzel, einen eventuellen Optionsmodus, seine Befehls-ID und allgemeine Informationen. Im Befehls-Manager definieren Sie neben den normalen Kurzbefehlen auch eigene hierarchische Tastaturkürzel (Multi-Shortcuts).

G Abbildung 5.10 Editierbare Palette

Abbildung 5.11 E Befehle-anpassen-Manager

G Abbildung 5.12 Befüllen der neuen Befehls-Palette

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Eine eigene, individuell befüllbare Befehls-Palette erzeugen Sie über Fenster • Anpassen • Neue Befehls-Palette. Sie finden diesen Befehl übrigens auch in jedem Griff-Menü und im Kontextmenü der Befehls-Paletten. Aktivieren Sie die Option Paletten bearbeiten, und bestücken Sie Ihre Palette mit den Befehlen aus dem Befehle-anpassen-Manager oder praktischer aus einem abgerissenen Menü (Abbildung 5.12). Das Kontextmenü jeder Befehls-Palette (Abbildung 5.13) ist über die rechte Maustaste mit Klick auf die Befehls-Palette aufrufbar. In diesem Menü finden Sie die Feineinstellungen für die angewählte Palette. So haben Sie beispielsweise verschiedene Möglichkeiten zum Bearbeiten und Gruppieren der Befehle zur Verfügung. Außerdem lassen sich neue Befehls-Paletten und Gruppenfenster anlegen sowie Paletten laden und speichern. Befehlsgruppen erkennen Sie unter anderem an den aufklappbaren Objekt-Paletten, perfekt für die eigene Palette. Über Icon fixieren gewährleisten Sie, dass stets das BefehlsIcon der Befehlsgruppe als Gruppen-Icon erscheint. Wenn Sie es für Ihre Befehlsgruppe als praktischer empfinden, wenn immer der zuletzt verwendete Befehl als Gruppen-Icon angezeigt wird, deaktivieren Sie Icon fixieren einfach. Zu jeder Palette steht

Ihnen auch frei, nur die Icons, Icons und Texte oder auch nur Texte anzeigen zu lassen – die Kombinationsmöglichkeiten sehen Sie im dritten Teil des Kontextmenüs. Die Ausrichtung der Palette (horizontal oder vertikal), die Anzahl der Reihen bzw. Spalten und die Icon-Größe sind ebenfalls einstellbar. Zu guter Letzt muss die neue Befehlsgruppe nur noch in das Layout integriert werden. Ziehen Sie dazu das Gruppen-Icon an eine beliebige Stelle in der Hauptpalette.

5.3 Menü-Manager Mit dem Menü-Manager lassen sich die Menüs von Cinema 4D umgestalten. Um beispielsweise die Werkzeugmenüs der Bearbeitungswerkzeuge zu ändern, müssen Sie in den Eintrag M_EDITOR wechseln. Sie erreichen ihn über Fenster • Anpassen • Menüs anpassen… (Abbildung 5.14).

Abbildung 5.13 Kontextmenü der Befehls-Palette G

Abbildung 5.14 Menü-Manager F

Im Pop-up-Menü des Managers wählen Sie aus, welches Menü Sie bearbeiten möchten. Nach erfolgter Auswahl listet der MenüManager alle Befehle und Separatoren des Menüs auf, die Sie mit den im unteren Teil befindlichen Buttons oder einfach per Drag & Drop konfigurieren können. Ihrer Fantasie sind im Prinzip keine Grenzen gesetzt: Vom Umordnen der Reihenfolge über das Erstellen neuer Untermenüs bis zum Umbenennen der Menüs selbst stehen Ihnen alle Möglichkeiten offen. Zum Hinzufügen von Befehlen aus anderen Menüs dient der Befehls-Manager. Wie auch schon beim Zusammenstellen der Befehls-Paletten ziehen Sie die Befehle einfach per Drag & Drop an die vorgesehene Position. Über das Layout-Menü am oberen rechten Rand haben Sie übrigens jederzeit Zugriff auf das Standard-Layout, wenn Sie sich etwas vergaloppiert haben sollten.

5.3 Menü-Manager | 75

5.4 Ansichts-Voreinstellungen

G Abbildung 5.15 Ansichts-Voreinstellungen, Ansicht- und Hintergrund-Seite

Auch die 3D-Ansicht lässt sich individuell einrichten. Im Menü Bearbeiten der 3D-Ansicht finden Sie dazu die Felder Ansicht, Hintergrund und HUD. Die Gruppe Ansicht (Abbildung 5.15) bestimmt, wie die Objekte, Werkzeuge und deren Elemente, wie Texturen, Achsenrichtungen, Achsenanfasser und Bänder im Editor erscheinen und wie sie sich verhalten. Die Parameter Render-safe, Title-safe und Action-safe betreffen die Rahmen, die sich als Hilfestellung im 3D-Fenster – auf Wunsch auch zentriert – anzeigen lassen. Der Render-safe-Rahmen ist standardmäßig aktiv – so sehen Sie schnell, ob Objekte im Randbereich abgeschnitten gerendert werden oder im sichtbaren Bildbereich stehen. Wer sich das Modellieren durch eine gescannte Vorlage oder ein Foto im Ansichtshintergrund erleichtern möchte, kann dies im Feld Hintergrund der Ansichts-Voreinstellungen vornehmen. Hier lässt sich außerdem das allgegenwärtige Welt-Raster in Rasterweite und Erscheinungsbild definieren oder gar abschalten. Im Feld HUD (Abbildung 5.16) finden Sie die Ansichtseinstellungen für das Head-Up-Display. Cinema 4D bietet hier die wichtigsten Standardinformationen, die bei der Arbeit im Editor interessant sind, zur Vorauswahl an. Auch die optische Abhebung der HUD-Kontrollelemente im Editor können Sie regulieren. Die 3D-Ansicht ist auch in der Lage, eine räumliche Darstellung durch Stereoskopie darzustellen – eine der prägnantesten Neuerungen der Version 13. Im Feld Stereoskopie geben Sie an, welche Einstellungen dabei für die Editor-Ansicht gelten sollen.

5.5 Head-Up-Display (HUD)

G Abbildung 5.16 Ansichts-Voreinstellungen, HUD- und Stereoskopie-Seite

76 | 5 Cinema 4D einrichten

Während Sie bei einem Mittelklassewagen für ein Head-Up-Display eine vierstellige Summe berappen dürfen, bekommen Sie das HUD in Cinema 4D gratis. In erster Linie dient es dazu, sich Informationen über die Szene, deren Objekte, das aktuelle Bild etc. anzeigen lassen. Als reine Informationsquelle ist das HUD aber viel zu schade. Die enthaltenen Parameter können schließlich auch modifiziert und – das Beste an der ganzen Sache – als Keyframes aufgenommen werden. Im Extremfall richten Sie sich Ihre 3D-Ansicht komplett ein, schalten über das Griff-Menü auf Vollbilddarstellung und haben bei der Arbeit die volle Monitorfläche zu Ihrer Verfügung.

Parameter im HUD Um einen oder mehrere Parameter eines Objekts zum Head-UpDisplay hinzuzufügen, selektieren Sie die gewünschten Felder, und rufen Sie mit der rechten Maustaste das Kontextmenü im Attribute-Manager auf (Abbildung 5.18). Der Befehl Zu HUD hinzufügen stellt den Parameter sofort als neues Element im Editor dar. Mit gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste platzieren Sie das HUDElement an einer beliebigen Stelle der 3D-Ansicht. Abbildung 5.17 Beispiele für HUDs F

Im Kontextmenü des HUD-Elements (Abbildung 5.17) legen Sie im Menü Zeige fest, unter welcher Bedingung die Parameter-Box angezeigt wird, außerdem können Sie einen Ansichtstyp wählen sowie Art und Darstellung des Schiebereglers definieren. Die weiteren Optionen bestimmen neben der Rahmenausrichtung, ob das HUD-Element absolut platziert bleibt oder dem Objekt folgt. So eingerichtet, kontrollieren Sie Objekte direkt im Editor und sparen sich viele Umwege zum Attribute-Manager. Anfangs trägt das HUD-Element den Namen des Ausgangsobjekts bzw. -elements. Meist bietet es sich an, das HUD-Element nach seiner Aufgabe zu benennen. Dazu verwenden Sie entweder den Befehl Umbenennen… im Kontextmenü oder klicken einfach doppelt auf den aktuellen Namen des HUDs.

Abbildung 5.18 Parameter zum HUD hinzufügen G

Befehle im HUD Das HUD kann aber nicht nur zur Steuerung von Parametern benutzt werden, es lassen sich ganze Befehls-Paletten als HUDElement umsetzen. Benötigt wird hierzu lediglich der Befehleanpassen-Manager aus dem Menü Fenster • Anpassen. Aus dieser Befehlsliste können Sie sich die gewünschten Funktionen oder Werkzeuge herauspicken und einfach in den Editor ziehen.

5.5 Head-Up-Display (HUD) | 77

Sinnvollerweise fassen Sie inhaltlich zusammengehörige Befehle zu Gruppen zusammen (Abbildung 5.19), indem Sie die HUDElemente selektieren und über den Befehl Gruppe erzeugen aus dem Kontextmenü (rechte Maustaste) verbinden. Objekte im HUD Doch nicht nur Parameter oder Befehle, sondern auch ganz normale Objekte können problemlos als HUD-Element fungieren. Dazu ziehen Sie das Objekt einfach aus dem Objekt-Manager in den Editor. Objektspezifische HUDs bleiben erhalten, wenn sie durch Kopieren und Einfügen oder Hinzuladen in andere Dokumente übernommen werden. G Abbildung 5.19 HUD-Befehls-Palette

G Abbildung 5.20 Belegung des HUD-Elements mit einer Aktion

Individuelle Anpassung der HUD-Elemente Nach der Erstellung der HUDs genießen Sie alle Freiheiten bei der individuellen Gestaltung der Elemente. Über das Kontextmenü nach Klick auf das HUD-Element (Abbildung 5.20) finden Sie Optionen zur farblichen Auszeichnung von Text und Hintergrund. Auch die Icons können vergrößert oder durch Eigenkreationen ersetzt werden. HUD-Elemente eignen sich besonders zur schnellen Auswahl von ständig benötigten Elementen eines Character-Rigs. Damit Sie nach der Selektion auch gleich das passende Werkzeug parat haben, definieren Sie im Bereich Aktion (Abbildung 5.20) wahlweise eines der drei Standardwerkzeuge oder einen beliebigen Befehl über die Befehls-ID im Befehls-Manager.

5.6 Projekt-Voreinstellungen Zu den Voreinstellungen zum Projekt gelangen Sie über das Menü Bearbeiten. Hier finden Sie alle szenenweit geltenden Eigenschaften, zum Beispiel Skalierung, Animationslänge, Abspieltempo (Abbildung 5.21), aber auch Dynamics und Keyframes. Mit der Bilderrate definieren Sie, wie viele Bilder der Zeitleiste in einer Sekunde abgespielt werden. Dies betrifft die Animation der Szene, wie sie in der Zeitleiste angegeben ist. Beim späteren Rendering können Sie ebenfalls eine Bilderrate einstellen. Achten Sie darauf, dass sich beide Einstellungen entsprechen, sonst kommt es zu unerwünschten Störungen durch übersprungene oder verdoppelte Bilder. Die Vorschauwerte bei Minimum und Maximum geben die beiden horizontalen Endzeitpunkte der Zeitleiste an. In der Regel werden Sie diese Limits aber über die Animations-Palette definieren.

78 | 5 Cinema 4D einrichten

Abbildung 5.21 Projekt-Voreinstellungen, Hauptseite

G

Bei den Einstellungen zur Detailstufe geben Sie prozentual an, in welcher Detailliertheit Objekte mit anwählbaren Detailstufen im Editor angezeigt werden. Wenn Sie global festlegen möchten, dass die in den Objekten hinterlegte Render-Detailstufe auch für den Editor gilt, aktivieren Sie hier die gleichnamige Option. Analog zum Menü Bearbeiten können Sie die Auswertung von Animationen, Generatoren etc. auch über die Dokument-Einstellungen an- bzw. abschalten. Alle Objekte ohne zugewiesenes Material tragen die über den Eintrag Voreingestellte Objektfarbe festgelegte Farbe. Über das Sicht-Clipping geben Sie dem Editor die OpenGL-Information vor, wie weit die Elemente vom Kamerabezugspunkt aus dargestellt werden sollen. Auf das Thema Projekt-Skalierung sind wir bereits in Abschnitt 4.3, »Einheiten und Projekt-Skalierung«, eingegangen, alles zu den Themen »Linearer Workflow« sowie »Farbmanagement« lesen Sie in Teil VI des Buchs, »Rendering«. Im Info-Bereich (Abbildung 5.22) können Sie dem Dokument neben den von Cinema 4D automatisch generierten Dateiinformationen wie Erstellungs- und Speicherdatum sowie Dateiversion noch weitere Informationen wie Autor, Copyright oder Hinweise mitgeben. Mit Version 13 gespeicherte Projekte zeigen im Datei-Manager Ihres Betriebssystems ein Vorschaubild an. Wenn Sie mit dem automatisch generierten Bild aus der Editor-Ansicht nicht zufrieden sind, können Sie auch manuell ein aktuelles Bild, ein Bild aus der Zwischenablage, aus dem Editor oder aus einer externen Datei für die Voransicht laden. Im Abschnitt Key-Interpolation haben Sie die Möglichkeit, Voreinstellungen für die Erstellung und Handhabung neuer Keyframes zu definieren. Mehr dazu in Teil V des Buchs, »Animation«.

Abbildung 5.22 Projekt-Voreinstellungen, Info-Seite G

Abbildung 5.23 Projekt-Voreinstellungen, Key-Interpolation G

5.6 Projekt-Voreinstellungen | 79

5.7 Programm-Voreinstellungen Die meisten Programm-Voreinstellungen sind eigentlich selbsterklärend und nicht wirklich spannend, deswegen konzentrieren wir uns auf die wichtigsten und eventuell problematischen Teile. Feld »Interface« Im Feld Interface lassen sich unter anderem Sprache und Schema, das Aussehen der Dialoge und Menüs sowie die Anzeige von Hilfetexten und Tastaturkürzeln definieren.

G Abbildung 5.24 Programm-Voreinstellungen Eingabegeräte und Navigation

Abbildung 5.25 Programm-Voreinstellungen OpenGL G

Felder »Eingabegeräte« und »Navigation« Über die Felder Eingabegeräte und Navigation (Abbildung 5.24) kann das Arbeitsverhalten und die Geschwindigkeit des Cursors und der Ansicht beeinflusst werden. VSD-Cursor blendet den jeweils aktiven Werkzeugcursor ein. Wie Sie im Editor navigieren, haben Sie bereits in Abschnitt 3.1, »3D-Ansicht«, kennengelernt.

TIP P Mit OpenGL steht und fällt nicht nur die Editorgeschwindigkeit, sondern auch die Stabilität des Programms Cinema 4D. Sollte es beim Programmaufruf oder während der Arbeit zu Problemen kommen, starten Sie Cinema 4D mit gedrückt gehaltener (Strg)/(ctrl) und (ª)Taste neu, daraufhin wird zum Software-Shading umgeschaltet.

80 | 5 Cinema 4D einrichten

Feld »OpenGL« Im Feld OpenGL (Abbildung 5.25) können Sie die Fähigkeiten Ihrer Grafikkarte ausreizen. So finden sich Parameter für die Anzeige des erweiterten OpenGL wie Transparenzen, Lichtquellen und Schatten. Wer die Fähigkeiten seiner Ausrüstung ausloten möchte, erledigt dies über einen Cinema 4D-internen Test. Feld »Ansicht« Cinema 4D schaltet bei allzu langer Berechnungszeit der Ansicht in eine niedrigere Darstellungsstufe herunter. Im Feld Neuzeichnen ab … (Abbildung 5.26) geben Sie dafür den Schwellenwert an. Mit der Option Komplettes Neuzeichnen bei Animation erreichen Sie, dass nicht nur die aktive Ansicht, sondern alle

Ansichten mitberechnet werden. Damit der Attribute-Manager die Änderungen in Echtzeit an den Editor übergibt, aktivieren Sie die Option Parameter Echtzeit-Änderung. Außerdem können Sie im Feld Ansicht das Seitenverhältnis des Monitors und das Geräteprofil für die Monitoranzeige definieren.

Abbildung 5.26 Programm-Voreinstellungen Ansicht

G

G Abbildung 5.27 Programm-Voreinstellungen Dateien

Feld »Dateien« Das Feld Dateien (Abbildung 5.27) kümmert sich um die Speicherung von Dateien und häufig benutzten Pfaden. Hier können Sie einstellen, wie viele zuletzt genutzte Dateien sich Cinema 4D über das Menü Datei merken soll und wie viele Sicherheitskopien mit jedem Speichervorgang erzeugt werden sollen. Wenn Sie Bild- und Videodateiformate von QuickTime verwenden möchten, aktivieren Sie dies über die gleichnamige Option. Polygone für Melange speichern sorgt dafür, dass für alle parametrischen Elemente der Szene (Grund- oder NURBS-Objekte) eine konvertierte, polygonale Kopie mit gespeichert wird. Im Unterpunkt Automatisches Speichern bietet Cinema 4D die Option, das in Arbeit befindliche Dokument selbsttätig in beliebig definierbaren Abständen speichern zu lassen. Damit keine wichtigen Arbeitsstadien verloren gehen, nimmt Cinema 4D zum Dokumentnamen das aktuelle Datum und die Uhrzeit hinzu. Gespeichert wird außerdem nur, wenn eine Änderung am Dokument erfolgt ist, daher bleibt auch die Anzahl der Dokumentversionen im überschaubaren Rahmen. Im Bereich XRef-Projekte laden/speichern geben Sie vor, wie Cinema 4D beim Öffnen und Speichern von Projekten mit XRef-Referenzen umgehen soll. Cinema 4D merkt sich die Pfade zu den in der Szene verwendeten Texturen nicht. Cinema 4D hat drei vordefinierte Pfade, die es beim Rendering absucht: das Verzeichnis, in dem sich

5.7 Programm-Voreinstellungen | 81

das Dokument selbst befindet, den Ordner Tex im Verzeichnis des Dokuments und den Ordner Tex im Programmordner von Cinema 4D. Darüber hinaus ist es möglich, bis zu zehn Pfade im Texturen-Feld anzugeben, die Cinema 4D beim Suchen berücksichtigen soll. Erst, wenn alle bekannten Pfade erfolglos abgesucht wurden, erscheint eine Fehlermeldung, die auflistet, welche Texturen zum Rendern fehlen.

G Abbildung 5.28 Programm-Voreinstellungen Einheiten

Abbildung 5.29 Programm-Voreinstellungen Speicher

G

Feld »Einheiten« Im Feld Einheiten (Abbildung 5.28) befinden sich die Präferenzen für alle Maßeinheiten und die Einheitensysteme von Cinema 4D. Wie bereits in Abschnitt 4.3, »Einheiten und Projekt-Skalierung«, beleuchtet, werden alle Objekte und deren Einheiten bei einer hier durchgeführten Umstellung einfach umgerechnet, ohne dabei die eigentliche Szenerie zu beeinflussen. Außerdem können Sie sich hier den Farbmischer und ein Farbsystem Ihrer Wahl für Cinema 4D bzw. BodyPaint 3D aussuchen. Feld »Speicher« Alles, was Cinema 4D im Umgang mit Speicher berücksichtigen muss, ist im gleichnamigen Feld hinterlegt (Abbildung 5.29). Hier geben Sie an, wie viele Undo-Schritte mitverfolgt werden sollen und wie viel Speicher Sie beim Rendern von Displacement, für BodyPaint 3D und für den Bild-Manager hergeben möchten. Feld »Internetverbindung« Das Feld Internetverbindung reguliert die Abfrage von Programmupdates. Hier können Sie, sofern nötig, einen Proxy-Server angeben, wenn die Durchleitung aufgrund eines Firmennetzwerks behindert sein sollte. Bugberichte helfen Maxon bei der Behebung von Programmfehlern.

82 | 5 Cinema 4D einrichten

Feld »Renderer« Das Feld Renderer bietet Zugriff auf die Einstellungen für die Render-Leistung des internen oder auch externen Renderers. Wenn Sie auf einem Rechner mit mehreren Prozessoren arbeiten, können Sie festlegen, in wie viele Renderthreads Cinema 4D das Rendering aufteilt. Außerdem können auf Wunsch auch Protokolldateien geschrieben werden, um etwaige Fehler besser nachvollziehen zu können.

Abbildung 5.30 Programm-Voreinstellungen Content Browser

G

Abbildung 5.31 Programm-Voreinstellungen Zeitleiste/Funktionsgraph G

Feld »Content Browser« Dieses Feld hält die Voreinstellungen des Content Browsers vor (Abbildung 5.30). Zunächst geben Sie hier vor, welches Verzeichnis der Content Browser als sein Heimverzeichnis betrachten soll. Hier lässt sich einiges an Geschwindigkeit optimieren, wenn Sie wissen, dass bestimmte Verzeichnisse jedes Mal sehr viel Zeit benötigen, um ihren Inhalt zu zeigen. Die Größe, Qualität und Zeit, die Sie für den Verzeichnisaufbau zugestehen, sind die entscheidenden Faktoren für die Schnelligkeit oder eben Langsamkeit Ihres Content Browsers. Feld »Materialvorschau« Wie sich die Materialien standardmäßig in der Vorschau des Attribute-Managers bzw. Material-Editors präsentieren, können Sie im Feld Materialvorschau detailliert festlegen. Feld »Zeitleiste/Funktionsgraph« Die Zeitleiste ist ein mächtiges, umfassendes Animationswerkzeug, deshalb bietet Ihnen Cinema 4D auch zahlreiche Einstellmöglichkeiten (Abbildung 5.31), damit Sie sich bei der Arbeit mit den enthaltenen Spuren, Keys, Kurven und Ebenen gut zurechtfinden und wohlfühlen.

5.7 Programm-Voreinstellungen | 83

Feld »Import / Export« Cinema 4D unterstützt eine Vielzahl von Dateiformaten. In Kapitel 6, »Teamwork«, erfahren Sie alles Wissenswerte über den Datenaustausch von und mit Cinema 4D. Unter dem Eintrag Cinema 4D (*.c4d) Import findet sich die Möglichkeit, ältere Szenen (R4 bis R11.5) mit einer automatischen Skalierung zu importieren (Abbildung 5.32).

G Abbildung 5.32 Programm-Voreinstellungen Import/Export

Abbildung 5.33 Programm-Voreinstellungen Schemafarben G

Feld »Schemafarben« Im Feld Schemafarben (Abbildung 5.33) können Sie die Farben der Elemente in Cinema 4D durch eigene Farbkreationen ersetzen. Aufgelistet stehen die Farbeinträge für alle Ansichts-, Interface- und Hair-Elemente zur Verfügung. Sonstige Felder Einige Zusatzfunktionen wie Projection Man, Hair und Sketch & Toon besitzen eigene Voreinstellungen. Je nach Umfang Ihres Cinema 4D-Pakets finden Sie noch weitere Felder für die spezifischen Feinheiten, die Sie festlegen können.

5.8 Layouts und Templates Cinema 4D bietet mit den Layouts eine komfortable Möglichkeit, einmal eingerichtete und für gut befundene Bedienoberflächen dauerhaft abzuspeichern und jederzeit wieder aufzurufen. Ideal auch für Anwender, die sich einen Rechner teilen – sie schalten beim Wechsel einfach auf das selbst erstellte und gespeicherte Layout um und fühlen sich sofort »heimisch«.

84 | 5 Cinema 4D einrichten

Auch der Wechsel in die Texturing- und Mapping-Umgebung BodyPaint 3D erfolgt über einen einfachen Layoutwechsel. Für die Arbeit mit Layouts befinden sich alle benötigten Befehle im Menü Fenster • Anpassen. Gespeicherte Layoutdateien mit der Endung ».l4d« liegen üblicherweise im Verzeichnis prefs des Cinema 4D-Ordners.

Abbildung 5.34 Layout-Menü G

Abbildung 5.35 Menü Anpassen

F

Im Layout-Menü (Abbildung 5.34) und im Menü Fenster • Anpassen (Abbildung 5.35) finden Sie einige Layoutvorschläge, die Ihnen Maxon ab Werk mitliefert – jeder mit den für die jeweilige Situation oder das Programm notwendigen Werkzeugen und Paletten bestückt. Diese Dateien finden Sie übrigens im Ordner Library • Layouts im Cinema 4D-Ordner. Mit dem Befehl Layout laden… können Sie ein selbst erstelltes und abgespeichertes Layout aufrufen. Speichern Sie ein Layout mit dem zugehörigen Befehl als Startlayout, so steht Ihnen dieses gesicherte Layout beim Programmstart von Cinema 4D sofort zur Verfügung. Layouts für spezielle Ansprüche sichern Sie über den Befehl Layout speichern als… ab. Diese Layouts erscheinen im LayoutMenü von Cinema 4D (Abbildung 5.34) als Menüeinträge, auf die Sie jederzeit umschalten können. Um Ihr Layout vor unbeabsichtigten Änderungen zu schützen, aktivieren Sie die Option Layout verriegeln. Initialisierungsdateien Cinema 4D kann über spezielle Initialisierungsdateien vom Programmstart an oder beim Erstellen einer neuen Szene auf oft benötigte Voreinstellungen von Ansichten, Bilderraten etc. zurückgreifen:

5.8 Layouts und Templates | 85

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New.c4d Möchten Sie beim Erzeugen eines neuen Dokuments stets dieselben Projekt- oder Render-Einstellungen haben, sichern Sie eine Datei dieses Namens in den Cinema 4D-Programmordner. Template.c4d Wenn Sie beim Programmstart immer dieselben Dokumentoder Render-Einstellungen haben wollen, sichern Sie eine Datei dieses Namens in den Cinema 4D-Programmordner. Template.l4d Diese Datei beinhaltet das Startlayout von Cinema 4D, das über den Menübefehl bzw. bei aktivierter Option in den Voreinstellungen gesichert wird.

5.9

Dokumentation und Tutorials

Die als eine Art interaktives Benutzerhandbuch fungierende Dokumentation bzw. Onlinehilfe funktioniert an sich wie ein herkömmlicher Browser und wird entweder über den Befehl Hilfe anzeigen… aus dem Hilfe-Menü oder, wenn Sie gleich zu einer ganz bestimmten Funktion in einer Palette oder einem Manager Hilfe benötigen, über Klick mit der (Strg)/(ctrl)-Taste und der (F1)-Taste aufgerufen. Der Browser springt dann sofort zur passenden Seite der Dokumentation. Auch über das Kontextmenü mit der rechten Maustaste haben Sie jederzeit Gelegenheit, kontextsensitiv Hilfe zu dem unter dem Mauszeiger befindlichen Themenkreis anzufordern. 1 2 Abbildung 5.36 E Referenzdokumentation

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History-Funktion Analog zur Funktionalität eines Browsers können Sie über die History-Pfeile 1 zu den zuletzt besuchten Hilfe-Seiten zurückkehren bzw. wieder fortschreiten. Über einen Klick mit der rechten Maustaste auf einen der Pfeile erhalten Sie ein HistoryMenü über den Seitenverlauf und können so komfortabel gezielt zu einer besuchten Hilfe-Seite springen. Damit Sie auf häufiger benötigte Hilfe-Seiten schnellen Zugriff haben, speichern Sie diese Seiten einfach als Lesezeichen 2 ab. Volltextsuche Eine der wichtigsten Funktionen in der Onlinehilfe ist die integrierte Volltextsuche. Die im Suchen-Feld 3 eingetragenen Begriffe werden jetzt im kompletten Textbestand gesucht, wobei Sie die Suchgenauigkeit über einen Detailregler 4 auch etwas zurückfahren können, um nicht zu lange warten zu müssen bzw. bei sehr allgemein gehaltenen Suchbegriffen nicht mit Ergebnissen überhäuft zu werden. Abbildung 5.37 Tutorials zu Cinema 4D F

Tutorials Die Einführung der Online-Tutorials über ein kostenloses Serviceupdate lief relativ unspektakulär ab. Eigentlich schade, denn Maxon hatte weder Kosten noch Mühen gescheut, um seine Anwender mit schönen Tutorials zu vielen Themengebieten vom Modelling bis hin zur Animation mit MoGraph und der AfterEffects-Integration zu versorgen. Die Online-Tutorials sind Bestandteil der Dokumentation und werden, wie auch die Referenzdokumentation, per Update gepflegt und Schritt für Schritt erweitert.

H I N W EI S Seit Version 10 basiert die Hilfe von Cinema 4D nicht mehr auf einem PDF-Dokument, sondern ist als Onlinehilfe integriert. Bei einem Update oder einem zusätzlichen Modul wird die Hilfe ebenfalls über eine eigene HilfeDatei mitgeliefert.

5.9 Dokumentation und Tutorials | 87

5.10 Service Dank automatischer Updateabfrage müssen Sie sich nicht die Arbeit machen und selbst nach Updates Ausschau halten, um mit Ihrer Cinema 4D-Version auf dem aktuellsten Stand zu sein. Ein Update kann dabei meist nicht nur mit Fehlerbereinigungen, sondern oft auch mit neuen Funktionen oder Tutorials aufwarten.

G Abbildung 5.38 Hilfe-Menü

G Abbildung 5.39 Online-Updater

Updates Je nach Einstellung prüft Cinema 4D automatisch oder auf Zuruf mit Auf Updates prüfen… im Menü Hilfe (Abbildung 5.38), ob Programmupdates verfügbar sind. Insbesondere nach der Installation eines neuen Moduls könnte es nötig sein, eine Sprachdatei nachzuladen. Wenn dies nicht automatisch erfolgt ist oder vor lauter Eifer vergessen wurde, können Sie Ihr Cinema 4D über manuelle Installation wieder glattziehen. Grundsätzlich sollten Sie zuerst die Software und danach die Sprachdateien installieren. Jeder Programmteil besitzt seinen eigenen Ressourcen-Ordner mit Sprachdateien und bekommt von Änderungen in anderen Teilen nichts mit.

Abbildung 5.40 Registrieren und Personalisieren

G

Registrierung und Personalisierung Die Registrierung hat seit der Umarbeitung der Module in Editionen und natürlich mit der Seriennummerneingabe per Kopieren und Einfügen ihren Schrecken verloren. Egal, welche Cinema 4D-Variante Sie installieren und personalisieren möchten, es gibt nur einen einzigen Installer, um alle Installationen auszuführen. Über die Eingabe der Seriennummer bei der Installation erkennt Cinema 4D automatisch die Programmversion und führt die gewünschte Installation bzw. Personalisierung durch.

88 | 5 Cinema 4D einrichten

KAPITEL 6

6

Teamwork

Es wird immer spezielle Aufgaben geben, die in einer anderen 3D-Applikation besser, schneller oder einfacher zu bewerkstelligen sind. Nur weil Sie stolzer Besitzer von Cinema 4D sind, müssen Sie sich deshalb nicht einschränken, denn Cinema 4D lässt sich problemlos in einen vorhandenen Workflow eingliedern, wie es auch viele Möglichkeiten bietet, für spezielle Aufgabengebiete wie Modelling oder Rendering auf ein anderes Pferd zu setzen. Erste Ansätze, ein übergreifend nutzbares Austauschformat zu etablieren, haben mittlerweile Früchte getragen und werden auch von Maxon über die Import- und Exportschnittstellen unterstützt. Jede Software hat ihre Eigenheiten, deshalb kann solch ein Datenaustausch nur in Ausnahmefällen ohne Nachjustierung über die Bühne gehen. Aber da es sich ja meist um Teilbereiche eines Projekts handelt, ist die Komplettübernahme einer Szene auch nicht grundsätzlich erforderlich. Cinema 4D bietet für die Zusammenarbeit mit anderen 2Doder 3D-Programmen eine stattliche Anzahl an Import- und Exportformaten an. Die Besitzer der Visualize- und Studio-Version können sich außerdem über den Import von IGES-Dateien und über die Anbindung an Okino Polytrans freuen, die über einen zwischengeschalteten Translator für Windows eine zusätzliche Austauschplattform schafft. Beide Cinema 4D-Varianten bieten außerdem eine Walkthrough-Funktion, mit der sich interaktiv virtuelle Rundgänge in der Cinema 4D-Szene vornehmen lassen. Eine Bibliothek mit Materialien, Objekten und zahlreichen Presets rundet diese speziell für Anwender aus den Architektur- und EngineeringBereichen zusammengestellte Cinema 4D-Variante ab.

6.1

Import

Vor dem Import von Dateien in Cinema 4D sind grundsätzlich zwei Dinge sicherzustellen: Zum einen sollte die Fremddatei im bestmöglichen Zustand (Unterteilung, Qualitätsstufe) abgespei-

6.1 Import | 89

chert sein. Viele Programme bieten diese Möglichkeit etwas versteckt beim Export an. Zum anderen sollten Sie vor dem Import auch die Import-/Export-Einstellungen in den Programm-Voreinstellungen von Cinema 4D (Abbildung 6.1) kontrollieren. Cinema 4D blendet diese Voreinstellungen beim Import- und Exportvorgang standardmäßig ein. Wer die eingestellten Parameter kennt und nicht fortwährend mit dem Dialog konfrontiert werden möchte, unterdrückt ihn einfach nach dem Dateiauswahl-Dialog durch die gedrückt gehaltene (Alt)- bzw. (±)-Taste. Neben einigen programmspezifischen Formaten wie 3D Studio, Illustrator, Lightwave 3D und Wavefront unterstützt Cinema 4D Standard-3D-Formate wie DXF, VRML 2 sowie Direct 3D, DEM und schließlich das Bewegungsdatenformat Biovision BVH. Aus dem Bereich Rapid Prototyping stammt das STL-Format. Außerdem kommt Cinema 4D mit den mittlerweile etablierten Austauschformaten FBX und COLLADA zurecht. Abbildung 6.1 E Import-/Export-Voreinstellungen und Formate

G Abbildung 6.2 DXF-Import-Voreinstellungen

Die Import-Optionen zu jedem dieser Formate stellen Sie in den Einstellungsdialogen der Dateiformate ein. Dabei ist es möglich, während des Imports unter anderem den Skalierungsfaktor, den Umgang mit den enthaltenen Texturen, Lichtquellen und Polygonen festzulegen. DWG-Import Das DWG-Format ist ein etabliertes Austauschformat für CADKonstruktionen. Cinema 4D kann DWG-Daten importieren,

90 | 6 Teamwork

wobei Maxon den Import von 3D-Körpern empfiehlt, da 2D-Konstruktionen erhöhten Nachbearbeitungsaufwand bedeuten. In der DWG-Datei enthaltene Farben setzt Cinema 4D mit einem Material der entsprechenden Farbe um. Layer dagegen interpretiert Cinema 4D als hauseigene Ebenen. Die für den Import verwendeten Parameter können Sie in den Programm-Voreinstellungen (Abbildung 6.3) festlegen. COLLADA-Import Hervorzuheben ist die Unterstützung des auf der Beschreibungssprache XML basierenden, freien 3D-Austauschformats COLLADA. Entscheidend für den Erfolg eines 3D-Dateiformats ist die Auswahl und Anzahl der unterstützten Objekte bzw. Elemente. Hier kann Cinema 4D über COLLADA Polygongeometrien und Splines, Materialien, Lichtquellen, Kameras, Joints und einfache Keyframe-Animationen importieren. Zusätzlich bleibt auch die hierarchische Struktur und eine eventuelle Ebenen-Organisation beim Import erhalten. Die grundlegenden Import-Parameter sind, wie gewohnt, in den Programm-Voreinstellungen im COLLADA-Abschnitt (Abbildung 6.4) zu finden. So gut die Import-Eigenschaften von Cinema 4D mittlerweile sein mögen, leider sind Sie immer auch von den Exportqualitäten des Ursprungsprogramms abhängig. Meistens fndet sich auch bei exotischeren Programmen zumindest ein gemeinsamer Nenner. Sollten Sie das Glück haben, mehrere Formatüberschneidungen zu entdecken, testen Sie die Qualität der ankommenden Dateien unbedingt durch.

6.2

Abbildung 6.3 DWG-Import-Voreinstellungen G

Abbildung 6.4 COLLADA-ImportVoreinstellungen G

Export

Viele der in den Voreinstellungen angebotenen Importformate kann Cinema 4D ebenso exportieren. Zum Export einer Cinema 4D-Datei verwenden Sie den Befehl Exportieren im Menü Datei (Abbildung 6.5). Gründe für den Export in ein anderes Format bestehen genügend, sei es zur Weitergabe an den Besitzer einer anderen 3D-Software oder für die Verarbeitung der Cinema 4D-Szene in einer speziellen Animations- oder Rendering-Applikation, die sonst keine Schnittstelle zu Cinema 4D bietet. STL kommt häufig als 3D-Format für die Herstellung von Prototypen und Gießformen zum Einsatz. Abbildung 6.6 zeigt den Pinguin aus einem Vorgängerbuch als gelasertes Kunststoff-Objekt. Bevor Sie mit

Abbildung 6.5 Exportieren einer C4D-Datei G

6.2 Export | 91

Ihren Kreationen zum nächsten Prototyping-Anbieter laufen, achten Sie auf ein sauberes, sich nicht überschneidendes Polygonmesh, sonst kommt Sie der Spaß ziemlich teuer zu stehen. Abbildung 6.6 E Pinguin als Kunst(stoff)-Objekt

COLLADA-Export Cinema 4D kann natürlich auch in das COLLADA-Dateiformat exportieren. Der Erhalt der unter Import erwähnten Szenenelemente ist dabei problemlos möglich. Achten Sie beim Export auf die Version des importierenden Programms, hier unterstützt Cinema 4D sowohl Version 1.4 als auch 1.5. Export über den Melange-Austausch Um Cinema 4D-Daten optimal für die Weiterverwendung in CAD-Programmen vorzubereiten, hat Maxon einen sogenannten Melange-Austausch eingeführt. Die CAD-Applikation Allplan unterstützt bereits den Import von Cinema 4D-Daten. Damit bei der Übernahme nichts verloren geht, gewährleistet die Option Polygon für Melange speichern (Abbildung 6.7), dass für alle nicht-polygonal aufgebauten Elemente der Szene, wie Grund- oder NURBS-Objekte, eine konvertierte, polygonale Kopie mit gespeichert wird. Abbildung 6.7 E Polygonales Speichern durch Melange-Austausch

92 | 6 Teamwork

Die exportierte Datei wird entsprechend um die polygonalen Objekte größer, dafür ist aber sichergestellt, dass die Cinema 4D-Daten komplett überführt werden. Externe-Komposition-Tag Das Externe-Komposition-Tag (Abbildung 6.8) sorgt dafür, dass die Objekte beim Export in eine Kompositions-Projektdatei als Null-Objekte mit Animationsdaten umgesetzt werden. Dabei unterstützt es auch Klon-Objekte und XRef-Referenzdokumente. Auch den Import-Möglichkeiten der gängigen 3D-KompositionsProgramme wie After Effects und Motion kommt es entgegen. Die Option Unterobjekte bewirkt, dass Cinema 4D alle dem Trägerobjekt des Tags untergeordneten Objekte mit exportiert. Bei der Weitergabe von speziellen Generatoren-Objekten, wie Klon-Objekten, werden Spuren für After Effects über einen Cache mitgeliefert. Um die Übersicht auch bei komplexen Szenen zu behalten, lässt sich diese Option ausschalten. Die räumliche Interpretation der Komposition im 3D-Kompositing-Programm stellen Sie über den Parameter Ankerpunkt ein. Auf Wunsch erstellt Cinema 4D für die Komposition eine Farbflächenebene aus der angegebenen Größe X bzw. Y und der Farbe der Ebene.

6.3

Abbildung 6.8 Einstellungsdialog Externe-Komposition-Tag G

Virtueller Rundgang

Bei der Präsentation eines Projekts können Bauzeichner und Architekten bei ihren Klienten mit virtuellen Rundgängen besonders punkten. Die Virtual Walkthrough-Funktionalität aus der Visualize- und Studio-Version ermöglicht es, solche virtuellen Rundgänge in der Cinema 4D-Szene vorzunehmen und sie auch gleich in Animationen umzuwandeln. Dazu statten Sie die Objekte Ihrer Szene mit Kollisionserkennungs-Tags aus (Abbildung 6.9). Dort entscheiden Sie, ob ein Einrichtungsstück auf dem Spaziergang durchschritten werden kann oder (virtuelle) blaue Flecken verursacht. Den eigentlichen Rundgang starten Sie über das Menü Werkzeuge • Virtueller Rundgang (Abbildung 6.10) über das Virtueller-Rundgang-Werkzeug. Im zugehörigen Einstellungsdialog (Abbildung 6.11) legen Sie Geh-Modi, Kollisionen, Größen und Geschwindigkeiten für die Fortbewegung fest. Damit Sie den Spaziergang auch als Animation weiterverwenden können, bietet das Werkzeug auch die Möglichkeit, den zurückgelegten Weg aufzuzeichnen.

Abbildung 6.9 Einstellungsdialog Kollisionserkennungs-Tag G

Abbildung 6.10 Virtueller-Rundgang-Werkzeuge G

6.3 Virtueller Rundgang | 93

Wenn Sie sich weniger durch eine Szene, sondern mehr um ein Objekt bewegen möchten, dürfte das Werkzeug Kollisionsorbit Ihren Geschmack treffen. Auf Basis einer Ziel-Kamera, die auf das Objekt Ihrer Begierde ausgerichtet ist, erzeugt der Kollisionsorbit eine virtuelle Umgebung, in der Sie sich anschließend um das Objekt bewegen können. Auch dieses Werkzeug erlaubt Ihnen, den zurückgelegten Weg als Animation aufzuzeichnen und auf diese Weise eine virtuelle Kamerafahrt zu erzeugen.

6.4

Abbildung 6.11 Einstellungsdialog Virtueller Rundgang G

Abbildung 6.12 E Beispielszene für XRefs

94 | 6 Teamwork

XRefs

Wer als Einzelkämpfer mit Cinema 4D arbeitet und alle Aufgaben selbst bewältigt, wird die Teamwork-Lösung XRefs wohl selten benötigen. Ganz anders stellt sich die Situation für Arbeitsgruppen dar, die gemeinsam an einem größeren Projekt arbeiten und sich die einzelnen Aufgabenbereiche untereinander aufteilen müssen (oder dürfen). Je nach individuellem Können, der Vorliebe oder einer bestimmten Teamstruktur gibt es dabei Modelling-Spezialisten, Texturing-Profis, Animatoren und Lighting- bzw. Inszenierungs-Gurus. Damit jeder sich auf sein Spezialgebiet konzentrieren kann und gleichzeitig unnötige Wartezeiten vermieden werden, gliedert man mittels XRefs geeignete Objekte der Ausgangs- bzw. Masterszene in separate Referenzszenen aus. So kann beispielsweise bereits mit der Ausleuchtung der Szene begonnen werden, bevor das Feinmodelling der Characters beendet ist, und der Animator kann mit dem Rigging anfangen, wenn der BodyPaint-Spezialist noch mit Pinsel und Brushes an den Materialien bzw. Texturen zu Gange ist. Möglichkeiten für die Arbeitsteilung bestehen also genug.

Abbildung 6.12 zeigt ein Beispiel-Projekt, bei dem viele Szenenelemente ausgelagert werden könnten. Die komplette Erstellung der Umgebung, Modelling und Texturing von Fahrzeug und Fahrer, das Rigging des Fahrers, die Spezial-Effekte und natürlich die Animation in all ihren Einzelschritten. Für Cinema 4D R13 wurden die XRefs grundlegend überarbeitet. Externe Referenzdateien werden jetzt direkt in die Masterszene geladen und sind so wesentlich besser kontrollierund animierbar. So können Sie beispielsweise Einzelelemente der externen Szene direkt ansprechen. XRef-Objekt und -Befehle Die zur Auslagerung und Organisation nötigen Funktionen und Befehle von XRefs finden Sie unter XRef im Menü Erzeugen (Abbildung 6.13). Hier können Sie wahlweise mit einem leeren XRef-Objekt beginnen oder bereits vorhandene Objekte bzw. Materialien in XRefs verwandeln. Für die ausgegliederten Elemente sollten Sie im Speichern-Dialog einen aussagekräftigen Namen verwenden und Master- wie Referenzdateien möglichst in einem gemeinsamen Ordner, der für alle Projektbeteiligten zugänglich ist, belassen.

Abbildung 6.13 XRef-Objekt und -Befehle G

XRef in der Masterszene Nachdem die Objekte als XRef ausgelagert wurden, sind sie nur noch in der separaten Referenzdatei bearbeitbar. Abbildung 6.14 zeigt die Parameter eines ausgelagerten Klon-Objekts im Attribute-Manager. Während Sie auf die Koordinaten problemlos zugreifen können, sehen Sie bei den Objekt-Eigenschaften nur ausgegraute Felder. Wenn Sie die Kontrolle über die XRef-Datei wieder komplett in die Masterszene zurückholen möchten, benutzen Sie die Befehle Grundobjekte konvertieren (Taste (C)) bzw. Aktuellen Zustand in Objekt wandeln. Beachten Sie dabei, dass die anderen Teammitglieder diese Rückumwandlung nicht mitbekommen, wenn sie die Referenzdatei öffnen und weiterarbeiten möchten. Als Positions-, Größen- und Winkel-Information für das ausgelagerte Element übernimmt die Masterszene die Parameter aus der Referenzdatei. Auf diese Weise können Sie also bedenkenlos auch in der externen Datei mit der Animation beginnen. XRef-Container In der Masterszene sind die extern referenzierten Elemente in einem Referenz-Container hinterlegt. Über den zugehörigen Ein-

Abbildung 6.14 Einstellungen der importierten externen Referenz G

6.4 XRefs | 95

Abbildung 6.15 Einstellungsdialog ReferenzContainer G

Abbildung 6.16 XRef-Optionen G

Abbildung 6.17 XRef-Manager

E

Abbildung 6.18 Kontextmenü im XRef-Manager H

96 | 6 Teamwork

stellungsdialog (Abbildung 6.15) lassen sich die referenzierten Elemente stets auf dem aktuellen Stand halten bzw. für eine anstehende Bearbeitung aufrufen. Im Einstellungsdialog des XRef-Containers haben Sie auch die Möglichkeit, die Anzeige der extern gelagerten Elemente im Objekt-Manager auszuschalten bzw. den XRef-Container über die Option Geladen zu deaktivieren. Voraussetzung für die problemlose Arbeit mit externen Referenzen ist natürlich, dass die in den Referenz-Feldern hinterlegten Original- und Ersatzpfade eingehalten werden. Über das Feld Namensraum lassen sich externe Referenzen umbenennen, ohne die Szenen selbst mühsam anfassen und reimportieren zu müssen. Über den Button Optionen… gelangen Sie zu den für den Import der externen Referenz geltenden Einstellungen (Abbildung 6.16). Neben den Regeln für die Aufbereitung der eingeladenen Referenzen können Sie im Bereich Referenz über die Option Einkapseln auch entscheiden, ob das übergeordnete XRef-Container-Objekt im Objekt-Manager auftaucht. Entscheidend dafür, was von den externen Referenzen in der Masterszene ankommt und wie, sind die Optionen in den Feldern Importieren und Anpassen. Im Bereich Datei haben Sie noch zusätzliche Einstellmöglichkeiten zur Ablage und Speicherung der externen Referenz. XRef-Manager Anwendern der Studio-Variante steht mit dem XRef-Manager (Abbildung 6.17) eine praktische Übersicht über alle ausgelagerten Referenzen zur Verfügung. Über das Menü Referenz bzw. das Kontextmenü per rechter Maustaste können Sie sehr schnell jedes XRef-Objekt öffnen, bearbeitbar machen, ersetzen, im Datei-Manager des Betriebssystems öffnen und auch löschen.

TEIL II

Modelling

KAPITEL 7

7

Modelling mit Cinema 4D

Das Modelling in Cinema 4D konzentriert sich auf Modelling mit Polygonen. Mit der Einführung von HyperNURBS und der Unterstützung von N-Gons bis hin zu den spezifischen Werkzeugen und Funktionen hat sich Cinema 4D klar auf diese klassische Modelling-Methode fokussiert. Auch wenn die Neuerungen von Release 13, zumindest was das Modelling angeht, auf dem Papier recht überschaubar wirken, so sorgen insbesondere die überarbeitete Navigation im Editor und die Umstrukturierung in den Cinema 4D-Menüs doch für einigen Umgewöhnungsaufwand für Modellierer.

Abbildung 7.1 Vorschau auf das Käfer-Projekt

G

Abbildung 7.2 Vorschau auf das Mondfahrzeug-Projekt G

Die Modelling-Werkzeuge in Cinema 4D sind umfangreich und trotzdem relativ leicht erlernbar. Letztendlich entscheidet ja auch nicht die nackte Zahl an Funktionen und Werkzeugen über die Güte eines Modellers, sondern wie Sie als Anwender damit zurechtkommen. Sehen Sie das Modelling-Toolset im wahrsten Sinne des Wortes als Werkzeugkoffer. Manche Werkzeuge werden Sie häufiger brauchen, manche nur selten und manche möglicherweise

7 Modelling mit Cinema 4D | 99

gar nicht. Letzteres bedeutet aber keinesfalls, dass Sie nicht Herr über den vollen Funktionsumfang sind, sondern dass Sie eben Ihren eigenen Stil gefunden haben. Wichtig ist nur, dass Sie dieser Stil auch ans Ziel führt, ohne große Umwege und entsprechend hohen Zeitaufwand. Nichtsdestotrotz lernen Sie in diesem Buch natürlich alle Werkzeuge kennen, so dass Sie für alle Aufgaben gerüstet sind. Im ersten Kapitel dieses Buchteils gehen wir auf die parametrischen Grundobjekte ein, die im Standardrepertoire von Cinema 4D enthalten sind. Sie bilden häufig die Ausgangsbasis beim Modellieren in Cinema 4D. Dabei erfahren Sie alles über die interaktiven Bearbeitungsmöglichkeiten im Editor und im Attribute-Manager. Es folgen die zwei wichtigsten Modelling-Grundpfeiler in Cinema 4D: NURBS und Polygone. Ein Basisteil stellt Ihnen die Grundidee hinter der Modelling-Technik mit den zugehörigen Objekten aus Cinema 4D vor und klärt Sie über die Stärken und Schwächen der einzelnen Modelling-Methoden auf. Mit den Modelling-Werkzeugen steigen wir dann in die eigentliche Arbeit am Modell ein. Hier lesen Sie, wie die Werkzeuge funktionieren, welches Werkzeug Sie für die Bearbeitung von Splines und Polygonen einsetzen und wie Sie am komfortabelsten mit ihnen arbeiten können. Modelling-Objekte sollen Ihnen das Leben leichter machen. Dazu gehören die Boole-Operationen und die Symmetrie sowie arbeitserleichternde Hilfsobjekte, wie Instanzen, Arbeitsebenen und das Messen-und-Konstruieren-Werkzeug. Deformatoren verformen die Geometrie der Objekte, egal, ob es sich um Grundobjekte, NURBS- oder Polygon-Objekte handelt. Von geometrischen Deformationen über Effekte wie Explosion und Schmelzen bis hin zu den stark mit der Animation verknüpften Deformern – die Auswahl kann sich sehen lassen. Am Ende dieses Buchteils steigen wir mit den ModellingWorkshops von der Theorie endlich in die Praxis ein. Die Workshops steigern sich langsam, aber kontinuierlich im Schwierigkeitsgrad, so dass Sie sich zuerst an die Werkzeuge und Befehle gewöhnen können. Bald werden Sie feststellen, dass Ihnen die Aufgaben immer leichter von der Hand gehen. Hier werde ich Sie dann auch nicht länger mit sich wiederholenden Arbeitsanweisungen langweilen, dann konzentrieren wir uns voll auf die Modelling-Aufgaben in den einzelnen Workshops. Sollten Sie Schwierigkeiten bei einer der Aufgaben haben, stehen Ihnen auf der beiliegenden DVD im Ordner 1_Modelling alle Beispieldateien zur Verfügung.

100 | 7 Modelling mit Cinema 4D

KAPITEL 8

8

Grundobjekte

Grundobjekte dienen meist als Ausgangsobjekt für das PolygonModelling. Cinema 4D liefert Ihnen in der Palette der Grundobjekte eine Auswahl der meistgebrauchten »Primitives« mit.

8.1

Parametrische Objekte

Parametrische Objekte basieren nicht auf Polygonen oder SplineKurven, sondern auf einer mathematischen Definition bzw. Formel. Sie belasten den Arbeitsspeicher kaum, sind aber, was die Einsatz- und Bearbeitungsmöglichkeiten angeht, arg beschränkt. Grundobjekte finden Sie in der zugehörigen Befehls-Palette oder im Menü Erzeugen • Objekt (Abbildung 8.1). Der AttributeManager liefert sofort alle zugehörigen Parameter des aktivierten Grundobjekts. In vollem Umfang editierbar werden parametrische Objekte erst, wenn sie über den Befehl Grundobjekt konvertieren bzw. mit Taste [C] in Polygone bzw. Punkte umgewandelt werden. Dann kommen auch die zugehörigen Parameter besonders zum Tragen, die wir im Folgenden kurz beleuchten. Abbildung 8.1 Menü Erzeugen • Objekt G

Größe, Breite, Höhe, Tiefe, Radius Über diese vier Parameter stellen Sie die Ausdehnung und Form der Körper ein. An die Art des Objekts sind Sie aber natürlich nicht gebunden – allein durch Variation der Werte lassen sich beispielsweise Kegelschnitte erreichen. Segmente Der Eintrag Segmente (Abbildung 8.2) gibt die Unterteilung der Komponenten des Körpers an. Je mehr Unterteilungen ein Körper hat, desto feiner ist er auch aufgelöst – ergibt aber auch entsprechend viele Polygone bei der Umwandlung. Grundsätzlich sollten Sie so viele Unterteilungen wie nötig, aber so wenige wie möglich verwenden, denn über die Segmentierung werden die Polygone bei der Konvertierung zum Grundobjekt angelegt.

Abbildung 8.2 Einstellungsdialog Würfel-Objekt

G

8.1 Parametrische Objekte | 101

Richtung Mit Richtung bestimmen Sie, entlang welcher Achse sich ein Objekt aufbaut. Sie sollten diese Festlegung gleich bei der Erstellung des Objekts treffen, damit Sie es später nicht mehr umständlich in die richtige Lage bringen müssen. Deckflächen Die Deckflächen (Abbildung 8.3) verschließen die Enden des Objekts. Beachten Sie, dass auch Deckflächen insbesondere für spätere Weiterbearbeitung eine brauchbare Segmentierung benötigen.

G Abbildung 8.3 Einstellungsdialog Kegel-Objekt

Rundung Die Rundungsoptionen geben Ihnen die Möglichkeit, Rundungen an den Kanten der Grundobjekte zu definieren. Sowohl Größe (Radius) als auch die Feinheit der Rundung (Segmentierung) lassen sich gezielt festlegen. Da Körper mit perfekt scharfen Kanten unrealistisch sind und auch so wirken, sollen Sie grundsätzlich eine kleine Rundung vergeben. Rundungen und Fasen entstehen nicht nur unabsichtlich bei der Herstellung, sondern in den meisten Fällen absichtlich, damit an scharfen kanten keine Verletzungsgefahr besteht. Bei 3D-Objekten zielen wir dagegen auf Realismus ab. Dank Lichtreflexionen auf den Rundungen und Fasen (»Bevels«), die sich je nach Härte des Materials in spitzeren oder weicheren Lichtern abzeichnen, kann unser Auge eine Materialeinschätzung abgeben – und empfindet das 3D-Objekt als glaubwürdig und realistisch. Wenn Sie vorhaben, das Objekt später in ein Polygon-Objekt umzuwandeln, können Sie in den meisten Fällen auf die Rundung verzichten. Für jede Rundungsunterteilung entstehen an den Kanten Polygone, die die Arbeit erschweren. Zur Abrundung polygonaler Objekte dient später ein HyperNURBS-Käfig. Ausschnitt Über das Ausschnittskontrollfeld schneiden Sie in Tortendiagramm-Manier Stücke aus Objekten heraus. Die eingetragenen Werte geben an, welcher Abschnitt übrig bleiben soll. Regelmäßige Unterteilung Diese Unterteilung bezieht sich auf den Objektausschnitt. Glättung Zur Glättung der Oberfläche besitzen viele Grundkörper bereits ein Phong-Tag im Objekt-Manager (Abbildung 8.4). Ohne die-

102 | 8 Grundobjekte

ses Tag braucht ein Objekt eine feinere Unterteilung, was sich entsprechend negativ auf die Rechenzeit niederschlägt. Um eine manuelle Glättung bei Polygon-Objekten zu erlauben, aktivieren Sie die Option Unterbrochene Kanten auswerten. Sie können Objekte, wenn nötig, auch nachträglich mit dem Tag ausstatten – über den Objekt-Manager mit Tags • Cinema 4D Tags • Phong. Abbildung 8.4 Glättung durch Phong-Tag G

8.2 Interaktives Arbeiten Jedes aktive Objekt (Abbildung 8.5) zeigt seine Objektachsen in den Farben Grün (Y-Achse) 1 , Rot (X-Achse) 6 und Blau (Z-Achse) 3 an. Sie können diese Achsen an den Spitzen anfassen und Objekte im Editor verschieben. 1 2 3 4 5 6

Abbildung 8.5 Achsen- und Parameteranfasser eines Würfel-Objekts F

Bei aktiviertem Skalierungs- oder Rotationswerkzeug verändern sich die Anfasser entsprechend in Würfel (Skalierung) oder Kugeln (Rotation). Die Veränderungen sehen Sie in Ihrer 3D-Ansicht als Einblendung, die aktuellen Werte können Sie stets dem Koordinaten-Manager oder dem Attribute-Manager entnehmen. Parametergriffe Parametrische Grundobjekte besitzen orange Anfasser, an denen Sie viele Einstellungen des Objektdialogs im Editor in Echtzeit vornehmen können. Je nachdem, um welches Objekt es sich handelt und welche Optionen aktiviert sind, variiert die Anzahl der Parametergriffe (orange Punkte in Abbildung 8.5). Mit den Anfassern 2 , 5 und 4 kann der Würfel in Höhe, Breite und Tiefe verändert werden. Ein Kegel mit aktivierten Deckflächen und Ausschnitt verfügt naturgemäß über wesentlich mehr Anfasser, an denen Modifikationen

8.2 Interaktives Arbeiten | 103

möglich sind. Unter anderem lassen sich neben der Höhe und Breite des Kegels oben und unten auch die Rundungsradien und -höhen interaktiv bestimmen. Vergleichen wir die Parameter im Dialogfeld (Abbildung 8.6) mit den korrespondierenden Griffen in der Editordarstellung (Abbildung 8.7). Attribute-Manager Auch Änderungen, die Sie im Attribute-Manager vornehmen, zeigt Ihnen Cinema 4D in Echtzeit im Editor-Fenster. Halten Sie beim Verschieben der Buttons einfach die Maustaste gedrückt, und beobachten Sie, wie das Objekt auf die vorgenommenen Veränderungen reagiert.

9 j

7 8 9

7

k

m l

8 Abbildung 8.7 Parametergriffe des Kegels im Editor

G

jk

lm

Abbildung 8.6 Kegel-Parameter im AttributeManager G

Die Werte in den Parameterfeldern des Attribute-Managers lassen sich übrigens auch mit den Pfeiltasten der Tastatur einstellen. Sie können die Werte in 1er- bzw. 10er-Schritten (mit der (ª)Taste) erhöhen bzw. reduzieren.

8.3 Spezialfälle Kugel-Objekt Im Einstellungsdialog des Kugel-Objekts (Abbildung 8.8) taucht in den Objekt-Eigenschaften die Option Perfekte Kugel auf. Wenn das Objekt nicht weiter verändert werden soll, bekommen Sie mit dieser Einstellung die schnellsten und qualitativ besten Ergebnisse, achten Sie nur darauf, dass die Kugel genügend Unterteilungen bzw. Segmente besitzt.

104 | 8 Grundobjekte

Schalten Sie die Option Perfekte Kugel unbedingt aus, wenn Sie die Oberfläche der Kugel mittels Sub-Polygon Displacement generieren wollen. Mehr dazu in Teil VI des Buchs, »Rendering«. Der Kugeltypus ist dann von Belang, wenn Sie das KugelObjekt später modifizieren möchten. Eine Kugel ist oftmals die Ausgangsbasis beim Polygon-Modelling. Mit der Einstellung Hexaeder stellen Sie sicher, dass bei der Konvertierung des Objekts ausschließlich Vierecke entstehen. Cinema 4D unterstützt zwar N-Gons, fangen Sie die Modelling-Arbeit aber lieber mit einer übersichtlichen Anzahl von Polygonen und Polygonseiten an.

Abbildung 8.8 Einstellungen für Kugel-Objekte G

Landschaftsobjekte Mit dem Landschaftsobjekt (Abbildung 8.9) erzeugen Sie im Handumdrehen Gebirgszüge und Täler. Im zugehörigen Einstellungsdialog können Sie unter anderem die Ausprägung der groben und feinen Furchen und die Werte für Plateau- und Meeresspiegel-Niveau festlegen. Über das Landschaftsobjekt ist es auch möglich, kugelförmige Objekte entstehen zu lassen (Abbildung 8.10). So steht der schnellen Erzeugung von Meteoriten und Schneebällen nichts im Weg.

Abbildung 8.9 Landschaftsobjekt

G

G Abbildung 8.10 Kugelförmiges Landschaftsobjekt

Relief-Objekt Das Relief-Objekt erzeugt aus den Grauwert-Informationen einer Bitmap-Datei ein Höhenrelief. Dazu müssen Sie lediglich im Dialog des Relief-Objekts (Abbildung 8.11) eine Bitmap-Datei auswählen. Cinema 4D errechnet aus den Farbinformationen die entsprechenden Höhenwerte – je heller ein Bildpunkt ist, desto höher liegt auch der Y-Wert des Punkts. Umgekehrt ergibt ein

8.3 Spezialfälle | 105

schwarzer Bildpunkt den tiefstgelegenen Punkt der Relief-Landschaft. Dabei ist es vollkommen egal, ob Sie eine Farb- oder Graustufen-Datei für das Relief verwenden, Cinema 4D rechnet die Farbwerte automatisch in die korrespondierenden Grauwerte um. Beachten Sie, dass Sie hier nur eine Bildreferenz auf ein Bitmap-Bild, aber keinen Shader für die Erstellung des Reliefs angeben können. Im Unterschied zum Sub-Polygon Displacement erzeugt das Relief-Objekt echte Polygongeometrie. Dazu wandeln Sie den geformten Reliefkörper über den Befehl Grundobjekt konvertieren in ein Polygon-Objekt um. Abbildung 8.11 Einstellungen für Relief-Objekte G

Abbildung 8.12 Relief-Objekt

E

Im Internet finden sich Landschaftsdateien mit Höheninformationen in Form von Graustufen-Bildern. Zur Umsetzung dieser Dateien in dreidimensionale Landschaften eignet sich das ReliefObjekt hervorragend. Natürlich können Sie aber auch normale Bilder, Logos oder Bitmap-Muster (Abbildung 8.12) in das ReliefObjekt laden – oft entstehen sehr interessante Effekte und Landschaften daraus. Figur Das Figur-Objekt (Abbildung 8.13) gehört wohl zu den beliebtesten Platzhaltern in Cinema 4D. Damit Sie an seine Einzelelemente gelangen, müssen Sie das Figur-Objekt über den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in ein Polygon-Objekt umwandeln.

G Abbildung 8.13 Figur-Objekt

106 | 8 Grundobjekte

NURBS-Objekte

Die Non-Uniform Rational B-Splines (kurz NURBS) ergänzen den Modellbaukasten von Cinema 4D um eine unkomplizierte Methode, vorwiegend einfache bzw. zusammengesetzte Teile aus Pfadkurven und Generatoren zu modellieren. Die größten Stärken der NURBS liegen in der Skalierbarkeit, da sie weitgehend auflösungsunabhängig angelegt sind. SplineKurven ermöglichen eine hohe Genauigkeit beim Modellieren, weshalb Splines sich für technische Dinge (Bauteile, Maschinen, Werkzeuge etc.) eignen und im CAD-Bereich auftrumpfen. Womit wir schon bei den Schwächen wären, denn gerade bei organischen Objekten ist diese Genauigkeit und die viel zu perfekte glatte Oberfläche eigentlich nicht erwünscht. Wer beim Modellieren auf einen maximalen Bearbeitungsgrad (menschlicher Körper, Tiere) angewiesen ist, der greift von Anfang an oder relativ bald zum Polygon-Modelling. Das NURBS-Modelling in Cinema 4D ist im Prinzip auf die Möglichkeiten beschränkt, die die NURBS-Generatoren in Verbindung mit den Splines bieten. Das mag NURBS-Experten spartanisch erscheinen, da Cinema 4D sich aber auf das Polygon-Modelling fokussiert, sollte man die NURBS einfach als das ansehen, wofür sie in Cinema 4D vorwiegend gedacht sind: als Ausgangsbasis bzw. Rohmodell für das polygonale Modelling. Als Grundlage für NURBS-Objekte dienen Splines. Splines sind durch Punkte und Tangenten definierte mathematische Kurven. Daher rührt auch die gute Skalierbarkeit der NURBS-Objekte. NURBS-Generatoren formen durch Extrusion, Rotation, Morphing und Pfadverschiebung aus den Spline-Kurven dreidimensionale Objekte.

9.1

KAPITEL 9

9

Splines

Abbildung 9.1 Spline-Palette G

Abbildung 9.2 Spline-Menü G

Um in Cinema 4D einen Spline zu erzeugen, benutzen Sie entweder das passende Objekt aus der Spline-Palette (Abbildung 9.1), oder Sie suchen sich das gewünschte Spline-Objekt aus dem

9.1 Splines | 107

Menü Erzeugen • Spline (Abbildung 9.2) aus. Ein Spline-Pfad kann offen oder geschlossen sein. Die Anfangs- und Endpunkte der Splines erkennen Sie an der Färbung der Spline-Linie – von Weiß (Anfangspunkt) nach Blau (Endpunkt).

Abbildung 9.3 Bézier-Spline G

Abbildung 9.4 Akima-Spline G

Abbildung 9.5 B-Spline G

Abbildung 9.6 Kubischer Spline G

Abbildung 9.7 Linear-Spline G

108 | 9 NURBS-Objekte

Spline-Typen Anders als in der 2D-Grafik, wo Bézier-Splines überwiegen, gibt es im 3D-Bereich unterschiedliche Definitionen, wie sich eine Spline-Kurve aus den zugehörigen Punkten aufbaut. Die von Cinema 4D unterstützten Spline-Typen sehen Sie in den Abbildungen 9.3 bis 9.7 aufgereiht. Bézier-Splines kennen Sie aus den gängigen Vektorgrafikprogrammen, sie lassen sich über Ankerpunkte und Tangenten steuern und sind der wohl meistverwendete Spline-Typ. Die anderen Spline-Arten zeichnen sich durch ihr Kurvenverhalten bei den Punkten aus. Beim B-Spline arbeiten die Stützpunkte eher als magnetische Greifer, Akimaund kubische Splines halten sich dagegen genau an die Punktvorgabe. Wofür nun die unterschiedlichen Spline-Arten? Für Konstruktion bzw. Modelling ist es natürlich anzuraten, auf die BézierSplines und Linear-Splines zurückzugreifen, aber auch die anderen Typen haben ihre Daseinsberechtigung. So eignen sich B-Splines und generell Splines mit weichem Kurvenverlauf wesentlich besser für ausgewogene Kamerafahrten oder geschmeidige Bewegungsabläufe im Allgemeinen. Spline-Grundobjekte Als Grundausstattung liefert Cinema 4D die wichtigsten Formen als Spline-Grundobjekte (Abbildung 9.1) mit. Außer den Standardformen wie Kreis und Rechteck, Sonderformen wie Blume, Zahnrad, Helix, Zykloide und Zissoide steht Ihnen mit dem Formel-Spline-Objekt auch die Möglichkeit offen, Kurven mathematisch zu definieren. Das Text-Spline-Objekt generiert Splines aus dem im Feld Text vorgegebenen Text (Abbildung 9.8). Seit Version 13 bietet Ihnen Cinema 4D dazu gleich eine komfortable Vorschau über die verwendete Schrift bzw. den gewählten Schriftschnitt an. Über den Vectorizer können Sie sich Spline-Konturen aus Pixelbildern generieren. Die über die Spline-Grundobjekte erstellten Splines sind – Sie kennen das schon von den 3D-Grundobjekten – parametrisch. Um diese Objekte an den Ankerpunkten bearbeiten zu können, müssen Sie die Spline-Objekte zuerst über den Befehl Struktur • Grundobjekt konvertieren bzw. [C] umwandeln.

Spline-Einstellungen Über den Spline-Einstellungsdialog im Attribute-Manager können Sie – abhängig von der Art des Spline-Objekts – die Parameter für das Objekt und die Parameter für den Spline festlegen. Solange Sie noch mit Spline-Grundobjekten arbeiten, können Sie auf die objektspezifischen Parameter wie Radius, Fasen, Rundung etc. Einfluss nehmen. Nach ihrer Konvertierung in ein normales Spline-Objekt verhalten sich die Grundobjekte wie selbst erstellte Spline-Pfade (Abbildung 9.9). Hier lässt sich auch der Spline-Typus wählen und der Spline öffnen und schließen. Allen Dialogfenstern gemeinsam ist die Interpolation der Zwischenpunkte (Abbildung 9.10). Hier geben Sie die Aufteilung und Anzahl der zusätzlichen Spline-Punkte vor, dabei sind die Optionen Keine, Natürlich, Gleichmässig, Angepasst und unterteilt wählbar. Die gleichmäßige Aufteilung bewirkt eine rechnerisch exakte Aufteilung der Räume zwischen den Punkten, bei natürlicher Interpolation passen sich die Punkte dem Kurvenverlauf an. Bei angepasster Interpolation bestimmt Cinema 4D anhand der Winkelabweichung, ob ein Punkt gesetzt wird oder nicht; dabei kann man zwar auf den Winkel, nicht aber auf die Punktanzahl Einfluss nehmen. Qualitativ ist diese Interpolationsmethode zu bevorzugen – und deswegen auch voreingestellt. Eine noch höhere Qualität durch einstellbare Unterteilung verspricht die Option Unterteilt. Sollte die angepasste Interpolation nicht ausreichen, was besonders bei deformierten NURBS-Objekten schnell passieren kann, so versuchen Sie es mit den unterteilten Zwischenpunkten. Auch wenn die unterschiedlichen Interpolationsarten oft optisch mangels echter Punkte kaum auffallen: Die Interpolation kann beispielsweise dafür entscheidend sein, wie sich Objekte auf einem Spline-Pfad verteilen oder mit welcher Geschwindigkeit ein Animationspfad durchlaufen wird. Splines bearbeiten Ein Spline-Grundobjekt ist in Cinema 4D zunächst ein Grundobjekt wie jedes andere auch. Vor seiner Umwandlung in eine Spline-Kurve besitzt er keine Punkte oder Tangenten, über die er manuell editiert werden könnte. Möchten Sie einen ausgewählten Spline als Ganzes verschieben, skalieren oder rotieren, benötigen Sie den Modell-bearbeiten-Modus. Wenn Sie dagegen die Punkte des Splines bearbeiten wollen, so benötigen Sie dazu den Punkte-bearbeiten-Modus. Einen neuen Punkt fügen Sie dem Spline-Pfad durch Klick mit gedrückter [Strg]/[ctrl]-Taste hinzu.

Abbildung 9.8 Einstellungsdialog Text-Objekt G

Abbildung 9.9 Spline-Parameter G

Abbildung 9.10 Spline-Interpolationsarten G

9.1 Splines | 109

In Abbildung 9.12 sehen Sie zwei Helix-Splines – das linke Objekt liegt noch im parametrischen Modus vor; auch bei aktiviertem Punkte-bearbeiten-Werkzeug würden keine bearbeitbaren Punkte erscheinen. Der rechte Spline ist angewählt und liegt bereits als konvertiertes Spline-Objekt vor. Die Punkte des Splines sind sichtbar und lassen sich auswählen und einzeln bearbeiten. Mit gedrückter [ª]-Taste beschränken Sie die Modifikationen auf den Teil, dessen Anfasser Sie benutzen.

Abbildung 9.11 Einstellungsdialog Helix-Objekt G

Abbildung 9.12 E Spline-Objekt und Spline-Kurve

Für die Generierung von NURBS-Objekten ist es unerheblich, ob die Objekte als Grundobjekte oder als Spline-Pfade vorliegen. Anders sieht die Lage aus, wenn Sie an Spline-Objekten bestimmte Operationen durchführen und mit Spline-Werkzeugen arbeiten möchten. Cinema 4D bietet für diese Fälle spezielle Werkzeuge an, mit denen Sie Spline-Pfade unter anderem verbinden, trennen und optimieren können. Und sollten Sie sich trotz aller Mühe einfach nicht mit den Spline-Werkzeugen anfreunden können, steht es Ihnen auch frei, Objektpfade in Grafikprogrammen vorzubereiten und in Cinema 4D zu importieren. Mehr dazu erfahren Sie auf der nächsten Seite. Pfadoperationen Für komplexe Pfadoperationen mit Schnittmengen, Überlappungen etc. ist die Splinemaske das Werkzeug der Wahl, mehr dazu in Kapitel 12, »Modelling-Objekte«. Einfache Operationen – beispielsweise um ein Loch zu schaffen – sind aber auch ohne Splinemaske möglich. Wichtig ist dabei natürlich, dass Sie beim wiederholten Verbinden und Löschen von Spline-Pfaden nicht den Überblick verlieren. Um ein Loch

110 | 9 NURBS-Objekte

in einem vorhandenen, geschlossenen Spline-Pfad anzubringen, müssen zwei Anforderungen erfüllt werden: Der Loch-Spline muss innerhalb des Objekt-Splines liegen, und beide dürfen sich nicht berühren. Es funktioniert auch mit zwei gruppierten Splines in einem Null-Objekt, der hierarchisch untere Spline wird dabei vom oberen subtrahiert. Um diese Spline-Operation durchzuführen, müssen die Objekte aber über Verbinden miteinander verschmolzen sein (Abbildung 9.13). Sehen wir uns das Beispiel aus den Abbildungen 9.14 und 9.15 an. Als Haupt-Spline dienen der äußere und innere Rahmen. Der Loch-Spline liegt in Form des mittleren Rechteck-Splines vor. Abbildung 9.13 zeigt den Aufbau im Objekt-Manager. Um das Loch zu schaffen, wird das mittlere Rechteck dem äußeren Rechteck untergeordnet.

Abbildung 9.14 Haupt-Splines mit Loch-Spline (mittig)

G

Abbildung 9.13 Verbundener Spline-Pfad in einem Extrude-NURBS-Objekt G

Abbildung 9.15 Extrude-NURBS-Objekt aus den Spline-Pfaden G

Bevor es an das Verbinden der beiden Splines gehen kann, müssen beide Spline-Objekte über den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in Spline-Pfade umgewandelt sein. Der Befehl Verbinden bzw. Verbinden + Löschen schließlich fasst die beiden Spline-Pfade zu einem einzigen Spline mit Loch zusammen. Damit das innere Rechteck-Spline an der Extrusion teilnimmt, liegt es zusammen gruppiert mit dem verbundenen Spline-Pfad im Extrude-NURBS-Generator.

9.2 Spline-Import Häufig liegen Firmenlogos als Vektordateien vor, da wäre es schade, wenn man diese qualitativ stimmigen Daten nicht weiterbenutzen könnte. Aber auch wenn man sich mit den Mög-

9.2 Spline-Import | 111

Abbildung 9.16 Importierter Spline-Pfad G

lichkeiten der Spline-Werkzeuge aus Cinema 4D einfach nicht anfreunden kann und die Vorarbeit lieber in »seinem« Grafikprogramm erledigen möchte, bietet sich an, diese Daten als Splines in Cinema 4D zu importieren. Dies geschieht über die Befehle Datei • Hinzuladen bzw. Datei • Öffnen. Leider ist Cinema 4D wählerisch beim Import von Vektorpfaden. Verwenden Sie deshalb beim Export aus Ihrem 2D-Grafikprogramm nicht die neueste eps-Variante, sondern höchstens Illustrator Version 8. Importierte Vektorpfade liegen als einzelne Bézier-Splines innerhalb einer Gruppe vor. Zwar importiert Cinema 4D die Daten brav, für die logische Anordnung der Splines müssen jedoch Sie sorgen (Abbildung 9.16).

Abbildung 9.17 Vektorgrafik aus einem 2D-Grafikprogramm G

Abbildung 9.18 Spline-Pfade nach dem Import in Cinema 4D G

Vor dem Import der Vektorgrafik sollten Sie in jedem Fall darauf achten, dass die Export-Parameter bei den Programm-Voreinstellungen für Illustrator-Dateien korrekt angelegt sind. Dort können Sie neben dem Skalierungsfaktor auch festlegen, ob die Splines verbunden oder gruppiert sein sollen. In Abbildung 9.17 sehen Sie meine 2D-Grafik in Illustrator und in Abbildung 9.18 das importierte Spline-Objekt. Wer auf Daten aus 2D-Programmen zurückgreifen kann, sollte dies auch unbedingt nutzen – die Überarbeitung hält sich zumeist in Grenzen, und die Zeitersparnis ist enorm.

9.3 NURBS-Generatoren Abbildung 9.19 NURBS-Generatoren-Palette G

112 | 9 NURBS-Objekte

Die NURBS-Generatoren sorgen dafür, dass aus den SplineObjekten dreidimensionale Objekte entstehen. In der NURBSGeneratoren-Palette (Abbildung 9.19) und im Menü Erzeugen •

NURBS (Abbildung 9.20) finden Sie vier NURBS-Objekte, die durch Extrusion (Extrude), Rotation (Lathe), Morphing (Loft) und Pfadverschiebung (Sweep) der Splines 3D-Objekte formen, sowie das Bézier-NURBS, das ohne Pfad auskommt. Das HyperNURBSObjekt wird später beim Polygon-Modelling besprochen. Um aus dem Ausgangs-Spline ein NURBS-Objekt zu erstellen, wählen Sie aus der Palette oder dem Menü den gewünschten NURBS-Generator aus, und ziehen Sie den Spline auf das Generatorobjekt im Objekt-Manager. Der Spline 2 ist damit Unterobjekt des NURBS-Generators 1 . Dabei darf der Spline in seinem parametrischen Ursprung verbleiben. Erst wenn Sie die SplinePfade modifizieren oder verbinden möchten, ist eine Konvertierung erforderlich (Grundobjekt konvertieren bzw. [C]). Für ein Lathe- und Extrude-NURBS-Objekt ist mindestens ein Spline notwendig, Loft- und Sweep-NURBS verlangen immer mindestens zwei Spline-Objekte. Wenn die NURBS-Generierung im Objekt-Manager (Abbildung 9.21) aktiv ist, sehen Sie jede Änderung der Splines mit dem NURBS-Objekt in Echtzeit in Ihrer 3D-Ansicht. Per Klick auf das Häkchen-Symbol 3 im Objekt-Manager aktivieren bzw. deaktivieren 4 Sie das NURBS-Objekt. Das steigert die Übersichtlichkeit, wenn Modifikationen an Splines erfolgen sollen. Extrude-NURBS Beim Extrudieren wird das Spline-Objekt in die »Tiefe« verschoben (Abbildung 9.22). Dabei können X-, Y- und Z-Achse sowohl einzeln als auch (für schräge Extrusionen) gemeinsam als Verschiebeachse fungieren.

Abbildung 9.20 NURBS-Generatoren-Menü G

1 2 3

4

Abbildung 9.21 NURBS-Generatoren im Objekt-Manager G

Abbildung 9.22 Extrude-NURBS F

Die Achsenangaben im Dialog (Abbildung 9.23) beziehen sich auf die Objektachsen des Splines. Wurde der Spline während seiner Erstellung rotiert, wirkt sich diese Drehung natürlich auch auf

9.3 NURBS-Generatoren | 113

Abbildung 9.23 Extrude-NURBS-Dialog G

die Lage der Extrusionsachsen aus. Der Parameter Unterteilung definiert, in wie vielen Schritten der Versatz erfolgen soll – je mehr Unterteilungen Sie hier angeben, desto mehr Polygone entstehen später bei einer Umwandlung. Die Iso-Unterteilung kümmert sich bei aktiviertem Isobaten-Darstellungsmodus um entsprechend viele Isobaten-Linien bei der Anzeige in Ihrer 3D-Ansicht. Die Einstellungen für Deckflächen und Rundungen geben Sie im Deckflächen-Abschnitt an, den wir gleich gesondert betrachten. Sollten bei offenen Splines Unstimmigkeiten bei der Erzeugung der NURBS-Hülle auftreten, ist es möglich, die Normalen über das Kontrollfeld Normalen umdrehen auszurichten. Bei aktivierter Option Hierarchisch können Sie mehrere SplineObjekte in Ihren NURBS-Generator legen, die dann alle mit den eingestellten Parametern extrudiert werden. Stellen Sie sich diesen NURBS-Generator dann einfach als Container vor, der alle seine Unterobjekte mit Extrusionen versieht. Lathe-NURBS Beim Lathe-NURBS (Abbildung 9.24) wird das 3D-Objekt durch Rotation des ihm untergeordneten Splines erzeugt.

Abbildung 9.24 Lathe-NURBS

E

Abbildung 9.25 Lathe-NURBS-Dialog G

114 | 9 NURBS-Objekte

Da für die Rotation stets die Y-Achse des NURBS-Generators verwendet wird, bietet sich die XY-Ansicht für die Konstruktion des Splines an. Berücksichtigen Sie die Lage der Achsen beim Zeichnen des zu drehenden Splines. Wichtig ist auch, dass Sie den Punkten der Spline-Kurve an offenen Körpern genügend Material zugestehen, sonst entstehen ungewollte Löcher im Objekt. Im Feld Winkel (Abbildung 9.25) geben Sie den Rotationswinkel an; aus Werten unter 360° resultieren angeschnittene Objekte, Werte über 360° sind bei schraubenartigen Objekten sinnvoll – in Verbindung mit einer Verschiebung des SplinePfades. Diese Verschiebung können Sie im gleichnamigen Feld

festlegen – so wird aus dem ursprünglichen Kreis, den der rotierende Spline beschreibt, eine Helix. Das Feld Unterteilung kümmert sich wiederum um die Anzahl der Unterteilungsschritte des Objekts, was insbesondere bei Nahaufnahmen und bei späterer Umwandlung in Polygone von Bedeutung sein kann. Wie bei den Extrude-NURBS ist es auch hier möglich, die Isobaten-Darstellung zu beeinflussen und die Normalen bei Bedarf umzudrehen. Loft-NURBS Mit dem Loft-NURBS-Objekt erzeugen Sie durch Morphing zwischen Spline-Objekten ein dreidimensionales Objekt (Abbildung 9.26). Alle Splines, die beim »Lofting« berücksichtigt werden sollen, liegen im Loft-NURBS-Generator. Dabei ist die Reihenfolge der Splines im NURBS-Objekt auch für die Reihenfolge beim Morphing maßgeblich. Parametrische Spline-Objekte, Löcher durch verbundene Spline-Gruppen und Öffnungen im Objekt durch offene Splines werden allesamt unterstützt. Abbildung 9.26 Loft-NURBS F

Bei den Spline-Grundobjekten sollten Sie bereits bei der Definition ihre Richtung berücksichtigen. Später rotierte Objekte besitzen modifizierte Achsen, die bei der NURBS-Erzeugung Probleme bereiten können – die Objekte enthalten dann z. B. ungewollte Verdrehungen. Beim Morphen zwischen konstruierten Splines ist es ratsam, eine konstante Punktanzahl einzuhalten. Duplizieren Sie sich dazu am besten stets den AusgangsSpline, und erstellen Sie daraus den jeweiligen Folge-Spline. Bei den Loft-NURBS können Sie die Unterteilungen für U- und V-Richtung getrennt festlegen, ebenso, ob die Unterteilung für das gesamte Objekt oder nur für die Segmente (zwischen zwei Splines) gelten sollen. Beim Beispiel der Flasche wäre die Y-Achse die V-Richtung, der Flaschenboden bzw. die Öffnung die U-Richtung. Das Kontrollfeld Organische Form sorgt für einen toleran-

Abbildung 9.27 Loft-NURBS-Dialog G

9.3 NURBS-Generatoren | 115

teren Umgang mit den Spline-Punkten und bewirkt dadurch eine natürlichere, weniger technische Formung. Durch Lineare Interpolation entstehen harte, gerade Verbindungen zwischen den Splines. Möchten Sie, dass Anfangs- und End-Spline miteinander abschließen, aktivieren Sie die Option Schleife. UV anpassen kümmert sich um die segmentweise Projektion der Textur in V-Richtung – ist diese Funktion deaktiviert, gilt das komplette Objekt als Projektionsfläche. Sweep-NURBS Das Sweep-Objekt (Abbildung 9.28) führt den Ausgangs- bzw. Kontur-Spline entlang eines zweiten Spline-Pfades. Abbildung 9.28 Sweep-NURBS

E

Abbildung 9.29 Sweep-NURBS-Dialog G

116 | 9 NURBS-Objekte

Diese Verschiebung lässt sich durch einen weiteren Pfad-Spline (Rail-Spline) steuern. Damit kann der Kontur-Spline während der Verschiebung manuell skaliert oder auf Schienen (Rail) geführt werden. Die Reihenfolge im Sweep-Objekt ist fest vorgeschrieben: Das erste Element definiert den Kontur-Spline, das zweite Element den Pfad-Spline und ein drittes Element den Rail-Spline. Die Platzierung im Raum bestimmt der Pfad-Spline, er gibt Anfang und Ende des Objekts vor. Der Kontur-Spline wird mit seiner Z-Achse entlang des Pfad-Splines geführt. Die Unterteilung des Objekts ergibt sich aus den Punkten des Pfad-Splines. Die Skalierung und Rotation beim Sweeping kann statt über einen zweiten Spline auch über einen Kurvenverlauf exakt im Dialogfenster (Abbildung 9.29) definiert werden. Mit dem Wachstum lässt sich die Erzeugung des NURBS-Objekts animieren. Bei den Wachstumszwischenstadien sind zwar Deckflächen, aber keine Rundungen möglich. Parallele Verschiebung und Banking schließen einander aus. Bei der parallelen Verschiebung bleiben die Achsen des Kontur-Splines starr, beim Banking dagegen verursacht jede Kurven-

krümmung auch gleichzeitig, dass sich der Kontur-Spline »in die Kurve legt«. Konstante Querschnitte verhindern an kritischen Stellen (starken Krümmungen) ungewollte Quetschungen im Objekt. Bei aktiviertem Kontrollfeld Segmente beibehalten gelten für das Wachstum die unterteilten Punkte im Pfad-Spline; ist die Option deaktiviert, läuft das Wachstum weich ab. Mit Rail-Richtung benutzen richtet sich die Drehung des Kontur-Splines am Rail-Spline aus, mit Rail-Skalierung benutzen passt sich die Kontur der vorgegebenen Skalierung an. Pfadund Rail-Spline können aber auch als Schienen-Splines verwendet werden, zwischen denen sich der Kontur-Spline einpasst. Dafür muss das Feld 2 Schienen aktiviert sein.

TIPP Es liegt in der Natur der SweepNURBS-Objekte, dass sie viele Unterteilungen besitzen. Zur Glättung der Oberfläche können Sie aber auch ein PhongTag verwenden.

Bézier-NURBS Bézier-Objekte benötigen keinen Spline, um ein 3D-Objekt zu generieren. Sie bestehen aus einer Art Plane, die sich nach Bedarf unterteilen und über ihre Ankerpunkte aufspannen, verbiegen und verdrehen lässt. Abbildung 9.30 Bézier-NURBS F

Bézier-NURBS-Objekte eignen sich sehr gut für saubere und weiche, geschwungene Flächen, für die Konstruktion von Auto-, Flugzeugteilen etc. Bézier-NURBS müssen keineswegs »plane« Objekte bleiben, mit der Option X bzw. Y schließen können Sie die Seiten auch verbinden und zu einer Hülle umformen. Dafür muss die zu schließende Seite mindestens einen Rasterpunkt mehr besitzen. Die Rasterpunkte sind die Kontrollpunkte, mit denen Sie Aussehen und Form des Objekts bestimmen. Je mehr Rasterpunkte Sie zuteilen, desto mehr Kontrollpunkte haben Sie, es wird aber auch zugleich schwieriger, die Formung zu steuern. Wieder bestimmen Unterteilungen die Oberflächenfeinheit. Viele Unterteilungen geben dem Objekt zwar eine glattere Oberfläche, erschweren aber die Arbeit mit den Kontrollpunkten.

Abbildung 9.31 Bézier-NURBS-Dialog G

9.3 NURBS-Generatoren | 117

Deckflächen und Rundungen Extrude-, Lathe-, Loft- und Sweep-NURBS brauchen Deckflächen, um ein geschlossenes Objekt zu bilden. Außerdem benötigen sie Rundungen, um realistisch auszusehen. Beide Einstellungen sind auf der Deckflächen-Seite (Abbildung 9.32) vorzunehmen. Die hinterste und mittlere Reihe der Abbildung 9.33 zeigen die verschiedenen Rundungen: Konvex (Wölbung nach außen) 1 , Konkav (Wölbung nach innen) 2 , Linear (Fase) 3 , Halbkreis 4 , 1 Stufe 5 , 2 Stufen 6 und Eingelassen 7 . Wichtig für die Rundungen sind die Radien und ausreichende Stufen (Unterteilungen) am Anfang und Ende des Objekts. Die Rundungsradien müssen sich sinnvoll mit den Objektmaßen ergänzen – zu große Rundungen ergeben unschöne Überschneidungen der Oberflächen. Die Rundungsglättung stellen Sie über den Phong-Winkel ein. Für die Rundung muss Cinema 4D wissen, ob sie durch eine Wölbung nach außen (Hülle nach innen) oder durch eine Wölbung nach innen (keine Hülle nach innen) erzielt werden soll. Abbildung 9.32 Deckflächen-Dialog G

1

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7 5

6

Abbildung 9.33 E Verschiedene Deckflächen und Rundungen

Gleiches gilt für die Option Loch nach innen, wenn Sie LochSplines verwenden. Die vordere Reihe von Abbildung 9.33 zeigt verschiedene Hüllen- und Locheinstellungen. Wenn Sie nicht möchten, dass sich die Außenmaße Ihres Objekts dadurch vergrößern, aktivieren Sie die Option Kontur beibehalten. Im Feld Typ legen Sie fest, ob die Deckflächen sich bei einer späteren Umwandlung aus Dreiecken, Vierecken oder N-Gons zusammensetzen sollen. Mit Regelmässige Unterteilung sorgen Sie dafür, dass bei Deckflächen und Rundungen möglichst viele Vierecke statt Dreiecke entstehen.

118 | 9 NURBS-Objekte

KAPITEL 10

10 Polygon-Modelling

Das Modelling mit Polygonen ist die älteste Technik zur Formung von dreidimensionalen Objekten. Modelling-Verfahren gibt es viele; manche basieren auf einem konstruktiven Ansatz, manche ähneln eher dem Töpfern oder auch der Bildhauerei. Obwohl der Grundbaustein, das Polygon, vom Prinzip her über die Jahre unverändert blieb, ist das Polygon-Modelling immer noch die meistverwendete und meistdiskutierte Modelling-Methode. Neue Ansätze, neue Techniken und Algorithmen und noch mehr Werkzeuge beschäftigen die Polygon-Modellierer allerorts, im Grunde geht es aber nach wie vor »nur« darum, aus meist vier- oder dreiseitigen Flächen einen dreidimensionalen Körper zu erstellen. Aufgrund der vielen unterschiedlichen Herangehensweisen, Techniken und auch Vorlieben bedeutet das gleichsam, dass nie nur ein einziger Weg zum Ziel führt. Die Grundidee beim Polygon-Modelling ist, aus einem einfachen Grundobjekt durch gezielte Polygonmanipulation ein niedrig aufgelöstes Objekt zu schaffen, das durch softwarebasierte Unterteilung in ein hoch aufgelöstes Objekt transferiert wird. Dort, wo man Details benötigt, dürfen die Unterteilungen bzw. die Polygonanzahl höher ausfallen, an den anderen Stellen belässt man es bei einer groben Struktur, die später durch Unterteilung und gezielte Punkte-Wichtung geglättet und optimiert wird. Für diese Zwecke verwendet Cinema 4D die sogenannten HyperNURBS-Generatoren. Als Basis dienen Grundobjekte wie Würfel, Kugel oder NURBSObjekte, die über den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in ein Objekt aus Punkten, Kanten und Polygonen umgewandelt werden. Diese Herangehensweise wird häufig als BoxModelling bezeichnet, da man sich meistens einen einfachen Würfel (»Box«) als Ausgangsobjekt nimmt und diesen nach und nach zu dem gewünschten Modell umarbeitet. Alternativ kann auch ein leeres Polygon-Objekt (Abbildung 10.1) als Grundstock für den punkt- bzw. polygonweisen Bau eines Polygonkörpers dienen. Die Punkte, Kanten und Polygone lassen sich anschließend mit den zahlreichen Modelling-Werkzeugen

Abbildung 10.1 Leeres Polygon-Objekt im Menü Erzeugen • Objekt G

10 Polygon-Modelling | 119

modifizieren. Diese leicht konstruktive Methode des PolygonModellings ist allgemein als »Poly-by-Poly«-Modelling bekannt, weil sich hier die Polygone nach und nach zu einem Ganzen zusammenfügen. Cinema 4D hat seinen Polygon-Werkzeugkasten im Laufe der Zeit so ausgebaut, dass es als Polygon-Modelling-Software verstanden werden darf. Polygon-Modelling eignet sich für Objekte mit detaillierten Oberflächen, wie Menschen, Tiere, Pflanzen und Bäume und organisch geformte Gegenstände, bei denen keine absolute Genauigkeit gefordert ist.

10.1 Polygone Polygone sind durch Stützpunkte und lineare Kanten beschriebene zweidimensionale Flächen. Sie bestehen aus mindestens drei, idealerweise aus vier Punkten bzw. Kanten und sind grundsätzlich einseitig. Diese Tatsache kommt dann zum Tragen, wenn Sie Modifikationen an den Polygonen durchführen. Abbildung 10.2 E Normalenrichtung der Polygone

Die Polygonoberseite (Normalenseite) eines Objekts liegt normalerweise immer außen am Objekt. Sie erkennen die Oberseite eines ausgewählten Polygons an der Gelbfärbung, die Unterseite macht sich durch eine bläuliche Färbung bemerkbar. Über die Ansichts-Voreinstellungen können Sie sich außerdem die Normalen der Polygone mit kleinen weißen Pfeilen anzeigen lassen (Abbildung 10.2). Vierpunkt-Polygone sind Dreipunkt-Polygonen grundsätzlich vorzuziehen. Dreipunkt-Polygone haben den Nachteil, dass sie eine höhere Datenmenge (zur Darstellung eines Vierecks sind zwei Dreiecke erforderlich) hervorrufen, zum anderen treten öfter Löcher im Objekt auf und schließlich sind sie beim Modellieren schlechter zu handhaben als die vierseitigen Vertreter.

120 | 10 Polygon-Modelling

Um Polygone, Polygonkanten und deren Punkte zu bearbeiten, müssen Sie wahlweise in den Punkte- 1 , Kanten- 2 bzw. Polygon-bearbeiten-Modus 3 (Abbildung 10.3) umschalten. Weil Polygone ausschließlich gerade Kanten besitzen, müssen PolygonObjekte, wenn die Polygonanzahl nicht in astronomische Höhen schnellen soll, geglättet werden. Diese Aufgabe übernimmt der HyperNURBS-Käfig, dem das Polygon-Modell im Objekt-Manager untergeordnet wird.

10.2 N-Gons Cinema 4D verarbeitet N-Gons, also Polygone mit mehr als vier Stützpunkten (Abbildung 10.4). N-Gons helfen bei der Arbeit mit Polygonen, da man sich mehr auf das Modellieren konzentrieren kann und weniger auf die Auswirkungen achten muss.

Abbildung 10.4 Zahnradförmiges N-Gon

G

1 2 3 Abbildung 10.3 Punkt-, Kanten- und Polygonbearbeiten-Modus G

4

5

Abbildung 10.5 Erzeugung eines N-Gons durch einen Messerschnitt G

Da Cinema 4D die N-Gons intern und beim Rendering als herkömmliche Dreiecke verwaltet, sollte man die N-Gons eher als Gruppierung von Polygonen betrachten und beim Modelling einsetzen. Die grünen Linien in Abbildung 10.4 zeigen die in der Regel unsichtbaren, aber dennoch vorhandenen DreiecksPolygone, die Sie sich über die Ansichtsoption N-Gon Linien im Menü Filter der Ansicht einblenden können. Wie schnell N-Gons entstehen, soll Abbildung 10.5 verdeutlichen. Mit dem Messer wurde die Polygonscheibe in zwei Hälften zerteilt. Da der Schnitt 4 nicht parallel durch die gegenüberliegenden Kanten lief, entstand bereits das erste N-Gon: Der Schnitt verschaffte dem größeren der beiden Polygone einen fünften Punkt und machte ihn zum fünfseitigen Polygon 5 .

10.2 N-Gons | 121

10.3 HyperNURBS

Abbildung 10.6 HyperNURBS in der NURBS-Palette G

Unverzichtbarer Bestandteil des Polygon-Modellings in Cinema 4D sind die HyperNURBS-Objekte. Sie sorgen dafür, dass polygonale Objekte durch einen speziellen Unterteilungsalgorithmus gerundet und organisch geformt werden. Für diese Arbeitsmethodik existieren verschiedene Bezeichnungen. Am häufigsten wird wohl der Begriff »Subdivision Surfaces« verwendet. Sich wiederholende Unterteilungen und Glättungen verwandeln ein grob strukturiertes Polygon-Objekt in ein weiches, hoch aufgelöstes Objekt. In Cinema 4D ist dafür das HyperNURBS-Objekt zuständig. HyperNURBS-Objekt Das HyperNURBS-Objekt finden Sie in der Generatoren-Palette (Abbildung 10.6) und auch im Menü Erzeugen • NURBS • HyperNURBS (Abbildung 10.7). Um ein Objekt durch HyperNURBS zu unterteilen, ziehen Sie es im Objekt-Manager auf den HyperNURBS-Generator. Damit ist das Polygon-Objekt Unterobjekt des Generators, das gerundete Ergebnis sehen Sie sofort in Ihren Ansichten. Das HyperNURBS-Objekt glättet prinzipiell alles, was ihm untergeschoben wird, auch parametrische Grund- oder NURBS-Objekte.

Abbildung 10.7 HyperNURBS im Menü Erzeugen • NURBS G

Abbildung 10.8 E Auswirkung der Anzahl an Unterteilungen

Wie sich die Anzahl der manuellen Unterteilungen auf einen HyperNURBS-Würfel auswirkt, sehen Sie in Abbildung 10.8. Drei Würfel liegen jeweils in einem HyperNURBS-Objekt – die RenderUnterteilung im HyperNURBS-Dialog ist gleich. Ohne manuelle Unterteilung entsteht eine Kugel (Mitte), da zur weiteren Interpolation keine Polygone verfügbar sind. Mit einer einzigen angebrachten Unterteilung ergibt sich der linke Würfel, die Kanten sind sehr rund, und der Größenunterschied vom Ausgangswürfel

122 | 10 Polygon-Modelling

ist immer noch beträchtlich. Nach einer weiteren Unterteilung (rechts) nimmt der Würfel schon mehr Gestalt an, die höhere Anzahl an Polygonen erhöht auch die Auflösung. Bei selektiertem HyperNURBS-Objekt zeigt Ihnen der Attribute-Manager die objektspezifischen Unterteilungseinstellungen (Abbildung 10.9). Hier können Sie auch festlegen, ob die Rundungsdarstellung in Ihrem Editor dem des Render-Ergebnisses entsprechen soll. Für das Arbeiten im Editor genügt oft eine gröbere Variante, und auch der Rechner wird etwas entlastet. Die hier genannten Unterteilungen des HyperNURBS-Objekts beziehen sich auf die Render-Unterteilungen. Für das Modellieren mit Polygonen brauchen Sie aber echte Objektunterteilungen. Im Menü Mesh • Befehle • Unterteilen rufen Sie diesen Dialog auf und geben die Anzahl der benötigten Unterteilungen an. Dabei können Sie entscheiden, ob Sie die Glättung eines HyperNURBS-Objekts weiterverfolgen oder schlicht die vorliegende Polygonstruktur und Objektformung durch weitere Unterteilungen verfeinern möchten. Im Einstellungsdialog des HyperNURBS-Objekts erfüllen zwei HyperNURBS-Typen unterschiedliche Anforderungen bei der Glättung der Polygone. Der Typ Catmull-Clark bereitet am wenigsten Probleme, da er vor der eigentlichen HyperNURBS-Glättung N-Gons in Dreiecke unterteilt. Catmull-Clark (N-Gons) unterteilt N-Gons ohne vorherige Triangulation, kann aber bei bestimmten N-Gon-Formen Probleme bereiten. HyperNURBS-Wichtungen Mit HyperNURBS-Wichtungen lässt sich die Glättung an Punkten, Kanten und Polygonen gezielt steuern, ohne die Polygonlast durch mehr Unterteilungen zu erhöhen.

Abbildung 10.10 Arbeiten mit verschiedenen Wichtungen G

Abbildung 10.9 Einstellungsdialog HyperNURBS-Objekt G

H I N W EI S Die HyperNURBS-Wichtungen wurden in Release 13 hinsichtlich der Interpolation verbessert. Damit in Vorgängerversionen erstellte Objekte durch die veränderte Glättung nicht plötzlich anders aussehen, bewahrt Cinema 4D diese bestehenden Wichtungen auf. In solch einem Fall finden Sie den Eintrag R12-Kompatibilität im Einstellungsdialog des HyperNURBS-Objekts.

Abbildung 10.11 HyperNURBS-Wichtungen G

10.3 HyperNURBS | 123

Abbildung 10.12 HyperNURBS-Einstellungen für das Werkzeug Live-Selektion G

Abbildung 10.13 Einstellungen im HyperNURBSWichtungs-Tag G

Abbildung 10.14 E Kugeltypen im Standard- (links) und im Hexaeder-Typus (rechts)

124 | 10 Polygon-Modelling

Mit dem Werkzeug HyperNURBS-Wichtung setzen aus dem Menü Mesh • Verformen wird die Wichtung an den selektierten Kanten numerisch definiert. Für interaktives Arbeiten wählen Sie im jeweiligen Bearbeiten-Modus zuerst die gewünschten Punkte, Kanten oder Polygone mit dem Selektionswerkzeug an. Geben Sie im Attribute-Manager (Abbildung 10.12) unter Modus an, ob Wichtungen gesetzt, addiert oder subtrahiert werden sollen. Sicherheitshalber können Sie ein Minimum oder Maximum für die Wichtung festlegen. Mit gedrückter Punkt-Taste [.] ziehen Sie nun mit der Maus im Editor – das Objekt bildet die Wichtungseinflüsse in Echtzeit aus. Wenn Sie zusätzlich die [ª]-Taste festhalten, berücksichtigt das Werkzeug auch die Eckpunkte bzw. angrenzenden Kanten. Bei gedrückter [Strg]/[ctrl]-Taste beeinflussen Sie alle zwischengelagerten Kanten bzw. Schnittpunkte. Wenn Sie im Polygon-Modus sind, erreichen Sie durch die Tastenkombination die Wichtung der Polygone mitsamt den enthaltenen Punkten. Wer Werte für die Wichtungen eingeben möchte, kann dies im Tag HyperNURBS-Wichtung tun. Sie weisen es über den ObjektManager im Menü Tags • Cinema 4D Tags zu. Ein HyperNURBSObjekt, an dem Sie interaktiv eine Wichtung angebracht haben, besitzt dieses Tag bereits. Im Einstellungsdialog dieses Tags können Sie, unabhängig von den Unterteilungswerten im HyperNURBS-Objekt, auch spezifische Render-Unterteilungen für das HyperNURBS-Objekt definieren (Abbildung 10.13). Sonderfall Kugel-Objekt Cinema 4D bietet im Einstellungsdialog des Kugel-Objekts den hexaedrischen Typus (Abbildung 10.14) an. Da dieser Typus Ihnen bei der Konvertierung des Grundobjekts in ein Polygon-Objekt ausschließlich Vierecke beschert, empfiehlt er sich besonders für das Polygon-Modelling.

KAPITEL 11

11

Modelling-Werkzeuge

Cinema 4D verfügt über einen umfangreichen Satz an Selektions-, Spline- und Polygon-Werkzeugen. Da Selektion und Modellation im ständigen Wechsel einhergehen, bringt Release 13 eine Arbeitserleichterung. Halten Sie das Tastenkürzel des Bearbeitungswerkzeugs während der Modifikation gedrückt, so gelangen Sie nach dem Loslassen der Taste wieder zur Selektion zurück.

11.1

Selektionen

Für das Selektionswerkzeug ist der aktive Bearbeitungsmodus maßgebend, ob Sie Punkte, Kanten, Polygone, Objekte oder Texturen auswählen. Selektionswerkzeuge wirken auf alle angewählten Objekte, Sie können also Punkte, Kanten und Polygone mehrerer Objekte auch gleichzeitig bearbeiten. Neben den vier Selektionswerkzeugen Live-, Rechteck-, Lasso- und PolygonSelektion befindet sich eine Vielzahl weiterer Auswahlfunktionen im Menü Selektieren (Abbildung 11.1). Die Einstellungen für die Selektion tätigen Sie im AttributeManager (Abbildung 11.2). Besonders häufig im Einsatz ist die Option Nur sichtbare Elemente selektieren. Mit ihr bestimmen Sie, ob nur die im Editor sichtbaren Elemente ausgewählt werden können. Verdeckte oder auf der Objektrückseite befindliche Elemente werden je nach Einstellung berücksichtigt oder ignoriert. Bei aktiviertem Eintrag Tolerante Kanten-/Polygonselektion reicht die Berührung der Kante mit dem Mauszeiger, andernfalls müssen drei Viertel der Kante bemalt werden, bevor sie als ausgewählt gilt. Eine fein abgestufte Selektionsstärke ermöglicht die Option Weiche Selektion, mit der sich weich auslaufende Auswahlen an den Elementen vornehmen lassen (Abbildung 11.2). Verschiedene Selektionsformen, wie Linear, Kuppel, Glocke, Kreis oder Spline-Kurve, bieten größtmögliche Freiheit beim interaktiven Selektieren im Editor. Zur besseren Kontrolle kennzeichnet der Editor weiche Selektionen durch einen gelben Farbverlauf.

Abbildung 11.1 Menü Selektieren G

Abbildung 11.2 Einstellungen Live-Selektion G

11.1 Selektionen | 125

Die Loop- und die Ring-Selektion (Abbildung 11.3 und 11.4) orientieren sich an den Winkeln der angrenzenden bzw. benachbarten Kanten und erstellen daraus die Selektion. Eine LoopSelektion können Sie auch mit dem Verschieben-, Skalieren und Drehen-Werkzeug erzeugen, in dem Sie im Kanten-bearbeitenModus auf eine Kante doppelklicken.

G Abbildung 11.3 Loop-Selektion

Abbildung 11.5 Einstellungen für die Pfadselektion G

TIP P Der schnellste Weg, Punkt-, Kanten- oder Polygon-Selektionen in einen anderen Typ umzuwandeln, führt über den Wechsel des Bearbeitungsmodus bei gedrückt gehaltener (Strg)/(ctrl)-Taste. Die aktuell bestehende Auswahl wird sofort in den neuen Selektionstyp umgewandelt.

126 | 11 Modelling-Werkzeuge

Abbildung 11.4 Ring-Selektion

G

Der Selektionsumriß wählt eine umlaufende Kantenselektion aus einer vorliegenden Polygon-Selektion aus, umgekehrt wählt Selektion füllen aus einer bestehenden Kantenselektion die darin befindlichen Polygone aus. Mit der Pfadselektion malen Sie Punkt- und Kantenselektionen interaktiv im Editor nach. Im zugehörigen Einstellungsdialog (Abbildung 11.5) geben Sie an, ob Sie den Pfad live, als Loop, Linie oder frei zeichnen möchten. Besonders praktisch: die Option, gemalte Selektionen automatisch hinzufügen und einfrieren zu lassen. Pfadselektionen können Sie auch bei aktivem Verschieben-, Skalieren oder Drehen-Werkzeug anlegen. Dazu halten Sie die (Strg)/(ctrl)- und (ª)-Taste gedrückt, und Cinema 4D ergänzt zwischen den beiden letzten selektierten Punkten, Kanten oder Polygonen einen selektierten Pfad. Kanten eines Objekts, die durch Phong geglättet wurden, bekommen Sie über den Selektionsbefehl Selektion Phongunterbrechung im Menü Selektieren leicht zu fassen. Neben den üblichen Auswahlverfahren und Umkehrungen lassen sich Selektionen im Zusammenhang selektieren, vergrößern und verkleinern. Damit Sie sich besser auf die vorliegende Selektion konzentrieren können, bieten Ihnen weitere Befehle die Möglichkeit, selektierte oder nicht selektierte Elemente zu verbergen und natürlich auch wieder sichtbar zu machen.

Über den Befehl Selektion umwandeln konvertieren Sie sehr komfortabel zwischen Punkt-, Kanten- und Polygonauswahlen hin und her. Um Selektionen dauerhaft abzuspeichern, »frieren« Sie die Auswahl mit dem gleichnamigen Befehl im Menü Selektieren ein. Die gesicherte Auswahl liegt als Punkt-, Kanten- bzw. Polygon-Auswahl-Tag im Objekt-Manager und kann über die Optionen im Attribute-Manager (Abbildung 11.6) wiederhergestellt, ausgeblendet oder eingeblendet werden. Wenn Sie eine zusätzliche Auswahl abspeichern möchten, achten Sie darauf, dass kein Selektions-Tag im Objekt-Manager aktiv ist. Sonst überschreibt Cinema 4D die gesicherte Auswahl ohne Rückfrage. Abbildung 11.6 Gespeicherte Selektionen mit Tags G

11.2

Mesh-Konvertierung

Langjährige Cinema 4D-Anwender werden in Version 13 zwei altgediente Menüs vermissen: Struktur und Funktionen. Die Befehle aus diesen Menüs finden sich nun logisch sortiert im neu geschaffenen Menü Mesh (Abbildung 11.7) wieder. Zunächst geht es in diesem neuen Menü aber um die Konvertierung von Objekten für die spätere Weiterbearbeitung. Dazu gehört an erster Stelle der Befehl Grundobjekt konvertieren für die Umwandlung von parametrischen Grund- und NURBSObjekten in Polygonobjekte und, bei parametrischen SplineObjekten, in Pfade. Oft entstehen während des Modellings oder bei der Animation Zwischenstadien, die sich für andere Zwecke eignen. Mit dem Befehl Aktuellen Zustand in Objekt wandeln sichern Sie sich Objekte oder auch Splines im aktuellen Stadium. Mit Objekte verbinden verschmelzen Sie zwei oder mehr Objekte miteinander. Die Objekte oder Splines ergeben, auch wenn sie sich nicht überschneiden oder berühren, ein gemein-

Abbildung 11.7 Konvertierung im Menü Mesh • Spline G

Abbildung 11.8 Texturierte Polygon-Würfel F

Abbildung 11.9 Texturen und Textur-Tags nach dem Verbinden H

11.2 Mesh-Konvertierung | 127

sames Objekt. Cinema 4D berücksichtigt texturierte Polygonselektionen (Abbildung 11.8) und setzt sie intelligent in PolygonSelektionen für das neue, verbundene Objekt um. Zwar werden nicht alle Selektionen automatisch zusammengefasst (Abbildung 11.9), die Texturierung bleibt aber unbeschadet erhalten. Die Funktion Objekte verbinden + Löschen führt den VerbindenBefehl aus und löscht die Ursprungsobjekte ohne Rückfrage. Polygongruppen zu Objekten ist neu in Release 13. Mit dieser Funktion wandeln Sie abgelöste Polygongruppen eines Objekts in eigene, dem Ursprungsobjekt untergeordnete Polygonobjekte um.

11.3

Mesh-Befehle

Im Menü Mesh • Befehle (Abbildung 11.10) befinden sich weitere wertvolle Modelling-Funktionen, die für die Arbeit mit Splines, Polygonen und Objekten von Bedeutung sind. Abbildung 11.10 Menü Mesh • Befehle G

Array und Klonen Array (Abbildung 11.11) und Klonen bieten mehr Optionen zur Individualisierung als die normale Duplizieren-Funktionalität. Beim Array haben Sie mehr Möglichkeiten, um näher auf die Aufstellung der geklonten Elemente einzugehen. Beiden Werkzeugen gemeinsam ist die Tatsache, dass die selektierten Punkte oder Polygone – Kanten lassen sich auf diese Weise nicht duplizieren – kopiert und mit einstellbarem Versatz, einstellbarer Skalierung, Rotation und zugehörigen Variationswerten platziert werden (Abbildung 11.12). Es bleibt bei einem einzelnen Polygon-Objekt, das fortan allerdings entsprechend mehr Objektteile beinhaltet.

Abbildung 11.11 Befehl Array G

Abbildung 11.12 Array eines Quaders G

128 | 11 Modelling-Werkzeuge

Ablösen und Abtrennen Ablösen verwenden Sie dann, wenn Sie ein Teilstück eines Elements ohne Verlust eines Punkts bzw. Polygons abschneiden möchten. Abgelöste Polygongruppen können Sie über den Befehl Polygongruppen zu Objekten im Menü Mesh • Konvertieren in eigene Objekte umwandeln. Beim Abtrennen dagegen entsteht zwischen dem ausgewählten und dem angrenzenden Element eine Lücke. Schrumpfen und Schmelzen Schrumpfen skaliert die selektierten Punkte, Kanten und Polygone auf Null und verschmelzt sie miteinander. Und wenn wir schon beim Schmelzen sind: Der gleichlautende Befehl schmelzt Punkte, Kanten und Polygone weg, um sie im Zweifelsfall durch N-Gons zu ersetzen. Punkte/Kanten verbinden und Auflösen Über diesen Befehl können Sie selektierte Punkte bzw. Kanten gezielt miteinander verbinden (Abbildung 11.13). Dieses Werkzeug ist praktisch, wenn Sie innerhalb einer vorliegenden Polygontopografie neue Verbindungen für eine Ausarbeitung schaffen möchten, ohne andere Objektbereiche durch Messerschnitte oder innere Extrusionen in Mitleidenschaft zu ziehen. Im Beispiel in Abbildung 11.13 wurde über Punkte/Kanten verbinden eine Verbindungslinie durch die selektierten Kanten geschaffen.

Abbildung 11.13 Verbundene Kanten

G

Abbildung 11.14 Selektierte Kanten vor dem Auflösen G

Auflösen ist zur Säuberung der Polygongeometrie gedacht, dabei lösen Sie mit diesem Befehl überflüssige bzw. störende Kanten und Punkte auf (Abbildungen 11.13 und 11.14). Speziell nach dem Befehl Punkte/Kanten verbinden oder nach Messerschnitten

11.3 Mesh-Befehle | 129

sorgen unnötig viele Kanten für Verwirrung und Probleme bei der Selektion. Da Cinema 4D auch die Verarbeitung von N-Gons unterstützt (Abbildung 11.15), können Sie damit weitgehend sorglos arbeiten.

Abbildung 11.15 Aufgelöste Kanten als N-Gon

Abbildung 11.16 Unterteilung ohne und mit HyperNURBS-Option

G

G

Abbildung 11.17 Befehl Unterteilen G

Abbildung 11.18 Aufruf der Befehlsoptionen G

1

Unterteilen, Triangulieren und Un-triangulieren Mit Unterteilen (Abbildung 11.17) zergliedern Sie Objekte nach Bedarf. Die Option HyperNURBS-Unterteilung sorgt dafür, dass die Teilung nach programminternen idealen HyperNURBS-Vorgaben geschieht, mit entsprechender Rundung und Konvertierung in möglichst viele Viereckspolygone. Abbildung 11.16 zeigt links einen normal unterteilten Würfel, rechts dagegen den mit aktiviertem HyperNURBS-Modus unterteilten Würfel. In die Befehlsoptionen (Abbildung 11.17) gelangen Sie immer, wenn Sie nicht den Befehl selbst, sondern das dahinterliegende Kästchen des Optionsmodus 1 aufrufen (Abbildung 11.18). Cinema 4D merkt sich anschließend die zuletzt eingestellten Parameter bis zum nächsten Gang über die Befehlsoptionen. Triangulieren wandelt die Vierecke einer Selektion bzw. eines Objekts in Dreiecke um. Möchten Sie dagegen vorhandene Dreiecke in Vierecke umwandeln, so ist der Befehl Un-triangulieren einen Versuch wert. Er funktioniert aber nur, wenn die Dreieckspolygone nebeneinander plan sind. Punktwert setzen Dies ist ein vielfältig benutzbares Werkzeug, mit dem die Koordinaten der selektierten Punkte zueinander zentriert, per Punktwert gesetzt oder beibehalten werden (Abbildung 11.19). Und gleichzeitig ein Klassiker in den Online-Foren: Das Knittern-Werkzeug ist als Option in das Werkzeug Punktwert setzen eingeflossen.

130 | 11 Modelling-Werkzeuge

Kanten drehen und Kanten-Selektion zu Spline Wie der Name schon sagt, drehen Sie mit dem Befehl Kanten drehen jede selektierte Kante innerhalb des umgebenden Polygons im Uhrzeigersinn. Das bedeutet, die gedrehte Kante verläuft anschließend durch die im Uhrzeigersinn nächstliegenden Punkte. So schaffen Sie schnell Verknüpfungen, die Ihren Anforderungen beim Modellieren oder auch Animieren besser entsprechen. In Abbildung 11.20 wurde die Kante unterhalb des Auges gedreht. Sie passt nun besser in die Polygontopografie und erleichtert die Weiterbearbeitung und die Animation dieses Bereichs.

Abbildung 11.20 Drehen einer selektierten Kante

G

Abbildung 11.19 Punktwerte setzen G

Abbildung 11.21 Matrix-Extrude mit geänderter Punktreihenfolge G

Kanten-Selektion zu Spline wandelt alle selektierten Polygonkanten in einen Bézier-Spline um, den Sie beispielsweise in NURBS-Objekten oder in Deformern verwenden können. Punktreihenfolge ändern Mit diesem neuen Befehl in Version 13 ändern Sie schnell die Reihenfolge der Punktanordnung eines Objekts, um insbesondere beim Matrix-Extrudieren (Abbildung 11.21) Variationen vom Ausgangszustand zu bekommen. Optimieren und Größe zurücksetzen Beim Optimieren untersucht Cinema 4D die aktive Selektion nach doppelten oder überflüssigen Punkten oder Flächen. In vielen Fällen lassen sich dadurch der Speicherbedarf optimieren und Störfaktoren ausschalten. Verzerrte Objektachsen von Polygon- oder auch SplineObjekten bringen Sie durch Größe zurücksetzen wieder in Ordnung.

11.3 Mesh-Befehle | 131

11.4

Mesh-Erstellung

Der neuen Werkzeug-Logik folgend finden Sie im Menü Mesh • Erstellen (Abbildung 11.22) alle Modelling-Werkzeuge zur Erstellung neuer Geometrie, von der Erzeugung eines neuen Punkts bis hin zur Matrix-Extrusion. Abhängig vom aktiven BearbeitenModus werden alle für die Arbeit verwendbaren Werkzeuge farbig angezeigt.

Abbildung 11.22 Menü Mesh • Erstellen G

Abbildung 11.23 Polygon erzeugen G

Punkt erzeugen und Polygon erzeugen Mit dem Werkzeug Punkt erzeugen setzen Sie neue Punkte oder fügen Pfaden, Kanten und Flächen weitere Punkte hinzu. Vermeiden Sie beim Anbringen unnötige Dreiecke oder N-Gons. Mit der Funktion Polygon erzeugen ziehen Sie eine Werkzeuglinie der Reihe nach über die Punkte, um sie zu einem Polygon zusammenzuschließen (Abbildung 11.23). Achten Sie dabei auf die Reihenfolge der gesetzten Punkte. Wenn Sie im Uhrzeigersinn arbeiten, ist die Normale zu Ihnen gerichtet, arbeiten Sie entgegen dem Uhrzeigersinn, zeigt die Normale von Ihnen weg.

Abbildung 11.24 Ebenen-Schnitt mit dem Messer-Werkzeug

G

Kanten schneiden Dank N-Gons kann das Schneiden der Kanten ohne größeres Kopfzerbrechen ablaufen. Selektieren Sie die zu schneidenden Kanten mit einstellbarem Offset, Skalierung und Unterteilung. Messer Durch Schnitte mit dem Messer-Werkzeug unterteilen Sie die Flächenobjekte manuell (Abbildung 11.24). Damit erhöhen Sie gezielt die Polygonzahl an den Stellen, die Sie schärfer ausarbeiten möchten. Für die Arbeit mit dem Messer lassen sich unter-

132 | 11 Modelling-Werkzeuge

schiedliche Modi wählen (Abbildung 11.25). Linie schneidet alle unter der Schnittlinie liegenden Elemente durch. Der Modus Loch schneidet Löcher in ein Polygon. Im Modus Loop findet das Messer-Werkzeug automatisch Kantenloops, die sich durch weitere Messerschnitte gezielt verfeinern oder erweitern lassen. Ebenen-Schnitte (Abbildung 11.26) schneiden ein Objekt grundsätzlich entlang der enthaltenen und im Attribute-Manager definierten Ebenen auf. Im Modus Pfad verwenden Sie eine Kantenoder Polygon-Selektion, durch die das Messer-Werkzeug eine Schnittlinie vorschlägt. Neben den Schnittmodi bietet das Messer auch einige Selektionsoptionen. Mit Auf Selektion beschränken bzw. Nur Sichtbare schneidet das Messer nur die momentan aktiven bzw. sichtbaren Elemente, mit Schnitte auswählen werden alle Schnittlinien als Kanten selektiert. Außerdem lassen sich die Schnitte auf Kanten und Winkel beschränken, indem Sie die Einschränkung aktivieren und im Editor die [ª]-Taste gedrückt halten. Brücke Mit Brücken werden aus Punkten Polygone und aus unverbundenen Objektteilen verbundene Polygonkörper. Verbinden Sie zwei passende Punkte der gegenüberliegenden Polygonflächen mit dem Werkzeug, erzeugt Cinema 4D die Verbindung (Abbildung 11.27). Differiert die Anzahl der zu überbrückenden Polygone, so erzeugt Cinema 4D an den kritischen Stellen Dreiecke.

Abbildung 11.25 Einstellungen Messer-Werkzeug G

Abbildung 11.26 Einstellungen für Ebenen-Schnitte mit dem Messer-Werkzeug G

Vernähen und Verschmelzen Beim Vernähen reduziert bzw. verbindet das Werkzeug die ausgewählten Punkte oder Kanten auf eine einzige Punktereihe (Abbildung 11.28). Bei gedrückter [ª]-Taste kommt stattdessen

G Abbildung 11.27 Brücke-Werkzeug

Abbildung 11.28 Vernähen-Werkzeug G

11.4 Mesh-Erstellung | 133

ein N-Gon als »Flicken« zum Einsatz, bei gedrückter [Strg]/ [ctrl]-Taste werden die Punkte der selektierten Kanten in der Mitte der Punktepaare vernäht. Verschmelzen geht noch einen Schritt weiter. Es verschmilzt die ausgewählten Punkte auf einen per gelber Editorvorschau bestimmbaren Zielpunkt. Polygonloch schließen Löcher im Mesh (Abbildung 11.29) flicken Sie mit dem Werkzeug Polygonloch schließen. Fahren Sie mit dem Mauszeiger über das zu schließende Gitterloch. Cinema 4D erkennt das Loch und zeichnet Kanten und Flächen als Vorschlag ein. Nach Bestätigung per Klick wird das Loch mit einem entsprechenden Polygon, im Zweifelsfall mit einem N-Gon, gefüllt.

G Abbildung 11.29 Schließen eines Polygonlochs

Abbildung 11.31 Einstellungen Bevel-Werkzeug G

134 | 11 Modelling-Werkzeuge

Abbildung 11.30 Verschiedene Bevels an einem Würfel

G

Bevel Das Bevel-Werkzeug sorgt bei den Polygonen für eine Abkantung (Abbildung 11.30), insbesondere von geschnittenen oder »gebooleten« Polygonkanten, die ansonsten zu scharfkantig und unrealistisch aussehen würden. Dabei zieht das Werkzeug die Polygone etwas nach außen und extrudiert sie anschließend nach innen. Es ist möglich, bestimmte Werte über die WerkzeugEinstellungen vorzugeben (Abbildung 11.31) und natürlich auch das Bevelling interaktiv mit der Maus zu steuern. Über die Einstellungen im Attribute-Manager legen Sie unter anderem fest, welche Extrusionshöhen, welcher Versatz der inneren Extrusion (Innerer Offset) und wie viele Unterteilungen sich ergeben sollen. Auch hier haben Sie mit zwei Variationsfeldern wieder die Option, unregelmäßige Operationen durchzuführen. Ausreichende Unterteilungen vorausgesetzt, können Sie auch über

eine Pfadkontur beveln, die Sie manuell in das Feld Pfad zeichnen. Gruppen erhalten bevelt zusammenhängende Polygone als Ganzes, ansonsten für jedes Polygon einzeln.

Extrudieren und Innen extrudieren Beim Extrudieren werden die ausgewählten Punkte, Kanten oder Polygone dupliziert und entlang der Flächennormalen in die gewünschte Richtung verschoben. Beim Innen extrudieren werden die Polygone dagegen nach innen senkrecht zur Flächennormalen versetzt. Dies kann interaktiv mit der Maus erfolgen, für eine exakte Kontrolle des Versatzes steht Ihnen wie immer der Attribute-Manager (Abbildung 11.32) zur Verfügung. Ein Extrusionsschritt endet mit dem Loslassen der Maustaste, beim erneuten Ziehen mit der Maus beginnt bereits eine neue Extrusion.

G Abbildung 11.33 Werkzeuge Extrudieren und Innen Extrudieren

Abbildung 11.32 Einstellungen des ExtrudierenWerkzeugs G

Abbildung 11.34 Matrix-Extrude-Werkzeug

G

Drei Extrusionen hat der HyperNURBS-Würfel in Abbildung 11.33 mitgemacht: auf der Oberseite vier Polygone mit eingeschalteter Option Gruppen erhalten, links ohne. Rechts wurden alle Seitenpolygone nach innen extrudiert, um eine Kante zu schaffen. Neben dem maximalen Winkel, bei dem die Option Gruppen erhalten beibehalten wird, können Sie den Versatz (Offset) und die Variation (Var.) des Ergebnisses regeln. Außerdem können Sie die Extrusion automatisch gleichmäßig unterteilen lassen. Matrix-Extrude Die Matrix-Extrusion (Abbildung 11.34) verbindet Extrusionen und Klon-Befehle mit der zusätzlichen Feinheit, dass die ausgewählten Flächen nicht direkt geklont, sondern in Klonschritten extrudiert werden.

11.4 Mesh-Erstellung | 135

Die Parameter im Attribute-Manager (Abbildung 11.35) wie Schritte, Versatz (Verschieben), Grösse, Winkel und Variation können Sie ausprobieren und in Echtzeit im Editor begutachten. Mit Matrix-Extrude lassen sich spezielle Aufgaben, wie etwa Felder und Gräser, relativ unkompliziert bewerkstelligen, solange Sie die dabei entstehende Polygonanzahl im Auge behalten.

G Abbildung 11.35 Einstellungen des Matrix-Extrude-Werkzeugs

Smooth Shift Smooth Shift extrudiert Flächen zusammenhängend. Die Extrusion erfolgt entlang der Flächennormalen, aber unter Berücksichtigung der Normalen der angrenzenden Polygone – die Extrusion ist weicher (smooth). Flächen, die bei normaler Extrusion auseinandergerissen würden, füllt Smooth Shift mit Polygonen auf.

11.5

Mesh-Verformung

Das Menü Mesh • Verformen (Abbildung 11.36) hält Werkzeuge bereit, die Sie zur Verformung bereits bestehender Punkte, Kanten und Polygone verwenden können.

G Abbildung 11.36 Menü Mesh • Verformen

G Abbildung 11.37 Pinsel-Werkzeug

136 | 11 Modelling-Werkzeuge

Pinsel Mit dem Pinsel-Werkzeug (Abbildung 11.37) verformen Sie alle im Aktionsradius liegenden Objektteile. Genauer gesagt malen Sie die Verformung auf. Abnahmeart, Malmodus und Stärken können Sie in den Optionen des Attribute-Managers festlegen, über die gedrückt gehaltene [Strg]/[ctrl]-Taste kehren Sie den Stärkewert zeitweilig um. Vertex-Maps, die die Verformung des Gitters durch Deformatoren regeln, können Sie mittels PinselWerkzeugen ebenfalls malen und bearbeiten.

G Abbildung 11.38 Abflachen eines Objekts mit dem Glätten-Werkzeug

Glätten Das Werkzeug Glätten ist Ihr interaktives Bügeleisen. Mit ihm bügeln Sie Unebenheiten im Mesh schnell flach (Abbildung 11.38). Magnet Mit ihm ziehen Sie mit einstellbarer Kraft und Formung Punkte und Flächen aus dem Ursprungsobjekt heraus, dabei wirkt der Magnet auf Punkte, Kanten und Polygone. Weil die Wirkung des Magnet-Werkzeugs am besten in der 3D-Ansicht zu beurteilen ist, halten Sie beim Ziehen im Editor die [ª]-Taste gedrückt, damit die Elemente senkrecht verschoben werden.

Abbildung 11.39 Einstellungen Magnet-Werkzeug G

Abbildung 11.40 Magnet-Werkzeug F

Um eine Verformung nur dann stattfinden zu lassen, wenn ein expliziter Punkt aktiviert ist, schalten Sie die Option Nächster Punkt aus. Die Option Oberfläche bewirkt, dass nur der Bereich der Objektoberfläche die Wirkung des Magneten spürt. Über die X-, Y- und Z-Koordinaten können die Modifikationen auch numerisch mit Hilfe des Welt-, Objekt- oder Kamerakoordinatensystems angebracht werden. Mit den Parametern Stärke, Radius und Breite definieren Sie die Stärke und den Einflussbereich im Ganzen bzw. dessen Abnahme. Hinter dem Modus verbirgt sich die Form, die aus dem Objekt herausgezogen wird (Abbildungen 11.39 und 11.40), auch eine eigene Spline-Kurve ist hier erlaubt. Spiegeln Punkte und Flächen von Splines und Polygonen spiegeln Sie mit diesem Verformungs-Werkzeug. Im Attribute-Manager (Abbildung 11.41) definieren Sie neben Koordinatensystem und Spiegelebene auch, was mit den Punkten passieren soll, die durch die Spiegelung doppelt vorhanden sind. Das Spiegeln kann auch interaktiv mit der Maus geschehen. Wichtig ist dabei, dass Sie

Abbildung 11.41 Einstellungen Spiegeln-Werkzeug G

11.5 Mesh-Verformung | 137

Abbildung 11.42 Einstellungen Gleiten-Werkzeug G

sich, bevor Sie in die Arbeitsfläche klicken, zum horizontalen bzw. vertikalen Rand hin orientieren. Daran richtet sich nämlich die Spiegelachse aus, die Sie mit gedrückter Maustaste an der vorgesehenen Stelle platzieren. Sollten Sie aus Versehen eine falsche Spiegelachse erhalten, drücken Sie die [Esc]-Taste, und Sie haben den nächsten Versuch. Gleiten Mit dem Gleiten-Werkzeug (Abbildung 11.42) verschieben Sie selektierte Punkte und Kanten entlang ihrer zugehörigen Kanten. Das Verschieben eines Punkts funktioniert maximal bis zum nächstliegenden Punkt, Kanten dürfen bis zu den benachbarten Grenzpunkten verschoben werden.

Abbildung 11.43 Einstellungen Verschieben(entlang-Normalen-)Werkzeug G

Verschieben/Skalieren/Drehen (entlang/um Normalen) Diese Werkzeuge arbeiten im Prinzip so, wie Sie es vom normalen Verschieben, Skalieren und Rotieren gewohnt sind, nur eben mit dem Unterschied, dass die Modifikation sich an den Normalen der selektierten Polygone orientiert – womit sie sich für gekrümmte und schräge Flächen anbieten. Die Flächennormale erkennen Sie am Pfeil auf der Normalenseite, wenn diese Ansichtsoption im Menü Optionen der 3D-Ansicht erlaubt wurde. Wie gewohnt, können Sie, anstatt interaktiv in der 3D-Anischt zu arbeiten, die Parameter im Attribute-Manager (Abbildung 11.43) eintragen.

11.6

Abbildung 11.44 Menü Mesh • Spline G

138 | 11 Modelling-Werkzeuge

Spline-Werkzeuge

Im Menü Mesh • Spline (Abbildung 11.44) steht Ihnen ein eigenes Werkzeugpaket zur Bearbeitung von Spline-Pfaden zur Verfügung. Bei Bézier-Splines ist es möglich, die Interpolation und Tangentenführung manuell einzustellen. Mit den Funktionen zur harten und weichen Interpolation ändern Sie das Kurvenverhalten in den Punkten entsprechend um, die Tangentenlängen und deren Ausrichtung sind ebenso per Menübefehl anpassbar. Des Weiteren finden Sie in diesem Menü Befehle zum Verbinden und Trennen von Spline-Segmenten (nicht Splines!) und zur Veränderung der Reihenfolge der Spline-Punkte. Es folgen drei interaktive Werkzeuge: Beim Fasen ziehen Sie aus einem beliebigen Punkt eine gerundete oder auch lineare Fase (Abbildung 11.45), mit Umriss erzeugen erstellen Sie eine Linie, die sich mit einstellbarem Abstand entlang des aktiven

Splines legt, und mit Querschnitt wird aus einer Spline-Gruppe innerhalb der aktuellen Ansicht an einer beliebigen Stelle ein Querschnitt erzeugt. Wie bei Werkzeugen üblich, können Sie im Attribute-Manager die Parameter einstellen.

G Abbildung 11.45 Abrundung der Sternecken durch Fasen

Abbildung 11.46 Projektion eines Blume-Splines auf einen Zylinder

G

Der Befehl Aufreihen richtet alle zwischen zwei selektierten Punkten liegenden Spline-Punkte auf einer Linie aus. Sehr vielfältig verwendbar ist die Funktion Projizieren. Damit projizieren Sie einen Spline auf ein beliebiges Objekt und erhalten einen neuen Spline, der sich aus dem Schnitt des Splines mit der Objektoberfläche aufbaut (Abbildung 11.46). Auf diese Weise lassen sich sehr elegant Bewegungspfade oder auch Flanschverbindungen vorbereiten. Die Projektion geschieht punktweise – je mehr Punkte Sie dem Spline zuweisen, desto exakter das Ergebnis. Mit Runden werden die Punkte der Selektion mit einstellbarer Punktanzahl und Interpolation gerundet.

11.7

N-Gons, Normalen und Achsen

Das Menü Mesh (Abbildung 11.47) hält außerdem noch spezielle Werkzeuge für die Behandlung von N-Gons, Normalen und Achsen bereit. N-Gons Wie Sie wissen, werden N-Gons intern in Dreiecke bzw. Vierecke umgewandelt, diese Konvertierung können Sie über N-Gon Triangulation auch selbst anstoßen. Retrianguliere N-Gons stellt sicher, dass auch beim Verschieben von N-Gon-Punkten anhand des internen Triangulierers gearbeitet wird. Über N-Gons auf-

Abbildung 11.47 Menü Mesh • N-Gons G

11.7 N-Gons, Normalen und Achsen | 139

lösen können Sie manuell N-Gons in drei- bzw. vierseitige Polygone auflösen, um gegen spätere unliebsame Überraschungen gefeit zu sein. Normalen Sollten Sie feststellen, dass beispielsweise aus Punkten erzeugte Polygone fehlerhaft erscheinen, korrigieren Sie die Normalen über die Befehle Normalen ausrichten oder Normalen umdrehen. Außerdem finden Sie in diesem Untermenü Befehle zur gezielten Steuerung des Phong-Shadings an Objektbereichen. So könne Sie das Phong-Shading manuell unterbrechen, wiederherstellen oder auch unterbrochene Phong-Kanten selektieren.

Abbildung 11.48 Menü Mesh • Achse zentrieren G

Achse zentrieren Die Achse ist der wichtigste Bezugspunkt eines Objekts. Nicht nur bei der Positionierung, auch bei der Animation von Objekten ist es häufig nötig, die Objektachse zu verschieben. Sei es, um ein Scharnier oder eine Hebelei vernünftig rotieren zu lassen oder dem mühevoll ausgearbeiteten Modell eine vernünftige Positions- und Winkelbasis zu geben.

Abbildung 11.49 E Einstellungen des Achsezentrieren-Werkzeugs

Damit Sie für die Justierungen weder Experimente noch Rechenspiele anstellen müssen, besitzt Cinema 4D im Menü Mesh • Achse zentrieren alle nötigen Funktionen (Abbildung 11.48). Neben dem gleichnamigen Hauptwerkzeug finden Sie auch die Einzeloptionen separat im Menü, falls Sie den Umweg über den Dialog in Abbildung 11.49 nicht benötigen und die getätigten Parameter beibehalten wollen. Um die Objektgeometrie auf die ihr zugrunde liegende Achse auszumitteln, wählen Sie die Einstellung Objekt zu. Mit den anderen Optionen zentrieren Sie die Achse des bzw. der aktiven Objekte auf die Geometrie (Achse zu), in die Ansichtsmitte oder auch vom bzw. zum Überobjekt.

140 | 11 Modelling-Werkzeuge

Neben der Positionierung ist auch die Ausrichtung der Achsen an der Normalen, bestimmten selektierten Kanten oder der Achsenrichtung Welt möglich.

11.8

Objekte anordnen

Neben den bereits bekannten Standard-Bearbeitungswerkzeugen und Arbeitsmodi bietet das Menü Werkzeuge in seinem Untermenü Objekte anordnen (Abbildung 11.50) einige häufig benötigte Funktionen zur Platzierung von Objekten. Über Anordnen richten Sie eine Gruppe von Objekten (oder auch Splines) entlang eines beliebigen Splines aus. Objektorientiertes Ausrichten ist mit dem Befehl Zentrieren möglich. Duplizieren Sie ein Objekt, so können Sie vorab einstellen, wie viele Objekte wie oft und mit welchen Verschiebe- und Rotationsdaten am Ende vorliegen sollen. Die Funktion Übernehmen (Abbildung 11.51) macht sich – je nach Wahl – Position, Größe und Richtung eines anderen Objekts zu eigen. Auf diese Weise bringen Sie mehrere Objekte schnell auf eine korrekte gemeinsame Position. Zufall dagegen platziert, wie der Name schon vermuten lässt, eine Anzahl von selektierten Objekten auf Wunsch wie zufällig in die Szene.

Abbildung 11.50 Menü Werkzeuge • Objekte anordnen G

Abbildung 11.51 Funktion Übernehmen G

11.9

Isoline- und Deformed Editing

Isoline-Editing ist standardmäßig im Editor aktiv und erleichtert Ihnen das Arbeiten an Polygonen durch die korrekte Anzeige der im HyperNURBS-Käfig geglätteten, also gekrümmten Kanten bzw. Polygone. Um diese Anzeige- bzw. Bearbeitungsoption ab- bzw. anzuschalten, finden Sie im Menü Optionen der jeweiligen Ansicht den Eintrag Isolines. Außerdem gelangen Sie im gleichen Menü auch in die Ansichts-Voreinstellungen (Abbildung 11.52), wo Sie diese Voreinstellung ganz gezielt für Ihren Editor festlegen können. Die ungeglättete Version der Kanten des Würfels in Abbildung 11.53 ist dank sichtbarem HyperNURBS-Käfig nach wie vor gut erkennbar. Dank Isoline-Editing können Sie aber an den per HyperNURBS geglätteten Polygonen arbeiten und haben bereits während der Modellierarbeit die volle Kontrolle über das Endergebnis.

Abbildung 11.52 Ansichts-Voreinstellungen Isoline- und deformed Editing G

11.9 Isoline- und Deformed Editing | 141

Wenn Sie den in diesem Arbeitsstadium meistens überflüssigen und eher störenden HyperNURBS-Käfig ausblenden möchten (Abbildung 11.54), können Sie dies über das Menü Filter der Editor-Ansicht erreichen.

Abbildung 11.53 Isolines und sichtbarer HyperNURBS-Käfig G

Abbildung 11.54 Arbeiten nur mit aktiviertem Isoline-Editing

G

Nicht alle Werkzeuge arbeiten mit dem geglätteten Darstellungsmodus zusammen. In solch einem Fall schaltet Cinema 4D zur Darstellung das Isoline-Editing zwischenzeitlich ab. Waren es beim Isoline-Editing die geglätteten Polygone, sind es beim Deformed Editing die durch FFD, Bones, Biegen, Verdrehen etc. deformierten Polygone, die korrekt im Editor dargestellt werden (Abbildung 11.55). Um die Anzeige der deformierten Kanten und Polygone anzuschalten, rufen Sie die Ansichts-Voreinstellungen auf und aktivieren den Punkt Deformierte bearbeiten (Abbildung 11.52). Nun können Sie direkt an der deformierten Version des Objekts weiterarbeiten, ohne vom Ausgangszustand des Objekts gestört zu werden. Abbildung 11.55 E Arbeiten an deformierten Polygonen

142 | 11 Modelling-Werkzeuge

Ähnlich wie beim Isoline-Editing schaltet der Editor zeitweise das Deformed Editing ab, wenn ein Werkzeug nicht mit dem Darstellungsmodus klarkommt.

11.10 Messen & Konstruieren Dieses praktische Hilfsmittel soll Ihnen die Ermittlung und Erstellung von Abständen, Winkeln und Positionen zwischen und an Objekten im dreidimensionalen Raum, so gut es geht, erleichtern. Es befindet sich im Menü Werkzeuge. Sie können das Tool zum Messen und Abspeichern von Distanzen und Winkeln verwenden, seine volle Funktionalität entfaltet das Werkzeug Messen & Konstruieren aber erst mit der Möglichkeit zum interaktiven bzw. numerischen Verändern der an bzw. zwischen den bis zu drei unterschiedlichen Objekten liegenden Distanzen und Winkel (Abbildung 11.56). Auch das Speichern der ermittelten Daten für spätere Zwecke ist möglich. Abbildung 11.56 Werkzeug Messen & Konstruieren F

Die Arbeit mit dem Messen-Werkzeug ist anfangs etwas gewöhnungsbedürftig. Das bzw. die an der Messung beteiligten Objekte müssen im Objekt-Manager selektiert sein, sonst schnappen die Pfeilspitzen und -enden der Maßlinien nicht ein. Mit aktivem Werkzeug Messen & Konstruieren verschieben Sie nun entweder die sichtbare Standard-Maßlinie oder setzen die Distanz mit gleichzeitig gedrückter [ª]- und [Strg]/[ctrl]-Taste neu fest. Die an der Messung beteiligten Objekte, Distanzen und Winkel werden in die entsprechenden Felder des Attribute-Managers eingetragen.

11.10 Messen & Konstruieren | 143

Das Werkzeug Messen & Konstruieren hätte seinen Namen aber nicht verdient, wenn sich die Distanzen und Winkel nicht interaktiv verändern ließen. Sie können also von der Messung direkt zur Konstruktion übergehen. Dazu klicken Sie im Editor auf den gewünschten Anzeigewert und ziehen ihn mit der Maus entsprechend kleiner oder größer. Wenn Sie die Maßlinien weiterverwenden möchten, halten Sie die [ª]-Taste gedrückt, um die rote Pfeilspitze zu verschieben, bzw. die [Strg]/[ctrl]-Taste gedrückt, um die grüne Pfeilspitze zu versetzen. Abbildung 11.57 E Optionen Messen & Konstruieren im AttributeManager

Ein Klick auf den Button Objekt erstellen im Attribute-Manager (Abbildung 11.57) genügt, um die Messung in ein eigenes Objekt zu übertragen, das Sie im Objekt-Manager jederzeit aufrufen können. Über die Buttons Neue Messung bzw. Messung löschen erstellen bzw. löschen Sie die bis dahin im Menü Selektion zwischengespeicherten Messungen. Damit haben Sie die Messung stets parat, um deren Parameter zu prüfen und gegebenenfalls weiterzuverwenden.

144 | 11 Modelling-Werkzeuge

KAPITEL 12

12 Modelling-Objekte

Modelling-Objekte (Abbildungen 12.1 und 12.2) unterstützen Sie zum einen beim Modelling selbst, zum anderen aber auch beim Umgang mit modellierten Objekten. Wenn es um zeitraubende Tätigkeiten wie das Handling vieler Duplikate oder das Erstellen von symmetrischen Formen geht, kommen sie zum Einsatz.

12.1

Abbildung 12.1 Modelling-Objekte-Palette G

Array

Das Array-Objekt ersetzt das ihm untergeordnete Objekt durch generierte Duplikate und ordnet sie kreisförmig und von der Seite betrachtet wellenförmig mit einstellbarer Frequenz und Amplitude an. Das Besondere: Die Y-Position der einzelnen Array-Elemente – also die Welle – ist animiert. Abbildung 12.3 zeigt ein Array aus grünen Quadern in Aktion mit den Dialogeinstellungen aus Abbildung 12.4. Wie oft in der Sekunde jedes Objekt einen Wellendurchlauf vollführen soll, geben Sie im Feld Frequenz an. Die Amplitude definiert den maximalen Ausschlag (Y-Richtung), den die ArrayElemente über einen Durchlauf vollführen dürfen. Wie viele Wellenspitzen sich im Umlauf des Kreises befinden, lässt sich im Feld Kreis Frequenz angeben.

Abbildung 12.2 Modelling-Objekte-Menü G

Abbildung 12.3 Array F

12.1 Array | 145

Als Achsenmittelpunkt verwendet das Array-Objekt den Ursprungspunkt des untergeordneten Ausgangsobjekts. Die gesamten Animationseinstellungen (Frequenz und Amplitude) erfolgen über den Einstellungsdialog, die Animation läuft also zeitleistenunabhängig. Variationen und Feineinstellungen können Sie aber sehr einfach über die Parameterspur der Zeitleiste vornehmen.

12.2 Abbildung 12.4 Array-Objekt im Objekt-Manager und Einstellungsdialog G

Atom Array

Ein Atom-Array-Objekt reduziert das ihm untergeordnete Objekt auf seine Gitterstruktur. Eine Art Molekularstruktur entsteht (Abbildung 12.6). Die Unterteilungen und Segmente des Körpers dienen dabei als Kanten des Atom-Objekts und werden von Zylindern abgelöst, die Eckpunkte setzt das Array in Kugeln um. Die Stärke und Größe beider Elemente lassen sich im Dialog des Atom Arrays (Abbildung 12.5) angeben. Je mehr Unterteilungen oder auch Polygone ein Objekt besitzt, desto komplexer baut sich das Atom Array auf. Verändern Sie also die Unterobjekte des Arrays, um die Segmentierung der Objekte zu reduzieren. Die Unterteilungen im Array-Dialog beziehen sich nämlich auf die Render-Unterteilungen des Atom Arrays.

Abbildung 12.5 Atom-Array-Optionen G

Abbildung 12.6 Atom Array

E

Richtig bearbeitbar wird dieses Modelling-Objekt aber erst durch Aktivierung der Option Einzelne Elemente und anschließende Konvertierung des Atom Arrays in ein Grundobjekt (Taste (C)). Nach dieser Aktion liegt nämlich das komplette Gittermodell in parametrischen Einzelteilen aus Zylindern (Kanten) und Kugeln (Punkte) vor und lässt sich uneingeschränkt weiterbearbeiten und zum Beispiel mit unterschiedlichen Materialien versehen (Abbildung 12.7).

146 | 12 Modelling-Objekte

Der manuelle Aufbau einer komplexen Molekularstruktur mit all seinen Winkeln und Positionen ist mühselig und zeitraubend, hier bietet das Atom Array eine einfache und schnelle Lösung an.

12.3 Boole Boolesche Operationen sind klassische Modelling-Objekte. Die Ausgangsobjekte sind nachträglich und in Echtzeit manipulier- und austauschbar, was das Arbeiten sehr flexibel und die Animation logisch und überschaubar macht. Boolesche Schnitte sind scharfkantig, eine spätere Nachbearbeitung damit obligatorisch. Immerhin ist das Mesh nach einer Umwandlung in ein Polygon-Objekt relativ hochwertig und dank N-Gons auch gut zu handhaben. Zwei Objekte, die sich im Boole-Objekt befinden, werden den Einstellungen des Modelling-Objekts Boole gemäß (Abbildung 12.8) verarbeitet. Abbildung 12.9 zeigt alle vier Möglichkeiten, mit dem grauen Zylinder als Objekt A und dem blauen Würfel als Objekt B. Aus den Objekten können wahlweise eine Vereinigung (A plus B, 1), eine Subtraktion (A minus B, 2), eine Schnittmenge (A geschnitten B, 3) oder ein einfacher Schnitt (A ohne B, 4) entstehen. Die Schnittflächen der Körper behalten die ihnen zugewiesene Farbe. Cinema 4D greift zur Verrechnung der Objekte auf deren Oberflächen zurück. Die Oberflächenanteile, die vom KegelObjekt stammen, behalten deswegen ihr blaues Material. Sollten Sie Objekten vor der Booleschen Operation schon Materialien zugewiesen haben, müssen Sie das Material neu bzw. stattdessen dem Boole-Objekt zuweisen. 1

2

3

Mehrere Boole-Objekte dürfen selbstverständlich ineinander verschachtelt sein; und wollen Sie zum Beispiel mehrere Objekte von einem Ausgangsobjekt abziehen, gruppieren Sie die jeweiligen Objekte in ein Null-Objekt.

Abbildung 12.7 Konvertiertes Atom Array G

Abbildung 12.8 Boole-Optionen G

4

G Abbildung 12.9 Boolesche Operationen

12.3 Boole | 147

Zur Verwendung des hochwertigen, aber etwas langsameren Boole-Algorithmus aktivieren Sie Hohe Qualität in den Einstellungen des Boole-Objekts (Abbildung 12.8). Je höher die Objekte unterteilt sind, desto höher fällt generell auch die Qualität des Boole-Ergebnisses aus. Die Option Einzelnes Objekt erzeugen generiert eben dieses über den Befehl Aktiven Zustand in Objekt wandeln. Neue Kanten verstecken lässt die optisch etwas chaotisch wirkenden Dreieckskanten des Booles im Editor verschwinden. Wenn das Phong-Shading an den Schnittkanten unterbrochen werden soll, aktivieren Sie die gleichnamige Option. Um die Schnittkanten nach Anwendung des Booles weiterzubearbeiten, lassen Sie die Schnittkanten automatisch selektieren. Punkte optimieren fasst bei der Erzeugung eines einzelnen Objekts Punkte innerhalb einer Toleranzgrenze zu einem einzigen Punkt zusammen.

12.4 Splinemaske Mit der Splinemaske lassen sich Splines in Anlehnung an Pfadoperationen wie Illustrators Pathfinder über Boole-Funktionen vereinigen oder voneinander abziehen (Abbildung 12.10). Abbildung 12.10 E Boolesche Operationen mit Splines

Abbildung 12.11 Einstellungsdialog Splinemaske G

148 | 12 Modelling-Objekte

Die Bedienung gleicht dem kurz zuvor behandelten Boole-Objekt. Werfen Sie die an der Operation beteiligten Objekte als Unterobjekte in die Splinemaske, und stellen Sie in deren Einstellungsdialog (Abbildung 12.11) die gewünschte Boole-Funktion und Verschneidungsachse ein. Im Unterschied zum Boole-Objekt arbeitet die Splinemaske mit Spline-Objekten, deshalb ist es unabdingbar, dass sich die Spline-Objekte auf einer gemeinsamen Ebene befinden. Die

Option Deckflächen erzeugen generiert eine Polygonschicht innerhalb des von der Splinemaske erzeugten, geschlossenen Spline-Pfades.

12.5 Objekt verbinden Für das Duplizieren und Klonen von Objekten steht Ihnen eine Fülle von Werkzeugen zur Verfügung. Damit Sie die entstandene Objektvielzahl beim Texturieren oder Glätten per HyperNURBS gut im Griff behalten können, bietet Ihnen das Verbinden-Objekt die Möglichkeit, Original und Duplikate zu einem Objekt zusammenzufassen. Ordnen Sie dazu die Klon- bzw. Duplikatelemente dem Verbinden-Objekt unter. Klone aus MoGraph können Sie direkt zuweisen, die in der Basisversion entstandenen Duplikate gruppieren Sie zusammen mit dem Original vorher in ein Null-Objekt (Abbildung 12.12). Alternativ ziehen Sie die zu verbindende Objekthierarchie in das Feld Objekt des Einstellungsdialogs. Die Option Verschmelzen kümmert sich um das Zusammenlegen der in der vorgegebenen Toleranz befindlichen Punkte – egal, zu welchem Ausgangsobjekt diese ursprünglich gehörten. Unterschiedliche Objekte besitzen entsprechend unterschiedliche Phong-Einstellungen. Damit Cinema 4D weiß, welcher Glätten-Wert der Objekte für das neue Gesamtobjekt verwendet werden soll, geben Sie im Feld Phongmodus Ihre Präferenz an. In der Regel werden Sie über den manuellen Modus eine eigene Phongvorgabe treffen. Gleiches gilt für die verwendeten Texturen. Je nach Wunsch konserviert Cinema 4D die verwendeten Materialien oder überlässt Ihnen im weiteren Verlauf die Neuerstellung. Wenn der gemeinsame Mittelpunkt für die Positionierung der neuen Achse des Gesamtobjekts ermittelt und im Verbinden-Objekt verwendet werden soll, aktivieren Sie die dafür zuständige Option Achse zentrieren.

Abbildung 12.12 Einstellungsdialog Verbinden-Objekt G

H I N W EI S Verwechseln Sie das VerbindenObjekt nicht mit dem Verbinden-Befehl aus dem Menü Funktionen. Das VerbindenObjekt behandelt ausschließlich gruppierte Objekte.

12.6 Instanz Eine Instanz ist ein exaktes Abbild eines anderen, ihm als Referenz zugeordneten Objekts. Das Erstellen einer Instanz geschieht entweder über das Modelling-Objekt Instanz aus der zugehörigen Palette oder den Menübefehl oder auch bei Verwendung der Duplizieren-Funktion (Menü Werkzeuge • Objekte anordnen, Abbildung 12.13).

12.6 Instanz | 149

Abbildung 12.13 Instanzen beim Duplizieren G

Im Instanz-Dialog (Abbildung 12.14) des Instanz-Objekts ist lediglich vermerkt, welches Objekt als Bezugsobjekt dienen soll. Ein Instanz-Objekt besitzt im Prinzip keine eigene Geometrie; ändern Sie also das Referenz-Objekt ab, so wird diese Modifikation automatisch auf alle Abbilder (Instanzen) übertragen, die das gleiche Referenz-Objekt als Bezugsobjekt haben. Wenn Sie statt Instanzen eigenständige Objekte benötigen, wandeln Sie die Instanzen mit dem Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste [C]) um. Trotzdem beinhalten die Instanzen genug Eigenleben für individuelle Gestaltung. Positions-, Größen- und Rotationsänderungen am Referenz-Objekt berühren die Instanzen nämlich nicht. Alle anderen Eigenschaften wie Aussehen (Modellierung), Material etc. überschreiben, sobald sie definiert sind, die Eigenschaften des Instanz-Objekts. Sehen wir in Abbildung 12.15 ein Beispiel dazu an. ReferenzObjekt ist der graue Bär im hinteren rechten Bereich. Die anderen 24 Bären sind allesamt Instanzen des Referenz-Objekts. Sie besitzen unterschiedliche Positionen, Rotationen und Größen sowie verschiedene Materialeigenschaften. Wenn das ReferenzObjekt nun ein Material zugewiesen bekommt, übernehmen alle Instanzen diese Modifikation, auch wenn sie ein eigenes Material besitzen. Mit der Option Renderinstanzen können Sie die Arbeit im Editor und die für die Instanzen benötigte Render-Zeit beschleunigen. Mehr dazu später in Teil VI, »Rendering«.

Abbildung 12.14 Instanz-Option G

Abbildung 12.15 E Das Original (hinten rechts) und seine Instanzen

12.7 Metaballs Metaballs generieren eine Art Hülle, die sich über ihre Unterobjekte zieht. Theoretisch können Sie parametrische Objekte, Polygon-Objekte und sogar Splines als Unterobjekte dazu ver-

150 | 12 Modelling-Objekte

wenden. Jeden Spline- bzw. Polygon-Punkt interpretiert das Metaball-Objekt dabei allerdings als einzelne Kugel. Mit Klick auf das Metaball-Symbol im Objekt-Manager lassen sich die zugehörigen Optionen (Abbildung 12.16) einstellen. Der Wert Hülle gibt an, mit welcher Genauigkeit die Hülle über die einzelnen Metaball-Objekte gestülpt wird. Die Render- und die Editor-Unterteilung kümmern sich um die Darstellung bzw. Glättung der Objekte. Da dies massiven Einfluss auf die Performance Ihres Rechners ausübt, versuchen Sie, die Editor-Unterteilung nicht zu fein anzusetzen. Natürlich sollten beide Werte auch nicht allzu weit auseinanderliegen, sonst differieren Arbeitsobjekt und Ergebnis zu sehr. Die Option Exponentielle Abnahme bezieht sich auf die Hülle, die dadurch zwischen den Punkten etwas enger anliegt und ein organischeres Aussehen annimmt.

Abbildung 12.16 Einstellungen Metaball-Objekt G

Positive und negative Einflüsse Alle Elemente, die sich als Unterobjekte im Metaball-Objekt befinden, üben zunächst grundsätzlich positiven Einfluss aufeinander aus. Je näher Objekte zusammenliegen, desto mehr verschmelzen sie zu einem Ganzen (Abbildung 12.17).

Abbildung 12.17 Metaball-Objekte mit positivem Einfluss

G

Abbildung 12.18 Metaball-Objekte mit negativem Einfluss G

Eine weitere Steuerungsmöglichkeit der Metaball-Objekte liegt im Variieren der Objektgröße. Je größer das Unterobjekt ist, desto mehr nimmt es auch Einfluss auf das spätere Aussehen des gesamten Metaball-Objekts. Neben der positiven Anziehung von Metaball-Elementen gibt es auch eine negative Anziehung, eine Abstoßung von Objekten. Abbildung 12.18 zeigt ein blaues Gummibärchen, dessen Waschbrettbauch mit roten, negativen Unterelementen geformt wird.

12.7 Metaballs | 151

Cinema 4D stellt in der Editor-Ansicht leider nur die Objekte mit positivem Einfluss dar, deswegen sind in Abbildung 12.18 zur Orientierung zusätzlich rote Kopien der eigentlich unsichtbaren Kugel-Objekte zu sehen. Auch hier gilt wieder: Je näher und größer die Elemente sind, desto mehr Einfluss haben sie auch im Metaball-Objekt.

Abbildung 12.19 Metaball-Tag-Optionen G

Metaball-Tags Um den Objekten einen negativen Einfluss zu verleihen und um die Einzelelemente noch genauer kontrollieren zu können, benötigen Sie ein Metaball-Tag. Metaball-Tags erstellen Sie über den Objekt-Manager im Menü Tags • Cinema 4D Tags • Metaball oder auch über das Kontextmenü per rechter Maustaste. Diese Tags weisen Sie den Unterobjekten des Metaball-Objekts zu und stellen für jedes Element die nötigen Parameter ein (Abbildung 12.19). Außer einem Feld zur Aktivierung von Negativer Einfluss befinden sich im Tag-Einstellungsdialog zwei Felder zur Festlegung der Stärke und des Radius, mit denen das Objekt auf die Hülle wirken soll. Wie alle anderen Tags lassen sich auch die Metaball-Tags mit gedrückter [Strg]/[ctrl]-Taste auf andere Objekte kopieren. Mit Metaballs modellieren Natürlich können Metaballs auch zum Modellieren verwendet werden. Als potenzielle Modelle eignen sich in erster Linie klebrige oder gar flüssige Objekte, ballonartige Gebilde und allgemein Körper ohne echte Kanten, die ein rundes, blasenförmiges Aussehen haben dürfen oder gar müssen (Abbildung 12.20). Vor zu großem Eifer sei allerdings gewarnt, denn die Anzahl der Unterobjekte steigt sehr schnell in Dimensionen, die dann anschließend nur noch sehr schwer zu verwalten und zu kontrollieren sind.

Abbildung 12.20 E Metaball-Modelle aus Splines

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Ein Beispielmodell, für dessen Erstellung Metaballs geradezu prädestiniert sind und das auch in diesem Buch schon zum Klassiker geworden ist, zeigt Abbildung 12.18. In der linken Hälfte sind die Metaball-Unterobjekte sichtbar, aus denen sich das Gummibärchen zusammensetzt. Der Rücken des Bärs besteht aus einem geschlossenen, ausgearbeiteten Spline. Mit diesen Meta-Splines ließ sich die Grundform des Körpers sehr schön vorbereiten, bevor dann mit entsprechend platzierten Metaball-Kugeln Gesicht, Bauch und Extremitäten modelliert wurden. Rot (und im Editor normalerweise nicht zu sehen) sind die Kugeln mit negativem Einfluss zur Formung des Bauchs eingefärbt. Mit Metaballs animieren Hier liegt das eindeutig häufigste Einsatzgebiet für Metaballs. Die Animation von Flüssigkeiten lässt sich mit den Metaballs in Verbindung mit den Partikelsystemen, egal, ob Sie auf das Standardsystem von Cinema 4D oder die Thinking Particles setzen, sehr überzeugend lösen.

12.8 Symmetrie Das Symmetrie-Objekt spiegelt die ihm untergeordneten Polygon- und Spline-Objekte an der in seinem Einstellungsdialog festgelegten Spiegelachse. Es bewahrt Sie davor, symmetrische Modelling-Aufgaben wie Menschen, Tiere, Autos etc. für jede Seite doppelt machen zu müssen. Ordnen Sie das zu spiegelnde Objekt dem SymmetrieObjekt zu, wählen Sie die richtige Spiegelebene aus (Abbildung 12.21), und löschen Sie die nun überflüssigen Polygone auf der Spiegelseite (Abbildung 12.22). Abbildung 12.21 Einstellungsdialog Symmetrie-Objekt G

Abbildung 12.22 Gespiegelte Polygon-Geometrie F

12.8 Symmetrie | 153

Wichtig ist, den richtigen Zeitpunkt für den Einsatz des Symmetrie-Objekts abzupassen. Abbildung 12.22 zeigt die von links nach rechts gespiegelte Polygongeometrie. Wenn Sie noch viel entlang der zukünftigen Spiegelachse modellieren müssen, weil Sie beispielsweise noch mit dem Rumpf eines Lebewesens beschäftigt sind, führt die Spiegelung vermutlich nur zu Irritationen. Warten Sie in diesem Fall sicherheitshalber lieber so lange, bis Sie mit der Ausarbeitung der Extremitäten anfangen können. Sie sollten allerdings auch nicht zu spät auf das SymmetrieObjekt zurückgreifen, sonst bekommen Sie unter Umständen Probleme beim Löschen der richtigen Spiegelpunkte. Achten Sie darauf, dass sich die Schnittpunkte für die Symmetrie auf der Spiegelungsachse befinden. Dann kann auch beim späteren Verschmelzen der Objektpunkte an der Spiegelkante nichts mehr schiefgehen. Sie aktivieren diese Option im Feld Punkte verschmelzen des Einstellungsdialogs, wo Sie auch eine Verschmelztoleranz für eventuell etwas aus der Reihe geratene Punkte definieren können. Die Spiegelungsmöglichkeiten des Symmetrie-Objekts beschränken sich auf Polygon-Objekte und Splines. Dafür können Sie mehrere Objekte gleichzeitig symmetrisch spiegeln lassen, wenn Sie diese zu einer Objektgruppe in einem Null-Objekt zusammenfassen. Mit dem Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) lösen Sie die komplette Symmetrie in ein Polygonobjekt auf. Diesen Schritt machen Sie aber wirklich erst dann, wenn Sie mit den symmetrischen Arbeiten an Ihrem Modell fertig sind und mit dem (meist) asymmetrischen Feintuning des Modells fortfahren wollen.

12.9 Arbeitsebene

Abbildung 12.23 Einstellungsdialog ArbeitsebeneObjekt G

154 | 12 Modelling-Objekte

Die Arbeitsebene ist eine flexible Hilfsebene, um Objekte unabhängig von der Welt-Rasterebene beliebig im Raum zu positionieren. Der Vorteil der Arbeitsebene liegt auf der Hand: Als normales Objekt kann sie verschoben, skaliert, gedreht und bei Bedarf ein- bzw. ausgeblendet werden. Sobald eine Arbeitsebene vorhanden und nicht ausgeschaltet ist, überdeckt sie das normalerweise im Editor sichtbare WeltRaster. In der rechten Hälfte in Abbildung 12.24 ist die schräge Arbeitsebene mit bereits platzierten Objekten sichtbar, die linke Hälfte zeigt, dass nicht die Kamera schief, sondern die Objekte schräg über dem Boden stehen.

Die Optionen für die Arbeitsebene (Abbildung 12.23) zeigen sich wie üblich nach Klick auf das Symbol im Attribute-Manager. Neben der Ebenenausrichtung können Sie auch Rasterweite und die Anzahl der Linien festlegen. Diese Parameter berücksichtigt Cinema 4D dann bei aktiviertem Snapping. Abbildung 12.24 Arbeitsebene mit platzierten Objekten F

Bei den Snap-Einstellungen (Abbildung 12.25) können Sie das Snapping dann für die Arbeitsebene geltend machen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, mehrere Arbeitsebenen zu benutzen. Aktiv ist immer die im Objekt-Manager oberste sichtbare Arbeitsebene.

Abbildung 12.25 Snap-Einstellungen für die Arbeitsebene G

12.10 Null-Objekt Das Null-Objekt ist aus dem Arbeitsalltag mit Cinema 4D nicht wegzudenken. Sorgt es im einen Fall durch die Gruppierung von Objekten für Übersicht, verleiht es im nächsten Fall einem Objekt eine zusätzliche Achse, um dann wiederum einem anderen Objekt wie einer Lichtquelle zu einer eigenen Geometrie zu verhelfen oder als Zielobjekt zu fungieren. Ein Null-Objekt entsteht zum einen durch das direkte Erstellen im Menü Erzeugen • Objekt, zum anderen beim Gruppieren von Objekten im Objekt-Manager ((Alt) bzw. (±)+(G)) oder auch bei der Anwendung spezieller Modelling-Funktionen wie Verbinden oder Duplizieren. Zum Auflösen einer solchen Objektgruppe verwenden Sie am schnellsten den Kurzbefehl (ª)+(G). Null-Objekte besitzen eigentlich nichts außer einer Objektachse, und eben diese kann sich unter Umständen als echter Lebensretter erweisen. Ein Paradebeispiel ist das Problem, ein

12.10 Null-Objekt | 155

Abbildung 12.26 Einstellungsdialog Null-Objekt G

156 | 12 Modelling-Objekte

im 3D-Raum quer liegendes Objekt rotieren zu lassen. Mit dem Null-Objekt haben Sie eine eigene neue Achse für das untergeordnete Zielobjekt zur Verfügung, an der Sie die gewünschte Rotation übersichtlich vornehmen können, ohne sich mit abstrakten Winkelgesetzen herumschlagen zu müssen. In Cinema 4D kann diese bei der Animation oft benötigte Problemstellung von der Funktion Transformationen einfrieren aus dem Menü Funktionen übernommen werden. Mehr dazu in Teil V, »Animation«. Sehr beliebt ist das Null-Objekt außerdem als Zielobjekt für Kameras und bei der Animation für JointHierarchien. Damit die oft gebrauchten Null-Objekte im Editor besser zu erkennen und zu bearbeiten sind, können sie über ihren Einstellungsdialog (Abbildung 12.26) in ihrem Aussehen individuell angepasst werden. Speziell bei der Verwendung als Ziel werden Sie diese Auszeichnungsmöglichkeit zu schätzen lernen. Außer der Objektfarbe in den Basis-Eigenschaften lässt sich für das Null-Objekt eine spezielle Form im Feld Darstellung auswählen, deren Radius und Seitenverhältnis sich ebenfalls bestimmen lassen. Wenn das Null-Objekt ein rein funktionaler Bestandteil der Szene ist und im Editor nur stören würde, können Sie die Darstellung des Null-Objekts über dieses Menü auch einfach ausschalten. Im Feld Ausrichtung legen Sie fest, ob sich die Null-ObjektForm stets in Richtung der Kamera oder in einer der Achsenrichtungen zeigt.

KAPITEL 13

13

Deformationsobjekte

Deformationsobjekte dienen natürlich in unterschiedlicher Weise zur Verformung von Objekten. Zum Modellieren werden Deformatoren ebenfalls genutzt, und auch für Animationen, da sich die Parameter der Deformationsobjekte leicht animieren lassen. Abbildung 13.1 Deformationsobjekte-Palette F

Alle Objekte, die sich der Verformung widmen, sind in der Deformatoren-Palette (Abbildung 13.1) bzw. im Menü Erzeugen • Deformer (Abbildung 13.2) untergebracht. Da wir uns im Buchteil »Modelling« befinden, interessieren uns hier die Deformationsobjekte, die uns beim Modelling helfen. Die eher für die Animation gedachten Deformer behandeln wir in Kapitel 30, »Character-Animation«. Deformationsobjekte werden den Objekten, die sie verformen sollen, wahlweise untergeordnet oder mit ihnen zusammen in ein Null-Objekt gruppiert. Um die Verformung aufzuheben, müssen Sie nur den Deformer über den Objekt-Manager deaktivieren oder aus dem Überobjekt herausnehmen. Selbstverständlich können auch mehrere Deformationsobjekte auf ein Ausgangsobjekt angewendet werden; dabei entscheidet die Reihenfolge der Deformatoren im Objekt-Manager über die Abarbeitung (von oben nach unten) der Verformung. Wenn Sie das verformte Objekt als Einzelobjekt zur Weiterbearbeitung verwenden möchten, können Sie über den Befehl Mesh • Konvertieren • Aktuellen Zustand in Objekt wandeln ein neues Objekt aus dem verformten Zustand erstellen. Der Befehl Grundobjekt konvertieren bewirkt in diesem Fall nur die Umwandlung in ein Polygon-Objekt.

Abbildung 13.2 Menü Erzeugen • Deformer G

13 Deformationsobjekte | 157

Damit die Verformung wunschgemäß stattfinden kann, sollten Sie die Objekte zuvor vorbereiten. Dazu gehört eine ausreichende Unterteilung, die Sie bei den parametrischen Objekten in den Feldern Segmente definieren. Eine Verformung funktioniert nur dann zufriedenstellend, wenn genügend Unterteilungen für die verformte Geometrie vorhanden sind. Auch bei den Deformatoren können Sie ein wenig Vorarbeit leisten. Überprüfen Sie zunächst, ob die Richtung der Verformung in Ordnung ist und ob der Deformationskäfig in Größe und Position zum Ausgangsobjekt passt. Abbildung 13.3 Deformationsobjekte im Objekt-Manager G

13.1

Geometrische Deformatoren

Zu den geometrischen Deformatoren greifen Sie, wenn Sie Objekte biegen, verdrehen, ausbeulen, scheren, stauchen, kugelförmig deformieren oder wickeln möchten.

Abbildung 13.4 Die Deformatoren Biegen, Bulge, Scheren, Kugel, Stauchen und Verdrehen

G

Abbildung 13.5 Einstellungsdialog Biege-Objekt G

158 | 13 Deformationsobjekte

Der Einflussbereich der Deformatoren ist durch den lila Käfig gekennzeichnet (Abbildung 13.4). Ein orangefarbiger Greifer erlaubt Ihnen, die Deformation interaktiv vorzunehmen. In der Abbildung sind alle sechs Deformationsobjekte aufgereiht. Im Attribute-Manager haben Sie alle Einstellungsmöglichkeiten einer gewählten Deformation parat (Abbildungen 13.5 und 13.6). Über die Größenangabe definieren Sie den Käfig (lila Umrandung) und gleichzeitig den Einflussbereich des Deformationsobjekts. Der Modus gibt an, ob sich die Deformation streng an die Ausmaße der Box halten soll (Innerhalb Box), was in den meisten Fällen zu harten Abrissen führt, ob das Objekt außerhalb der Box undeformiert weitergeführt wird (Begrenzt) oder ob sich das komplette Objekt deformiert (Unbegrenzt). Die weiteren Parameter kümmern sich um die Verformung selbst und sind von der Art des Objekts abhängig.

Sowohl die Parameter des Einstellungdialogs als auch der Verformung lassen sich über die Parameterspur in der Zeitleiste, interaktiv über die orangefarbigen Anfasser und den Aufnahmeknopf oder am bequemsten über die Funktionalität des AttributeManagers animieren.

Abbildung 13.6 Einstellungsdialog Scher-Objekt G

Abbildung 13.7 Wickeln-Deformator F

Mit dem Wickeln-Deformator wickeln Sie das Überobjekt wahlweise zylinder- oder kugelförmig auf einen in den Ausmaßen und im Radius definierbaren Körper (Abbildung 13.7). Bei dieser Verformungsart ist es besonders wichtig, dass Deformations- und Ausgangsobjekt aufeinander abgestimmt sind. Länge und Breite geben an, ob die Wicklung des Ausgangsobjekts komplett oder nur zum Teil um das Deformationsobjekt geschieht (Abbildung 13.8). Über Verschiebung kann eine spiralförmige Wicklung und über Z skalieren und Spannung eine Biegung erreicht werden. Achten Sie darauf, wie viele Unterteilungen das zu wickelnde Objekt besitzt. Sollte es zu Glättungsproblemen kommen, erhöhen Sie die Anzahl der Unterteilungen nach Bedarf.

13.2 Splinebasierte Deformatoren Abbildung 13.8 Einstellungsdialog Wickeln-Objekt G

Spline- und Spline-Rail-Deformatoren verformen die ihnen zugewiesenen Objekte anhand von Spline-Kurven, während der Spline-Wickler sein Überobjekt entlang einer Spline-Kurve abwickelt. Spline-Deformer Ausgangspunkt bei der Deformation mit dem Spline-Deformer ist ein Original-Spline, der mit dem zu verformenden Objekt in Beziehung steht. In Abbildung 13.9 zieht sich dieser OriginalSpline gerade durch ein Kapsel-Objekt.

13.2 Splinebasierte Deformatoren | 159

Um aus Polygon-Objekten zu einem adäquaten Spline-Pfad zu gelangen, können Sie die entsprechenden Polygon-Kanten im Kanten-bearbeiten-Modus auswählen und anschließend über den Befehl Mesh • Befehle • Kanten-Selektion zu Spline in eine Spline-Kurve konvertieren. Abbildung 13.9 E Verformung mit dem Spline-Deformer

Abbildung 13.10 Einstellungsdialog Spline-Deformer G

Abbildung 13.11 Einstellungsdialog Spline-Rail-Deformer G

160 | 13 Deformationsobjekte

Der Ausgangs-Spline entstand aus einer Kopie des Ziel-Splines, eines wellenförmigen Formel-Splines. Der Befehl Punktwert setzen aus dem Menü Mesh • Befehle brachte die Spline-Punkte in Y-Richtung auf die Position 0. Im Attribute-Manager finden Sie wie gewohnt die Einstellungen für die Deformation (Abbildung 13.10). Per Drag & Drop oder über den Auswahlvorgang-Button lassen sich die Original- und Ziel-Splines bequem festlegen. Radius gibt den Wirkungsradius der Verformung an. Alle Punkte innerhalb dieses Bereiches nehmen an der Verformung teil. Wenn mit dieser Einstellung noch kleine Schönheitsfehler auftreten, lässt sich die Deformation über Volle Polygone zusätzlich auf die Polygone als Ganze ausgeweiten. In unserem Beispiel entstand der Ziel-Spline aus dem OriginalSpline. Ist dies einmal nicht der Fall oder besitzen Original- und Ziel-Spline nicht die gleiche Anzahl an Punkten, hilft die Option Länge auswerten. Dabei gleicht der Deformer bei beiden Spline-Kurven die fehlenden Spline-Punkte gleichmäßig über die Gesamtlänge aus. Mit dem Form-Graphen, der in aufgeklapptem Zustand noch einen Rundungs-Schieberegler und das Feld Punktezahl bietet, können Sie die Verformung sauber und weich austarieren. Spline-Rail-Deformer Der Spline-Rail-Deformer passt ein Objekt horizontal und vertikal an bis zu vier Begrenzungspfade an. Er bietet sich beispielsweise an, um Objekte in eine bestimmte Form oder (bei der Ani-

mation) durch eine Form zu zwängen (Trichter, Walzen etc.). Das Objekt in Abbildung 13.12 ist eigentlich ein Würfel, der in die vier umliegenden Spline-Pfade hineinverformt wird. Der Spline-RailDeformer passt das Überobjekt, so gut es geht, in die gewünschte Form ein. Die Z-Splines orientieren Sie möglichst parallel zur Z-Achse, die X-Splines folgerichtig parallel zur X-Achse. Die Spline-RailVerformung wirkt standardmäßig in Richtung des Spline-Rail-Objekts. Ein beliebiges Objekt als Referenz ändert auf Wunsch die Ausrichtung der Deformation.

Abbildung 13.12 Mit dem Spline-Rail-Deformer verformter Würfel

G

G Abbildung 13.13 Mit dem Spline-Wickler verformtes Kapsel-Objekt

Über die Parameter Modus und Grösse (Abbildung 13.11) definieren Sie eine Box mit dem Wirkungsbereich der Verformung. Bei unbegrenzter Wirkung lässt sich für Beginn und Ende der Verformung eine Skalierung vornehmen. Spline-Wickler Der Spline-Wickler deformiert Objekte entlang eines ihm vorgegebenen Spline-Objekts (Abbildung 13.13), in dem er das Objekt über den Spline-Pfad abwickelt. Dazu wird der Spline-Wickler dem zu wickelnden Objekt, wie bei einem Deformationsobjekt üblich, untergeordnet. Wichtig ist, dass dieses Objekt ausreichend Unterteilungen bzw. Segmente besitzt, sonst fällt die Wicklung nicht nur kantig, sondern kaum als solche erkennbar aus. Im Einstellungsdialog des Spline-Wicklers (Abbildung 13.14) legen Sie neben dem gewünschten Spline-Pfad für die Verformung die Achse, Stärke und den Verlauf der Verformung fest. Auch die Größe und Drehung über den Deformationsverlauf der Spline-Wicklung lassen sich über Kurvendiagramme exakt steuern.

Abbildung 13.14 Einstellungsdialog Spline-Wickler G

13.2 Splinebasierte Deformatoren | 161

13.3 Gitter- und objektbasierte Deformatoren Als Gitter- bzw. objektbasierte Deformatoren fasse ich alle Deformationsobjekte zusammen, die im weitesten Sinne ein definierbares Raster bzw. Gitternetz oder auch ein stellvertretendes Polygonmesh verwenden, um die Deformation auf den Objekten vorzunehmen. Displace-Objekt Displacement erzeugen Sie für gewöhnlich über eine Textur bzw. einen Shader im Displacement-Kanal eines Materials. Der entscheidende Nachteil dieser Methode ist, dass Sie erst beim Rendering beurteilen können, wie die Oberfläche des Objekts dadurch verformt wird. Das Displace-Objekt arbeitet dagegen als Deformationsobjekt (Abbildung 13.15) und zeigt Ihnen die Verformung über den eingestellten Shader bereits im Editor an (Abbildung 13.16). Wie Sie in der Abbildung erkennen, ist die Deformation nicht nur im Editor sichtbar, sondern auch geometrisch verwendbar, die testweise auf dem Objekt positionierten Klone passen sich dem verformten Trägerobjekt an.

Abbildung 13.15 Einstellungsdialog Displace-Objekt G

Abbildung 13.16 E Echtes geometrisches Displacement mit dem Displace-Objekt

Wenn das Displace-Objekt statt den in den Objekt- bzw. ShadingFeldern eingetragenen Parametern lieber ein mit DisplacementKanal ausgestattetes Material verwenden soll, aktivieren Sie die Option Emulation. FFD-Deformer Das Frei-Form-Deformationsobjekt (FFD) bietet aufgrund seines würfel- bzw. quaderförmigen Punktekäfigs besonders bei ähnlich

162 | 13 Deformationsobjekte

geformten Objekten sehr gute Deformationsmöglichkeiten. Die Größe des FFD-Käfigs und die Anzahl der zugehörigen Gitterpunkte für die drei Koordinatenrichtungen sind im Einstellungsdialog des FFD-Objekts (Abbildung 13.17) festzulegen. Dabei ist etwas Vorsicht angebracht: Ändern Sie die Punktanzahl des FFD-Käfigs nachträglich, müssen Sie den Käfig unter Umständen von Neuem konstruieren. Entscheiden Sie also am besten vorher, wie viele Gitterpunkte Sie für die gewünschte Deformation benötigen – allzu viele sollten es allerdings nicht sein, da mit steigender Anzahl der Punkte auch die Komplexität des Objekts zunimmt, Sie kennen das vom Polygon-Modelling. Abbildung 13.17 Einstellungsdialog FFD-Objekt G

Abbildung 13.18 Ein FFD-Deformator verformt eine Gitterstruktur. F

FFDs dienen bei der Animation in der Regel als Ausgangs- bzw. Target-Objekte, zwischen denen per Morphing eine animierte Verformung stattfindet. Als Ausgangsbasis für die Target-Objekte dient logischerweise stets der unverformte FFD-Käfig, den Sie auch genauso jungfräulich als Unterobjekt definieren. Sie können beliebig viele FFD-Käfige erstellen und beispielsweise über die Morph-Spur animieren. Im Prinzip sind Ihrer Kreativität keine Grenzen gesetzt. Abbildung 13.18 zeigt, wie Sie einen FFD-Deformer zur Verformung einer Gitterstruktur verwenden können.

13.4 Kontroll-Deformatoren Zu den Kontroll-Deformatoren zähle ich die Deformationsobjekte, mit denen Sie Verbesserungen und Korrekturen an den Ausgangsobjekten vornehmen. Das dürfen bereits über einen Deformer verformte Objekte sein, aber auch Kontroll-Deformer können, wenn Sie eine Oberfläche nachträglich glätten oder die Polygonzahl nachjustieren möchten, weiterhelfen.

13.4 Kontroll-Deformatoren | 163

Korrektur-Deformer Hier ist der Name Programm. Der Korrektur-Deformer ist in erster Linie dazu da, die von einem anderen Deformationsobjekt generierten Objektinformationen als Geometrie zur Verfügung zu stellen. Abbildung 13.19 E Zugriff auf die Geometrie eines parametrischen Objekts

Abbildung 13.20 Einstellungsdialog Korrektur-Deformer G

Den Korrektur-Deformer können Sie aber auch dazu verwenden, um parametrische Objekte, wie beispielsweise die per SplineWickler verformte Kapsel, nachzubearbeiten (Abbildung 13.19). Diese Funktion löst zwar keine Modelling-Revolution in Cinema 4D aus, kann aber für viele Modelling-Nacharbeiten, insbesondere bei NURBS-Objekten, sehr praktisch sein. Der Einstellungsdialog des Korrektur-Deformers (Abbildung 13.20) geriet relativ übersichtlich. Über die Mapping-Optionen legen Sie fest, wie die korrigierte Deformation der Punkte übertragen wird. Komplexe Geometrie und Deformation benötigt meist UV-Mapping, während einfachere Änderungen auch mit den Mappings Nächster bzw. der Normalen-Projektion auskommen. Um dem Korrektur-Deformer mitzuteilen, dass sich die Basis-Deformation zwischenzeitlich geändert hat, klicken Sie auf Aktualisieren. Über die Option Verriegeln sichern Sie die erstellte Korrektur vor unerwünschter Bearbeitung. Skalieren übernimmt automatisch die proportionale Skalierung von Größenänderungen beim Ausgangsobjekt. Glätten-Deformer Vergleichsweise unspektakulär arbeitet der Glätten-Deformer. Aber auch er bringt viele Möglichkeiten mit sich, die sich erst auf den zweiten Blick erschliessen. Dass der Glätten-Deformer ein Polygonmesh (Abbildung 13.21) oder eine heikle Objektgeometrie problemlos glattbügeln kann (Abbildung 13.22), erschließt sich bereits aus seinem Namen.

164 | 13 Deformationsobjekte

Gleichzeitig stellt der Glätten-Deformer aber auch eine praktische Modellierhilfe insbesondere bei elastischen Materialien wie Stoffen bereit.

Abbildung 13.21 Ungeglättetes Polygonmesh

G

Abbildung 13.22 Mit dem Glätten-Deformer geglättetes Mesh G

Dazu setzen Sie im Einstellungsdialog des Deformers (Abbildung 13.23) den Typ wahlweise auf Entspannen oder Dehnen. Beim Entspannen verhält sich die Objektgeometrie stoffähnlich, beim Verschieben von Punkten werden die umliegenden Punkte also mitverschoben. Ähnlich arbeitet der Modus Dehnen, hier bleibt aber das Volumen des Stoffs erhalten. Wie stark die Glättung vorgenommen wird, regulieren Sie über den Parameter Iterationen. Die Steife der Objektgeometrie können Sie als Parameter, aber auch über eine eigene Map individuell festlegen. Polygonreduktion Ein Objekt aus vielen Polygonen besticht zwar durch seine komplexe und filigrane Gestalt, belastet aber den Rechner durch hohe Datenmengen und langsame Darstellungs- und RenderGeschwindigkeit. Vielleicht haben Sie ein 3D-Modell aus einem anderen Programm importiert oder auch eine Szene gebaut, in der sich viele Objekte mit zu hoher Polygonzahl befinden? Das Polygonreduktion-Objekt bietet eine bequeme Lösung, um den Datenballast loszuwerden. Das Polygonnetz (Mesh) wird bei der Polygonreduktion in dreiseitige Polygone umgewandelt, anschließend auf Überlappungen untersucht und optimiert. Die Polygonanzahl steigt also zunächst einmal an, da jedes vierseitige Polygon in zwei dreiseitigen Polygonen aufgeht. Dieser interne Bearbeitungsschritt lässt dann aber anschließend eine bessere Reduzierung zu.

Abbildung 13.23 Einstellungsdialog Glätten-Deformer G

13.4 Kontroll-Deformatoren | 165

Die Genauigkeit der Optimierungsüberprüfung geben Sie im Einstellungsdialog des Polygonreduktions-Objekts (Abbildung 13.24) mit dem Mesh-Qualitätsfaktor an – je höher der Wert, desto genauer verläuft die Prüfung. Coplanare Optimierung beschleunigt die Optimierung von Objekten mit vielen gleich gerichteten Polygonen. Die Optionen Polygonqualität sicherstellen und Grenzkanten-Erhaltung wirken sich zusätzlich auf die Qualität des Polygonnetzes aus. Den Idealfall, dass keine qualitativen Verluste bei der Reduktion hinzunehmen sind, gibt es in den seltensten Fällen. Oft fallen diese Verluste aber gar nicht auf oder werden zugunsten besserer Performance akzeptiert.

Abbildung 13.24 Einstellungsdialog Polygonreduktion-Objekt G

TIP P Sie müssen das Polygonreduktion-Objekt mitsamt dem zu reduzierenden Polygon-Objekt nicht unbedingt umwandeln, um die resultierende Polygonanzahl zu erfahren. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Polygon-Objekt, und wählen Sie im Kontextmenü die Objekt-Information aus. Dort erfahren Sie schon frühzeitig in Klammern, wie sich die Reduktion auf die Polygonanzahl niederschlägt.

166 | 13 Deformationsobjekte

Abbildung 13.25 Original-Objekt mit 7.200 triangulierten Polygonen (links), sowie 50%iger (Mitte) und 70%iger Reduktion (rechts) G

Nehmen wir uns als Beispiel für eine Polygonreduktion eine Polygonkugel vor, deren Polygone über einen Matrix-Extrude-Vorgang mehrmals beliebig nach außen extrudiert, rotiert und verschoben wurden (Abbildung 13.25). Die 50%ige Reduktion der Kugel in der Mitte sieht qualitativ noch recht gut aus. Lediglich die feinen Spitzen der Kugel wurden etwas in Mitleidenschaft gezogen. Die rechte Kugel hat nach 70%iger Reduzierung stark an Größe eingebüßt, vormals in alle Richtungen stehende Arme sind auf einfache Extrusionen vermindert. Ein Patentrezept für die richtige Reduktionszahl gibt es freilich nicht. Manche Objekte lassen eine starke Reduzierung, andere wiederum nur eine geringe Reduzierung zu. Wie jedes andere Deformationsobjekt kann auch die Polygonreduktion durch Herausnehmen des Deformators aus der Objekthierarchie zurückgenommen werden. Wenn Sie Polygon-

Objekt und Deformator in ein einzelnes Polygon-Objekt umwandeln möchten, verwenden Sie den Befehl Aktuellen Zustand in Objekt wandeln aus dem Menü Mesh • Konvertieren.

13.5 Effekt-Deformatoren Als Effekt-Deformatoren stelle ich Ihnen die Deformationsobjekte vor, die es erlauben, Objekte explodieren, zersplittern, schmelzen, im Wind flattern und per Formel verformen zu lassen. In Abbildung 13.26 sind die fünf Effekte zusammengestellt. Die Deformatoren können per Attribute-Manager und auch – mit etwas limitierteren Optionen – mittels orangefarbiger Anfasser kontrolliert werden. Abbildung 13.26 Die Deformatoren Explosion und Splittern (vorne) sowie Formel, Wind und Schmelzen F

Abbildung 13.27 Einstellungsdialog Explosion-Objekt G

Beim Explosion- und Splitter-Objekt lässt sich bestimmen, ob und wie stark die Explosion bzw. Splitterung ausfällt und welche Geschwindigkeiten und Größen die Polygone bei der »Verformung« durchlaufen (Abbildung 13.27). Die zeitliche Gestaltung erfolgt über die Parameterspur der Zeitleiste. Mit Keyframes legen Sie dort fest, welche Werte zu welchem Zeitpunkt gelten sollen. Eine Implosion unterscheidet sich von einer Explosion nur durch zeitlich vertauschte Keyframes bzw. Werte. Wer die Deformation anhand einer Formel definieren möchte – was sich beispielsweise für Wellenbewegungen anbietet –, kann dies über das Formel-Objekt tun. Bei den Verformungsfunktionen lässt sich im Einstellungsdialog (Abbildung 13.28) neben der Wirkungsweise des Effekts die gewünschte Formel als Komplettfunktion oder für alle Achsenrichtungen separat eingeben.

Abbildung 13.28 Einstellungsdialog Formel-Objekt G

13.5 Effekt-Deformatoren | 167

Abbildung 13.29 Einstellungsdialog Wind-Objekt G

Wellen, die vom Wind stammen, erzeugt das Wind-Objekt. Geschwindigkeit (Frequenz) und Turbulenz können Sie genau einstellen (Abbildung 13.29). Ist die Option Flagge aktiviert, stehen die Punkte in Y-Richtung still, ein Fahneneffekt entsteht. Bei Anwendung des Schmelzen-Objekts sollten Sie darauf achten, dass der Deformator unter dem Objekt sitzt und die Endgröße nicht zu klein ist. Für alle Effekt-Deformatoren gilt folgende Empfehlung: Geizen Sie nicht mit den Unterteilungen (Segmenten) der Ausgangsobjekte, sonst wirken die Resultate (und natürlich auch die animierten Zwischenstadien) kantig und unnatürlich. Vergeben Sie, wo möglich, Zufallswerte, sie unterstützen stets die Glaubwürdigkeit der Effekte. ExplosionFX Sprengungen mit ExplosionFX bieten – im Gegensatz zum arg rudimentären einfachen Explosionsobjekt – herausgesprengte Teile mit echtem Volumen. Die Animation der Sprengung erfolgt über die im ExplosionFX-Objekt angebotenen Parameter, wahlweise interaktiv über die Parametergreifer und Keyframes auf der Parameterspur oder über den Attribute-Manager.

Abbildung 13.30 E Interaktive Bearbeitung der Sprengparameter

Außer über den umfangreichen ExplosionFX-Dialog, den Sie nach Klick auf das ExplosionFX-Objekt im Attribute-Manager sehen, können Sie einige Parameter auch interaktiv über Parametergreifer bestimmen (Abbildung 13.30). Mit dem roten Radius legen Sie die Reichweite der Explosion fest. Alle Objektteile innerhalb dieses Radius werden von der Sprengkraft erfasst. Der blaue Radius markiert die Reichweite der Gravitation, die auf die Teilchen wirkt. Der grüne Radius zeigt den aktuellen Stand der Druckwelle, mit ihr bestimmen Sie den zeitlichen Rahmen der Explosion.

168 | 13 Deformationsobjekte

Im Einstellungsdialog des ExplosionFX-Deformators (Abbildung 13.31) steuern Sie das Aussehen und den Ablauf der Explosion in insgesamt sechs Sektionen. Im Feld Objekt haben Sie mit dem prozentualen Zeitwert die Möglichkeit, eine Vorschau des Fortschritts der Sprengung zu begutachten. Das Feld Explosion hält alle die Explosion betreffenden Parameter bereit. Darunter fallen die Kraft (Stärke), die Richtung, die Explosionsdauer, die Druckwellengeschwindigkeit und die Reichweite der Explosion. Die Parameter beeinflussen sich sowohl innerhalb eines Optionsfeldes als auch bei anderen Feldern. Ist zum Beispiel die Stärke der Explosion im Vergleich zu den Fragmentdichten und -größen gering, verläuft die Sprengung relativ träge. Damit die Explosion natürlicher wirkt, lassen sich zusätzlich Abnahme- und Zufallswerte bestimmen. Einer der entscheidenden Vorteile des ExplosionFX-Objekts ist, dass Sie selbst festlegen können, welche und wie viele Teilchen herausgesprengt werden. Dafür benötigt das zu sprengende Objekt Polygone bzw. Selektionen. Ist das Objekt wunschgemäß vorbereitet, legen Sie in der Sektion Fragmente die Eigenschaften der Teilchen fest. Anhand des Wertes Dicke erhalten die Selektionen Volumen, ein entscheidender Faktor für das realistische Aussehen der Explosion. Dichte und Volumen ergeben das Fragmentgewicht. Stimmen Sie beide Parameter mit der Explosionskraft (Stärke) im Feld Explosion ab, damit die Fragmente physikalisch korrekt gesprengt werden.

Abbildung 13.31 ExplosionFX-Einstellungen Objekt, Explosion und Fragmente G

Abbildung 13.32 ExplosionFX-Deformation mit polygonaler (links) und selektionsweiser Fragmentierung F

In der Zeile Fragmentart suchen Sie aus, welche Bestandteile des Objekts von der Explosion betroffen sind. Bei der polygonalen Fragmentierung entstehen die Teilchen ausschließlich aus den Polygonen (Abbildung 13.32 links).

13.5 Effekt-Deformatoren | 169

Abbildung 13.33 ExplosionFX-Einstellungen Gravitation, Rotation und Extra G

170 | 13 Deformationsobjekte

Die selektionsweise Fragmentierung hält sich an die Selektionen des Objekts (Abbildung 13.32 rechts). Eine Kombination beider Auswahlarten ist ebenfalls möglich. Wer die Fragmentbildung lieber dem Zufall überlässt, kann durch Automatisch einen minimalen und maximalen Wert vorgeben, zwischen denen die Polygone dann selbsttätig gebildet werden. Bei aktivierter Option Rest fixieren bleiben alle übrigen Bestandteile an Ort und Stelle, unabhängig davon, ob sie im Einflussbereich der Explosion liegen oder nicht. Selektionen, die bei der Explosion nicht berücksichtigt werden sollen, tragen Sie in die Fragment Maske ein. Verschwinden bewirkt die Skalierung der Fragmente bis zur Unsichtbarkeit. Im Feld Gravitation (Abbildung 13.33) definieren Sie Beschleunigung, Fallrichtung und Reichweite der Gravitationskraft. Damit die Explosion möglichst glaubwürdig aussieht, sollten die Fragmente während des Flugs rotieren. Das Feld Rotation birgt Einstellungsmöglichkeiten für die Geschwindigkeit und Rotationsachse. Hier kommt es dem Realismus sehr zugute, wenn Sie mit den Zufallswerten arbeiten. Zur weiteren Unterstützung einer glaubhaften Objektexplosion bietet das Feld Extra an, beim Explosionsvorgang die Effekte Wind und Wirbeln zu berücksichtigen. Wie üblich, stehen auch für diese Effekte prozentuale Zufalls-Parameter zur Verfügung.

WORKSHOP

A

Modelling-Workshops

Zu den Workshop-Projekten in diesem Buch finden Sie hier zwei Modelling-Workshops. Zunächst modellieren wir einen Käfer, maßgeblich unter Einsatz der Modelling-Technik Box-Modelling mit HyperNURBS. Im zweiten Workshop modellieren wir ein Mondfahrzeug mit Polygonen bzw. HyperNURBS und auch allen NURBS-Objekten. Die Workshops steigern sich nach und nach im Schwierigkeitsgrad. Sollten Sie bei einer Aufgabe stecken bleiben, finden Sie alle Modelldateien auf der beiliegenden DVD. Speichern Sie wichtige Zwischenschritte regelmäßig ab, und erhöhen Sie die Anzahl der Undo-Schritte in den Programm-Voreinstellungen, dann können Sie unbeschwert loslegen.

G Abbildung 1 Programm-Voreinstellungen, Einheiten

Projekt 1 : Modelling eines Käfers Schritt für Schritt: Modelling des Körpers Wie Sie wissen, spielen die Einheiten im Cinema 4D-Projekt speziell bei der späteren Inszenierung eine große Rolle. Damit Sie gleich im richtigen Maßstab arbeiten, setzen Sie die Einheitenanzeige in den Programm-Voreinstellungen (Abbildung 1) auf Millimeter, damit Sie den Käfer mit angenehmen Größen erstellen können.

1 Modelling des Hinterleibs Zunächst benötigen Sie ein passendes Ausgangsobjekt, um den Hinterleib des Käfers zu modellieren. Da wir keine Vorlage verwenden möchten, sondern selbst kreativ sein wollen, verwenden Sie dazu HyperNURBS. Erstellen Sie ein Würfel-Objekt gemäß den Angaben aus Abbildung 2. Das gerundete Ergebnis sehen Sie, wenn Sie das WürfelObjekt in einen HyperNURBS-Käfig legen. Holen Sie sich dieses Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte, und legen Sie das Würfel-Objekt als Unterobjekt hinein (Abbildung 3).

G Abbildung 2 Würfel-Grundobjekt

G Abbildung 3 Würfel im HyperNURBS-Käfig

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Abbildung 4 zeigt den geglätteten Quader in der Editor-Ansicht. Wandeln Sie das Würfel-Objekt über den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in ein Polygon-Objekt um, damit wir mit dem Polygon-Modelling beginnen können.

G Abbildung 4 Geglätteter Quader

G Abbildung 5 Polygondarstellung ohne Isolines

G Abbildung 6 Polygondarstellung mit Isolines

G Abbildung 7 Optionsmodus des Unterteilen-Befehls

In diesem Workshop verwende ich für die Darstellung der Polygone keine Isolines (Abbildung 5). Wenn Sie diese Darstellungsform bevorzugen (Abbildung 6), beachten Sie, dass Ihr PolygonObjekt stets in der geglätteten Version vorliegt und entsprechend von den Abbildungen abweicht. Stellen Sie sicher, dass Sie sich im Modell-bearbeiten-Modus befinden, und selektieren Sie das Polygon-Objekt des Quaders. Über eine erste, allgemeine Unterteilung schaffen wir uns zusätzliche Polygongeometrie. Rufen Sie dazu zunächst den Optionsmodus des Unterteilen-Befehls im Menü Mesh • Befehle auf (Abbildung 7).

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Dadurch springen Sie zunächst in den Einstellungsdialog des Unterteilen-Befehls (Abbildung 8) und können sicherstellen, dass die Unterteilung auch, wie gewünscht, lediglich einmal und in HyperNURBS-Manier durchgeführt wird. G Abbildung 8 Einstellungsdialog Unterteilen-Befehl

F Abbildung 9 Unterteilter Quader

Der unterteilte Quader (Abbildung 9) lädt nun schon mehr dazu ein, ihn mit den Modelling-Werkzeugen zu bearbeiten. Achten Sie vor jeder Modifikation stets darauf, dass Sie bei der Erstellung der Selektion die richtige Auswahl getroffen haben. Besonders kritisch wirkt sich die Option Nur sichtbare Elemente selektieren (Abbildung 10) im Einstellungsdialog des jeweiligen Selektions-Werkzeugs aus.

G Abbildung 10 Einstellungsdialog Selektions-Werkzeug

F Abbildung 11 Verschieben der Punkte an der Unterseite

Wechseln Sie mit der Taste (F3) in die Seitenansicht, aktivieren Sie ein Selektions-Werkzeug mit den Einstellungen aus Abbildung 10, und selektieren Sie im Punkte-bearbeiten-Modus die Punkte an der Unterseite des künftigen Hinterleibs. Greifen Sie mit dem Mauszeiger den grünen Anfasser der Y-Achse, und schieben Sie die gesamte Selektion ein Stück nach oben (Abbildung 11). Damit ist die Unterseite des Hinterleibs schon etwas abgeflacht.

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Nun soll eine erste Extrusion den Unterteil weiter absetzen und klarer von der Oberseite trennen. Wir verwenden dazu den Polygon-bearbeiten-Modus und erstellen wieder mit einem Selektions-Werkzeug eine Auswahl aller Polygone der Unterseite (Abbildung 12). Abbildung 12 E Selektion der Polygone an der Unterseite

Abbildung 13 Einstellungsdialog Innen-extrudieren-werkzeug G

Aktivieren Sie mit der Taste (I) das Innen-extrudieren-Werkzeug, in dessen Einstellungsdialog (Abbildung 13) Sie eine numerische Extrusion von 1,5 mm angeben und zuweisen. Die Trennung zwischen Ober- und Unterseite fällt nun, wie gewünscht, schärfer aus (Abbildung 14), so dass sich beide Seiten fortan problemlos getrennt voneinander behandeln lassen.

Abbildung 14 Innere Extrusion der Polygone an der Unterseite

G

Abbildung 15 Vorbereitung des Rumpfes

G

Formen Sie den Hinterleib weiter in einen Rumpf aus, um anschließend zunächst die Unterseite fertigzustellen und danach die Flügel auf der Oberseite anbringen zu können. Selektieren Sie dazu im Punkte-bearbeiten-Modus den vorderen Punkt an der Oberseite des Rumpfes, und ziehen Sie ihn mit dem grünen

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Achsanfasser bündig mit der Vorderseite nach vorne (Abbildung 15). Um für die Ausformung mehr Punkte bzw. Polygone zur Verfügung zu haben, wechseln Sie in den Modell-bearbeiten-Modus und unterteilen den gesamten Hinterleib erneut mit einem HyperNURBS-Unterteilungsschritt.

G Abbildung 17 Hinterleib nach dem Unterteilungsschritt

G Abbildung 16 Menü Mesh • Befehle

Weil wir wissen, dass wir die gleichen Einstellungen wir kurz zuvor verwenden können, reicht es, dazu den Befehl Unterteilen einfach selbst noch einmal aufzurufen (Abbildung 16). Abbildung 17 zeigt den um einen weiteren Schritt unterteilten Hinterleib. Um als Nächstes die Unterseite auszuarbeiten, wechseln Sie in die Ansicht von unten (Menü Kameras in der Editor-Ansicht). Damit Sie im Punkte-bearbeiten-Modus wirklich nur die Punkte auf der Unterseite selektieren können, aktivieren Sie die Option Nur sichtbare Elemente selektieren im Einstellungsdialog des Live-Selektions-Werkzeugs (Abbildung 18). In Abbildung 19 sehen Sie die paarweise bogenförmig verschobenen Punkte, die eine runde Ausformung der Unterseite ermöglichen. G Abbildung 18 Einstellungsdialog Live-Selektion-Werkzeug

F Abbildung 19 Vorbereitung der Punkte auf der Unterseite

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Jetzt können wir beginnen, die vorbereiteten Polygone gruppenweise nach innen zu extrudieren. Wechseln Sie dazu in den Polygon-bearbeiten-Modus und selektieren Sie, wie in Abbildung 20 gezeigt, die erste Polygongruppe. Rufen Sie über die Taste (I) das Innen-extrudieren-Werkzeug auf, und fügen Sie eine minimale innere Extrusion von 0,1 mm hinzu (Abbildung 21). Wir schaffen dadurch neue Geometrie, um die Unterseite besser ausformen zu können. Abbildung 20 E Selektion für die innere Extrusion

Abbildung 21 Einstellungsdialog Innen-extrudieren-werkzeug G

Wiederholen Sie diesen inneren Extrusionsschritt für jede der vier inneren Polygonreihen (Abbildung 22) sowie für die oben und unten angrenzenden Polygonreihen (Abbildung 23). Hier können Sie beide Reihen in einem Schritt nach innen extrudieren, da sie nicht miteinander verbunden sind.

Abbildung 22 Innere Extrusion der vierten Polygonreihe

G

G Abbildung 23 Innere Extrusion der angrenzenden Polygonreihen

Wechseln Sie jetzt über die Taste (F1) zurück in die Zentralperspektive der Editor-Ansicht, um den abschließenden Bearbeitungsschritt gut beurteilen zu können.

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Bleiben Sie im Polygon-bearbeiten-Modus, und selektieren Sie alle sechs von Ihnen nach innen extrudierten Polygonreihen. Verwenden Sie anschließend den grünen Anfasser der Y-Achse der Auswahl, um die selektierten Polygone so weit nach oben zu schieben, bis sich eine leichte Rippung ausbildet (Abbildung 24).

G Abbildung 24 Verschieben der extrudierten Polygonreihen

G Abbildung 25 Unterseite mit Rippung

Bevor wir uns um die Flügel auf der Oberseite des Hinterleibs kümmern können, müssen wir die Geometrie des Rumpfes noch besser vorbereiten. Wechseln Sie dazu in den Punkte-bearbeitenModus und als Erstes in die Seitenansicht (Taste (F3)). Deaktivieren Sie außerdem die Option Nur sichtbare Elemente selektieren im Einstellungsdialog des Selektions-Werkzeugs.

G Abbildung 26 Verschieben der vorderen Punkte der Oberseite

G Abbildung 27 Verschieben der seitlichen Punkte an der Oberseite

Versetzen Sie die in Abbildung 26 und 27 gezeigten Punkte(paare) an ihre Positionen. Anschließend wechseln Sie über die Taste (F1) in die Zentralperspektive der Editor-Ansicht zurück.

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Jetzt können wir mit der Ausformung der Front bzw. des späteren Übergangs zum Thorax (Brust) beginnen. Zunächst setzen Sie die drei in Abbildung 28 gezeigten Punkte parallel zur darüberliegenden Punktereihe durch Verschieben etwas nach oben.

G

Abbildung 28 Verschieben der drei vorderen Punkte der Front

G Abbildung 29 Verschieben der zwei Punkte an der Spitze nach oben

Abbildung 30 Nachziehen der seitlichen Punkte an der Front

G Abbildung 31 Verschieben der oberen und unteren Punkte

G

Selektieren Sie anschließend die beiden Punkte an der Vorderseite des Rumpfes, und ziehen Sie die Punkte in Y-Richtung ein Stück nach oben (Abbildung 29). Damit die Front etwas glatter ausfällt, selektieren Sie die beiden in Abbildung 30 gezeigten Punkte und ziehen sie fast bündig mit der Front nach vorne. Noch immer ist die Front zu rund, hier fehlen noch ein paar Schritte, um den Hinterleib auffällig als eigenständigen Körperteil zu definieren. Selektieren Sie dazu die in Abbildung 31 gezeigten Punkte an den oberen und unteren Kanten des Rumpfes, und schieben Sie die Punktselektion ein Stück in Z-Richtung nach hinten. Eine leichte Einbuchtung entsteht.

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Jetzt schieben wir nur noch den mittleren Punkt an der Vorderseite des Rumpfes ein kleines Stück nach vorne, um den Rumpf vorne bzw. an der Oberseite etwas spitzer zulaufen zu lassen (Abbildung 32).

G Abbildung 32 Zuspitzen der Vorderseite

G Abbildung 33 Selektion für die Abtrennung der Flügelpolygone

2 Modelling der Flügel Nachdem der Hinterleib nun fertiggestellt ist, drängt sich natürlich auf, die darauf befindlichen hinteren Flügel aus dem PolygonBestand passend zu generieren. Um zwei separate Flügelobjekte zu bekommen, fertigen wir zunächst den linken Flügel an. Dazu selektieren Sie im Polygonbearbeiten-Modus die in Abbildung 33 gezeigten Punkte auf der Oberseite des Hinterleibs. Achten Sie darauf, dass die Option Nur sichtbare Elemente selektieren im Selektieren-Werkzeug deaktiviert ist. Damit aus der Polygonselektion ein eigenes, separates Polygon-Objekt wird, müssen Sie es über den Befehl Abtrennen im Menü Mesh • Befehle duplizieren (Abbildung 34) und als Objekt anlegen lassen, das Ausgangsobjekt bleibt davon unberührt. Das neu erzeugte Polygon-Objekt liegt nun außerhalb des HyperNURBS-Käfigs, weshalb das Objekt auch ungeglättet und kantig erscheint. Legen Sie daher die beiden Polygon-Objekte in ein neues Null-Objekt, in dem Sie die Objekte im Objekt-Manager selektieren und über den Tastaturbefehl (alt)+(G) miteinander gruppieren. Dieses Null-Objekt mit den beiden enthaltenen Polygon-Objekten legen Sie anschließend als Unterobjekt in den HyperNURBS-Käfig (Abbildung 35). Wie Sie außerdem sehen, habe ich dabei auch gleich die Gelegenheit genutzt, um allen bisher in der Szene enthaltenen Objekten einen aussagekräftigen Namen zu vergeben.

G Abbildung 34 Befehl Abtrennen im Menü Mesh • Befehle

G Abbildung 35 Gruppierte Polygon-Objekte im HyperNURBS-Käfig

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Die linke Flügelunterseite liegt nun also vor und wird auch bereits vom HyperNURBS-Objekt geglättet (Abbildung 36). Allerdings entspricht sie noch exakt der Oberseite des Hinterleibs und setzt sich daher kaum ab.

G

Abbildung 36 Geglättete Flügelunterseite

G Abbildung 37 Verbreitern des Flügels durch Verschieben der Punkte

Abbildung 38 Verlängern des Flügels

G Abbildung 39 Selektion für die Extrusion des Flügels

G

Abbildung 40 Einstellungsdialog ExtrudierenWerkzeug G

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Das ändert sich sofort, nachdem Sie die in Abbildung 37 gezeigten Punkte seitlich etwas in X-Richtung nach außen gezogen haben. Nicht nur die Breite, auch die Länge des Flügels vergrößern wir. Dazu müssen Sie lediglich den Punkt am hinteren Ende des Flügels in Z-Richtung ein Stück nach hinten ziehen (Abbildung 38). Nun ist die Flügel-Unterseite für die anstehende Extrusion bestens vorbereitet. Selektieren Sie dazu im Polygon-bearbeitenModus alle Elemente des Flügels (Abbildung 39), und rufen Sie den Befehl Extrudieren über die Taste (D) auf. Natürlich darf der Flügel nicht zu dick ausfallen, deshalb reicht ein Offsetwert von 0,6 mm (Abbildung 40). Wir lassen außerdem auch gleich eine

Unterteilung anbringen, um die Kante des Flügels etwas schärfer zu zeichnen. Zusätzliche Punkte für die Ausarbeitung der Flügelform bekommen Sie, in dem Sie eine innere Extrusion anschließen (Taste (I)), die, wie in Abbildung 41 gezeigt, einen leichten Rand übrig lässt.

G Abbildung 41 Innere Extrusion der Flügeloberseite

G Abbildung 42 Betonung des Flügelrandes

Um den Rand des Flügels noch etwas stärker zu betonen, wechseln Sie in den Punkte-bearbeiten-Modus, selektieren die seitlichen Punkte auf der Flügel-Oberseite, wie in Abbildung 42 gezeigt, und ziehen sie ein kurzes Stück in Y-Richtung nach unten. Der linke Flügel wäre damit fertiggestellt. Für den rechten Flügel werden wir uns dieses Polygon-Objekt einfach duplizieren und spiegeln. Dazu verschieben Sie das Flügel-Polygon-Objekt einfach mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager und vergeben einen passenden Namen (Abbildung 43). Vor dem nun folgenden Spiegelungsschritt selektieren Sie alle Polygone des späteren rechten Flügel-Objekts in der Editor-Ansicht (Abbildung 44).

G Abbildung 43 Kopie des Flügel-Polygon-Objekts

F Abbildung 44 Selektierte Punkte des FlügelObjekts für die rechte Seite

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Rufen Sie nun das Spiegeln-Werkzeug aus dem Menü Mesh • Verformen auf, und setzen Sie im Einstellungsdialog des Werkzeugs (Abbildung 45) das Koordinatensystem auf Welt sowie die Spiegelebene auf ZY. Alle selektierten Punkte werden dadurch ausgehend vom Koordinatensystem an der ZY-Ebene auf die andere Seite gespiegelt. Mit dem Button Anwenden führen Sie die Spiegelung der Punkte durch. Abbildung 45 Einstellungsdialog SpiegelnWerkzeug G

Abbildung 46 E Gespiegelter Flügel

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Modelling von Thorax und Kopf In weiser Voraussicht haben wir den Hinterleib des Käfers schon etwas vorbereitet, um aus den vorhandenen Polygonen die weiteren Körperteile generieren zu können. Als Erstes benötigen wir zusätzliche Geometrie, die wir aus dem Rumpfansatz an der Vorderseite des Hinterleibs bekommen. Abbildung 47 E Selektion für die Extrusion des Thorax

Abbildung 48 Einstellungsdialog ExtrudierenWerkzeug G

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Selektieren Sie dazu im Polygon-bearbeiten-Modus die in Abbildung 47 gezeigten Polygone, und rufen Sie anschließend das Extrudieren-Werkzeug über die Taste (D) auf. Weil die gezeigten Polygone nicht parallel zueinander stehen, wäre eine Extrusion mit Versatz nicht sonderlich hilfreich. Deshalb bringen Sie den

Versatz einfach nach dem Extrusionsschritt auf und geben im Einstellungsdialog des Extrudieren-Werkzeugs (Abbildung 48) einen Offsetwert von 0 mm an.

G Abbildung 49 Verlängern des Flügels

Abbildung 50 E Selektion für die Extrusion des Flügels

Um die vorliegenden Punkte auf einen gemeinsamen Z-Wert setzen zu können, wandeln wir die vorliegende Polygonselektion in eine Punktselektion um. Dafür können Sie den Befehl Selektion umwandeln aus dem Menü Selektion verwenden (Abbildung 49), noch schneller sind Sie durch Umschalten auf den Punktebearbeiten-Modus bei gedrückter (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste. Um die etwas nach vorne verschobenen Punkte auf einen einheitlichen Z-Wert zu setzen, rufen Sie den Befehl Punktwert setzen aus dem Menü Mesh • Befehle auf (Abbildung 50). In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 51) lassen Sie ausschließlich die Z-Werte der Punktselektion zentrieren.

G Abbildung 51 Einstellungsdialog Punktwert setzen

F Abbildung 52 Auf den Z-Wert zentrierte Punktselektion

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Abbildung 53 Einstellungsdialog Extrudieren

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Jetzt liegen alle Punkte der Selektion auf einem gemeinsamen Z-Wert und können miteinander extrudiert werden (Abbildung 52). Wandeln Sie die vorhandene Punktselektion durch Umschalten auf den Polygon-bearbeiten-Modus bei gedrückter (Strg)bzw. (ctrl)-Taste wieder in eine Polygonselektion um. Rufen Sie für die Extrusion das Extrudieren-Werkzeug (Taste (D)) auf. Im Einstellungsdialog vergeben Sie für den späteren Thorax einen Offsetwert von 10 mm, gleichzeitig lassen Sie auch noch drei Unterteilungen für die folgende Ausmodellierung anbringen. Nach diesem Schritt liegt genügend Geometrie für die Ausformung des Thorax vor (Abbildung 54), so dass wir mit dessen Ausmodellierung beginnen können.

G

Abbildung 54 Extrusion für den Thorax

G Abbildung 55 Skalieren der Punktselektion

Abbildung 56 Anpassen des Brustansatzes

G Abbildung 57 Ausformen des Thorax

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Zunächst verbreitern Sie alle Punkte des Thorax mit Ausnahme des Brustansatzes über das Skalieren-Werkzeug passend zum Hinterleib (Abbildung 55). Die Punkte am Brustansatz verschie-

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ben Sie etwas in Richtung des Hinterleibs (Abbildung 56), um den Thorax als Erweiterung des Hinterleibs erkennbar zu machen. Anschließend ziehen Sie die vorderen Punkte des Thorax ein Stück nach vorne und skalieren die Punkte in Z-Richtung, um den Thorax nach vorne zu verjüngen (Abbildung 57).

G Abbildung 58 Verschieben der Punkte in der Brustmitte

G Abbildung 59 Verjüngung des Brustansatzes

Um die Aufteilung der Unterteilungen über den Thorax noch etwas auszugleichen, selektieren Sie alle Punkte der zweiten Thoraxreihe (Abbildung 58) und schieben sie etwas nach vorne. Verjüngen Sie den Brustansatz, indem Sie die Punkte an den Seiten (am besten aus der Ansicht von oben, Taste (F2)) in Z-Richtung mit dem Skalieren-Werkzeug skalieren (Abbildung 59).

G Abbildung 60 Anpassen der Thoraxoberseite an den Hinterleib

G Abbildung 61 Selektion für die Abtrennung des Halsschildes

Bevor Sie sich an die Erstellung des Halsschildes machen können, passen Sie noch die Oberseite des Thorax durch Verschieben der mittleren Punkte an den Hinterleib an (Abbildung 60). In

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Abbildung 62 Polygon-Objekt für den Halsschild

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Abbildung 63 Verlängern des Halsschildes

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Abbildung 61 sehen Sie die Polygonselektion für die Erzeugung des Halsschildes. Die Vorgehensweise kennen Sie bereits von der Erstellung der Flügel auf dem Hinterleib. Verwenden Sie den Befehl Abtrennen aus dem Menü Mesh • Befehle, um die Polygonselektion dupliziert in ein neues Polygon-Objekt zu speichern. Dieses neue Polygon-Objekt legen Sie ebenfalls über den Objekt-Manager zu den bereits erstellten Polygon-Objekten des Käfers (Abbildung 62) und vergeben einen passenden Namen. Bevor wir das frisch erstellte Polygon-Objekt zum gewünschten Halsschild extrudieren können, legen wir es noch etwas mehr über den darunterliegenden Thorax.

G Abbildung 64 Anpassen des Thoraxübergangs

Wie schon bei den Flügeln ziehen Sie dazu die am Thoraxansatz liegenden Punkte paarweise ein Stück zur Seite und in Richtung Hinterleib (Abbildung 63). Formen Sie anschließend in der Ansicht von oben den Halsschild passend zum angrenzenden Hinterleib mit den Flügeln (Abbildung 64).

Abbildung 65 E Selektion für die Extrusion des Halsschildes

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Nachdem die Unterseite des Thorax nun fertig modelliert ist, können wir die Polygone selektieren (Abbildung 65) und die zur Ausbildung des Halsschildes erforderliche Extrusion anbringen. Wir verwenden dazu natürlich die identischen Einstellungen wie auch schon bei den Flügeln (Abbildung 66). Nachdem uns die Form des Halsschildes nun komplett vorliegt, fällt es uns leichter, den Halsschild besser an den Flügelansatz anzupassen. Verwenden Sie die Eckpunkte am Halsschildansatz (Abbildung 67), um einen geschwungenen und fließenden Übergang zwischen Halsschild und Flügel zu erreichen. Wie auch schon bei den Flügeln fügen Sie bei den Polygonen an der Oberseite des Halsschildes eine leichte innere Extrusion (Taste (I)) an (Abbildung 68), um den Rand des Halsschildes etwas abzusetzen.

G Abbildung 67 Verlängern des Halsschildes

G Abbildung 66 Einstellungsdialog Extrudieren

G Abbildung 68 Anpassen des Thoraxübergangs

F Abbildung 69 Letzte Anpassungen des Halsschildes

Überprüfen Sie, ob sich das Halsschild gut in das Gesamtbild des Käferkörpers einfügt, und korrigieren Sie gegebenfalls Höhe bzw. Breite der Halsschildoberseite (Abbildung 69).

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Für die Ausarbeitung der Thoraxunterseite gehen Sie so vor, wie Sie es von der Modellierung der Unterseite des Hinterleibs her kennen. Zunächst bereiten Sie die Polygone von der Ansicht von unten aus auf die bevorstehende Extrusion vor.

Abbildung 70 Vorbereitung der Thoraxunterseite

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G Abbildung 71 Anpassen der Thoraxunterseite

Verschieben Sie die Punkte in der Mitte des Thorax (achten Sie auf die Aktivierung der Option Nur sichtbare Elemente selektieren beim Selektions-Werkzeug), so dass sich im mittleren Bereich der Brust ein größerer Bereich für die Unterbringung der Vorderbeine ausbildet (Abbildung 70). Passen Sie auch die Unterseite des Thorax an die Körperform an, indem Sie die Punkte in der Mitte etwas nach unten schieben (Abbildung 71).

Abbildung 72 Einstellungsdialog Innen Extrudieren-Werkzeug G

G Abbildung 73 Leichtes Verschieben der nach innen extrudierten Polygone

Die leichte Rippung auf der Unterseite schaffen wir wieder, indem wir die Polygonpaare minimal nach innen extrudieren (Abbildung 72), und anschließend zusammen leicht in Y-Richtung

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nach oben verschieben (Abbildung 73). Der Thorax wäre soweit fertig modelliert, so dass wir uns um die Ausformung des Kopfes kümmern können. Auch hier haben wir auf der Vorderseite des Thorax bereits die Basis für eine Extrusion.

G Abbildung 74 Selektion für die Extrusion des Kopfes

G Abbildung 75 Einstellungsdialog Extrudieren

Selektieren Sie die Polygone auf der Stirnseite des Thorax (Abbildung 74 und aktivieren Sie das Extrudieren-Werkzeug (Taste (D)). Wir verwenden einen Offsetwert von 5 mm für die Länge der Kopfextrusion bei einer einfachen Unterteilung (Abbildung 75).

G Abbildung 76 Extrudierte Kopfpolygone

G Abbildung 77 Anpassen des Kopfübergangs

Aus diesen extrudierten Polygonen formen wir nun den Käferkopf (Abbildung 76). Zunächst sorgen wir für einen passenden Übergang zwischen Kopf und Thorax. Dazu selektieren Sie den mittleren Punkt auf der Oberseite des späteren Kopfes und ziehen ihn etwas in Y-Richtung nach oben, bis ein fließender Übergang zum Thorax entsteht (Abbildung 77).

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Um eine bessere Grundform des Kopfes zu erhalten, selektieren Sie die Punkte an der mittleren vorderen Kante des Kopfes und verschieben Sie sie in Z-Richtung nach vorne (Abbildung 78). Damit der Kopf endlich an ein Insekt erinnert, selektieren Sie die mittleren Punkte an den Seiten des Kopfes und skalieren sie mit dem Skalieren-Werkzeug nach außen (Abbildung 79).

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Abbildung 78 Ausformung der Kopfspitze

G Abbildung 79 Skalieren der Punkte an den Kopfseiten

Abbildung 80 Anpassen des Halsübergangs

G Abbildung 81 Anpassen an das Halsschild

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Gegebenenfalls müssen Sie am Übergang vom Thorax zum Kopf etwas nachbessern, um den Kopf nicht zu schlank ausfallen zu lassen (Abbildung 80). Überprüfen Sie auch stets, ob die Geometrie von Kopf und Thorax sich nach einer Modifikation unerwünscht mit dem Halsschild überschneidet. In diesem Fall setzen Sie den kritischen Punkt einfach etwas nach vorne bzw. unten (Abbildung 81). Bevor wir mit der Modellierung des Kopfes fortfahren, setzen wir zur Orientierung die Augen in den Käferkopf.

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Holen Sie sich dazu ein parametrisches Kugel-Objekt aus der Palette der Grundobjekte, und vergeben Sie einen Radius von 1,5 mm an die Kugel (Abbildung 82). In der Editor-Ansicht platzieren Sie nun dieses erste KugelObjekt als Auge passend an die Kopfgeometrie einer Seite (Abbildung 83).

G Abbildung 82 Kugel-Objekt für das Auge

F Abbildung 83 Platzieren des Auges

Wenn Sie mit der Position des ersten Auges zufrieden sind, vergeben Sie einen aussagekräftigen Namen an das Kugel-Objekt und duplizieren Sie es durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager. Um diesem Duplikat die korrekte Position auf der anderen Seite des Käferkopfes zu geben, müssen Sie lediglich im Einstellungsdialog des Kugel-Objekts (Abbildung 84) auf der Koordinaten-Seite das Vorzeichen des X-Wertes umdrehen.

G Abbildung 84 Kugel-Objekt für das zweite Auge

F Abbildung 85 Selektierte Polygone an der Vorderseite des Kopfes

Im Moment wirkt der Käferkopf noch viel zu rund, kaum insektenhaft. Mit ein paar gezielten Eingriffen können wir das schnell ändern. Selektieren Sie als Erstes die beiden Polygone an der Vorderseite des Kopfes (Abbildung 85).

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Modelling der Zangen Aus diesen beiden selektierten Polygonen erzeugen wir die Zangen für den Käfer. Zunächst fügen wir aber eine innere Extrusion an, um die Form des Kopfes an dieser Stelle etwas besser auszubilden und zusätzliche, kleinere Polygone zu erhalten. Rufen Sie dazu das Werkzeug Innen Extrudieren (Taste (I)) auf und verwenden Sie einen Offsetwert von 1 mm bei deaktivierter Option Gruppen erhalten (Abbildung 86). Schließlich sollen die Polygone getrennt voneinander nach innen extrudiert werden. Abbildung 86 Einstellungsdialog Innen-extrudieren-Werkzeug G

Abbildung 87 E Innere Extrusion für die späteren Zangen

Verschieben Sie die Polygone ein Stück nach unten, um die Zangen an der richtigen Stelle auszumodellieren (Abbildung 87). Wechseln Sie mit der Taste (D) zum normalen Extrudieren-Werkzeug, um die erste Extrusion der Zangen vorzunehmen.

Abbildung 88 Erste Extrusion der Zangen

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G Abbildung 89 Skalieren des Zangenansatzes

Extrudieren Sie die beiden Polygone in einem ersten Schritt bei deaktivierter Option Gruppen erhalten, wie in Abbildung 88 gezeigt, ein Stück nach vorne. Diese ersten extrudierten Polygone

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skalieren Sie mit dem roten Anfasser des Skalieren-Werkzeugs etwas zusammen (Abbildung 89). Schließlich sollen die Zangen später zueinander leicht nach innen gewinkelt sein.

G Abbildung 90 Zweite Extrusion der Zangen

G Abbildung 91 Skalieren der Zangen

Diese Schritte wiederholen Sie jetzt, um auch die Spitze der Zange durch Extrusion und Skalierung zu erhalten. Diesmal fällt der Extrusionsschritt etwas geringer aus (Abbildung 90), dafür skalieren Sie die Zangenpolygone in X-Richtung mit dem roten Anfasser des Skalieren-Werkzeugs noch stärker nach innen. Verschieben Sie anschließend die beiden Polygone der Zangenspitzen etwas nach unten, um den Käfer weniger angriffslustig erscheinen zu lassen (Abbildung 91).

5 Finalisieren des Körpers Ein paar Kleinigkeiten finalisieren wir noch am Körper, bevor wir uns an die Modellierung der Fühler machen. Selektieren Sie bei-

G Abbildung 92 Selektion der Halspunkte

G Abbildung 93 Skalieren der Halspunkte

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spielsweise die Punkte rings um den Hals des Käfers (Abbildung 92), und führen Sie eine leichte Skalierung in X-Richtung durch, um den Hals etwas schlanker zu gestalten (Abbildung 93).

Abbildung 94 Anpassen des Halsschildes an den Kopf

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G Abbildung 95 Innere Extrusion der Mund-Polygone

Nachdem der Hals des Käfers nun fertiggestellt ist, können wir den Halsschild auch an seiner Vorderseite an den Kopf anpassen. Verschieben Sie dazu die entsprechenden Punkte am Halsschild so nahe wie möglich an den Kopf (Abbildung 94) des Käfers. Viel Arbeit müssen wir nicht in den Mund des Käfers investieren. Allerdings können wir den Kopf noch etwas schöner ausmodellieren, indem wir ihn durch eine innere Extrusion der in Abbildung 95 gezeigten Polygone kantiger erscheinen lassen.

Abbildung 96 Ausmodellieren eines Mundansatzes

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G Abbildung 97 Selektion für die Extrusion der Schenkelmulden

Außerdem haben wir neue Punktgeometrie zur Verfügung, mit der wir den Mund des Käfers durch Verschieben nach vorne bzw. oben noch etwas besser andeuten können (Abbildung 96). Zu

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guter Letzt bereiten wir die Unterseite des Käfers noch auf die Platzierung der Beine vor. Die Schenkel benötigen Platz, um nicht nur seitlich hervorzustehen, sondern auch mit dem Körper zu verwachsen. Selektieren Sie dazu die Polygone (Abbildung 97) an der Unterseite des Käfers (achten Sie auf die Aktivierung der Option Nur sichtbare Elemente selektieren), und aktivieren Sie das Innenextrudieren-Werkzeug (Taste (I)). Fügen Sie eine innere Extrusion von 1,5 mm an, bei der Sie auf die Erhaltung der Gruppen verzichten (Abbildung 98).

G Abbildung 98 Einstellungsdialog Innen-extrudieren-Werkzeug

F Abbildung 99 Nach innen extrudierte und nach oben verschobene Polygone

Schieben Sie auch diese innere Extrusion ein kleines Stück in Y-Richtung nach oben, so dass die Beine später genügend Platz im Körper finden können (Abbildung 99). Damit wäre der Körper des Käfers fertiggestellt, so dass wir uns um filigranere Dinge kümmern können. M

Schritt für Schritt: Modelling der Fühler und Mandibeln Für die Erstellung der Fühler und Mandibeln wenden wir uns etwas vom Polygon-Modelling ab und nutzen die neuen Bearbeitungsmöglichkeiten für Splines in Version 13.

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Modelling der Fühler Die Fühler erstellen wir mit Sweep-NURBS-Objekten, für die wir als Erstes einen geeigneten Spline-Pfad benötigen. Wechseln Sie in der Editor-Ansicht auf die Ansicht von oben, und schalten Sie in der Ansicht über das Menü Darstellung auf Linien. Aktivieren Sie das Freihand-Spline-Werkzeug aus der Palette der Splines (Abbildung 100), und zeichnen Sie ausgehend vom Inneren des Käferkopfes einen leicht geschwungenen Spline-Pfad in die Ansicht (Abbildung 101).

G Abbildung 100 Freihand-Spline-Werkzeug

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Verbessern Sie gegebenenfalls den gezeichneten Spline-Pfad durch Korrektur der Tangenten oder durch Entfernen unerwünschter Punkte.

Abbildung 101 Spline-Pfad für den linken Fühler von oben

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Abbildung 103 Einstellungsdialog Kreis-Objekt

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Abbildung 104 Sweep-NURBS-Objekt für den linken Fühler

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Abbildung 105 E Einstellungsdialog Sweep-NURBS

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G Abbildung 102 Spline-Pfad für den linken Fühler von rechts

Wechseln Sie anschließend in die Ansicht von vorne (Taste (F4)) und versetzen Sie die Spline-Punkte, in etwa wie in Abbildung 102 gezeigt, mit Schwung nach oben. Der Spline-Pfad für das Sweep-NURBS-Objekt wäre damit schon vorhanden, nun fehlt noch ein Kontur-Spline, der dort entlanggeführt werden kann. Wir holen uns dafür ein Kreis-Objekt aus der Palette der Spline-Objekte. In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 103) vergeben wir einen Radius von 0,5 mm als Basis für die Fühlerbreite. Holen Sie sich ein Sweep-NURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte, und legen Sie Kontur- und Pfad-Spline, wie in Abbildung 104 gezeigt, als Unterobjekte hinein. Die Feineinstellungen für den Fühler nehmen Sie nun im Einstellungsdialog des Sweep-NURBS-Generators vor (Abbildung 105).

Auf der Objekt-Seite des Einstellungsdialogs vergeben Sie eine Skalierung am Ende von 150 %. Auf diese Weise verbreitert sich der Fühler langsam nach außen. Auf der Deckflächen-Seite aktivieren Sie für das Ende die Option Deckflächen und Rundung bei einer Rundung von 0,03 m bei dreifacher Unterteilung.

G Abbildung 106 Vorbereitung des Käferkopfes für die Fühler

G Abbildung 107 Platzierter Sweep-NURBS-Fühler

Es kann nicht schaden, die Geometrie des Käferkopfes etwas auf den Fühler vorzubereiten. Dazu müssen Sie lediglich die beiden Polygone an den Seiten oberhalb der Zangen selektieren und leicht nach innen extrudieren (Abbildung 106). Anschließend lässt sich der Fühler passend an Ort und Stelle platzieren (Abbildung 107). Um die Kontur des Fühlers noch etwas realitätsnaher gestalten zu können, braucht der Spline-Pfad eine höhere Unterteilung. Dazu selektieren wir das Spline-Objekt im Objekt-Manager und stellen im Einstellungsdialog des Spline-Objekts eine Anzahl von 40 Zwischenpunkten bei gleichmäßiger Verteilung ein (Abbildung 108). Die Formung des Fühlers erstellen wir über die Skalierung des Kontur-Splines im Einstellungsdialog des Sweep-NURBS-Objekts. In Version 13 lässt sich die eigentlich viel zu klein geratene Kurvenansicht im Bereich Details (Abbildung 109) nämlich umgehen. Sie lassen sich dazu einfach über das Kontextmenü der rechten Maustaste mit dem Befehl In separatem Fenster anzeigen eine wesentlich größere und mit komfortableren Funktionen ausgestattete Spline-Bearbeitungsumgebung anzeigen. Abbildung 110 zeigt das neue Spline-Bearbeitungsfenster zusammen mit dem Kurvenverlauf für den mehrgliedrig unterteilten Fühler eines Käfers.

G Abbildung 108 Einstellungsdialog Spline-Objekt

G Abbildung 109 Skalierungs-Details

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Um diesen Kurvenverlauf zu erstellen, klicken Sie zur Erstellung neuer Punkte einfach mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste auf eine freie Stelle im Spline-Fenster und passen anschließend die Tangente über die einzelnen Anfasser der Spline-Kurve an.

Abbildung 110 Spline-Kurve für den mehrgliedrigen Fühler

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Abbildung 112 Duplikat des Fühlers für die rechte Seite

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Abbildung 113 Einstellungsdialog SpiegelnWerkzeug G

Abbildung 114 E Gespiegelter Spline-Pfad

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G Abbildung 111 Der über die Spline-Punkte geformte Fühler

Nach der Fertigstellung des linken Fühlers bietet es sich an, dieses Sweep-NURBS-Objekt mit den enthaltenen Spline-Pfaden einfach auf die andere Seite zu spiegeln. Dazu erzeugen Sie zunächst durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)Taste im Objekt-Manager eine Kopie des linken Fühlers, die Sie entsprechend umbenennen (Abbildung 112). Für die Spiegelung des Spline-Pfads über die Spiegelebene auf die andere Seite selektieren Sie zunächst im Punkte-bearbeitenModus alle Punkte des Spline-Pfads (Abbildung 111), bevor Sie den Befehl Spiegeln im Menü Mesh • Verformen aufrufen. Im Einstellungsdialog bestimmen Sie als Koordinatensystem das Welt-System und als Spiegelebene die ZY-Ebene (Abbildung 113).

Abbildung 114 zeigt den erfolgreich gespiegelten Spline-Pfad, der nun in Verbindung mit dem Sweep-NURBS-Objekt den rechten Fühler des Käfers ergibt. F Abbildung 115 Die fertigen Fühler des Käfers

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Modelling der Mandibeln Aus den fertiggestellten Fühlern können Sie ohne viel Aufwand die Mandibeln generieren. Diese auffälligen Mundwerkzeuge sollten Sie nicht vergessen. Sie duplizieren dazu einen der beiden Fühler durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager und wenden sich gleich dem enthaltenen Pfad-Spline zu (Abbildung 116).

G Abbildung 117 Selektion der nicht benötigten Spline-Punkte

G Abbildung 116 Duplikat des Fühlers für die Mandibeln

G Abbildung 118 Biegen der Mandibel mit dem Spline-Punkt

Für die Mandibeln reichen im Prinzip zwei Spline-Punkte aus. Sie können daher die beiden äußeren Punkte des Spline-Pfads (Abbildung 117) getrost löschen. Selektieren Sie nun den neuen Endpunkt des Splines, und verschieben Sie ihn, wie in Abbildung 118 gezeigt, vor die Zange. Um die Biegung anzupassen, drehen Sie einfach den Spline-Punkt

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oder dessen Tangentenanfasser. Da die Mandibeln gewöhnlicherweise weniger Glieder aufweisen als die Fühler, rufen Sie die Spline-Bearbeitungsumgebung des Sweep-NURBS-Objekts für die Skalierung auf und reduzieren die Anzahl der Kurven (Abbildung 119). Abbildung 119 E Anpassen der Spline-Kurve für die Skalierung

Abbildung 120 Duplikat des Fühlers für die rechte Seite

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Wenn Sie mit der Form der Mandibel zufrieden sind, erzeugen Sie wieder durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager eine Kopie der linken Mandibel, die Sie entsprechend umbenennen (Abbildung 120). Für die Spiegelung des Spline-Pfads über die Spiegelebene auf die andere Seite des Käfers selektieren Sie zunächst im Punktebearbeiten-Modus alle Punkte des Spline-Pfads, bevor Sie den Befehl Spiegeln im Menü Mesh • Verformen aufrufen. Im Einstellungsdialog bestimmen Sie wie bereits bei den Fühlern als Koordinatensystem das Welt-System und als Spiegelebene die ZY-Ebene (Abbildung 113).

Abbildung 121 E Fertige Mandibeln

Nachdem der Käferkopf nun über ausreichend Werkzeuge verfügt, bekommt der Käfer im letzten Schritt noch seine Beine. M

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Schritt für Schritt: Modelling der Beine Für die Modellierung der Beine wenden wir im Prinzip die gleiche Vorgehensweise wie bei Fühlern und Mandibeln an.

1 Modelling der ersten Seite der Beine Ausgangsbasis für das erste Bein ist diesmal allerdings ein linearer Spline (Abbildung 122), damit wir eine bessere Kontrolle über die Gelenke des Käferbeins bekommen. G Abbildung 122 Linear-Spline-Werkzeug

F Abbildung 123 Zeichnen des ersten Bein-Splines

Zeichnen Sie durch Setzen von insgesamt vier Spline-Punkten (Abbildung 123) mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)Taste einen Spline-Pfad für ein dreigliedriges Bein in den Editor. Wieder sorgt ein Sweep-NURBS-Objekt für die Generierung des 3D-Objekts mittels eben erstelltem Spline-Pfad und dem bereits bei den Fühlern und Mandibeln verwendeten KreisObjekt. Konfigurieren Sie den Bein-Aufbau, wie in Abbildung 124 gezeigt, und setzen Sie im Einstellungsdialog des Sweep-NURBSObjekts die Skalierung für das Ende auf ca. 550 %, um die Beine erheblich dicker als die Fühler gestalten zu können.

G Abbildung 124 Duplikat des Fühlers für die rechte Seite

F Abbildung 125 Formen des ersten Beins

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Die Formung des Beins erstellen Sie wieder über die Skalierung des Kontur-Splines im Einstellungsdialog des Sweep-NURBSObjekts. Lassen Sie sich dazu einfach über das Kontextmenü der rechten Maustaste mit dem Befehl In separatem Fenster anzeigen die Spline-Bearbeitungsumgebung anzeigen. Um den in Abbildung 125 gezeigten Kurvenverlauf zu erstellen, klicken Sie zur Erstellung der Punkte mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste auf eine freie Stelle im Spline-Fenster und passen anschließend die Tangente über die einzelnen Anfasser der Spline-Kurve an. Abbildung 126 E Feinjustierung des ersten Beins

Abbildung 127 Duplikat des Beins für die rechte Seite

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Abbildung 128 E Anpassen der beiden anderen Beine

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Die Feinjustierung des Beins müssen Sie natürlich in der EditorAnsicht von unten erledigen. Verschieben Sie dazu die SplinePunkte der Gelenke, wie in Abbildung 126 gezeigt, an die korrekte Stelle, und korrigieren Sie gegebenenfalls den Kurvenverlauf der Skalierung im Sweep-NURBS-Objekt. Wenn Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind, erstellen Sie sich zwei Kopien für die beiden anderen Beine auf der Seite des Käfers (Abbildung 127) und passen auch diese Beine über die Ansichten an die natürliche Beinstellung des Käfers an (Abbildung 128).

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Spiegeln der Beine auf die andere Seite Ausgangsbasis für das erste Bein ist diesmal allerdings ein linearer Spline. Nach der Fertigstellung der linken Beine spiegeln Sie die Sweep-NURBS-Objekte bzw. die enthaltenen Spline-Pfade einfach wieder auf die andere Seite. Dazu erzeugen Sie wie gehabt durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)Taste im Objekt-Manager Kopien der linken Beine, die Sie entsprechend umbenennen (Abbildung 129). Für die Spiegelung des Spline-Pfads über die Spiegelebene auf die andere Seite selektieren Sie zunächst im Punkte-bearbeitenModus alle Punkte des jeweiligen Spline-Pfads, bevor Sie den Befehl Spiegeln im Menü Mesh • Verformen aufrufen (Abbildung 130). Im Einstellungsdialog bestimmen Sie als Koordinatensystem das Welt-System und als Spiegelebene die ZY-Ebene.

G Abbildung 129 Duplikate der linken Beine für die rechte Seite

F Abbildung 130 Gespiegelte Beine

Nun ist unser Käfer fertig modelliert (Abbildung 132). Bringen Sie noch etwas Ordnung in den Objekt-Manager, und räumen Sie alle Einzelteile des Modells in eine Gruppe (Abbildung 131). M

G Abbildung 131 Gruppe der Käfer-Elemente

F Abbildung 132 Fertig modellierter Käfer

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Projekt 2 : Modelling eines Mondfahrzeugs Schritt für Schritt: Modelling der Räder Die Einheiten im Cinema 4D-Projekt spielen speziell bei der späteren Inszenierung und Animation eine große Rolle. Damit wir gleich im richtigen Maßstab arbeiten, setzen Sie die Einheitenanzeige in den Programm-Voreinstellungen (Abbildung 1) auf Zentimeter, damit wir das Mondfahrzeug mit gewohnten Größen erstellen können.

Abbildung 1 Programm-Voreinstellungen, Einheiten G

1 Modelling des Reifens Wir beginnen mit den Rädern und hier gleich bei den Reifen. Unser Mondfahrzeug ist schließlich kein herkömmliches Auto, sondern eher ein aus einem Baukastensystem zusammengestelltes »Lunar Roving Vehicle« (LRV), das den Anforderungen und Gegebenheiten entsprechen soll. Wir werden das rudimentäre Chassis also später an Räder und Radstand anpassen, so dass es seinen Einsatzzweck gut erfüllen kann. Als Ausgangsbasis für den Reifen dient ein Ring-Objekt (Abbildung 3), das Sie sich aus der Palette der Grundobjekte holen. In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 2) wählen Sie einen Radius von 20 cm für den Ring sowie einen Radius von 6 cm für das Rohr. Als Richtung für das Ring-Objekt definieren Sie +X, so steht der Ring gleich in der richtigen Stellung für das Fahrzeug.

Abbildung 2 Ring-Objekt

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Abbildung 3 E Ring-Objekt für den Reifen

Damit Sie am Ring für die Weiterbearbeitung als Polygon-Objekt genügend Unterteilungen zur Verfügung haben, vergeben Sie auch die in Abbildung 2 gezeigten Segmentierungen an das RingObjekt. Alle parameterischen Vorarbeiten am Reifen sind erledigt, so dass Sie es über den Befehl Grundobjekt konvertieren bzw. die Taste (C) in ein Polygon-Objekt umwandeln können.

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Aktivieren Sie nach der Umwandlung den Modell-bearbeitenModus und das Skalieren-Werkzeug. Aus der Ansicht von vorne (Taste (F4)) verwenden Sie den Achsanfasser für die Skalierung und verbreitern das Ring-Objekt, bis es einem Reifen entspricht (Abbildung 4).

G Abbildung 4 Skalieren des Ring-Objekts zu einem Reifen

Abbildung 5 Loop-Selektion und Kanten-bearbeiten-Modus G

Um ein standesgemäßes Profil in den Reifen zu bekommen, bearbeiten wir die Kanten der Polygone. Wechseln Sie in den Kantenbearbeiten-Modus, und wählen Sie die Loop-Selektion aus dem Menü Selektieren (Abbildung 5), um die nächsten Selektionen komfortabel ausführen zu können.

G Abbildung 6 Loop-Selektion am Ring-Objekt

G Abbildung 7 Rotieren der Loop-Selektion

Selektieren Sie die beiden Kantenloops links und rechts von der Reifenmitte (Abbildung 6), und aktivieren Sie anschließend das Rotieren-Werkzeug. Mit dem Rotationsband drehen Sie die selektierten Kanten um etwa 5 –6 ° nach vorne (Abbildung 7).

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Selektieren Sie mit der Loop-Selektion anschließend den durch die Mitte des Reifens laufenden Kantenloop (Abbildung 8). Damit das spätere Profil eine sich leicht zuspitzende Form erhält, drehen Sie diese Kantenselektion um ca. 11 ° mit dem Rotationsband nach vorne (Abbildung 9).

Abbildung 8 Zweite Loop-Selektion am Ring-Objekt

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G Abbildung 9 Rotieren der zweiten Loop-Selektion

Natürlich steht es Ihnen frei, jedes beliebige andere Muster auf diese Weise in den Reifen zu modellieren. Wenn Sie mit dem angedeuteten Profil zufrieden sind, aktivieren Sie den Polygonbearbeiten-Modus und das Live-Selektion-Werkzeug. Abbildung 10 E Polygon-Selektion für die Extrusion des Profils

Abbildung 11 Einstellungsdialog ExtrudierenWerkzeug G

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Achten Sie darauf, dass die Option Nur sichtbare Elemente selektieren des Selektions-Werkzeugs aktiviert ist, und wählen Sie mit ein bisschen Fleißarbeit alle für das spätere Profil vorgesehenen Polygone rings um den Reifen aus (Abbildung 10). Nach getaner Selektionsarbeit rufen Sie das Extrudieren-Werkzeug über die Taste (D) auf. In seinem Einstellungsdialog (Abbildung 11) vergeben Sie für die Extrusion des Reifenprofils einen

Offsetwert von 1,5 cm. Lassen Sie die Option Gruppen erhalten aktiviert, damit die jeweiligen Profilselektionen im Verbund extrudiert werden. F Abbildung 12 Extrudiertes Reifenprofil

Abbildung 12 zeigt den Reifen nach dem ersten Extrusionsschritt. Der zweite Extrusionsschritt, den Sie mit der bestehenden Polygonselektion durchführen, soll die entstandenen Kanten des Profils anschärfen. Bleiben Sie gleich im Einstellungsdialog des Extrudieren-Werkzeugs (Abbildung 13), klicken Sie den Button Neu transformieren, und tragen Sie den Offsetwert 0,2 cm für die Extrusion ein.

G Abbildung 13 Einstellungsdialog ExtrudierenWerkzeug

F Abbildung 14 Zweite Extrusion zur Schärfung der Kanten

In Abbildung 14 sehen Sie das Reifenprofil nach dem zweiten Extrusionsschritt. Damit wir den Reifen endlich auch in geglättetem Zustand beurteilen können, legen Sie das Polygon-Objekt in einen HyperNURBS-Käfig. Holen Sie sich also das benötigte HyperNURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte, und legen Sie das Polygon-Objekt des Reifens über den Objekt-Manager als Unterobjekt hinein (Abbildung 15).

G Abbildung 15 Glättung des Reifens mit einem HyperNURBS-Objekt

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Abbildung 16 zeigt die geglätte Version des Reifens, der optisch schon recht brauchbar für eine Planetenexkursion erscheint. Als Feinschliff verstärken wir nun noch die Reifenwände.

Abbildung 16 Geglättetes Polygon-Objekt des Reifens

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Abbildung 18 Einstellungsdialog ExtrudierenWerkzeug G

Abbildung 19 E Fertig modellierter Reifen

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Abbildung 17 Ring-Selektion für die Karkasse

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Für die Erstellung der dafür nötigen Selektion eignet sich das Ring-Selektions-Werkzeug aus dem Menü Selektieren (Abbildung 17) hervorragend. Achten Sie darauf, dass die Option Nur sichtbare Elemente selektieren im Einstellungsdialog des Selektions-Werkzeugs aktiviert ist, und selektieren Sie, wie in Abbildung 17 gezeigt, die Reifenwände innerhalb des Profilendes auf beiden Seiten des Reifens. Mit einer leichten Extrusion verleihen wir dem Reifen ein robusteres und auch rustikaleres Äußeres. Aktivieren Sie dazu das Extrudieren-Werkzeug über die Taste (D), und vergeben Sie einen Offsetwert von 1 cm für die Extrusion. Lassen Sie die Option Gruppen erhalten aktiv, damit wieder die beiden Polygon-Selektionen der Reifenwände jeweils im Zusammenhang extrudiert werden. Abbildung 19 zeigt den fertigen Reifen als Ergebnis.

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Modelling der Felge Die Felge erstellen wir über ein Lathe-NURBS-Objekt. Dabei wird ein Spline-Objekt über eine Achse rotiert, um das dreidimensionale Objekt zu formen. Wir verwenden einen Rechteck-Spline als Basis für die Felgenkontur. Dazu holen Sie sich ein Rechteck-Objekt aus der Palette der Spline-Objekte mit den Angaben aus Abbildung 20. Verwenden Sie als Ebene für den Spline die XY-Ebene. Bevor wir uns an die Gestaltung der Felgenkontur machen, bereiten wir die Achse des Spline-Objekts für die spätere Rotation im Lathe-NURBS-Objekt vor. Konvertieren Sie dazu das Rechteck-Spline-Objekt über die Taste (C) in einen Spline-Pfad, und aktivieren Sie den Achse-bearbeiten-Modus.

G Abbildung 21 Verschieben der Achse auf die untere Kante

G Abbildung 20 Einstellungsdialog Rechteck-Spline

G Abbildung 22 Verschieben des Spline-Objekts auf den Ursprung

Verwenden Sie am einfachsten den Koordinaten-Manager, um die Achse über den Y-Wert – 10 cm an die untere Kante des Spline-Pfads zu setzen (Abbildung 21). Jetzt stimmt zwar die Position der Achse, allerdings liegt der Spline-Pfad selbst nicht mehr im Ursprung. Schalten Sie den Achse-bearbeiten-Modus wieder ab und verwenden Sie den Modell-bearbeiten-Modus, um das Objekt als Ganzes wieder nach oben zu verschieben (Abbildung 22). Auch dies erledigen Sie am schnellsten über den Koordinaten-Manager, indem Sie dem Spline-Objekt einen Y-Wert von 0 zuweisen. Nun holen Sie sich ein Lathe-NURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte. Drehen Sie den Banking-Winkel im Einstellungsdialog (Abbildung 23) auf 90 °, bevor Sie den Spline-Pfad über den Objekt-Manager als Unterobjekt definieren. Setzen Sie die Anzahl der Unterteilungen auf mindestens 40, damit das rotierte Spline-Objekt weitgehend rund geglättet erscheint.

G Abbildung 23 Einstellungsdialog Lathe-Nurbs

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Der Lathe-NURBS-Generator sorgt nun dafür, dass der ihm zugewiesene Spline-Pfad, der über die X-Achse rotiert, die Rohversion der Felge ergibt (Abbildung 24). Abbildung 24 E Rohversion der Felge mit Lathe-NURBS-Generator

Abbildung 25 Deaktivierung bzw. Unsichtbarschalten der störenden Elemente

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Damit wir uns voll auf die Gestaltung des Felgen-Spline-Pfads konzentrieren können, deaktivieren bzw. schalten Sie die im Moment nicht benötigten Elemente der Szene über den ObjektManager auf Unsichtbar (Abbildung 25). Wechseln Sie in die Ansicht von vorne (Taste (F4)), um den Spline-Pfad gut bearbeiten zu können. Aktivieren Sie den Punktebearbeiten-Modus, und rufen Sie über die Taste (K) das MesserWerkzeug auf, um dem Spline-Pfad zusätzliche Punkte für die Gestaltung zuzufügen.

G Abbildung 26 Messerschnitt zur Erzeugung zusätzlicher Punkte

G Abbildung 27 Skalierung der Punkt-Selektion

Halten Sie zur Erzeugung eines geraden Schnittes die (ª)-Taste gedrückt, während Sie den Spline-Pfad am unteren Viertel waagrecht durchschneiden (Abbildung 26). Mit einem SelektionsWerkzeug Ihrer Wahl wählen Sie nun die vier unteren Spline-

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Punkte aus und skalieren sie mit dem Skalieren-Werkzeug über den roten Anfasser der X-Achse (Abbildung 27) ein kleines Stück zusammen.

G Abbildung 28 Fasen-Werkzeug für die oberen beiden Punkte

G Abbildung 29 Abfasen der oberen beiden Spline-Punkte

Fangen wir bei der Ausgestaltung der Felge bei den oberen beiden Eckpunkten des Spline-Pfads an (Abbildung 28). Selektieren Sie diese beiden Punkte, und rufen Sie das Fasen-Werkzeug im Menü Mesh • Spline auf. Mit diesem Werkzeug fasen Sie nun die selektierten Spline-Punkte ein kurzes Stück ab, um der Felge realistische Kanten zu verleihen.

G Abbildung 30 Weitere Messerschnitte für neue Punkte

G Abbildung 31 Skalieren der Punktepaare

Aktivieren Sie wieder das Messer-Werkzeug (Taste (K)), um durch weitere waagerechte Schnitte zusätzliche Punkte für die Formung zu gewinnen (Abbildung 30). Skalieren Sie die neuen Punkte nahe der oberen Felgenkante mit dem Skalieren-Werkzeug über den roten X-Achsenanfasser auf ein Drittel zusammen (Abbildung 31).

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Das Punktepaar nahe der Felgenmitte dagegen skalieren Sie ein wenig auseinander, allerdings nicht über die Gesamtbreite der Felge hinaus (Abbildung 32).

G Abbildung 32 Skalieren des mittleren Punktepaares

G Abbildung 33 Weiche Interpolation für die Spline-Punkte

Da die von uns frisch erzeugten und skalierten Punktepaare eine lineare Interpolation besitzen, ergeben sie noch ein unerwünscht eckiges Bild. Um dies zu beheben, selektieren Sie die vier problematischen Punkte und setzen sie über das Menü Mesh • Spline auf eine weiche Interpolation (Abbildung 33).

G Abbildung 34 Die aus dem Spline-Pfad geformte Felge

G Abbildung 35 Anpassen der Felge in den Reifen

Nachdem die Felge nun soweit fertiggestellt ist, können Sie die zwischenzeitlich deaktivierten bzw. ausgeblendeten Elemente über den Objekt-Manager wieder aktivieren bzw. einblenden. Überprüfen Sie den Sitz der Felge im Reifen, und passen Sie gegebenenfalls noch durch Verschieben bzw. Skalieren der jeweiligen Punktepaare die Felge in den Reifen ein (Abbildung 35).

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Modelling des Schutzblechs Bevor wir uns an die Modellierung der Schutzbleche machen, fassen Sie die Felge und den Reifen zu einer Gruppe im ObjektManager zusammen und vergeben einen aussagekräftigen Namen, beispielsweise angelehnt an die spätere Radposition (Abbildung 36). Wir brauchen wieder einen Rechteck-Spline, diesmal als Basis für die Kontur des Schutzblechs. Dazu holen Sie sich ein Rechteck-Objekt aus der Palette der Spline-Objekte und setzen seine Parameter über den Einstellungsdialog auf die Werte aus Abbildung 37. Dabei lassen wir gleich eine leichte Rundung an den Ecken des Rechtecks anbringen, um sie nicht später manuell hinzufügen zu müssen. Achten Sie wieder auf die Ausrichtung des SplineObjekts an der XY-Ebene. Dies ist für die in Kürze folgende Verwendung in einem Sweep-NURBS-Generator von entscheidender Bedeutung. Nach der Erstellungen des Rechteck-Splines mit allen Parametern wandeln Sie das Spline-Objekt über den Befehl Grundobjekt konvertieren aus dem Menü Mesh • Konvertieren bzw. über die Taste (D) in einen Spline-Pfad um.

G Abbildung 36 Gruppierte Elemente des Rades

G Abbildung 37 Einstellungsdialog Rechteck-Spline

F Abbildung 38 Ausgangs-Spline für die Schutzblechkontur

Um zusätzliche Punkte für die Formung der Schutzblechkontur zu erhalten, unterteilen Sie den gesamten Spline-Pfad über den Befehl Mesh • Befehle • Unterteilen. Für die Unterteilung eines Spline-Pfads verwendet Cinema 4D mindestens eine zweifache Unterteilung (Abbildung 39), die uns aber auch das gewünschte Ergebnis liefert. In der Mitte des Spline-Pfads sind nun durch die Unterteilung zusätzliche Punkte verfügbar, mit denen wir den Spline-Pfad weiterbearbeiten können. Selektieren Sie dazu die beiden in der Mitte des Spline-Pfads übereinanderliegenden Punkte mit einem Selektions-Werkzeug,

G Abbildung 39 Unterteilen-Dialog

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und schieben Sie die beiden Punkte, wie in Abbildung 40 gezeigt, mit dem Achsanfasser der Y-Achse ein Stück nach oben. Dabei sollten Sie in etwa den Winkel der Rundung des darunter befindlichen Rades erreichen.

Abbildung 40 Verschieben der mittleren Spline-Punkte

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G Abbildung 41 Abfasen der Spline-Punkte zur Verrundung

Um aus der eckigen Dachform ein rundes Schutzblech zu formen, verwenden Sie wieder das Fasen-Werkzeug aus dem Menü Mesh • Spline. Lassen Sie die bereits selektierten Punkte aktiviert und fasen Sie die Punkte fast bis an den Rand des Spline-Pfads ab (Abbildung 41).

Abbildung 42 Verschieben der abgefasten Spline-Punkte

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G Abbildung 43 Geformter Kontur-Spline für das Schutzblech

Lassen Sie die Selektion der Abfasung bestehen, und verschieben Sie die Spline-Punkte mit dem Achsanfasser der Selektion entlang der Y-Achse leicht nach unten (Abbildung 42). Auf diese Weise erhält das Schutzblech eine zusätzliche Kante, die es gleich realistischer aussehen lässt.

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Die Kontur für das spätere Schutzblech ist nun soweit fertig (Abbildung 43), passt aber von ihrer Achsausrichtung noch nicht in das Sweep-NURBS-Objekt. Vorher müssen wir erst noch die Achse des Spline-Pfads anpassen.

G Abbildung 44 Drehen der Achse über den Koordinaten-Manager

F Abbildung 45 Kontur-Spline mit korrekt gedrehter Achse

Dazu aktivieren Sie den Achse-bearbeiten-Modus und setzen über den Koordinaten-Manager (Abbildung 44) den BankingWinkel des Spline-Pfads auf – 90°. Abbildung 45 zeigt den SplinePfad mit korrekt für das Sweep-NURBS-Objekt vorbereiteter Achsausrichtung. Neben dem Kontur-Spline benötigen wir für den SweepNURBS-Generator noch den Pfad, an dem der Kontur-Spline entlanggeführt werden soll. Dafür eignet sich der Bogen-Spline hervorragend. Holen Sie ihn aus der Palette der Spline-Objekte, und stellen Sie einen Kreisbogen mit einem Radius von 30 cm ein. Setzen Sie unter Ebene die Ausrichtung auf ZY und einen Anfangs- und End-Winkel von 0° bzw. 90°, um einen ersten Eindruck vom Schutzblech-Pfad zu bekommen (Abbildung 47). Die endgültigen Winkelparameter passen wir an, wenn das SweepNURBS-Objekt seine Arbeit tut. G Abbildung 46 Einstellungsdialog Bogen-Objekt

F Abbildung 47 Bogen-Spline als Schutzblech-Pfad

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Erzeugen Sie sich über die Palette der NURBS-Objekte ein neues Sweep-NURBS-Objekte, und legen Sie Bogen- und KonturSpline, wie in Abbildung 48 gezeigt, als Unterobjekte hinein. Auf der Deckflächen-Seite stellen Sie sicher, dass die Enden des Schutzblechs mit einer leichten Rundung geschlossen werden – ein kleiner Wert von 0,2 mm reicht. Aktivieren Sie die Option Kontur beibehalten, damit das 3D-Objekt exakt unseren SplineVorgaben entspricht. Nun lässt sich das Aussehen des Schutzblechs schon besser beurteilen. Stellen Sie abschließend die Winkelwerte im Einstellungsdialog des Bogen-Objekts (Abbildung 49) so ein, dass Ihnen das Schutzblech optisch zusagt.

Abbildung 48 Einstellungsdialog Sweep-NURBS

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G Abbildung 49 Einstellungsdialog Bogen-Objekt

Abbildung 50 E Schutzblech mit Sweep-NURBSObjekt

Abbildung 51 Umbenennen des Schutzblechs

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Mit kleineren bzw. größeren Radien können Sie den Abstand vom Schutzblech zum Reifen verändern. In meinem Beispiel lasse ich absichtlich etwas mehr Luft zwischen Schutzblech und Rad (Abbildung 50), um der späteren Radfederung bei der Animation genügend Platz zum Federn zu gewähren.

Das eben erstellte Schutzblech ist für ein Vorderrad gedacht. Benennen Sie es entsprechend für eine Fahrzeugseite logisch um (Abbildung 51), und erzeugen Sie von Schutzblech- und RadObjekt durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager eine Kopie. Diese Kopie verwenden wir für das hintere Rad der Fahrzeugseite, und sie bekommt im Objekt-Manager einen entsprechenden Namenszusatz verpasst (Abbildung 52). Lassen Sie beide Objekte selektiert, und verschieben Sie Rad samt Schutzblech über den Koordinaten-Manager durch einen Z-Wert von 180 cm (Abbildung 53). Unser Mondfahrzeug wird also einen Radstand von 1,80 m besitzen.

G Abbildung 52 Umbenennen der Kopie

G Abbildung 53 Verschieben per KoordinatenManager

F Abbildung 54 Anpassen des Schutzblechs für das Hinterrad

Das Schutzblech des als Hinterrad kopierten Vorderrads passt natürlich nicht zu der ihm zustehenden Aufgabe. Passen Sie es einfach durch Modifikation der Winkelwerte im Bogen-Objekt unterhalb des Sweep-NURBS-Generators zur Verwendung als Hinterrad-Schutzblech an (Abbildung 54).

4 Verteilen der Räder und Schutzbleche Damit wäre eine Fahrzeugseite korrekt mit Rädern und Schutzblechen ausgestattet. Weil wir die Felgen innen und außen symmetrisch gestaltet haben, müssen wir nicht auf die Laufrichtung der Räder achten und können durch einfaches Kopieren die Räder und Schutzbleche für die andere Fahrzeugseite erzeugen. Selektieren Sie dazu Räder und Schutzbleche der ersten Fahrzeugseite, und erzeugen Sie durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager die jeweiligen Kopien. Benennen Sie diese Kopien im Objekt-Manager gleich logisch erkennbar für die andere Fahrzeugseite um (Abbildung 55). Lassen Sie die eben kopierten Objekte selektiert, damit wir die Räder und Schutzbleche durch einfaches Versetzen

G Abbildung 55 Kopien für die rechte Fahrzeugseite

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an die korrekte Stelle befördern können. Dies erledigen Sie wie gehabt mit dem Koordinaten-Manager, indem Sie als X-Wert die Kopien der Räder um – 120 cm zur Seite versetzen (Abbildung 56). Abbildung 56 Verschieben per KoordinatenManager

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Abbildung 57 E Auf die andere Seite kopierte Räder mit Schutzblechen

Nachdem nun alle Räder mitsamt Schutzblechen an Ort und Stelle sind (Abbildung 57), fassen wir alle Objekte in ein gemeinsames Überobjekt zusammen. Dies schafft nicht nur Ordnung, sondern gibt uns auch die Möglichkeit, die Fahrzeugbestandteile auf die Nullposition zu setzen. Selektieren Sie dazu alle Elemente der Szene im Objekt-Manager, und gruppieren Sie die Elemente über den Befehl (alt) + (G) in ein neues Null-Objekt zusammen (Abbildung 58).

Abbildung 58 Kopien für die rechte Fahrzeugseite

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Abbildung 59 E Auf den Ursprung gesetze Mondfahrzeug-Gruppe

Verwenden Sie wieder den Koordinaten-Manager, um die frisch erstellte Gruppe auf den Ursprung zu setzen. Dazu selektieren Sie lediglich das Überobjekt der Gruppe und stellen alle Koordinaten für die Position auf 0. Die positionierten Räder ermöglichen uns eine sehr gute Orientierung bei der jetzt folgenden Modellierung des Chassis unseres Mondfahrzeugs. M

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Schritt für Schritt: Modelling des Chassis »Chassis« ist vielleicht etwas zu hoch gegriffen für ein Mondfahrzeug. In erster Linie soll das Fahrgestell eine Verbindung zu den Rädern schaffen und die komplette technische Ausrüstung für Fahrt und Expedition aufnehmen.

1 Erstellen der Bodenplatte Für die Bodenplatte beginnen wir mit einem quaderförmigen Würfel-Objekt aus der Palette der Grundobjekte mit den Parametern aus Abbildung 60. Durch die voreingestellte Segmentierung bekommen wir bei der Umwandlung in ein Polygon-Objekt gleich brauchbare Unterteilungen (Abbildung 61).

G Abbildung 60 Kopien für die rechte Fahrzeugseite

F Abbildung 61 Würfel-Objekt für die Bodenplatte

Wandeln Sie das Würfel-Objekt durch den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in ein Polygon-Objekt um, und selektieren Sie, wie in Abbildung 62 gezeigt, die zwischen den Rädern liegenden Polygone zu beiden Seiten des Fahrzeugs.

G Abbildung 62 Selektion für die Extrusionen zur Fahrzeugseite

G Abbildung 63 Einstellungsdialog Extrudieren

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Um die Bodenplatte gut zwischen den Rädern zu integrieren, extrudieren wir die selektierten Polygone nach außen. Aktivieren Sie dazu das Extrudieren-Werkzeug (Taste (D)), und verwenden Sie einen Offsetwert von 15 cm bei aktivierter Option Gruppen erhalten (Abbildung 63).

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Abbildung 64 Extrusionen für die Fahrzeugseite

G Abbildung 65 Selektion der Polygone an der Oberseite

Abbildung 66 Erste Extrusion der Polygone an der Oberseite

G Abbildung 67 Zweite Extrusion der Polygone an der Oberseite

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Nach der Extrusion wechseln Sie wieder zu einem SelektionsWerkzeug, bei dem Sie die Option Nur sichtbare Elemente selektieren aktiviert lassen. Selektieren Sie damit alle Polygone an der Oberseite der Bodenplatte (Abbildung 65), und rufen Sie das Extrudieren-Werkzeug auf (Taste (D)). Verwenden Sie für die Extrusion die gleichen Werte wie zuvor, um die Bodenplatte 15 cm nach oben zu extrudieren (Abbildung 66). Fügen Sie über den Button Erneut transformieren einen weiteren Extrusionsschritt aus, den Sie allerdings auf 5 cm reduzieren (Abbildung 67). Die Basis der Bodenplatte ist damit fertig.

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Ausmodellieren des Chassis Für die wirkliche Formgebung des Chassis arbeiten wir mit der geglätteten Version des Polygon-Objekts. Holen Sie dazu ein HyperNURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte und legen Sie das Polygon-Objekt der Bodenplatte als Unterobjekt hinein (Abbildung 68).

G Abbildung 68 HyperNURBS-Objekt für das Chassis

F Abbildung 69 Geglättetes Objekt ohne Isolines

Der besseren Übersichtlichkeit halber verwende ich in den kommenden Workshop-Schritten die geglättete Darstellung ohne Isolines. Wenn Ihnen die Ansicht mit Isolines besser liegt, aktivieren Sie diese einfach im Menü Optionen der Editor-Ansicht (Abbildung 69). Im Polygon-bearbeiten-Modus sollte nach wie vor die Oberseite der Polygone aktiviert sein. Führen Sie mit dieser Selektion eine kleine innere Extrusion (Taste (I)) mit einem Offsetwert von 1 cm (Abbildung 70) durch, um die Kante zu schärfen. Jetzt ziehen Sie von dieser Selektion durch Anwahl mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste die vorderste und hinterste Reihe ab (Abbildung 71), um daraus den künftigen Transportbereich des Mondfahrzeugs entstehen zu lassen.

G Abbildung 70 Einstellungsdialog Innen-extrudieren-Werkzeug

F Abbildung 71 Selektion für den späteren Transportbereich

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Die nun folgende innere Extrusion von 5 cm (Abbildung 72) mit der neuen Auswahl verkleinert die Polygonselektion und verbreitert auf diese Weise den Rahmen um den späteren Transportbereich.

Abbildung 72 Einstellungsdialog Innen-extrudieren-Werkzeug

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Abbildung 73 E Rahmen des Transportbereichs

Es folgen nun einige Extrusionsschritte direkt aufeinander, um den Transportbereich mit gut ausgebildeten Kanten in die rohe Bodenplatte zu modellieren.

Abbildung 74 Erste Extrusion der Selektion nach unten

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G Abbildung 75 Zweite Extrusion der Selektion nach unten

Verwenden Sie dazu die bestehende Selektion, und aktivieren Sie das Extrudieren-Werkzeug (Taste (D)). Im ersten Schritt arbeiten Sie die Kante des Transportbereichs weiter aus, die Sie durch den ersten inneren Extrusionsschritt bereits begonnen haben. Führen Sie also zunächst eine Extrusion mit einem Offsetwert von – 1 cm durch (Abbildung 74). Folgen Sie dem Aufbau der Außenseite, und schließen Sie gleich eine weitere Extrusion, diesmal mit einem Offsetwert von – 5 cm, an. Klicken Sie dazu auf den Button Neu transformieren, und bestätigen Sie den neuen

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Offsetwert mit der (¢)-Taste. Der Rand des Transportbereichs wäre damit ausmodelliert (Abbildung 75), so dass wir mit dem nächsten Extrusionsschritt in die Tiefe gehen können.

G Abbildung 76 Dritte Extrusion der Selektion nach unten

G Abbildung 77 Vierte Extrusion der Selektion nach unten

Wieder fügen Sie eine Neue Transformation an, diesmal mit einem Offsetwert von 10 mm (Abbildung 76). Die erforderliche Tiefe wäre damit weitestgehend erreicht. Mit einem letzten Extrusionsschritt von 1 mm sorgen Sie abschließend für einen schärferen Rand (Abbildung 77).

G Abbildung 78 Erhöhen der Seiten durch Verschieben der Punkte

G Abbildung 79 Verbreitern der Seite durch Skalieren der Punkte

Damit das Chassis etwas sportlicher erscheint, erhöhen Sie zunächst die Fahrzeugseiten durch Verschieben der in Abbildung 78 gezeigten Punkte nach oben. Selektieren Sie anschließend alle äußeren Punkte auf beiden Fahrzeugseiten (Abbildung 79), und verbreitern Sie das Chassis an dieser Stelle mit dem roten Achsenanfasser des Skalieren-Werkzeugs.

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Einbau von Achsen Aufgrund der Breite des Chassis sind die Schutzbleche bereits optisch mit dem Fahrgestell verbunden. Nun fehlen noch zwei Achsen, welche die Räder funktionell mit dem Chassis verbinden. Da unser Mondfahrzeug einen recht simplen und offenen Aufbau hat, würde das Fehlen dieser Bauteile schnell negativ auffallen. Abbildung 80 E Positionieren des Chassis auf der richtigen Höhe

Abbildung 81 Einstellungsdialog Zylinder-Objekt G

Abbildung 82 E Positionierte Vorderachse

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Zunächst passen wir aber die vertikale Position des Chassis optimal an die mit ihm per Achse verbundenen Räder an. Verwenden Sie den Modell-bearbeiten-Modus, um das Chassis in die korrekte Y-Position zu verschieben. Als Achsen dienen uns einfache Zylinder-Objekte. Holen Sie sich zwei davon aus der Palette der Grundobjekte, und stellen Sie im Einstellungsdialog der Zylinder-Objekte (Abbildung 81) eine Höhe von 120 cm (passend zur Spurbreite) sowie einen Radius von 4,5 cm ein. Als Richtung geben Sie analog zu den Rädern die positive X-Richtung an. Um die Achse auch gleich in die korrekte Position zu bringen, setzen Sie auf der Koordinaten-Seite des Einstellungsdialogs den Z-Wert auf – 90 cm.

Da die Hinterachse exakt auf der anderen Seite des Ursprungs – nur mit anderem Vorzeichen – liegt, können Sie diese Achse sehr leicht durch den Wert + 90 cm im Feld P.Z der Koordinaten-Seite des zweiten Zylinder-Objekts richtig platzieren und das Chassis fertigstellen (Abbildung 83). M F Abbildung 83 Fertiges Chassis

Schritt für Schritt: Modelling des technischen Equipments Um für das Modelling des technischen Equipments nicht durch die bereits fertigen Bauteile gestört zu werden, legen wir Chassisund Achsen-Objekte in die Gruppe der Mondfahrzeug-Elemente und blenden alle gemeinsam über den Ampelschalter im ObjektManager aus (Abbildung 84).

1 Modelling der Kommunikationseinheit Besonders wichtig für das Mondfahrzeug ist die Kommunikationseinheit, mit der das LRV seine Signale empfangen kann. Statt mit einer neumodischen Satellitenschüssel werden wir unser Mondfahrzeug mit einem bewährten klassischen Modell »Signalschirm« ausstatten. Ausgangsbasis dafür soll ein Stern-Objekt sein, das Sie sich aus der Palette der Spline-Objekte holen. Setzen Sie die Radien, wie in Abbildung 85 gezeigt, ein, und erhöhen Sie die Anzahl der Punkte für den Stern auf 12. Da wir den Signalschirm im Folgenden Stück für Stück vertikal aufbauen werden, legen Sie als Ebene die XZ-Ebene fest. Dieses Stern-Objekt wird uns in einem Loft-NURBS-Objekt als Trichteröffnung dienen. Um es weiterbearbeiten zu können, müssen Sie es allerdings zuerst über den Befehl Grundobjekt konvertieren bzw. über die Taste (C) in einen Spline-Pfad umwandeln (Abbildung 86).

G Abbildung 84 Ausblenden der MondfahrzeugBauteile

G Abbildung 85 Einstellungsdialog Stern-Objekt

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Die eckige Form des Stern-Spline-Objekts passt noch nicht richtig zu einem eher rundlichen Signalschirm. Fasen Sie die innen liegenden Punkte des Sterns dazu ab.

Abbildung 86 Selektierte innere Spline-Punkte

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G Abbildung 87 Abfasen der inneren Spline-Punkte

Selektieren Sie dazu im Punkte-bearbeiten-Modus die innen liegenden Punkte des Stern-Spline-Pfads (Abbildung 86), und rufen Sie über das Menü Mesh • Spline das Fasen-Werkzeug auf. Fasen Sie die selektierten Spline-Punkte fast bis an die äußeren Punkte des Spline-Pfads ab (Abbildung 87). Damit wäre die Grundform für den Signalschirm erstellt. Um für die Formung des Signalschirms ausreichend Gestaltungsmöglichkeiten zu haben, erzeugen Sie sich durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager zwei Kopien dieses Spline-Pfads (Abbildung 88). Abbildung 88 Kopien des Stern-Spline-Pfads

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Abbildung 89 E Skalierte und versetzte Kopien des Spline-Pfads

Verschieben Sie die zwei Kopien des Ausgangssplines im Modell-bearbeiten-Modus jeweils ein Stück nach unten, und skalieren Sie die beiden Spline-Objekte schrittweise (Abbildung 89).

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Über einen Loft-NURBS-Generator können Sie mit diesen drei Spline-Pfaden ein 3D-Objekt formen lassen. Holen Sie sich dazu ein Loft-NURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte. Legen Sie anschließend die drei Spline-Objekte für den Signalschirm als Unterobjekte in den Loft-NURBS-Generator. Achten Sie dabei auf die korrekte Reihenfolge der drei Splines, damit die dreidimensionale Hülle, wie gewünscht, über die drei SplinePfade gezogen werden kann. Erhöhen Sie im Einstellungsdialog des Loft-NURBS-Objekts die Mesh-Unterteilung in U-Richtung auf ca. 120, um eine ausreichende Glättung der Oberflächengeometrie zu gewährleisten. Da der Signalschirm nach oben und unten offen bleiben soll, aktivieren Sie auf der Deckflächen-Seite für Start und Ende diese Optionen.

G Abbildung 90 Einstellungsdialog Loft-NURBSObjekt

F Abbildung 91 Signalschirm aus Loft-NURBSObjekt

Sollte Ihnen die Form des Signalschirms (Abbildung 91) noch nicht zusagen, können Sie diese durch Bearbeitung der drei Spline-Objekte noch weiter verbessern. Im Loft-NURBS-Generator haben wir zwar auf die Erzeugung von Deckflächen verzichtet, für ein realistischeres Aussehen wäre aber zumindest eine passende Umrandung wünschenswert. Dank der Splines im Loft-NURBS-Objekt haben wir dafür schon fast alle Bestandteile zusammen. Als Spline-Pfad für die Umrahmung sollen dabei zum einen der kleinste Pfad am unteren Ende des Schirms, zum anderen der größte Pfad am äußeren Ende des Signalschirms dienen. Erzeugen Sie sich durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strgl)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager Kopien von beiden Spline-Pfaden des Signalschirms. Als Kontur-Spline holen Sie sich ein neues Kreis-Objekt aus der Palette der Spline-Objekte mit einem Radius von 1 cm auf der XY-Ebene (Abbildung 92) dazu.

G Abbildung 92 Einstellungsdialog Kreis-Objekt

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Um nicht zwei separate Sweep-NURBS-Objekte für die Signalschirm-Umrandung verwenden zu müssen, fassen wir die beiden Pfad-Spline-Objekte einfach zusammen. Dazu selektieren Sie die beiden Spline-Pfade im Objekt-Manager und führen den Befehl Mesh • Konvertieren • Objekte verbinden + löschen aus (Abbildung 93). Übrig bleibt ein einzelner Spline-Pfad, den wir nun zusammen mit dem als Kontur vorgesehenen Kreis-Spline in ein Sweep-NURBS-Objekt legen können (Abbildung 94). Abbildung 93 E Verbinden zweier Spline-Pfade

Im Einstellungsdialog des Sweep-NURBS-Objekts können Sie die Parameter im Wesentlichen so belassen, wie sie sind. Auf der Deckflächen-Seite können Sie wieder einmal auf die Erzeugung von Deckflächen verzichten, da die beiden zusammengefassten Spline-Pfade geschlossen sind.

Abbildung 94 Einstellungsdialog Sweep-NURBSObjekt G

Abbildung 95 E Fertiger Signalschirm

Der Signalschirm wäre damit fast fertiggestellt (Abbildung 95), allerdings verfügt er bislang über keinerlei technische Ausrüstung, um die per Schirm empfangenen Signale weiterzuleiten. Ein für unsere Zwecke vollkommen ausreichender Aufbau lässt sich problemlos aus einigen Grundobjekten zusammenbauen.

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Wie Sie in Abbildung 96 sehen, habe ich lediglich insgesamt vier Zylinder-Objekte sowie ein Ring-Objekt aus den Grundobjekten verwendet, um den Signalschirm technisch mit dem Nötigsten auszurüsten (Abbildung 97). Der querliegende untere Zylinder dient dabei später außerdem als Gelenk für die Rotation der kompletten Signalschirmeinheit. Natürlich steht es Ihnen frei, noch weitere Details und exaktere Bauteile zu modellieren – solange keine Nahaufnahmen der Kommunikationsanlage entstehen sollen, reicht der kleine Baukasten völlig.

G Abbildung 96 Einstellungsdialog Zylinder-Objekt

F Abbildung 97 Kommunikationsanlage aus Grundobjekten

Um die aus den einzelnen Bauteilen entstandene Kommunikationseinheit mit dem Signalschirm zu verbinden, verwenden wir einen zusätzlichen Spline-Pfad aus dem Loft-NURBS-Aufbau. Duplizieren Sie sich dazu einfach den kleinsten der drei SplinePfade durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager (Abbildung 98), und setzen Sie ihn an die unterste Stelle des Aufbaus. In der Editor-Ansicht skalieren Sie den Spline-Pfad passend zum Antennenstab und verschieben ihn etwas in Y-Richtung nach unten (Abbildung 99).

G Abbildung 98 Einstellungsdialog Spline-Objekt

F Abbildung 99 Verbinden der Bauteile

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Selektieren Sie alle Elemente der Kommunikationseinheit, und positionieren Sie die Selektion etwas zur Seite versetzt in den vorderen Bereich des Mondfahrzeugs (Abbildung 100). Als Halterung für die Kommunikationsanlage integrieren Sie ein weiteres einfaches Zylinder-Objekt zwischen Kommunikationseinheit und Chassis (Abbildung 101).

Abbildung 100 Positionieren der Kommunikationseinheit

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Abbildung 102 Hierarchie der Kommunikationseinheit

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Abbildung 103 E Fertige Kommunikationseinheit

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G Abbildung 101 Halterung für die Kommunikationseinheit

Fassen Sie die fertige Kommunikationseinheit (Abbildung 103) nun sinnvoll zusammen, damit sie auch problemlos animiert werden kann. Das bereits erwähnte querstehende Zylinder-Objekt dient dabei als drehbares Gelenk und bekommt alle Elemente der Kommunikationsanlage mit Ausnahme der Halterung untergeordnet (Abbildung 102) – diese soll sich später schließlich nicht mitdrehen. Trotzdem können Sie noch etwas weiter aufräumen, indem Sie die Gruppe des Gelenk-Objekts zusammen mit dem HalterungsObjekt in ein als Kommunikationsanlage benanntes Null-Objekt zusammengruppieren.

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Modelling des Scheinwerfers Damit das Mondfahrzeug auch bei Dunkelheit auf Expedition gehen kann, integrieren wir einen steuerbaren Scheinwerfer in das LRV. Ein paar Basisobjekte haben wir durch die Kommunikationsanlage bereits: die Halterung und das Gelenk. Kopieren Sie sich die komplette Gruppe der Kommunikationsanlage durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager, und entfernen Sie alle Elemente mit Ausnahme von Halterung und Gelenk (Abbildung 104). Kehren Sie außerdem für die X-Koordinate der Objektgruppe das Vorzeichen um, damit der Scheinwerferunterbau exakt auf der anderen Seite des Mondfahrzeugs seinen Platz findet (Abbildung 105).

G Abbildung 104 Gelenk und Halterung für den Scheinwerfer G Abbildung 105 Einstellungsdialog Kugel-Objekt

Beginnen wir mit dem Aufbau des eigentlichen Scheinwerfers. Für das Gehäuse holen Sie sich ein Kugel-Objekt aus der Palette der Grundobjekte. Setzen Sie den Kugeltyp auf Halbkugel bei einem Radius von 15 cm. Erhöhen Sie die Anzahl der Segmente, damit das Gehäuse eine ausreichend glatte Oberfläche bekommt. Die Position des Halbkugel-Gehäuses können Sie direkt aus Abbildung 105 entnehmen. Ein Röhre-Objekt übernimmt die Aufgabe des ScheinwerferRings, in dem die Glasscheibe des Scheinwerfers sitzen wird. Erzeugen Sie sich ein Röhre-Objekt über die Palette der Grundobjekte mit den Angaben aus Abbildung 106. Die Ausrichtung in positiver Z-Richtung sorgt dafür, dass die als Ring verwendete Röhre gleich korrekt im Raum steht.

G Abbildung 106 Einstellungsdialog Röhre-Objekt

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Schieben Sie nun das als Ring des Scheinwerfers fungierende Röhre-Objekt am Achsanfasser passend auf das Scheinwerfergehäuse (Abbildung 107). Abbildung 107 E Aufschieben des Scheinwerferrings

Als Glasscheibe verwenden wir ein einfaches Zylinder-Objekt aus der Palette der Grundobjekte. Verwenden Sie die Parameter aus Abbildung 108, um das Zylinder-Objekt gleich in der richtigen Position und Ausrichtung im Scheinwerferring zu platzieren. Der angegebene Radius passt genau in den Gehäusering, die Höhe von 1 cm ergibt ein relativ dickes Glas. Abbildung 108 Einstellungsdialog ZylinderObjekt G

Abbildung 109 E Platziertes Scheinwerferglas

Abbildung 110 Hierarchie des Scheinwerfers

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Überprüfen Sie den korrekten Sitz des Scheinwerferglases im Gehäuse (Abbildung 109), und integrieren Sie schließlich die für den Scheinwerfer verwendeten Objekte innerhalb der Hierarchie des Scheinwerfers (Abbildung 110). Achten Sie darauf, dass Sie die Elemente als Unterobjekte des Gelenks anlegen. Auf diese Weise können wir, wie auch schon bei der Kommunikationsanlage, das komplette System durch einfaches Drehen des Gelenks zum Rotieren bringen, was uns die spätere Animation wesentlich erleichtert.

Nun muss nur noch das Scheinwerfergehäuse mechanisch mit dem Gelenk verbunden werden. Wir modellieren uns dafür eine formschöne Halterung über ein Sweep-NURBS-Objekt. Wir beginnen mit dem Spline-Pfad für die Halterung. Als Ausgangsbasis holen Sie sich ein Kreis-Objekt aus der Palette der Spline-Objekte. Vergeben Sie einen Radius von 15,5 cm für den Kreis-Spline, die Ebene liegt passend zum Scheinwerfer auf der XY-Ebene. Auch die Positionswerte (Abbildung 111) können wir direkt vom Scheinwerfergehäuse übernehmen. Wandeln Sie das Spline-Objekt über den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in einen Spline-Pfad um, und wechseln Sie in die Ansicht von vorne (Taste (F4)) für die weitere Bearbeitung (Abbildung 112).

G Abbildung 111 Einstellungsdialog Kreis-Objekt

F Abbildung 112 Kreis-Spline für die Halterung

Um zusätzliche Punkte für die Bearbeitung des Spline-Pfads zu erhalten, fügen wir einen Schnitt mit dem Messer-Werkzeug hinzu. Aktivieren Sie das Messer-Werkzeug (Taste (K)) und setzen Sie den Modus auf Linie (Abbildung 113). Deaktivieren Sie die Option Auf Selektion beschränken, bevor Sie den Spline-Pfad mit gedrückter (ª)-Taste gerade durchschneiden (Abbildung 114).

G Abbildung 113 Einstellungsdialog Messer-Werkzeug

F Abbildung 114 Messerschnitt für zusätzliche Punkte

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Selektieren Sie anschließend den untersten Punkt des SplinePfads, und ziehen Sie ihn über den Anfasser der Selektion in Y-Richtung nach unten. Abbildung 115 E Bearbeiten des Spline-Pfads

Abbildung 116 Einstellungsdialog RechteckObjekt G

Abbildung 117 Drehen der Achse über den Koordinaten-Manager

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Abbildung 118 E Gedrehte Achse

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Mit den Tangentenanfassern des Punkts legen Sie anschließend die Kurve des Spline-Pfads auf die Oberseite des Gelenks (Abbildung 115). Wenn Sie mit dem Pfad für die Halterung zufrieden sind, holen Sie sich ein Rechteck-Objekt aus der Palette der Spline-Objekte, um ihn als Kontur-Spline einzusetzen. Verwenden Sie ein Maß von 3 x 1 cm für das Rechteck, und aktivieren Sie die Option Rundung (Abbildung 116). Durch einen kleinen Rundungsradius von 0,2 m können wir gleich ausschließen, dass die Kanten der Halterung zu scharf und unecht wirken. Als Ebene für das Rechteck wählen Sie die XY-Ebene. Der Kontur-Spline ist nun zwar erstellt, allerdings passt seine Achsausrichtung noch nicht zum Sweep-NURBS-Objekt. Um die Achse des Rechteck-Objekts zu drehen, wandeln Sie es über den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in einen SplinePfad um und aktivieren den Achse-bearbeiten-Modus. Über den Koordinaten-Manager (Abbildung 117) können Sie nun den

Banking-Winkel für die Achse des Spline-Pfades auf 90° drehen (Abbildung 118). Mit dieser korrekten Ausrichtung können wir jetzt einen Sweep-NURBS-Generator mit Kontur-Spline und Pfad bestücken. Holen Sie sich also das Sweep-NURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte, und legen Sie Kontur- und Pfad-Spline, wie in Abbildung 119 zu sehen, als Unterobjekte hinein. Da der Pfad, an dem der Kontur-Spline entlanggeführt wird, geschlossen ist, benötigen wir keinerlei Deckflächen und können diese Optionen auf der Deckflächen-Seite des Einstellungsdialogs komplett deaktivieren. Alle weiteren Parameter des Sweep-NURBS-Generators können Sie belassen, wie sie sind. Überprüfen Sie in der EditorAnsicht den Sitz der eben erstellten Halterung um das Scheinwerfergehäuse, und justieren Sie gegebenenfalls die Position der Halterung durch Verschieben über die Achsanfasser. Achten Sie darauf, dass sich die Halterung mitsamt Scheinwerfergehäuse mittig über dem Gelenk der Scheinwerferanlage befindet (Abbildung 120).

G Abbildung 120 Fertige Halterung für das Scheinwerfergehäuse

G Abbildung 119 Einstellungsdialog Sweep-NURBS

G Abbildung 121 Befestigung der Halterung am Gelenk

Details werten jede Szene und jedes Modell auf. Deswegen kann es nicht schaden, das Sweep-NURBS-Objekt der Scheinwerferhalterung mit einem kleinen Zylinder-Objekt plausibel am Gelenk der Scheinwerferanlage zu befestigen (Abbildung 121). Räumen Sie abschließend noch etwas im Objekt-Manager auf, indem Sie die kürzlich erstellten zusätzlichen Objekte in die bereits bestehende Gruppe der Scheinwerfer-Elemente legen (Abbildung 12). Nun ist die Scheinwerferanlage soweit fertiggestellt, dass nur noch eine Stromversorgung fehlt, um sie in Betrieb zu nehmen. M

G Abbildung 122 Gruppierte Scheinwerfer-Elemente

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Schritt für Schritt: Modelling der Versorgungseinheiten Da unser Mondfahrzeug unbemannt auf seine Expedition gehen soll, benötigt es eine Rechnereinheit, die alle Steuerungsbefehle entgegennehmen bzw. umsetzen kann. Auch diese Apparatur will natürlich mit Strom versorgt werden, weshalb wir aus dem Basisblock der Rechnereinheit auch gleich eine Batterie für die Stromversorgung ableiten.

G Abbildung 123 Würfel-Objekt für die Rechnereinheit

Abbildung 124 Einstellungsdialog ExtrudierenWerkzeug G

1 Modelling von Rechnereinheit und Batterie Für das Modelling der Rechnereinheit greifen wir wieder auf das Polygon-Modelling zurück. Blenden Sie dazu am besten die komplette Gruppe des bestehenden Mondfahrzeugs über den Objekt-Manager aus. Erzeugen Sie ein quaderförmiges Würfel-Objekt über die Palette der Grundobjekte, und verleihen Sie ihm die Abmessungen aus Abbildung 123. Über den Befehl Grundobjekt konvertieren bzw. über die Taste (C) wandeln Sie das Würfel-Objekt gleich in ein PolygonObjekt um. Selektieren Sie anschließend mit dem Live-Selektions-Werkzeug im Polygon-bearbeiten-Modus die Polygone an der Ober- und Unterseite des Polygon-Quaders. Mit dem Extrudieren-Werkzeug (Taste (D)) führen Sie als Erstes eine kleine Extrusion von 0,5 cm durch, um die bestehende Kante des Quaders bei einer späteren Glättung festzuhalten (Abbildung 125). Klicken Sie anschließend gleich auf den Button Neu transformieren (Abbildung 124), um gleich eine weitere Extrusion anzuschließen. Setzen Sie als Offsetwert diesmal 3 cm ein, und lassen Sie den Wert der zweiten Extrusion durch die Taste (¢) umsetzen (Abbildung 126).

Abbildung 125 Erste Extrusion der Ober- und Unterseite

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G Abbildung 126 Zweite Extrusion der Ober- und Unterseite

Wählen Sie als Selektions-Werkzeug die Ring-Selektion (Menü Selektieren) aus, und erstellen Sie eine Selektion aus dem durch die letzte Extrusion entstandenen oberen und unteren Polygonrand des Quaders (Abbildung 127). F Abbildung 127 Ring-Selektion der umlaufenden Polygone

Um aus diesen umlaufenden Polygonen schnell und unkompliziert einen robusten Deckel bzw. Fuß zu generieren, wenden wir das Smooth-Shift-Werkzeug aus dem Menü Mesh • Erstellen an. In seinem Einstellungsdialog (Abbildung 128) vergeben Sie einen Offsetwert von 2 cm, um die Polygone ein gutes Stück vom Quader abzusetzen.

G Abbildung 128 Einstellungsdialog Smooth Shift

F Abbildung 129 Per HyperNURBS-Objekt geglättetes Rechnergehäuse

Legen Sie das Polygon-Objekt in ein frisch erstelltes HyperNURBS-Objekt, um die grobe polygonale Struktur durch Rundung zu glätten (Abbildung 129). Um die Glättung zu erhöhen und der doch etwas runden Erscheinung des Gehäuses Einhalt zu gebieten, rufen Sie im Modell-bearbeiten-Modus den Befehl

G Abbildung 130 Einstellungsdialog Unterteilen

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Unterteilen aus dem Menü Mesh • Befehle auf und lassen das Polygon-Objekt nur einmal, dafür aber ohne HyperNURBS-Logik, unterteilen (Abbildung 130).

Abbildung 131 Ohne HyperNURBS-Unterteilung unterteiltes Gehäuse

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G Abbildung 132 Platzieren der Rechnereinheit im Mondfahrzeug

Nach diesem Unterteilungsschritt sieht das Gehäuse für die Rechnereinheit nun schon wesentlich mehr nach technischer Ausrüstung aus (Abbildung 131). Platzieren Sie es gleich passend in der Mitte des Mondfahrzeugs (Abbildung 132). Natürlich bietet es sich nun an, für die Stromversorgung durch die Batterie dieses von uns bereits erstellte Gehäuse weiterzuverwenden. Fertigen Sie sich dazu von der Rechnereinheit durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)Taste im Objekt-Manager ein Duplikat an, das Sie entsprechend umbenennen (Abbildung 133). Abbildung 133 Kopie der Rechnereinheit für die Batterie

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Abbildung 134 E Skalieren und Platzieren der Batterie im Mondfahrzeug

Skalieren Sie das Modell der Batterie mit dem Skalieren-Werkzeug auf etwa zwei Drittel der Größe, und setzen Sie die Batterie hinter die Rechnereinheit in das Mondfahrzeug (Abbildung 134).

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Erstellen der Kabelage Nun sitzt alles technische Gerät an Ort und Stelle, lediglich Verbindungskabel fehlen noch, um den Strom zu den Verbrauchern zu bringen bzw. den Datenfluss zu ermöglichen. Um überhaupt Kabelage an Rechnereinheit, Batterie und auch Scheinwerfer sowie Kommunikationseinheit anbringen zu können, benötigen wir Ein- bzw. Ausgänge für die Steckverbindungen. Diese erstellen wir uns in justierbaren Längen durch einen Extrude-NURBS-Generator. Als Ausgangsbasis verwenden wir dafür wieder ein RechteckObjekt aus der Palette der Spline-Objekte. Stellen Sie neben einer Breite und Höhe von 12 cm auch gleich eine Rundung im Radius von 2 cm ein (Abbildung 135). Für den eigentlichen Eingang brauchen wir ein zweites SplineObjekt als sogenannten Loch-Spline. Hier holen Sie sich ein Kreis-Objekt aus der Palette der Spline-Objekte und vergeben einen Radius von 3,5 cm für den Kreis (Abbildung 136). Damit der Loch-Spline auch als solcher erkannt wird, müssen Sie beide Objekte hierarchisch miteinander verbinden. Dazu wandeln Sie zunächst Rechteck- und Kreis-Objekt über den Befehl Grundobjekt konvertieren (Taste (C)) in einen SplinePfad um. Anschließend legen Sie den kreisförmigen Spline-Pfad als Unterobjekt in den Rechteck-Spline, um ihn als Loch-Spline zu definieren (Abbildung 137).

G Abbildung 135 Einstellungsdialog Rechteck-Objekt

G Abbildung 136 Einstellungsdialog Kreis-Objekt

G Abbildung 137 Unterordnen des Loch-Splines

F Abbildung 138 Verbinden und Löschen der Spline-Pfade

Selektieren Sie die beiden Spline-Pfade im Objekt-Manager, und führen Sie den Befehl Mesh • Konvertieren • Objekte verbinden + Löschen aus (Abbildung 138).

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Abbildung 139 Einstellungsdialog Extrude-NURBS

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Aus den beiden hierarchisch gruppierten Spline-Pfaden wurde damit ein einzelnes Spline-Objekt mit integriertem kreisförmigem Loch. So können wir es für die Extrusion per NURBSObjekt verwenden. Holen Sie sich dazu ein Extrude-NURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte, und legen Sie den Spline-Pfad als Unterobjekt hinein (Abbildung 139). Im zugehörigen Einstellungsdialog vergeben Sie eine Verschiebung von 20 cm in Z-Richtung. Diesen Parameter können Sie jederzeit an die jeweilige Baubreite von Rechnereinheit bzw. Batterie anpassen. Aktivieren Sie auf der Deckflächen-und-Rundung-Seite für Start und Ende die Generierung von Deckflächen und Rundung. Als Unterteilung reicht für beide Rundungen eine Stufe von 3 bei einem Radius von 0,5 cm. Vergessen Sie nicht, die Optionen Hülle nach innen sowie Kontur beibehalten zu aktivieren, damit das Extrude-NURBSObjekt auch exakt die Ausmaße des zur Verfügung gestellten Spline-Pfads aufweist. Abbildung 140 zeigt die generierte Steckverbindung, die Sie nun vielfach durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager duplizieren und an der jeweiligen Position an der Versorgungseinheit positionieren können.

Abbildung 140 Per Extrude-NURBS erstellte Ein- und Ausgänge

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G Abbildung 141 Ein- und Ausgänge an der Rechnereinheit

Beginnen Sie bei der Rechnereinheit, und setzen Sie für den Datenfluss zwischen Rechnereinheit und Kommunikationsanlage sowie zwischen Rechnereinheit und Scheinwerfer (zur Steuerung) einen Ein- bzw. Ausgang an die Vorderseite des RechnereinheitGehäuses (Abbildung 141). Da die Steckverbindungen und Kabel für den Datenfluss im Allgemeinen dicker ausfallen als für die

240

| A Modelling-Workshops

Stromkabel, können Sie die Ein- und Ausgangsbuchsen für die Steckverbindungen bei der Batterie ein wenig mit dem SkalierenWerkzeug verkleinern. Insgesamt drei Kopien für die Stromausgänge an der Batterie gewährleisten eine gewisse Flexibilität für zusätzliche Stromverbraucher (Abbildung 142). Verwenden Sie die Extrusionslänge in Z-Richtung, um Ein- und Ausgang für die Batterie zu beiden Seiten mit einem einzelnen Objekt abdecken zu können.

G Abbildung 142 Ein- und Ausgänge an der Batterie

G Abbildung 143 Hintere Eingänge an der Rechnereinheit

Die Rückseite der Rechnereinheit benötigt nur Eingänge für die Stromversorgung (Abbildung 143). Hier dürfen es dafür ruhig zwei Eingänge sein.

G Abbildung 144 Zeichnen von Freihand-Splines für die Kabel

G Abbildung 145 Anpassen der Freihand-Splines

Damit Sie die Verbindungskabel zwischen den Ein- und Ausgängen bequem mit dem Freihand-Spline-Werkzeug zeichnen können (Abbildung 144), blenden Sie kurzerhand die Rechnereinheit

A Modelling-Workshops

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bzw. die Batterie aus. Erledigen Sie das Zeichnen der Pfade in der Ansicht von oben (Taste (F2)), die Justierung aus der Seitenansicht ((F3)) oder der Zentralperspektive ((F1), Abbildung 145). Sollten Sie nach dem Zeichnen des Freihand-Splines überschüssige Punkte haben, löschen Sie diese. Dadurch erleichtern Sie sich in den meisten Fällen die Anpassung der Spline-Pfade, weil Sie mit weniger Punkten arbeiten müssen. Dank der Tangentenanfasser der Spline-Punkte sollten Sie mit jeweils drei bis vier Spline-Punkten für jedes Verbindungskabel auskommen. Für jedes Kabel benötigen Sie anschließend ein SweepNURBS-Objekt, in das Sie neben dem jeweiligen Kabel-Pfad auch immer ein Kreis-Objekt mit (je nach Kabeldicke) einem Radius von beispielsweise 1,5 cm mit aufnehmen (Abbildung 146).

Abbildung 146 Einstellungsdialog Sweep-NURBS

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Abbildung 147 E Anpassen der Kabelage an die Gegebenheiten

Achten Sie darauf, dass Sie bei den Kabeln keine unschönen Knicke oder Überschneidungen mit einem anderen Objekt erhalten. Passen Sie gegebenenfalls den Kurvenverlauf der Spline-Pfade entsprechend an (Abbildung 147).

Abbildung 148 Ein- und Ausgänge per Steckerleiste

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G Abbildung 149 Strom für die Steckerleiste

Bauen Sie in Verbindung mit einem einfachen, quaderförmigen Würfel-Objekt eine Steckerleiste von der Kommunikationsanlage bis zum Scheinwerfer, mit Ein- bzw. Ausgängen für Strom und Daten (Abbildung 148 und 149). Um sich Arbeit zu sparen, können Sie wieder den SpiegelnBefehl bemühen. Legen Sie dafür zunächst die Verkabelung für eine Seite von der Eingangs- zur Ausgangsbuchse (Abbildung 149), und spiegeln Sie einfach die Punkte eines Duplikats des Spline-Pfads auf die andere Seite (Abbildung 150). F Abbildung 150 Spiegeln der Punkte des SplinePfads auf die andere Seite

G Abbildung 151 Datenverbindungen zur Steckerleiste

G Abbildung 152 Strom für den Scheinwerfer

Um das Mondfahrzeug nicht zu überladen, habe ich für die Datenverbindungen vom Rechner zu Kommunikationsanlage und Scheinwerfer einfach die Steckerleiste benutzt (Abbildung 151). Der Scheinwerfer bekommt seine Stromversorgung über ein zwischen Gelenk und Gehäuse gelegtes Kabel (Abbildung 152).

A Modelling-Workshops

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Gleiches gilt für die Kommunikationsanlage. Hier ist schnell ein Kabel zwischen Gelenk und Signalumsetzer gelegt, um auch hier auf jeden Fall optisch die Funktionalität zu gewährleisten (Abbildung 153). Abbildung 153 E Kabel für die Kommunikationsanlage

Abbildung 154 Aufbau des Mondfahrzeugs im Objekt-Manager

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Mit diesem letzten verlegten Kabel ist das Mondfahrzeug fertig modelliert. Nutzen Sie die Gelegenheit, und räumen Sie ein wenig im Objekt-Manager auf. Es bietet sich an, die einzelnen Baugruppen separat zu belassen, deren Versorgung durch Stecker und Kabelage habe ich allerdings in eine separate Gruppe ausgelagert (Abbildung 154). Wichtig für die spätere Animation ist insbesondere die gute Zugänglichkeit zu den vier Rad-Gruppen, zur Kommunikationsanlage sowie zum Scheinwerfer.

G Abbildung 155 Das fertig modellierte Mondfahrzeug …

Abbildung 156 … wartet auf seine Texturierung.

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Die Abbildungen 155 und 156 zeigen das Endergebnis des Workshops. Im Texturing-Workshop dieses Projekts versehen wir das Mondfahrzeug mit Materialien bzw. Shadern und Texturen. M

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TEIL III

Texturing

VST Netzpiraten 2012

KAPITEL 14

14

Texturing mit Cinema 4D

Bevor wir konkret in die Texturierung in Cinema 4D einsteigen, sollten wir noch ein paar Begrifflichkeiten klären, speziell was Materialien, Texturen und Shader angeht. Während in vielen 3D-Programmen meist von Texturen und Shadern die Rede ist, sprechen wir in Cinema 4D in der Regel von Materialien. Man könnte sich Materialien als Container vorstellen, die wiederum Texturen bzw. Shader in den einzelnen Materialkanälen beinhalten. Shader können in diesen Materialkanälen Verwendung finden, aber auch als eigenständiges Material auftreten.

G Abbildung 14.1 Vorschau auf das Käfer-Projekt

Abbildung 14.2 Vorschau auf das Mondfahrzeug-Projekt

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Der Begriff »Material« ist vielleicht etwas irreführend, denn wir verleihen dem Objekt durch die Texturierung keine richtige Materialeigenschaft wie flüssig, weich, biegsam oder starr. Allerdings kann ein Material doch matt, glänzend, lackiert, geschliffen, roh, porös, schuppig, schwammig, glatt, zerknittert, transparent, rostig etc. wirken, und um diese Eigenschaften zu vermitteln, reicht eine gut texturierte Oberfläche. Materialien besitzen Poren, Fasern, Maserungen, Adern, Webstrukturen, Narben, Uneben-

14 Texturing mit Cinema 4D | 247

heiten, Flecken, Nähte, Säume, Nieten etc. Härte und Gewicht werden durch die richtige Materialbestimmung – beispielsweise durch spitze Glanzlichter bei Metallen oder durch breite, weiche Glanzlichter bei elastischen Materialien wie Gummi – ausgedrückt. Die Materialien sind also die Träger für die Oberflächeneigenschaften unserer Objekte. Eigentlich noch mehr, denn wir können bestimmen, ob ein Gegenstand leicht oder schwer, elastisch oder hart ist – ohne den Gegenstand überhaupt in die Hand genommen zu haben. Entsprechend heißt die Aufgabe beim Texturing, die Wahrnehmung des Betrachters zu steuern und darüber die eigentliche Materialart zu vermitteln. Bei guter Arbeit akzeptiert der Betrachter das Objekt als glaubwürdig und realistisch, bei unzureichender Arbeit wirkt nicht nur die Textur, sondern das Objekt und im schlimmsten Fall die ganze Szene daneben. Bei der Texturierung zählen das Auge und das Gefühl für Farben, Oberflächen, Struktur und deren Eigenschaften und Besonderheiten. Später, beim Aufbringen der Texturen, dem Mapping, kommt es mehr auf den geschickten Umgang mit den Werkzeugen von Cinema 4D respektive BodyPaint 3D an. Zunächst erfahren Sie alles Wichtige über den Umgang mit Material-Manager und Material-Editor und darüber, wie Sie eigene Materialien mit den verschiedenen Material-Kanälen und Shadern definieren. Prozedurale 2D- und 3D-Shader bieten mathematische, nahtlose Texturen und ersparen den Griff zum Fotoapparat oder Scanner. Nachdem der Material-Manager mit den Materialien bestückt ist, müssen die Texturen auf die Objekte aufgebracht werden. Dieses sogenannte Mapping der Texturen wird in den Abschnitten Texturgeometrie, -kachelung und -projektion genau beleuchtet. Damit die Texturen auch möglichst exakt an die Objekte angepasst werden können, stehen Ihnen in Cinema 4D ein paar spezielle Werkzeuge zur Verfügung. Sie können problemlos mehrere Texturschichten aufbringen oder die Texturen auf Selektionen beschränken. Die optimale Kontrolle über Mapping und Projektion von Texturen ist einer der wesentlichen Faktoren für die Qualität des Texturings. Seitdem das frühere Modul BodyPaint 3D fester Bestandteil von Cinema 4D ist, kommen alle Anwender in den Genuss dieser umfangreichen Malerwerkstatt. In den Texturing-Workshops gehen wir zur Praxis über und texturieren alle in den Modelling-Workshops entstandenen Modelle mit den Texturing-Werkzeugen aus Cinema 4D und BodyPaint 3D.

248 | 14 Texturing mit Cinema 4D

KAPITEL 15

15

Materialien

Materialien verleihen den Objekten über die Oberfläche die optischen Eigenschaften, die ein Objekt ausmachen. Sie können Bitmap-Texturen, 2D- und 3D-Shader beinhalten oder als Volumen-Shader fungieren.

15.1

Material-Manager

Der Material-Manager (Abbildung 15.1) sorgt als zentrale Verwaltungsstelle für die Organisation und den Export der Materialien. Mit einen Doppelklick auf eine leere Stelle im Manager bzw. über den Befehl Erzeugen • Neues Material ([Strg]/[ctrl]+[N]) erzeugen Sie ein neues Basismaterial, das als Symbol im MaterialManager liegt. Das Materialbild zeigt eine Vorschau des Materials, die auch Eigenschaften wie Glanzlichter, Spiegelung, Transparenz usw. berücksichtigt. Ein Doppelklick auf das Materialbild öffnet den zum Material gehörigen Material-Editor – hier befinden sich alle Kanäle in einem eigenen Fenster zur Definition des Materials. Mit einem einfachen Klick auf das Material-Icon haben Sie alle MaterialKanäle und Parameter im Attribute-Manager zur Verfügung. Hier können Sie mehrere Materialien und auch MaterialKanäle gleichzeitig bearbeiten oder auch animieren. Wenn Sie auf den Namen des Materials doppelklicken, können Sie das Material umbenennen. Durch Aktivieren und Ziehen der Symbole ändern Sie die Reihenfolge der Materialien. Mit gleichzeitig gedrückter [Strg]/[ctrl]-Taste duplizieren Sie das aktive Material. Es bestehen zwei Möglichkeiten, einem Objekt ein Material aus dem Manager zuzuweisen: entweder durch Ziehen direkt auf das Objekt in der Ansicht oder durch Ziehen auf das Objekt-Symbol im Objekt-Manager. Volumetrische 3D-Shader bilden eine eigene Materialgruppe. Sie beziehen sich im Unterschied zu 2D-Shadern oder Texturen auch auf das Innere eines 3D-Objekts. Im Menü Erzeugen finden Sie diese Shader im Untermenü Shader.

Abbildung 15.1 Material-Manager G

15.1 Material-Manager | 249

G Abbildung 15.2 Menü Bearbeiten

G Abbildung 15.3 Material-Liste

G Abbildung 15.4 Menü Funktion

250 | 15 Materialien

Um Materialien aus anderen Szenen zu importieren, nutzen Sie den Befehl Erzeugen • Hinzuladen… und wählen die Cinema 4D-Datei, deren Materialien in den Manager übernommen werden sollen. Mit Materialien speichern als… und Alles speichern als… exportieren Sie einzelne Materialien oder ganze Materialbibliotheken. Wenn Sie Materialien als Preset speichern, stehen sie Ihnen jederzeit im Material-Manager und auch im Content Browser im Ordner Presets zur Verfügung. Die Größe der Materialvorschau des Material-Managers lässt sich im Menü Bearbeiten in vier Stufen einstellen (Abbildung 15.2). Wer statt der Icons eine platzsparende Listendarstellung bevorzugt, kann dies über die Option Material-Liste erreichen. Diese Aufbereitung bietet zudem den Vorteil, dass sich die Materialnamen ungekürzt präsentieren (Abbildung 15.3). Die Darstellung im Ebenen-Manager entspricht der von BodyPaint 3D. Im Menü Funktion (Abbildung 15.4) befinden sich weitere Befehle, die für korrekte Darstellung und interne Organisation sorgen. Alle Materialien des aktiven Objekts bzw. das momentan aktive Material können Sie durch die beiden ersten Befehle im Menü Funktion des Material-Managers selektieren. Der Befehl Textur-Tags/Objekte selektieren aktiviert alle Textur-Tags im Objekt-Manager, die das momentan aktive Material besitzen. Ein Dokument enthält immer auch alle Vorschaubilder des Material-Managers in komprimierter Form. Wenn die Materialvorschau plötzlich pixelig erscheint, wenden Sie den Befehl Aktives Material berechnen oder Alle Materialien berechnen an. Aufgrund der Komprimierung und Dekomprimierung kann es manchmal zu solchen Unsauberkeiten kommen, die aber keinerlei Einfluss auf die Objekte oder das Render-Ergebnis haben. Die Anordnung der Materialsymbole in alphabetischer Reihenfolge bewirkt der Befehl Materialien sortieren. In der Regel werden Sie die Sortierung der Materialien aber selbst und per Drag & Drop vornehmen. Ebenen helfen auch im Material-Manager, den Überblick zu bewahren. Sie können Ebenen erstellen, organisieren und zuweisen. Die Ebenen zeigen sich als Reiter im Material-Manager und werden einfach per Drag & Drop geordnet, benannt und bestückt (Abbildung 15.5). An einem farbigen Dreieck im Vorschau-Icon lässt sich gut beurteilen, welcher Ebene ein Material zugehört. Mit dem Material Exchanger können Sie automatisch Materialien ersetzen lassen. Sie benötigen dafür als Referenz eine Cinema 4D-Datei mit exakt gleich benannten Materialien, mit denen die Materialien der Ausgangsdatei ersetzt werden. Unbenutzte Materialien löschen empfiehlt sich speziell nach dem

Hinzuladen von Materialien aus anderen Szenen. Der Manager ist sofort übersichtlicher und die Dateigröße schrumpft, da keine überflüssigen Materialvorschauen in das Dokument einfließen. Der Befehl Alle Texturen neu laden ist hilfreich, wenn extern an den verwendeten Texturen gearbeitet wird. So können Sie alle Texturen mit einem Schlag auf den aktuellen Stand bringen. Materialien ersetzen Für das Ersetzen von Materialien bietet der Material-Manager einige praktische Funktionen. Um ein Material zu ersetzen, ziehen Sie das gewünschte neue Material mit gedrückt gehaltener (alt)- bzw. (±)-Taste auf das zu ersetzende Material (Abbildung 15.6). Eine weiße Umrahmung kennzeichnet das Material, das bei diesem Vorgang durch das neue Material ersetzt wird und aus dem Material-Manager verschwindet. Halten Sie zur (Alt)- bzw. (±)-Taste zusätzlich noch die (Strg)/(ctrl)-Taste gedrückt, wird das Material durch eine Kopie des neuen Materials ersetzt. Abbildung 15.5 Ebenen im Material-Manager G

Abbildung 15.6 Ersetzen von Materialien F

Um ein vorhandenes Material im Material-Manager durch ein anderes Material aus dem Content Browser von Cinema 4D zu ersetzen, gehen Sie auf die gleiche Art und Weise vor.

15.2 Material-Kanäle In den Material-Kanälen definieren Sie die Eigenschaften des Materials. Die Bearbeitung erfolgt wahlweise im Material-Editor (Abbildung 15.7), der sich per Doppelklick auf ein MaterialSymbol öffnet, oder im Attribute-Manager. Insgesamt stehen 14 Material-Kanäle in der linken Spalte zur Verfügung 6 , die Sie über die Häkchen zu- und wegschalten können. Wie Sie sich weitere, eigene Material-Kanäle anlegen, sehen wir uns bei den BodyPaint 3D-Funktionen an. Im Eintrag Editor können Sie Voreinstellungen für die Darstellung der Materialien im 3D-Editor vornehmen. Der Illuminations-Kanal bietet Zugriff auf die GI-, Caustics- und Shading-Parameter und der ZuweisenKanal Informationen über Objekte, die das Material tragen.

TIPP Beim Import und Export von Materialien sollten Sie beachten, dass Cinema 4D für die in den Materialien enthaltenen Texturen Pfade speichert. Cinema 4D sucht beim Rendering den Importpfad, das Verzeichnis der Szene, das Verzeichnis Tex und die vordefinierten Texturpfade nach den benötigten Texturen ab. Spätestens beim Rendering oder der Weitergabe von Daten muss also das Texturenverzeichnis der Szene aktualisiert sein.

15.2 Material-Kanäle | 251

Die meisten der Kanäle teilen sich in drei Bereiche auf: Farbe, Textur und Mischen. Jedem Kanal, der eine Farbeinstellung anbietet, können Sie im Bereich Farbe 1 über die Schieberegler oder über eine Farbtabelle, die sich über den Pfeilbutton 2 erreichen lässt, eine Eigenfarbe zuteilen. Besitzt ein Kanal einen Textur-Bereich, so lassen sich über das Pfeil-Menü 3 links vom Bild- bzw. Shader-Button eine Textur, ein 2D-Shader oder sogar ein QuickTimebzw. AVI-Film einbinden. Abbildung 15.7 E Material-Editor

1 2 3 4

5 6

Abbildung 15.8 Einstellungen Materialvorschau G

252 | 15 Materialien

Der Regler Blur-Offset 4 zeichnet das importierte Element bei Bedarf weich, die Blur-Stärke regelt die Interpolation. Mit Interpolation ist dabei die Methode gemeint, wie Cinema 4D mit den interpolierten Punkteinflussbereichen der ausgewählten Texturbilder umgeht. Generell sind mit MIP- und SAT-Mapping die besten Ergebnisse zu erreichen, in Einzelfällen können sich auch runde (Kreis) oder quadratische (Quadrat) Einflussbereiche am besten für das Bild oder den Film eignen. Die Mischen-Optionen 5 regulieren das Mischungsverhalten der beiden Felder Farbe und Textur zueinander. Der Mischmodus bestimmt dabei die Art der Mischung, der Prozentregler das Mischungsverhältnis. Die Beurteilung und Abstimmung der Materialien hängt natürlich stark von der Güte der Materialvorschau ab. Im Kontextmenü des Vorschau-Icons, das Sie per Klick mit der rechten Maustaste erreichen (Abbildung 15.8), finden Sie zahlreiche Optionen, um die Preview noch aussagekräftiger zu gestalten. So können Sie die Vorschau auch animiert, in verschiedenen Größen oder auch als eigenes Fenster anzeigen lassen. Halten Sie die [ª]-Taste gedrückt, und drehen Sie das Vorschauobjekt mit der Maus in alle Richtungen. Die Kugel kann durch eine Vielzahl aussagekräf-

tigerer Objekte wie Ring, Doppelter Ring, Torus oder Knoten ersetzt werden. Je größer und komplexer die Vorschau allerdings ausfällt, desto länger dauert unter Umständen deren Neuzeichnung im Manager. Sollten die Einstellungen der Szene nicht zur Vorschauermittlung passen, was sich beispielsweise durch eine völlige Verzerrung bei Relief oder Displacement äußert, haben Sie über die Szenen-Einstellungen noch weitere Möglichkeiten zur Definition der Materialvorschau. Ob Sie zur Materialerstellung den Material-Editor oder Attribute-Manager (Abbildung 15.9) nehmen, bleibt Ihnen überlassen. Im Attribute-Manager können Sie mehrere Kanäle gleichzeitig bearbeiten und haben die Möglichkeit, eigene Material-Kanäle hinzuzufügen und deren Einstellungen auszuarbeiten. Farbe Im Kanal Farbe stellen Sie die Eigenfarbe des Materials (Abbildung 15.10) im RGB-Modus ein. Wenn Sie lieber mit anderen Farbmodi, Farbmischern oder einer Farbpalette arbeiten, klicken Sie auf den Pfeilbutton unter dem Farbfeld. Über das Textur-Feld können Sie ein Bild, einen Shader oder auch einen Film als Textur hinzuladen (mittleres und rechtes Drittel der Kugel). Die Mischen-Optionen regulieren die Mischung von Textur und Farbe.

Diffusion Da kein Material wirklich glatt ist, sondern immer minimale Unsauberkeiten durch Alterung, Benutzung und auch Herstellung auf der Oberfläche hat, ist der Kanal Diffusion (Abbildung 15.11) eine gute Möglichkeit, diese Materialeigenschaft zu erreichen. Im Wirkungsfeld lässt sich die Wirkung der Diffusion auf die Leuchten-, Glanzlicht- und Spiegelungs-Kanäle einschränken oder erweitern. Als Diffusionstexturen bieten sich Strukturbilder an, die die Perfektion der Oberfläche etwas durchbrechen. Ein

Abbildung 15.9 Material im Attribute-Manager G

Abbildung 15.10 Materialeigenschaft Farbe im Farbe-Kanal G

15.2 Material-Kanäle | 253

2D-Shader wie Noise kann auch gute Dienste leisten. Die Glanzlichter der Ringe in Abbildung 15.11 wurden mit unterschiedlich wirkenden Diffusionen zurückgenommen. Diffusion trägt zum realistischen Aussehen eines Materials bei.

Abbildung 15.11 Materialeigenschaft Diffusion im Diffusion-Kanal

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G Abbildung 15.12 Materialeigenschaft Leuchten im Leuchten-Kanal

254 | 15 Materialien

Leuchten Mit dem Kanal Leuchten (Abbildung 15.12) simulieren Sie ein Eigenleuchten von Körpern. Hier liegt die Betonung auf »simulieren«, denn es findet (zumindest nicht ohne Zuhilfenahme von Globaler Illumination) keine wirkliche Beleuchtung der Szene statt, wie es von den Anwendungsbeispielen Fernseher, Monitor und Neonreklame eigentlich zu erwarten wäre.

Die Einstellungen im Kanal Leuchten arbeiten stark mit den Parametern im Farbe-Kanal zusammen – hier muss auf jeden Fall ein Abgleich stattfinden. Der Kanal Leuchten findet relativ häufig Verwendung. Dabei aber weniger, um Leuchten zu simulieren, sondern um in Verbindung mit Shadern wie Fresnel oder ChanLum weiche Materialien wie Haut oder Wachs nachzuahmen.

Transparenz Im Transparenz-Kanal (Abbildung 15.13) bestimmen Sie die Art und Stärke der Durchsichtigkeit sowie die Transparenzfarbe des Materials. Texturen oder Shader in diesem Kanal variieren die Durchsichtigkeit und schaffen geschliffene Verzierungen in Gläsern oder Ähnlichem. Der Transparenz-Kanal nimmt direkten Einfluss auf die Farbe im Farbe-Kanal. Materialien wie Glas, Flüssigkeiten oder Edelsteine brechen Licht anders als Luft. Im Feld Brechung lässt sich die Brechung dem Material anpassen – eine Auswahl von oft benötigten Indizes finden Sie in der Cinema 4D-Referenzdokumentation.

Eine Innere Totalreflexion bedeutet, dass sich die Brechung beim Übergang vom Glas zur Luft (deswegen »innere Totalreflexion«) ab einem bestimmten Lichteinfallswinkel (in der Natur 42°) in eine Vollreflexion umwandelt und im Medium verbleibt. Die Austrittsreflexion aus dem transparenten Körper können Sie auch komplett abschalten, um nur einen einzelnen Brechungseffekt zu erzielen. Die Fresnelreflexion bewirkt, dass der Winkel von Betrachter, Licht und Oberfläche in die Berechnung von Transparenz und Spiegelung einfließt. Wie stark sich die Fresnelreflexion auf den Materialien äußert, können Sie über den Reflexionsgrad bestimmen. Auch transparente Materialien verschlucken Licht. Über die Absorptionsfarbe und -distanz definieren Sie die Farbe, in die sich das Glas über die angegebene Distanz langsam verfärbt. Über den Matteffekt verleihen Sie dem Material einen Milchglas-Look. Mit diesen weichen Transparenzen erzielen Sie schöne Materialeffekte, müssen aber auch mit stark erhöhten RenderZeiten leben.

Abbildung 15.13 Materialeigenschaft Transparenz im Transparenz-Kanal G

15.2 Material-Kanäle | 255

Spiegelung Der Kanal Spiegelung (Abbildung 15.14) definiert, wie stark ein Objekt seine Umgebung widergibt. Wo keine Umgebung ist, kann aber natürlich auch nichts gespiegelt werden. Wenn es sich nicht gerade um einen richtigen Spiegel handelt, ist es angebracht, im Feld Textur die Spiegelfähigkeit durch eine Textur einzuschränken. In den Render-Einstellungen Rendervoreinstellungen • Optionen sollten Sie bei vielen sich spiegelnden Objekten die Spiegelungs- und Schattentiefen überprüfen und gegebenenfalls herunter- oder heraufsetzen.

Abbildung 15.14 Materialeigenschaft Spiegelung im Spiegelung-Kanal G

Auch im Kanal Spiegelung steht Ihnen ein Feld Streuung zur Verfügung, mit dem Sie weiche Spiegelungen (Reflexionen, in der Kugel links) erstellen können. Um kostbare Render-Zeit zu sparen, sollten Sie versuchen, dafür eher den Kanal Diffusion zu verwenden. Umgebung Der Kanal Umgebung (Abbildung 15.15) bewahrt Sie bei spiegelnden Materialien vor Modelling-Aufwand.

Abbildung 15.15 Materialeigenschaft Umgebung im Umgebung-Kanal G

256 | 15 Materialien

Wenn es nur darum geht, ein Objekt zu visualisieren, macht es keinen Sinn, nur für Objekte, die sich in der Oberfläche spiegeln, eine komplette Szenerie zu bauen. Laden Sie besser eine Umgebung in das Feld Textur. Für kleinere Objekte genügt ein Wolken-2D-Shader oder ein Farbverlauf. Nahaufnahmen sind da etwas kritischer, hier lohnt sich meist ein Bild einer der Szene entsprechenden Umgebung. Experimentieren Sie mit den Kacheleinstellungen, falls Ihnen die Spiegelung zu langweilig erscheint. Die Option Ausschliesslich bewirkt, dass die Umgebungsspiegelung nur dort entsteht, wo keine durch Szenen-Objekte verursachten natürlichen Spiegelungen stattfinden. Nebel Der Kanal Nebel (Abbildung 15.16) schafft Umgebungen, die den Lichtstrahl relativ zur Distanz abschwächen. Für den Nebel legen Sie eine beliebige Farbe fest. Die Distanzeinstellung gibt an, nach welcher Strecke der Nebel vollkommen opak ist. Ab dieser Stelle herrscht die Eigenfarbe des Nebels vor. Ein Nebel-Kanal wird in Cinema 4D so ähnlich wie ein Transparenz-Kanal behandelt. Da auch Nebel das Licht bricht, berücksichtigt der Nebel den Brechungsindex im Transparenz-Kanal.

Abbildung 15.16 Materialeigenschaft Nebel im Nebel-Kanal FG

Weil die Brechung nur bei geschlossenen Objekten korrekt berechnet wird, sollten Sie bei Nebelobjekten volumetrische Körper verwenden. Relief Der Kanal Relief (Abbildung 15.17) simuliert eine Oberflächenstruktur aufgrund der Grauwertangaben einer Textur. Diese Textur, auch Bump-Map genannt, laden Sie in das Textur-Feld. Dabei ist es egal, ob Sie ein Farb- oder Graustufenbild verwenden, Farbbilder rechnet Cinema 4D auf die entsprechenden Grau-

15.2 Material-Kanäle | 257

werte um. Anhand der Grauwertinformation setzt Cinema 4D die Höhenwerte für das Relief. 100 % Schwarz gilt dabei als tiefster, 100 % Weiß als höchster Punkt.

G Abbildung 15.17 Materialeigenschaft Relief im Relief-Kanal

Mit dem Regler Stärke stellen Sie ein, wie rau oder weich die Texturinformationen von der Reliefstruktur verwertet werden, Angaben über ± 100 % sind ebenfalls möglich. Das Relief entsteht durch Änderung der Normalenvektoren der Oberfläche – die Objektgeometrie ist nach wie vor glatt, wie an den Kanten der Kugel aus Abbildung 15.17 sofort erkennbar. Deshalb eignet sich dieser Kanal auch nicht für Nahaufnahmen, bei denen eine echte Oberflächenstruktur gebraucht wird. Hier ist der Kanal Displacement besser geeignet, wenn Sie sich das Ausmodellieren der Oberfläche ersparen möchten. Normale Der Kanal Normale (Abbildung 15.18) benutzt ebenfalls eine Textur (Map), um Höheninformationen als Relief abzubilden. Diese Normalen-Textur enthält mit den Farben Rot, Grün und Blau die X, Y- und Z-Richtungen für die Simulation der Oberfläche.

Abbildung 15.18 E Materialeigenschaft Normale im Normale-Kanal

258 | 15 Materialien

Die Verwendung des Kanals Normale bietet aufgrund besserer Glanzlicht- und Schattenverarbeitung ein qualitativ schöneres Ergebnis als der Kanal Relief, benötigt ebenfalls keine hohe Polygonzahl, eignet sich aber wegen der fehlenden echten geometrischen Deformation genauso wenig für Close-ups. Bei 3D-Spielen ist dieser Nachteil aber zu verschmerzen. Eine Normalen-Textur können Sie prinzipiell für jede Oberflächengeometrie erstellen und anschließend zur Ressourcenschonung einsetzen. Für die Erstellung einer Normalen-Textur ist die Funktion Textur backen aus dem Menü Rendern bzw. das gleichnamige Tag zuständig. Alpha Ein Alpha-Kanal (Abbildung 15.19) blendet die Materialtextur über ein Alphabild (Maske) aus. Dort ist entweder das eigentlich definierte Material (weiße Bereiche), eine abgeschwächte Version davon (graue Bereiche) oder eben gar kein bzw. ein eventuell darunter befindliches Material (schwarze Bereiche) sichtbar. Um sanfte Übergänge zwischen Material und Maske zu erreichen, wenden Sie weiches Mapping an.

Abbildung 15.19 Materialeigenschaft Alpha im Alpha-Kanal G

Mit der Funktion Alpha stellen Sie ein, welche Farbe des Bildes wegfallen soll. Durch die Delta-Regler (dr, dg, db) können Sie einen Toleranzwert für das Freistellen der Alpha-Textur festlegen. Mehr Kontrolle haben Sie in einem Bildbearbeitungsprogramm, oder in der Texturing-Umgebung BodyPaint 3D mit einer Maske bzw. einem Schwarz-Weiß-Abbild der auszustanzenden Stellen. In manchen Fällen genügt eine invertierte Version des Bildes im Kanal Farbe. Haben Sie mehrere dieser Alpha-Materialien auf einem Objekt zusammengestellt, sollte, wie auch schon beim Kanal Transparenz, die Strahltiefe in den Render-Einstellungen überprüft und gegebenenfalls angepasst werden.

15.2 Material-Kanäle | 259

Glanzlicht Glanzlichter (Abbildung 15.20) sagen viel über die Oberflächenbeschaffenheit und Härte eines Materials aus. Mit den Schiebereglern lassen sich nicht nur die Breite und Höhe des Glanzlichts festlegen, auch die Abnahme an den seitlichen Rändern und die innere Breite des Lichts kann nach Wunsch austariert werden.

Abbildung 15.20 Materialeigenschaft Glanzlicht im Glanzlicht-Kanal G

Abbildung 15.21 Materialeigenschaft Glanzfarbe im Glanzfarbe-Kanal G

260 | 15 Materialien

Die Modi Plastik, Metall und Farbig berechnen die Farbe des Glanzlichts unterschiedlich. Im Plastik-Modus ist die Glanzlichtfarbe unabhängig vom Material Weiß. Der Metall-Modus dagegen zieht auch die Materialfarbe zur Berechnung heran – was Metalloberflächen sehr zugute kommt. Der Farbig-Modus beeinflusst dagegen das Diffusions-Glanzlicht. Weiche, stumpfe Materialien mit rauen Oberflächen sollten ein breites und relativ flaches Glanzlicht bekommen. Harte, glatte Materialien mit glänzend lackierten oder polierten Oberflächen brauchen stattdessen schmale, hohe Glanzlichter.

Glanzfarbe Mit dem Kanal Glanzfarbe (Abbildung 15.21) können Sie dem Glanzlicht zusätzlich zu den Werten aus dem Kanal Farbe eine

eigene Glanzfarbe geben. Dabei werden die Farben aus beiden Kanälen miteinander verrechnet, genauer gesagt, multipliziert. Als Erweiterung des Glanzlichts können Sie hier gezielt die punktuelle Stärke und Struktur des Glanzlichts über eine Textur beeinflussen. Glanzfarben erzielen auf bestimmten Oberflächen interessante Materialeffekte, die Objekte erhalten eine gewisse Eigendynamik – unabhängig von der Farbe, die die Objekte über die Beleuchtung per Lichtquelle abbekommen.

Glühen Der Kanal Glühen (Abbildung 15.22) bringt Ihre Objekte innerlich und äußerlich zum Glühen. Dabei wird allerdings kein Licht vom glühenden Objekt ausgesandt, andere Objekte werden also nicht angestrahlt und beleuchtet.

Abbildung 15.22 Materialeigenschaft Glühen im Glühen-Kanal G

Für das Glühen können Sie wahlweise eine eigene Farbe definieren oder alternativ die Materialfarbe benutzen. Schreiben Sie eine eigene Farbe vor, so mischen sich Objekt- und Glühfarbe. Die Stärke des Glüheffekts nach Innen und Aussen sowie der Radius lassen sich getrennt voneinander festlegen. Der Kanal Glühen besitzt kein separates Feld Textur, in dem das Material-Glühen per Film oder Shader animierbar wäre, dafür gibt es aber immerhin mit den Parameterfeldern Zufall und Frequenz die Möglichkeit, die Größe des Glühens (Zufall) und die Häufigkeit der Änderung des Glühens (Frequenz) zu animieren. Displacement Über den Kanal Displacement (Abbildung 15.23) wird die Objektoberfläche mittels Grau- bzw. Farbwerten nicht nur optisch durch Shading an der Oberfläche, sondern wirklich deformiert.

15.2 Material-Kanäle | 261

Diese Deformation funktioniert natürlich nur bei Objekten, die genügend Unterteilungen bzw. Segmente besitzen. Besitzer der Cinema 4D-Versionen Visualize und Studio können Sub-Polygon Displacement verwenden, um auf solche speicherintensiven Modellunterteilungen zu verzichten und die nötige Unterteilung vor dem Rendern an den kritischen Stellen automatisch und temporär anzubringen.

Abbildung 15.23 Materialeigenschaft Displacement im Displacement-Kanal G

Wie auch beim Relief-Kanal ist die Angabe einer DisplacementMap zwingend erforderlich, da sonst keine Grauwertinformationen vorliegen. Über einen Regler Stärke und das Eingabefeld für die Maximale Höhe können Sie die Anwendung des Displacements noch et was austarieren.

Editor Der Bereich Editor ist natürlich kein Material-Kanal, dafür können Sie aber über diesen Abschnitt materialspezifisch angeben, ob eventuell enthaltene Filme im Editor abgespielt werden und welche Vorschauqualität die Texturen im Editor haben sollen. Wenn Ihre Grafikkarte das erweiterte OpenGL unterstützt, können Sie dort die materialseitigen Darstellungsparameter für den Editor festlegen.

Abbildung 15.24 Materialeigenschaften im Illuminations-Kanal G

262 | 15 Materialien

Illumination So wie Sie für jede Lichtquelle und jedes Objekt einzeln festlegen können, ob es Licht bzw. Schatten generiert oder empfängt, ist es im Material-Kanal Illumination (Abbildung 15.24) für jedes Material möglich, die GI- bzw. Caustics-Optionen an- oder auszuschalten, wenn sie im Programmumfang enthalten sind. In den beiden oberen Feldern geben Sie für das Material an, wie stark die jeweiligen Effekte erzeugt bzw. empfangen werden. Mehr zu GI und Caustics lesen Sie im Buchteil VI, »Rendering«.

Illuminationsmodelle oder auch Shading-Modelle befassen sich mit der Art, wie auftreffendes Licht das Aussehen des Materials beeinflusst. Cinema 4D verwendet beim Erzeugen eines neuen Materials standardmäßig das Blinn-Shading. Im Material-Kanal Illumination stehen Ihnen aber noch zwei weitere Illuminationsmodelle, Phong und Oren-Nayar, zur Verfügung. Abbildung 15.25 Illuminations-Modelle Phong, Blinn und Oren-Nayar F

Blinn-Shading bietet sich für glatte und glänzende Materialien wie Plastik und Metall an. Es bezieht sich mehr auf die physikalischen Eigenschaften eines Materials. Nach dem Blinn-Illuminationsmodell besteht jede Oberfläche aus kleinsten Facetten, die je nach Materialfarbe und Beschaffenheit unterschiedliche Färbungen und Schattierungen aufweisen. Der hellgrüne Ring besitzt das Blinn-Modell, zeigt ausgeprägte Schattierungen und wirkt relativ massiv. Das Phong-Shading eignet sich gut zur Simulation von glatten und glänzenden Oberflächen. Dabei spielen die OberflächenNormale, die Position des Betrachters und die Richtung der Reflexion eine Rolle. Der grünen Ring besitzt Phong-Shading und erhält dadurch seinen Plastik-Look. Beim Oren-Nayar-Modell kommt der raue, stumpfe Charakter eines Materials zum Ausdruck. Typische Einsatzgebiete für das Oren-Nayar-Shading sind Textilien, Sand und natürliche Oberflächen. Die beige-braunen Ringe sind mit dem Oren-Nayar-Shading belegt und zeigen die weichste, geschmeidigste Oberfläche der drei Beispiele. Zuweisen Der Bereich Zuweisen (Abbildung 15.26) zeigt alle Objekte, denen das Material zugewiesen wurde. Per rechter Maustaste können die den Objekten zugewiesenen Tags entfernt oder die TrägerObjekte im Objekt-Manager angezeigt werden.

Abbildung 15.26 Zuweisen-Einstellungen G

15.2 Material-Kanäle | 263

15.3 Texturen und 2D-Shader

Abbildung 15.27 Laden einer Textur in einen Material-Kanal G

1

2 3 4

5 6 7

Abbildung 15.28 Textur- und Shader-Menü

G

264 | 15 Materialien

Alle Material-Kanäle, mit Ausnahme des Glanzlicht-Kanals, erlauben es, zweidimensionale Shader und Texturen zur Ausgestaltung des Materials zu verwenden. Texturen bestehen in der Regel aus Bild- oder Filmdaten, die Sie in einem externen Bildbearbeitungsprogramm oder auch in BodyPaint 3D vorbereitet haben und über den Material-Editor oder Attribute-Manager in den Material-Kanal laden. Die Integration in die Kanäle geschieht durch den Pfeilbutton im Textur-Feld (Abbildung 15.27). Bedingt durch ihre Größe bzw. Auflösung sind der Verwendung von Texturen technische Grenzen gesetzt. Eine zu niedrige Auflösung äußert sich beim Rendern durch unschöne Treppeneffekte oder Unschärfen. Hier sind dann größere Texturen gefragt, die allerdings den Speicherbedarf wiederum in die Höhe treiben. Im Gegensatz dazu sind 2D-Shader mathematisch beschriebene Texturen und daher nicht nur auflösungsunabhängig, sondern auch individuell konfigurier- und über die Zeitleiste animierbar. Programmierfreudige Anwender können die Palette der Shader auch durch Eigenkreationen mit C.O.F.F.E.E. erweitern. Einen wesentlichen Nachteil teilen sich die 2D-Shader allerdings mit ihren bitmap-basierten Geschwistern: Sie sind nur Oberflächen-Shader. Die mathematische Beschreibung durchzieht nicht das Volumeninnere und muss stets per Mapping an die Form des Objekts angepasst werden. In vielen Fällen verwenden Sie die Texturen bzw. Shader mehrfach in den Material-Kanälen. Speziell die Unregelmäßigkeiten in der Materialoberfläche benötigen nicht nur einfachen Farbauftrag, sondern oft auch Unterstützung durch den Relief-Kanal. Im Shader-Menü (Abbildung 15.28) generieren Sie mit dem Befehl Neue Textur erstellen… 1 eine neue Bilddatei als Vorbereitung für BodyPaint 3D. Damit Sie die Einträge nicht für jeden Kanal wiederholt eingeben müssen, können Sie jeden TexturEintrag über die Befehle Shader/Bild kopieren bzw. einfügen 2 bequem auf andere Kanäle übertragen. Presets 3 und bereits verwendete Bilder müssen Sie nicht umständlich per Suchdialog einbinden. Das Textur-Menü listet die bekannten Einträge auf. Die Kanal-Shader sind grob in vier Kategorien aufgeteilt. Auf der obersten Ebene des Shader-Menüs befinden sich die häufig gebrauchten Texturen- und Muster-Shader 4 sowie Bildbearbeitungs-Shader 5 . In den Untermenüs Effekte 6 bzw. Oberflächen 7 liegen weitere Spezial-Shader, die sich besonders um die objektspezifische Steuerung von Materialeigenschaften kümmern und oft benötigte Materialoberflächen bereitstellen.

Texturen- und Muster-Shader Den Farbe-Shader benötigen Sie überall, wo Sie eine Texturfarbe berücksichtigen möchten. Der Farbverlauf-Shader generiert über zahlreiche Parameter definierbare weiche und mit Turbulenzen versehene Farbverläufe. Fresnel liest die Relation der Flächennormalen zum Winkel der auftreffenden Strahlen aus und legt einen Verlauf dazwischen – ein häufig verwendeter Shader, mit dem sich das Verhalten von Oberflächen gut nachempfinden lässt. Der blaue Ring in Abbildung 15.31 zeigt, wie sich Fresnel im Farbe-Kanal auswirkt. Der gelbe Ring dagegen besitzt ein starkes Fresnel im TransparenzKanal. Um den physikalischen Oberflächeneffekt an der Realität auszurichten, bietet Cinema 4D den auf dem Brechungsindex basierten physikalischen Fresnel mit einer Reihe an Presets an (Abbildung 15.29). Der Noise-Shader bietet alle erdenklichen Optionen, um Muster aus Störungen zu generieren. Im Noise-Menü finden Sie eine Vielzahl an vordefinierten Störungsmustern, die Sie natürlich nach Belieben verfremden oder weiterbearbeiten können. Über das Feld Startwert können Sie das Noise-Muster per Zufallswert individualisieren, um Wiederholungen auf dem texturierten Objekt zu vermeiden. Beachten Sie das kleine Pfeilchen am rechten Rand des Noise-Aufklappmenüs. Hier haben Sie statt der unaussprechlichen Noise-Namen richtige Vorschaubilder in einer übersichtlichen Auswahl zur Verfügung (Abbildung 15.30).

Abbildung 15.29 Fresnel-Shader mit Presets G

Abbildung 15.30 Noise-Shader mit Noise-Vorschau G

Abbildung 15.31 2D-Kanal-Shader F

Bildbearbeitungs-Shader Diese Shader sind Ihnen sicherlich in ähnlicher Form, beispielsweise als Filter in Bildbearbeitungsprogrammen, schon begegnet. Sie ersparen Ihnen den Weg in ein externes Programm beim Filtern, Färben, Verschmelzen und der Arbeit mit Ebenen. Außerdem bieten sie Ihnen zusätzlich sogar die Möglichkeit, Farbverschiebungen und -verfremdungen zu animieren.

15.3 Texturen und 2D-Shader | 265

Der Colorizer-Shader erlaubt es Ihnen, ein Ausgangsbild mit Farbtönen einzufärben bzw. zu kolorieren. Eine eigene Ebenenverwaltung haben Sie dank Ebenen-Shader vorliegen, mit dem Sie Bilder, Shader und Effekte ebenenweise über die üblichen Verrechnungsmodi miteinander kombinieren können. Mit dem Filter-Shader regeln Sie die Helligkeit und den Kontrast einer Ausgangstextur. Zusätzlich können Sie Farbton und Sättigung der Textur verändern. Der Fusion-Shader (Abbildung 15.32) ist eine weitere kleine Ebenenverwaltung, in der Sie einen Blend- und einen Ausgangskanal miteinander verrechnen lassen können. Auch eine Maske kann verwendet werden. Der Posterizer schließlich setzt die Zahl der Farbabstufungen einer Ausgangstextur gezielt herab.

Abbildung 15.32 Fusion-Shader G

Abbildung 15.33 Geländemaske-Shader G

266 | 15 Materialien

Effekt-Shader Mit den Effekt-Shadern arbeiten Sie die optischen Feinheiten und Eigenheiten heraus oder stellen Abhängigkeiten zwischen Texturen und Objekten her. Der ChanLum-Shader ahmt den Effekt des Subsurface Scatterings für Materialien wie Wachs oder Milch nach. Im DistorterShader definieren Sie eine Ausgangstextur, die anschließend von einer ebenfalls festzulegenden Distorter-Textur verzerrt wird. Der Falloff-Shader ist eine Art Verlaufs-Shader, der sich zusätzlich aber an einem einstellbaren Vektor und an der Flächennormalen des Objekts orientiert. Noch weiter geht der Geländemaske-Shader. In Verbindung mit einem Ebenen- oder Fusion-Shader fungiert dieser Shader als Maske, die sich an der Höhenlage bzw. Winkelung von Objektbereichen orientiert. Damit ist er prädestiniert als Hilfe bei der Texturierung von Landschaften mit Schnee, Geröll, Wiese etc.

Abbildung 15.34 Kunstschnee mit dem Geländemaske-Shader G

Lumas bietet mehr Möglichkeiten als der Standard-LeuchtenKanal des Material-Editors. Sie können bis zu drei Glanzlichter definieren und zudem anisotropische Eigenschaften einstellen. Der Normalenrichtung-Shader berechnet die Oberseiten der Flächennormalen eines Objekts weiß, die Rückseite dagegen schwarz. Er bietet sich zum Aussteuern der Transparenz und der Glanzlichter eines Objekts an. Mit dem Pixel- bzw. Mosaik-Shader können Sie eine beliebige Textur in eine grobe mosaikartige Pixelstruktur aufrastern. Über den Projector-Shader ändern Sie die Projektionsart einer Textur unabhängig von den Einstellungen im Textur-Tag. Damit können Sie für ein und dasselbe Material unterschiedliche Projektionsarten in den Kanälen festlegen. Mit dem Proximal-Shader berechnen Sie die Entfernung eines Objekts zum Träger-Objekt des Proximal-Shaders. Wofür das Ganze? Sie können bestimmte Kanaleigenschaften Ihrer Textur von anderen Objekten oder auch Partikeln abhängig machen. Im Beispiel liegt über den grünen Ringen ein Emitter, der graue Partikel-Kügelchen ausstößt. Da der Proximal-Shader im Leuchten-Kanal des grünen Materials auf die Nähe der Partikel reagiert (Abbildung 15.35), entsteht an diesen Stellen ein Leuchten.

Der Spektral-Shader (Abbildung 15.36) eignet sich für schillernde Materialien wie Perlen und CD-ROM-Oberflächen, die im Glanzlicht einen Lichtbrechungseffekt (bunte Glanzlichter) haben sollen. Diesen Shader setzen Sie im Glanzfarbe-Kanal ein. Rücklicht empfängt die Beleuchtung von der Rückseite eines durchscheinenden Objekts. Beispiel: Ein Insekt sitzt auf einem Blatt – auf der Unterseite des Blattes zeichnet sich der Schatten des Insekts ab. Mit dem Spline-Shader (Abbildung 15.37) können Sie Texturen aus Splines bzw. Spline-Objekten herstellen – eine wunderbare Zeitersparnis, wenn es um das Beschriften oder gezielte Ausstanzen von Objekten geht. Im Shader-Dialog geben Sie wahlweise

Abbildung 15.35 Einstellungsdialog Proximal-Shader G

Abbildung 15.36 Spektral-Shader G

15.3 Texturen und 2D-Shader | 267

ein Spline-Objekt an, definieren einen Text als Text-Spline oder auch eine Splinemaske (Abbildung 15.37). Hintergrund, Füllung und Linien lassen sich separat mit Texturen versehen. Über den Offset und die Skalierung bestimmen Sie die relative Position und Größe des Splines auf dem Material. Über Vertex Maps steuern Sie eigentlich die Verformung eines Objekts, mit dem gleichnamigen Shader können Sie die Maps aber auch als Graustufen-Texturen verwenden.

Abbildung 15.37 Spline-Shader G

Abbildung 15.38 Spline-Shader im Farbe- und Alpha-Kanal G

Wellen, die durch auf die Objektoberfläche auftreffende Objekte oder Partikel verursacht werden, erhalten Sie durch den entsprechenden Shader im Relief- oder Displacement-Kanal. Im ShaderDialog geben Sie unter Objekt den Träger des Materials und als Partikel den Emitter an. Leider können Sie die Ergebnisse nicht im Editor-Rendering, sondern nur im Bild-Manager bewundern.

Abbildung 15.39 Oberflächen-Shader G

268 | 15 Materialien

Oberflächen-Shader E Einfache Turbulenz, Einfacher Noise Aussehen und Struktur dieser 2D-Shader bestimmen Farben, Frequenzen und Turbulenzen. Der Noise-Shader eignet sich für einfache, strukturierte Oberflächen im Relief-Kanal. E Feuer, Flamme, Sonnenkorona Für animierte Flammen, Feuerwände und Koronen eignen sich diese Shader hervorragend. Abbildung 15.40 zeigt links einen Würfel mit Feuer-Shader. Der Shader liegt nicht nur im Farben-, sondern auch im Transparenz- und Alpha-Kanal. Die Frequenzen und Turbulenzen sind natürlich einstellbar. E Galaxie, Planet Die beiden 2D-Shader simulieren die zyklische Struktur von Planeten und deren Wolken.

E

Karo, Tiles, Sterne, Sternenfeld Diese Shader erzeugen Textur-Muster. Mit Karo- und TilesShader erstellen Sie beliebige Schachbrett-, Streifen- oder Fliesen-Muster. Die Form und Anzahl der Kacheln passen Sie durch Variation der Frequenzen in Größe und Aussehen an.

Abbildung 15.40 Beispiele für 2D-Kanal-Shader F

E

E

Die beiden vorderen Würfel aus Abbildung 15.40 wurden mit dem Tiles-Shader texturiert. Deren Kachelart, Kachelfarbe, Fugenfarbe und -stärke lassen sich genau definieren. Außer der Farbe und Anzahl kann bei den Sternen des Sterne-2D-Shaders auch Zackenzahl und -radius definiert werden. Sternenfeld bietet zwar keinen Options-Dialog, dafür aber eine einfache Möglichkeit, einen Sternenhimmel zu texturieren. Der rot-weiß karierte Würfel zeigt klar die Grenzen der 2D-Kanal-Shader auf: Weil nur die Oberfläche, nicht aber das Objektinnere texturiert wird, gibt es an kritischen Stellen wie der herausgebooleten Kugel starke Verzerrungen. Die Struktur, die sich eigentlich im Inneren des Würfels fortsetzen müsste, bricht abrupt ab. Der Shader belegt also nur die Oberfläche des Objekts, nicht dessen Volumen. Wasser, Wolken, Zyklon Mit dem Wasser-Shader im Relief-Kanal (Abbildung 15.40 rechts) sind animierte Wasseroberflächen kein Problem – Wellenfrequenz und Wind stellen Sie im Dialog ein. Außer zur Texturierung eines Wolkenhimmels eignet sich der Wolken-Shader gut zur Simulation einer Umgebung im Umgebung-Kanal. Steinpflaster, Ziegel Für beide Shader sei an dieser Stelle gleich angemerkt, dass es sich um reine Kanal-Shader handelt. Die im Farbe-Kanal mit

Abbildung 15.41 Steinpflaster-Shader G

15.3 Texturen und 2D-Shader | 269

den Shadern definierten Pflaster und Ziegel müssen in Kanälen wie Relief oder Displacement entsprechend weiterbehandelt werden, um Erhöhungen bzw. Vertiefungen zu erhalten.

Abbildung 15.42 Verschiedene Steinpflasterarten G

G Abbildung 15.43 Verschiedene Ziegelarten

Der Steinpflaster-Shader sorgt für natürlichen Steinbodenbelag. In seinem Einstellungsdialog (Abbildung 15.41) lassen sich zwar keine Steinformen kreieren, dafür aber die Größenverhältnisse und die Fugengestaltung genau festlegen. Für beide Elemente steht ein separates Feld mit umfangreichen Farbund Strukturparametern zur Verfügung. Auch der unvermeidbare und deshalb realistisch wirkende Schmutz ist mit eigenen Einstellungsparametern vertreten. Der Ziegel-Shader ist sogar noch umfangreicher (Abbildung 15.44). Hier lassen sich neben den rohen Ziegelmaßen auch die handwerkliche Bauweise über Versatz und Farbabstufungen festlegen. Im separaten Farben-Feld können Sie für die Ziegel, Zier-Ziegel und für die Fugen Farbverläufe oder auch Texturen definieren. Außerdem bietet das Feld Noise- und Detail-Parameter, um nur nicht zu perfekte, sondern möglichst realistisch wirkende Ziegel zu designen. Für höheren Realismus sorgt auch das Feld Schmutz. Getrennt für Ziegel und Fugen lässt sich hier von der leichten Staubschicht bis zu gröbsten Schmutzflächen alles auf die Ziegelwand auftragen.

Abbildung 15.44 Ziegel-Shader G

15.4 3D- und Volumen-Shader 3D-Shader sind, wie auch die 2D-Shader, mathematisch beschriebene und dadurch auflösungsunabhängige Materialien. Der

270 | 15 Materialien

große Vorteil von 3D-Shadern gegenüber ihren zweidimensionalen Vettern besteht in der Volumendurchdringung von Körpern. Die Beschreibung des Materials berücksichtigt also nicht nur die Oberfläche, sondern auch das Körperinnere. Am besten vergleichen Sie den hinteren, rot-weiß karierten Würfel aus Abbildung 15.40 mit dem Marmorwürfel in Abbildung 15.45. Die mit dem Boole-Werkzeug herausgeschnittene Kugelfläche wurde beim 2D-Shader lediglich verzerrt und passt überhaupt nicht zur umliegenden Texturierung. Wenn Sie dagegen zum Vergleich die Schnittfläche des 3D-Marmors betrachten, setzt sich die Struktur fort, das Material ist also auch für das Körperinnere definiert.

F Abbildung 15.45 3D-Kanal-Shader Venus, Rost, Marmor, Metall und Holz

Um interessante Materialeigenschaften wie Maserungen, Rostflecken etc. auch ein wenig an das Objekt anpassen zu können, verändern Sie einfach die Texturachse im Editor durch Verschieben, Skalieren oder Rotieren. Cinema 4D unterscheidet bei den 3D-Shadern zwischen 3D-Kanal-(Channel-)Shadern und 3D-Volumen-Shadern. Während die 3D-Kanal-Shader (Abbildung 15.45) beliebig in den verschiedenen Kanälen eines Materials zum Einsatz kommen, repräsentieren die 3D-Volumen-Shader einen eigenen Materialtyp, den Sie über das Menü Erzeugen • Shader im Material-Manager erzeugen. E Erde (3D-Kanal-Shader) Dieser 3D-Shader versorgt ein Objekt (vorzugsweise einen Planeten) mit rudimentär definierbaren Land- und Wasseranteilen. Außer den Farben für Land, Wasser und Gebirge können Sie die Strukturfeinheit (Frequenz) und die Höhe des Reliefs festlegen.

15.4 3D- und Volumen-Shader | 271

E

E

E

E

E

Abbildung 15.46 3D-Volumen-Shader Banji G

Abbildung 15.47 3D-Volumen-Shader Banzi G

272 | 15 Materialien

Holz, Marmor (3D-Kanal-Shader) Einige Strukturvorgaben für Faserung bzw. Marmorierung sind vorhanden, die Farben, Frequenzen und Turbulenzen sind selbstverständlich auf die eigenen Bedürfnisse anpassbar. Für Nahaufnahmen eignen sich aufgrund der geringen Farbanzahl Bitmap-Texturen besser. Metall, Rost (3D-Kanal-Shader) Über diese Shader simulieren Sie metallische Oberflächen mit und ohne Rost. Das Alter und die Roststärke des Metalls lassen sich mit Farbe-, Relief- und Reflexionsparametern justieren. Venus (3D-Kanal-Shader) Mit diesem speziellen Planeten-Shader können Sie die animierten Wolkenstrukturen eines der Venus ähnlichen Planeten nachahmen. Landschaft (3D-Volumen-Shader) Dieser Shader (Menü Erzeugen • Shader im Material-Manager) modelliert eine fraktale 3D-Landschaft mittels der eingegebenen Farben und der dafür veranschlagten Höhenangaben. Nebel (3D-Volumen-Shader) Viel Rechenleistung benötigt dieser animierte, volumetrische Nebel (Menü Erzeugen • Shader im Material-Manager). Von Strahldichte über Nebelfarbe bis hin zu den Turbulenzen ist alles über das Dialogfenster steuerbar.

3D-Volumen-Shader (SLA) Diese Volumen-Shader haben sich nicht nur in ihrem Namen, sondern auch in der hohen Komplexität noch ein wenig Eigenständigkeit bewahrt. Sie liegen im Material-Manager-Menü Erzeugen • Shader. Es ist schwer, das Potenzial dieser Shader richtig einzuschätzen bzw. es voll auszunutzen – zu groß ist die Vielfalt der Einstellungsund Kombinationsmöglichkeiten, die den Neuling geradezu erschlägt. Online-Foren und Internetseiten erweisen sich immer wieder als gute Anlaufstellen für vorgefertigte Materialien, Ideen und Beispiele, auf die man auch nach intensivem Studium des Handbuchs niemals gekommen wäre. Außerdem finden Sie im Content Browser (Menü Fenster) eine relativ große Materialbibliothek als Anschauungsbeispiele bzw. als Ausgangsmaterialien für die weitere Ausarbeitung. Die Shader teilen sich in insgesamt sechs Kategorien mit exotischen, aber leider nicht sehr vielsagenden Namen auf: Banji, Banzi, Cheen, Danel, Marble und Nukei – jeder dieser VolumenShader steht für einen anderen Einsatzbereich bzw. eine andere Materialgruppe.

Ihnen allen gemeinsam ist die Fülle an Einstellungsmöglichkeiten, die speziell auf die jeweiligen Materialanforderungen eingeht: bis zu drei Glanzlichter, anisotropische Materialeigenschaften, Rauheit und vieles mehr. Die Abbildungen 15.46 bis 15.53 sollen Ihnen einen ersten Eindruck über die Kontrollmöglichkeiten in den Einstellungsdialogen der 3D-Volumen-Shader geben. Hier schadet es nicht, ein wenig zu experimentieren.

Abbildung 15.48 3D-Volumen-Shader Cheen G

Abbildung 15.49 3D-Volumen-Shader Banji, Banzi und Cheen G

Banji Dieser 3D-Shader ist darauf ausgelegt, spezielle Transparenzeigenschaften von Materialien wie Glas nachzuahmen (der obere und rechte Ring in Abbildung 15.49). Banji besticht durch die Einbeziehung von rückseitiger Beleuchtung für Schattenwurf auf der Vorderseite. E Banzi Mit diesem Shader (unterster Ring in Abbildung 15.49) erzeugen Sie holzartige Materialien. Banzi überzeugt durch ausgefeilte Parameter zur genauen Bestimmung von Maserung und Körnung. Auch farbige, lackierte Hölzer sind kein Problem. E Cheen Der Cheen-Shader erlaubt Ihnen, Materialien im Stile von wissenschaftlichen, mikroskopischen Aufnahmen zu erstellen (der linke Ring in Abbildung 15.49). Die interessanten Effekte entstehen durch Anwendung von Transparenzverläufen, die Sie von Fresnels her kennen. E Danel Für metallische und lackierte Materialien eignet sich der DanelShader hervorragend (im Beispiel der oberste und rechte Ring in E

Abbildung 15.50 3D-Volumen-Shader Danel G

15.4 3D- und Volumen-Shader | 273

Abbildung 15.52). Anisotropische Elemente wie Störungen und Kratzer unterstützen den Realismus, speziell bei Objekten, die gefertigt oder benutzt werden bzw. wurden. E Mabel Marmorierte Steinoberflächen sind die Spezialität des MabelShaders (unterster Ring in Abbildung 15.52). Ähnlich wie Banzi fällt Mabel durch seine hohe Anzahl an Einstellungsparametern für Farbe, Struktur und Zeichnung des Marmors auf.

Abbildung 15.51 3D-Volumen-Shader Mabel G

Abbildung 15.52 3D-Volumen-Shader Danel, Mabel und Nukei G

Nukei Bei zweierlei Oberflächenarten wie bei rostigen Metallen oder bei alten und strukturierten Materialien bietet sich Nukei an (linker Ring in Abbildung 15.52). Genau genommen legen Sie beim Nukei-Shader nicht einen, sondern sogar zwei Volumen-Shader (Oberfläche A und B) an, die über einen Fusions-Kanal miteinander verschmelzen und sehr realistische, vielschichtige Materialeigenschaften auf den Oberflächen produzieren. E

Abbildung 15.53 3D-Volumen-Shader Nukei G

274 | 15 Materialien

KAPITEL 16

16

Textur-Mapping

Nach dem Erstellen der Materialien geht es an das Textur-Mapping, also an das Aufbringen der Materialien und der enthaltenen Texturen bzw. Shader auf die jeweiligen Objekte. Solange es sich um einfache Materialien ohne Texturen oder 2D-Shader handelt, stellt diese Aufgabe keine besondere Herausforderung dar. Greifen Sie dazu das Materialsymbol im MaterialManager, und ziehen Sie es im Editor oder im Objekt-Manager auf das gewünschte Objekt. Nach diesem Schritt besitzt das Objekt ein Textur-Tag (Abbildung 16.1), in dem alle Informationen über das verwendete Material, die Selektion, die Projektion und Seite sowie die Textur-Geometrie gespeichert sind. Sobald Sie Bitmap-Texturen oder 2D-Shader in den MaterialKanälen verwenden und die zu texturierenden Objekte nicht unbedingt der Form von Quadern, Zylindern, Kugeln oder Flächen ähneln, ist schon etwas mehr Aufmerksamkeit und auch etwas handwerkliches Geschick gefragt. Bei richtig komplexen Körpern wie Characters werden Sie auf die Texturing- und Mapping-Umgebung BodyPaint 3D zurückgreifen, die wir im nächsten Kapitel ausführlich behandeln. Bleiben wir aber vorerst bei den weniger komplizierten, einfach zu texturierenden Körpern. Machen Sie sich die Arbeit nicht unnötig schwer, indem Sie versuchen, für relativ einfache Oberflächenstrukturen BitmapTexturen zu verwenden. Hier haben Sie mit den 2D- und 3D-Shadern aus Cinema 4D und ein bisschen Einarbeitung wesentlich mehr Möglichkeiten zu einem zufriedenstellenden Ergebnis zu gelangen. Spätestens, wenn diese Bitmap-Texturen vernünftig auf das Objekt aufgebracht werden müssen, werden Sie sich wünschen, Sie hätten gleich auf die mathematischen Shader gesetzt. Zerlegen Sie das Objekt, das Sie texturieren möchten, in Einzelteile, idealerweise passend zu den Mapping-Arten, die wir uns im folgenden Kapitel ansehen. Ein Objekt als Ganzes zu texturieren kann klappen, muss aber nicht. Selektionen, Ebenen-Shader und Alpha-Kanäle bieten viele Möglichkeiten, um Texturen exakt auf bestimmte Objektbereiche zu beschränken, miteinander zu kombinieren und aufzubauen.

Abbildung 16.1 Objekt mit Textur-Tags G

16 Textur-Mapping | 275

G Abbildung 16.2 Modus Textur-Achse bearbeiten in der Werkzeugleiste

Die Objekte in Cinema 4D können beliebig viele Texturschichten aufnehmen. So können Sie zum Beispiel als unterste Schicht die »Rohtextur« mit Farbe, Bump- und Spiegelungs-Maps etc. anlegen und darüberliegende Details wie Schmutz, Rost oder Kratzer als frei positionierbare Detailschichten einbauen. Vermeiden Sie Muster mit auffälligen Wiederholungen, wenn Sie Texturen kacheln. Nichts wirkt unrealistischer als ein Parkettboden mit zigfacher Wiederholung einer Maserung. Wenn Sie frühzeitig wissen, dass eine Nahaufnahme geplant ist, setzen Sie von Anfang an eine größere Bitmap-Textur ein. Alternativ könnte auch ein Basis-Material als Untergrund mit einer darüberliegenden Textur für das Feintuning kombiniert werden. Um Texturen zu bearbeiten bzw. anzupassen, schalten Sie in Cinema 4D auf den entsprechenden Bearbeitungsmodus um (Abbildung 16.2 bzw. Abbildung 16.3). Über Textur bearbeiten modifizieren Sie die Textur entlang der Mapping-Achse, mit Textur-Achse bearbeiten beziehen Sie auch die Position, Rotation und Skalierung der Textur-Achse selbst in das Geschehen mit ein.

16.1 G Abbildung 16.3 Textur-Werkzeugmodi im Menü Werkzeuge

Textur-Geometrie

Alle Informationen zur Textur-Geometrie eines Materials bzw. seiner Textur sind im Textur-Tag hinterlegt.

1 2 3 4 5 6 7 8 Abbildung 16.4 E Textur-Geometrie im Textur-Tag

Im Feld der Basis-Eigenschaften können Sie das Textur-Tag (nicht das Material, das Tag!) einer Ebene zuweisen 1 . Das Material selbst 2 gehört zu den Tag-Eigenschaften, die Sie jeder-

276 | 16 Textur-Mapping

zeit im Attribute-Manager verändern können – praktischerweise unter Beibehaltung der Mapping-Vorgaben. Wenn Sie die Textur auf eine eingefrorene Selektion beschränken möchten, tragen Sie deren Namen in die vorgesehene Zeile ein 3 . Unter Projektion und Seite 4 geben Sie die Art des Textur-Mappings an und welche Seiten die Textur erhalten sollen. Besitzt ein Objekt mehrere Texturen, können Sie diese über Textur additiv hinzumischen 5 miteinander mischen. Andernfalls überdecken sich die Texturen überall dort, wo keine Aussparungen über Alpha-Kanäle angelegt sind. Damit das Mapping auch für den Relief-Kanal der Materialien optimal übernommen wird, aktivieren Sie die Option UVW für Relief benutzen 6 . Weitere Felder beinhalten die Kachelung 7 sowie die geometrische Lage der Textur 8 .

16.2 Textur-Bearbeitung Im Feld Koordinaten 8 des Textur-Tags ist hinterlegt, in welcher Position, Skalierung und Rotation ein Material auf einem Objekt angebracht ist. Dafür können entweder die Werte in die Felder des Dialogs geschrieben oder die zwei Bearbeitungsmodi für Textur und Textur-Achse im Editor verwendet werden. Abbildung 16.5 Textur-Positionierung im Editor F

Abbildung 16.5 zeigt einen Zylinder mit mittig platziertem Logo. Das Logo liegt als Spline-Shader im Farb- und Alpha-Kanal, damit das darunterliegende blaue Material nicht verdeckt wird. Als Projektions-Art kam Zylinder-Mapping zum Einsatz (Abbildung 16.6). Im Feld Seite ist die Option Vorne ausgewählt, die Option Kacheln ist deaktiviert. Wie Sie sehen, liegt das Logo auf der uns zugewandten Seite, gelbe Linien kennzeichnen im Drahtgittermodus die Größe und Form der Textur.

Abbildung 16.6 Textur-Positionierung im Textur-Tag G

16.2 Textur-Bearbeitung | 277

Textur bearbeiten Bei aktiviertem Modus Textur bearbeiten (Abbildung 16.7) bzw. mit den Einstellungen Offset und Länge im Textur-GeometrieDialog kann die Textur nun auf diesem Mapping-Zylinder verschoben, skaliert und gedreht werden. Die Textur verschiebt sich also nicht entlang der üblichen Koordinatensystemachsen, sondern entlang der Achsen im System des Mapping-Zylinders.

Abbildung 16.7 Arbeiten im Modus Textur bearbeiten G

G Abbildung 16.8 Arbeiten im Modus Textur-Achse bearbeiten

Textur-Achse bearbeiten Ist das Textur-Achsen-Werkzeug angewählt (Abbildung 16.8), oder verändern Sie die Angaben Position, Größe und Winkel im Textur-Geometrie-Dialog, so wird der Mapping-Zylinder selbst verschoben, skaliert oder gedreht. Diesen Modus benötigen Sie auch bei der Feinjustierung von 3D-Shadern auf Ihren Objekten. In Abbildung 16.8 ist gut zu erkennen, dass die Relation von Textur zu Zylinder stets gleich bleibt – was bei einer Achsenmodifikation ja auch erwünscht ist. Kachelung Die Option Kacheln im Textur-Geometrie-Dialog füllt die Texturfläche gemäß den Angaben zur Kachelhäufigkeit mit Kopien der Textur auf. Bei gekachelten Oberflächenstrukturen wie Ziegelwänden, Fliesen und Putzoberflächen bietet sich diese Möglichkeit an – vorausgesetzt, die Texturränder fügen sich unauffällig aneinander und zeigen kein Wiederholungsmuster. Der linke Zylinder in Abbildung 16.9 wird durch eingeschaltete Kachelung mit Logos bedeckt. Es ist gut zu erkennen, wie die Teile aneinandergesetzt sind. Mit den Kachelungseinstellungen lässt sich wahlweise über die Texturskalierung oder Kachelungshäufigkeit angeben, wie groß bzw. wie oft die Textur in X- und

278 | 16 Textur-Mapping

Y-Richtung aufgebracht werden soll. Um sich wiederholende Texturränder in manchen Fällen trotzdem verwenden zu können, gibt es die Funktion Nahtlos. Dabei wird jedes zweite Texturteil gespiegelt angestückt. Der mittlere Zylinder in Abbildung 16.9 ist mit nahtloser Kachelung texturiert. Die Nahtlos-Option verringert (oder besser halbiert) zwar in vielen Fällen die Probleme an den Rändern, ein Wiederholungseffekt (Schmetterlingsmuster) ist trotzdem nicht ganz vermeidbar.

Wenn Sie statt der kompletten Kachelung nur einige Kopien produzieren und verteilen möchten, können Sie die Kopienzahl mit den Feldern Wiederholung steuern (rechter Zylinder). Versuchen Sie, die Kachelungsoption nur bei Texturen anzuwenden, die sich für eine Kachelung eignen, also bei Bildern ohne besondere Merkmale wie Astlöcher, Schrauben etc. Zur Herstellung nahtloser Texturen bieten viele 2D-Bildbearbeitungsprogramme bessere Funktionen an.

Abbildung 16.9 Einfache (links) und nahtlose (Mitte) Kachelung sowie über Wiederholung beschränkte Kachelung (rechts) G

16.3 Textur-Projektion Über die Projektion im Textur-Tag geben Sie an, wie die Textur auf das Objekt aufgetragen werden soll. In der Regel suchen Sie aus dem Menü der Projektionsarten (Abbildung 16.10) diejenige heraus, die dem Objekt von der Form her am nächsten kommt. Auch bei der Verwendung von BodyPaint 3D ist es wichtig, hier eine gute Basis für die spätere Weiterbearbeitung zu legen. Cinema 4D kennt insgesamt neun Projektionsarten. Die Art der Projektion können Sie dem Objekt entsprechen oder auch absichtlich differieren lassen, um spezielle Effekte zu erzielen. Im Prinzip verläuft das Textur-Mapping wie das Verpacken eines unförmigen Geschenks. Die Anpassung an Problemstellen erfolgt in der Realität durch geduldiges Falten der Textur, in Cinema 4D wird die Textur meistens unschön verzerrt. Hier

G Abbildung 16.10 Projektionsarten

16.3 Textur-Projektion | 279

sollten Sie dann auf mehrere, unterschiedliche Projektionsarten zurückgreifen oder die Hilfe der Texturing- und Mappingumgebung BodyPaint 3D in Anspruch nehmen. Kugel-Mapping Mit dem Kugel-Mapping legen Sie die Textur radial auf das Objekt. Das gelbe Gitter in Abbildung 16.11 zeigt eine Gitterkugel als Textur-Projektion. Die bunte, quadratische Bitmap-Textur wird an allen Stellen des Gitters verzerrt, besonders an den Polen der Kugel, hier laufen die Farbfelder spitz zusammen. Zylinder-Mapping Wie in Abbildung 16.12 zu sehen, bringt Zylinder-Mapping die Textur (gelbe Linien) zylinderförmig auf das Objekt auf. Die Form der Farbfelder rings um den Zylinder ist konstant, an den Deckflächen dagegen laufen die Felder wiederum spitz zusammen.

Abbildung 16.11 Kugel-Mapping G

G Abbildung 16.12 Zylinder-Mapping

Um dieses Problem zu umgehen, sollten Sie die Deckflächen separat texturieren. Dies kann zum Beispiel über die Selektionstexturen geschehen, die ein paar Seiten weiter behandelt werden. Für diese flachen, getrennten Deckflächen wäre wiederum das Fläche-Mapping von Vorteil. Fläche-Mapping Das Fläche-Mapping (Abbildung 16.13) ist in erster Linie für flache Objekte oder schlichte, einseitig texturierte Objekte gedacht. Von der Position und Größe des Texturgitters ausgehend zieht es die Textur senkrecht zum Gitter durch das Trägerobjekt. Wegen der Krümmung des Zylinders ziehen sich die Farbfelder an den Rändern des Texturgitters rechts und links in die Länge. Das gelbe

280 | 16 Textur-Mapping

Gitter zeigt, wie groß und aus welcher Richtung die Textur auf das Objekt projiziert worden ist. An den Deckflächen ist schön zu erkennen, dass die Textur das komplette Objekt und nicht nur die aus der Projektionsrichtung sichtbaren Stellen erfasst. Für die Deckflächen ist die Projektionsrichtung falsch, eine Projektion von oben wäre hier geeigneter. Quader-Mapping Mit dem Quader-Mapping projizieren Sie eine einzige Textur simultan auf alle sechs Seiten eines (empfehlenswerterweise) quaderförmigen Objekts (Abbildung 16.14). Alle Seiten des Würfels sind mit einem Drahtgittermuster für die Textur überzogen. Die im Material definierte Textur wird also in sechs Kopien auf das Trägerobjekt geworfen. Keine der Seiten beeinflusst die anderen Seiten des Objekts, somit haben Sie also sechs gleiche, aber unabhängige Texturkopien um das Objekt platziert.

Abbildung 16.13 Fläche-Mapping

G

Abbildung 16.14 Quader-Mapping G

Wie in der Abbildung 16.14 leicht zu erkennen, eignet sich das verwendete Schachbrettmuster an einigen, jedoch nicht an allen Stellen zur Texturierung. An der vorderen Kante läuft das obere Muster in das vordere über. Da das Quader-Mapping ein Objekt zwar von allen Seiten umschließt, die Projektion aber flach ausfällt, müssen Sie bei gerundeten Objekten mit Verzerrungen rechnen. Frontal-Mapping Diese Projektionsart entspricht dem Begriff »Projektion« am besten. Das Frontal-Mapping wirft die Textur aus der Sicht der Kamera auf das Objekt (Abbildung 16.15).

16.3 Textur-Projektion | 281

Für die eigentliche Texturierung von Objekten ist diese MappingMethode weniger gedacht. Dafür können Sie mit dem FrontalMapping raffinierte Effekte erzielen. Die Textur sitzt nämlich nicht wie festgenagelt auf dem Objekt, sondern wird – wie im Kino – auf den ursprünglich definierten Bereich des Objekts projiziert. Das macht die Objekt-Textur zwar einerseits sehr instabil, ist aber für den gewünschten Effekt ideal. Auch wenn Sie das Zielobjekt animieren oder verformen, der Eindruck der Projektion bleibt.

Abbildung 16.15 Frontal-Mapping G

G Abbildung 16.16 Spat-Mapping

Spat-Mapping Der Würfel in Abbildung 16.16 wurde ausgehend von seiner rechten vorderen Seite mit Spat-Mapping texturiert. Wie deutlich zu erkennen, ist die Frontseite des Würfels identisch zum FlächenMapping, die Texturen der oberen und rechten Seite des Würfels dagegen verlaufen schräg. Spat-Mapping ist eine Möglichkeit, etwas gegen die Monotonie und Gleichmäßigkeit außerhalb der Flächengrenzen beim Flächen-Mapping zu tun. Wählen Sie beim Spat-Mapping Texturen aus, denen Verzerrungen nichts ausmachen. Einfache Strukturen sind Texturen mit erkennbaren Motiven oder Bildelementen vorzuziehen. UVW-Mapping Das UVW-Mapping berücksichtigt die Oberfläche des Körpers in allen drei Dimensionen über ein eigenes Koordinatensystem. Der große Vorteil des UVW-Mappings ist, dass die Objekte nach getaner Texturierungsarbeit eine Textur mit zugewiesenen Koordinaten auf der Objektoberfläche besitzen, die alle Deformationen durch Modifikation und Animation mitmachen. Somit ist der Arbeitsablauf unterschiedlich – zuerst wird das Objekt mit der Textur vorbereitet, dann kann die Weitergestaltung bzw.

282 | 16 Textur-Mapping

Animation beginnen. BodyPaint 3D braucht zum Bemalen eines Objekts zwingend ein UVW-System, sonst hat es keinen Anhaltspunkt, wo sich welche Koordinate auf der Oberfläche befindet. Abbildung 16.17 Verzerrte Oberfläche mit UVW-Mapping F

In Abbildung 16.17 sehen Sie zwei Kugel-Objekte, die durch einen Bulge-Deformer in der Mitte zusammengequetscht werden. Im Vorfeld wurden beide Objekte durch den Befehl Grundobjekt konvertieren in Polygon-Objekte umgewandelt. Dabei entstanden Polygonflächen und ein UVW-Tag (Abbildung 16.18) mit UVW-Koordinaten. Das linke Objekt durfte dieses UVW-Tag behalten, und wie man sieht, folgt die Textur den deformierten Koordinaten. Die rechte Kugel hingegegen besitzt keinerlei Fixpunkte für die Textur und legt sie stur mit dem vordefinierten Mapping-Verfahren um das Objekt. Das UVW-Netz ist also ein eigenes Koordinatensystem, das sich um das Verhalten der Textur bei Deformation und Animation kümmert, die W-Koordinate übrigens sorgt bei 3D-Shadern für die Tiefentextur. Jedes Grund- und NURBS-Objekt in Cinema 4D besitzt standardmäßig bereits UVW-Koordinaten. Zwar sehen Sie hier kein UVW-Tag im Objekt-Manager hinter dem Objektsymbol, dennoch lässt sich das UVW-Mapping anwenden, und die Textur reagiert auf die Deformation. Um auf einem Objekt die Textur mit UVW-Koordinaten festzusetzen, werden Punkte benötigt, woran sich das UVW-Netz orientieren kann. Es genügt, das Objekt dazu in ein Polygon-Objekt umzuwandeln (Taste [C]), das UVW-Tag entsteht dabei automatisch. UVW-Koordinaten können jederzeit gelöscht und neu erstellt werden. Im Objekt-Manager teilen Sie einem Objekt über das Menü Tags (Abbildung 16.19) neue, aktuelle UVW-Koordinaten zu. Davor wählen Sie eine passende Projektionsart (außer UVW) aus und können, sobald das UVW-Tag erzeugt wude, auf die Mapping-Methode UVW umstellen.

Abbildung 16.18 UVW-Tag G

Abbildung 16.19 Zuweisen von UVW-Koordinaten G

16.3 Textur-Projektion | 283

Abbildung 16.20 Zuweisen des Textur-Fixierungs-Tags G

Abbildung 16.21 Einstellungsdialog Textur-Fixierungs-Tag G

Das Menü Tags im Objekt-Manager bietet aber noch mehr. Über den Befehl UVW-Koordinaten zuweisen haben Sie die Möglichkeit, auf Selektionen eines Objekts unterschiedliche Projektionsarten anzuwenden und auf diesen Bereich zu fixieren. Für die Anpassung von Texturen finden sich ebenfalls einige Funktionen im Tags-Menü. So können Sie die Textur auf das Zielobjekt, bei Flächenprojektion in richtiger Proportion auf das Texturbild oder einen gezogenen Rahmen, auf Objekt- bzw. Welt-Achse und auch auf die Ansicht anpassen. Ebenso stehen Befehle für das horizontale und vertikale Spiegeln zur Verfügung. Mit dem Textur-Fixieren-Tag sind auch andere Mapping-Arten in der Lage, ihre Texturen auf der Oberfläche zu behalten. Dazu weisen Sie es per Menübefehl im Objekt-Manager Tags • Cinema 4D Tags • Textur-Fixierung (Abbildung 16.20) dem Objekt zu. Die Vorteile gegenüber der UVW-Fixierung sind die flexiblere Handhabung und der niedrigere Speicherbedarf. Das Textur Fixieren-Tag (Abbildung 16.21) merkt sich bei Polygon-Objekten auch ohne UVW-Koordinaten die Texturierung des Objekts und speichert auch eventuelle Deformationsobjekte und Morphings mit ab. Bestimmte Texturfixierungen können auf diese Weise aufgenommen und zurückgesetzt werden – per Doppelklick auf das Tag sind diese Funktionen abrufbar. Im Tag festgehaltene Texturen werden auch beim Spiegeln im Symmetrie-Objekt berücksichtigt. Das Tag ist allerdings abhängig von den Punkten des Objekts. Ändert sich die Punktmenge eines Objekts nachträglich, ist auch der Eintrag im Tag nicht mehr aktuell, deswegen sollte die Texturfixierung immer erst dann stattfinden, wenn das Modelling abgeschlossen ist. Hier sind UVW-Koordinaten einfach überlegen. Shrink-Wrapping Beim Shrink-Wrapping wird die Textur an einem Fixpunkt auf das Objekt aufgebracht und davon ausgehend um das Objekt

Abbildung 16.22 E Shrink-Wrapping

284 | 16 Textur-Mapping

gelegt. Abbildung 16.22 zeigt zwei Kugeln, auf die die Textur mit Shrink-Wrapping aufgebracht ist, links der Nord-, rechts der Südpol. Diese Projektionsart ähnelt einem Stülpen der Textur, alle Eckpunkte laufen im Südpol zusammen. Die Nahtstellen, die beim Texturieren von kugelförmigen Objekten entstehen, kann Shrink-Wrapping so vermeiden und »an den Südpol verlagern«. Für das Mapping eines Objekts als Ganzes ist diese Methode aufgrund der unvermeidlichen Verzerrung weniger geeignet. Kamera-Mapping Kamera-Mapping ist im Prinzip eine erweiterte Form des Frontal-Mappings, das Ihnen rudimentäre Möglichkeiten bietet, ein zweidimensionales Hintergrundbild dreidimensional zu nutzen. Dazu wird das Bild mittels Kamera-Mapping auf ein Hintergrund-Objekt gemappt und im Textur-Geometrie-Dialog mit der gewünschten Kamera (Abbildung 16.23) verbunden. Anschließend können Sie die Szene des Hintergrundbildes aus einfachen Objekten zusammensetzen. Wichtig sind in erster Linie die Stellen, an denen der 3D-Effekt zum Tragen kommen soll. Danach werden die Dummy-Objekte zu einem Gesamtobjekt zusammengefasst, und die Textur wird auf diese neu entstandene Szene übertragen. Damit die Textur auch an Ort und Stelle bleibt, wird sie über UVW-Koordinaten mittels UVW-Tag festgemacht.

Abbildung 16.23 Kamera-Mapping G

Seite Beim Aufbringen der Textur ist meist die Kameraperspektive der Bezugspunkt. »Vorne« ist im 3D-Sinn allerdings immer dort, wo die Flächen-Normale hinzeigt. Genauer gesagt, der Bereich, der mit unserem Sehstrahl einen Winkel von bis zu 90° bildet – alles darüber hinaus bezeichnet Cinema 4D als »hinten«. Das Feld Seite im Textur-Geometrie-Dialog gibt an, welche Seiten von der Textur bedeckt sein sollen.

Abbildung 16.24 Seitenprojektionen Vorne und Hinten F

16.3 Textur-Projektion | 285

Mit der standardmäßig eingestellten Seitenprojektion Beide zieht sich die Textur geradewegs durch das Objekt und schlägt sich spiegelverkehrt auf der Rückseite nieder. Bei Strukturtexturen ist das prinzipiell egal, wenn Sie aber Beschriftungen bzw. Etiketten und dergleichen auf Ihre Objekte anbringen wollen, müssen Sie die Seiteneinstellungen auf vorne bzw. hinten reduzieren, um seitenverkehrte Abbilder zu eliminieren (Abbildung 16.24).

16.4 Textur-Layer und Selektionen Mit Textur-Layern und auf Selektionen beschränkten Texturen haben Sie zwei praktische Optionen, um bei der Texturierung Ihrer Objekte exakt zu arbeiten und so wenig wie möglich dem Zufall zu überlassen. Textur-Layer Ein Objekt kann beliebig viele Textur-Schichten tragen. Ziehen Sie dazu einfach ein weiteres Material auf das Objekt-Symbol im Objekt-Manager oder auf das Objekt im Editor. Wenn Sie das Material auf ein bestehendes Textur-Tag werfen, setzen Sie das neue Material in die vorhandene Textur-Geometrie ein und überschreiben das vorhandene Material. Abbildung 16.25 Gestapelte Materialien G

Abbildung 16.26 E Objekt mit drei Textur-Layern

Zur Schichtung der Texturen benutzt Cinema 4D die Leserichtung, die Textur-Geometrien werden nacheinander von links nach rechts aufgetragen. Somit ist das äußerste rechte Material immer die oberste Textur-Ebene. Damit das Material der unteren Ebenen (Layers) auch sichtbar ist, sollten Sie die darüberliegenden Schichten auf die erwünschten Bereiche des Objekts einschränken. Die einfachste Möglichkeit besteht darin, eine eventuelle Kachelung auszuschalten und

286 | 16 Textur-Mapping

die Textur mit den Werkzeugen zu verkleinern und entsprechend zu platzieren. Cinema 4D zeigt Ihnen stets die Textur im Editor an, deren Textur-Tag im Objekt-Manager selektiert ist. Wenn Sie alle geschichteten Texturen zusammen im Editor sehen möchten, heben Sie die Selektion der Textur-Tags auf. Eine qualitativ sehr hochwertige und beliebte Methode führt über den Alpha-Kanal der Materialien. Mit ihm können Sie anhand einer Maske den Inhalt der Textur auf das Nötigste reduzieren – die maskierten Bereiche lassen die darunterliegenden Materialien durch. Der Würfel in Abbildung 16.26 trägt ein transparentes blaues Basismaterial. Über einer weiteren Textur mit spiegelnder Oberfläche liegt eine dritte Textur mit einem Logo im Farbe- und Alpha-Kanal. Der Alpha-Kanal fungiert als Maske und blendet die (weißen) Bereiche außerhalb des Logos aus. Alternativ kann das Material additiv darübergelegt werden. Mit der Option Textur additiv hinzumischen im Textur-Tag addieren Sie alle oben liegenden (im Objekt-Manager rechts stehenden) additiven Texturen zu der unten liegenden (linken) Textur im Objekt-Manager hinzu. Beachten Sie, dass eine Mischung über den Transparenz-Kanal nicht funktioniert – unter einer transparenten Textur liegende Materialien werden nicht berücksichtigt. Selektionen Eine weitere Möglichkeit, die Ausdehnung von Texturen gezielt zu kontrollieren, ist die Texturierung von Selektionen. Diese Technik ist beispielsweise für Objekte mit Deckflächen, für Einrahmungen und Tischkanten etc. sehr empfehlenswert, stößt aber bei stark gekrümmten Objekten mit wenig Polygonen an ihre Grenzen. Abbildung 16.27 Auf Selektionen beschränkte Texturen F

Der Würfel in Abbildung 16.27 trägt insgesamt sechs verschiedene Texturen (siehe auch Abbildung 16.28). Für jede transparente Textur wurde eine eigene Polygon-Selektion erzeugt.

Abbildung 16.28 Polygon-Selektion G

16.4 Textur-Layer und Selektionen | 287

Um, wie in diesem Beispiel, eine Polygon-Selektion zur Texturierung heranziehen zu können, muss sie abgespeichert, im Cinema 4D-Jargon »eingefroren« werden. Wie auch die anderen Befehle zur Auswahlbearbeitung finden Sie den Befehl Selektion einfrieren im Menü Selektieren (Abbildung 16.29). Nach dem Erstellen einer Polygon-Auswahl und dem Aufruf des Befehls Selektion Einfrieren gesellt sich im Objekt-Manager ein neues Symbol für eine Polygon-Auswahl in Form eines roten Dreiecks dazu. Per Klick auf das rote Dreieck öffnen Sie den Selektionsdialog der Polygon-Auswahl (Abbildung 16.28) im Attribute-Manager.

Abbildung 16.29 Selektion einfrieren G

Abbildung 16.30 E Textur auf Selektion beschränken

Nun sollten Sie der neuen Auswahl als Erstes einen eindeutigen Namen zuteilen. Über die angebotenen Buttons ist es im weiteren Verlauf ein Leichtes, die Auswahl wieder aufzurufen, auszublenden und zu verändern. Den vergebenen Namen tragen Sie auch im Textur-Tag im Feld Selektion (Abbildung 16.30) ein. Für die Anzahl der Selektionen und der ihnen zugewiesenen Materialien besteht selbstverständlich kein Limit. NURBS-Objekte eignen sich übrigens besonders gut für die selektive Texturierung, weil sie von Haus aus ein paar »unsichtbare«, also auch ohne Auswahl-Dialog ansprechbare Selektionen mitbringen: die Deckflächen und Rundungen. Die Deckflächen eines NURBS-Objekts sind grundsätzlich über die Namen C1 und C2 (Anfang bzw. Ende), die Rundungen über die Namen R1 und R2 (Anfang bzw. Ende) referenzierbar. Bei NURBS-Objekten genügt es, diese Kürzel in den Dialog des Textur-Tags einzutragen.

288 | 16 Textur-Mapping

KAPITEL 17

17

BodyPaint 3D

Auch wer die Bordmittel von Cinema 4D beim Texturing und Mapping weitestgehend ausreizt, stößt irgendwann an die Grenzen der Möglichkeiten in der Standardumgebung. Spätestens dann sollten Sie in die integrierte Texturing- und Mapping-Umgebung BodyPaint 3D wechseln, mit der Sie auch komplexe dreidimensionale Objekte in den Griff bekommen. Das direkte Malen und Mappen in drei Dimensionen wird durch UVW-Koordinaten respektive UVW-Mapping ermöglicht. Im Prinzip gehen Sie also genau den umgekehrten Weg wie beim Mapping mit den Standard-Projektionsarten. Anstatt einem Objekt, so gut es irgend möglich ist, eine adäquate MappingHülle aus der Liste der Projektionsarten überzustülpen, schneiden Sie sich die Hülle der Objekte, also das UV-Gitter, in BodyPaint 3D so zurecht, dass Sie beim anschließenden Aufbringen der Texturen absolute Freiheit haben. Die einmal aufbereitete UV-Hülle kann anschließend nach Belieben weiterbearbeitet und für die Texturierung optimiert werden. In der Texturansicht lässt sich das UV-Mesh (Gitter) des Objekts darstellen, bemalen und mit Texturen versehen. Diese Vorarbeiten in BodyPaint 3D entscheiden über die Qualität des texturierten Objekts, denn ohne ein gut abgewickeltes UV-Gitter bringt auch der begnadetste Maler keine hochwertige Textur zustande. BodyPaint 3D wird auch als eigenständiges Produkt inklusive des Kamera-Mapping-Tools Projection Man vertrieben, damit auch Anwender anderer 3D-Applikationen die Vorzüge des Texturing- und Mapping-Pakets nutzen können. Für Besitzer anderer 3D-Programme, wie etwa Maya, 3ds max oder Lightwave, existieren sogenannte Exchange Plug-ins, mit denen die Anwender zum Texturieren ihrer Objekte einfach in BodyPaint überwechseln. BodyPaint 3D arbeitet mit Ebenen, Masken, Alpha-Kanälen, Filtern, Zauberstab- und Radiergummi-Werkzeugen, kurz allem, was man aus den typischen Bildbearbeitungsprogrammen kennt. Außerdem können neben vielen Bildformaten native PhotoshopDokumente unter Beibehaltung von Ebenen und Ebenenmasken

17 BodyPaint 3D | 289

Abbildung 17.1 Textur erstellen im Material-Kanal G

importiert und wieder exportiert werden. Sogar Ihre PhotoshopFilter und -Pinsel können Sie in BodyPaint 3D wiederverwenden. Mal- bzw. Pinsel-Werkzeuge hat BodyPaint 3D genug. Und wer aus Hunderten von vorinstallierten Pinselspitzen und Zeichenarten nicht die richtige findet, kreiert sich einfach seine eigenen Pinsel oder lädt sich seine Favoriten aus Photoshop hinzu. Während Sie eigentlich noch mit der Erstellung der Materialien in Cinema 4D (Abbildung 17.1) beschäftigt sind, können Sie parallel gleich die für die Material-Kanäle benötigten Texturen komfortabel anlegen lassen (Abbildung 17.2). Das Arbeiten mit den Werkzeugen ist sowohl in der Textur- als auch in der 3D-Ansicht möglich. Das Malen und Mappen läuft in Echtzeit und bei »geraytracetem« Bild dank Maxons RaybrushTechnologie ohne große Qualitätsverluste.

17.1

In die Arbeitsumgebung von BodyPaint 3D wechseln Sie am schnellsten über das Layout-Menü am rechten oberen Rand des Cinema 4D-Fensters (Abbildung 17.3). Dort finden Sie zwei vorgefertigte Umgebungen für das Bearbeiten des UV-Meshs und das eigentliche Bemalen der Texturen bzw. Objekte. Die Hauptaktionsbereiche der BodyPaint 3D-Oberfläche sind die 3D- 1 und die Textur-Ansicht 2 . Horizontal und vertikal aufgeteilt stehen auch alle benötigten Funktionen der WerkzeugPalette bereit 3 .

Abbildung 17.2 Einstellen der neuen Textur G

3 1 2 3

Abbildung 17.3 Layout-Menü G

Abbildung 17.4 E Arbeitsoberfläche von BodyPaint 3D

290 | 17 BodyPaint 3D

Arbeitsoberfläche

Lassen Sie sich von der ungewohnten Anordnung der Manager nicht verwirren, neben dem für BodyPaint 3D benötigten UV-, Farb- und Pinsel-Manager wurden die häufig benötigten Objektund Attribute-Manager natürlich nicht vergessen. Wir gehen später genauer auf die BodyPaint 3D-Manager ein. Bei der Anzahl der in den horizontalen und vertikalen WerkzeugPaletten befindlichen Funktionen (Abbildungen 17.5 bis 17.7) hat man es sehr gut mit den Anwendern gemeint, so dass für die meist benötigten Werkzeuge (und mehr) nicht mal mehr ein Menü aufgesucht werden muss. Die vertikale Werkzeug-Palette beginnt mit der Möglichkeit, das Projekt nach Ende der Bearbeitung zur Originalapplikation zurückzuschicken 4 . Es folgen vier Werkzeugtypen zum Verschieben von Ebenen, zum Erstellen von Selektionen und für die Bitmap-Transformation 5 . Zahlreiche Mal- 6 , Bildbearbeitungs7 und Zeichenwerkzeuge 8 sollten für die meisten Ansprüche ausreichen. Den Abschluss 9 machen die Pipette, eine Lupe, eine Kanal-Vorschau für den Überblick über den aktiven Kanal und der Sprung in den Maskierungsmodus. Die meisten Werkzeuge der horizontalen Werkzeug-Palette (Abbildungen 17.6 und 17.7) sind Ihnen bekannt, deshalb beschränke ich mich auf die BodyPaint 3D-spezifischen Funktionen. Hinter dem Magnet-Werkzeug j für die Bitmap-Bearbeitung verbergen sich weitere Werkzeuge zur Verzerrung und Spiegelung von Bitmap-Bereichen. Es folgen der Paint-Assistent k, der 3D-Mal-Modus und die Projection-Painting-Optionen. Auf Wunsch können Sie die 3D-Ansicht temporär in einer bestimmten Auflösung einfrieren l und in diesem Stadium Änderungen anbringen.

j

k

4

5

6

7

8

9

Abbildung 17.5 Malen und Bildbearbeitung G

Abbildung 17.6 Selektion und Bearbeitung G

l

Abbildung 17.7 UV-Bearbeitung G

Im UV-Edit-Layout finden Sie auf der horizontalen WerkzeugPalette, thematisch zusammengegliedert, die UV-Werkzeuge (Abbildung 17.7) zur unabhängigen Bearbeitung des UV-Gitters. Die Textur-Ansicht (Abbildung 17.8) kommt zum Einsatz, wenn es an die zweidimensionale Bearbeitung der Texturen und die Anpassung und Modifikation des UV-Meshs geht. Sie haben hier

17.1 Arbeitsoberfläche | 291

eigentlich ein kleines Bildbearbeitungsprogramm vor sich, mit allen Funktionen zum Laden, Sichern und Bearbeiten von Bildern respektive Texturen aller Art. Abbildung 17.8 Textur-Ansicht

E

Ob das UV-Mesh zur Bearbeitung oder als Hilfestellung bzw. Orientierung angezeigt wird, entscheiden Sie im Menü UV Mesh. Wenn Sie das UV-Mesh für die Weiterbearbeitung in einem externen Programm mit in die Textur integrieren möchten, können Sie das mit dem Befehl Ebene • UV-Mesh Ebene erstellen erledigen lassen. Über das Menü Ansicht und über die Buttons am rechten oberen Rand haben Sie außerdem Zugriff auf die Ansichtsgröße, Textur-Kachelung, die Anzeigeparameter Belichtung und Gamma sowie Schwarz- und Weißpunkt. Im Menü Texturen wählen Sie die Textur, die Sie gerade bearbeiten möchten, schließlich können Sie auch mehrere Bitmap-Texturen gleichzeitig öffnen.

17.2

Materialien und Ebenen

Die Materialien in Cinema 4D gliedern sich hierarchisch in Material, Kanäle, Texturen und Ebenen auf. In BodyPaint 3D ist die Material-Manager-Ansicht auf die Ebenen-Funktionalität umgestellt, damit Sie schnell Materialien, Texturen und deren Ebenen erstellen, verwalten und bearbeiten können. Ein Doppelklick auf die Ebene bzw. das Verschieben der Ebene in die Textur-Ansicht ruft die Ebene darin auf. Ein Kanal kann beliebig viele Ebenen und Ebenenmasken beinhalten. Die Kopiermodi der Ebenen lehnen sich an Photoshop an, Ebenen und Ebenenmasken importierter Photoshop-Dateien bleiben erhalten

292 | 17 BodyPaint 3D

und sogar exportierbar. In Cinema 4D bzw. BodyPaint 3D ist es außerdem möglich, eigene Material-Kanäle zu den bereits vorhandenen Kanälen hinzuzufügen. Diese eigenen Kanäle werden unter dem Farbe-Kanal geführt und können für spezielle Zwecke, wie zum Beispiel Rendering-Vorgaben in externen Programmen etc., genutzt werden. F Abbildung 17.9 Material-Manager in der Ebenen-Funktionalität

17.3

Farb-Manager und -Presets

Farben und Farbmuster werden im Farb-Manager (Abbildung 17.10) definiert. Nach der Bestimmung der gewünschten Farbe oder des Musters Ihrer Wahl über die zugehörigen Schieberegler bzw. den Auswahldialog geht es an die Feineinstellung über die Farb- und Musteroptionen. Per Blendemodus (was dem Kopiermodus von Ebenen in Photoshop entspricht) und Deckkraft legen Sie die Stärke und Verrechnung des Farbauftrags fest. Übersichtlich aufbereitet bietet der Farb-Manager, wie aus dem Attribute-Manager gewohnt, schnellen Zugriff auf Kanäle, Blenden, Hintergrund-Texturen und Farb-Presets.

17.4

Abbildung 17.10 Farb-Manager G

Mal- und Pinsel-Werkzeuge

Für das Bearbeiten und Bemalen von Texturen stellt Ihnen BodyPaint 3D eigene Menüs und Werkzeuge, wie beispielsweise das Bitmap-Selektionsmenü (Abbildung 17.11) und das Filter-Menü bereit. Sollte Ihnen die Ausstattung an Bildbearbeitungsfiltern in BodyPaint 3D nicht ausreichen, dann erweitern Sie die Auswahl einfach durch die Filter aus Ihrem eigenen Photoshop-Bestand. Die Beurteilung des Ergebnisses eines Filters vereinfacht das Vorschaufenster (Abbildung 17.12). Neben allen gängigen Bildbear-

Abbildung 17.11 Menü Selektion Bitmap

G

17.4 Mal- und Pinsel-Werkzeuge | 293

beitungswerkzeugen, wie Fülleimer, Verlaufswerkzeug, Stempel, Schmieren, Nachbelichter, Abwedler, Schwamm, Radiergummi und Pipette, gehören auch Linien-, Polygon- und Textwerkzeug zum Kreativ-Malkasten. Die Transformation von Auswahlen und Ebenenmasken arbeitet in alle erwünschten Richtungen. Abbildung 17.12 E Verwirbelungsfilter mit Vorschau

Abbildung 17.13 Attribute Pinsel-Werkzeug G

Abbildung 17.14 Pinsel-Bibliothek G

294 | 17 BodyPaint 3D

Die Form und Größe des ausgewählten Werkzeugs lässt sich im Editor anhand seines Umrisses am Mauszeiger beurteilen. Komfortabel fällt auch die Definition des Pinsel-Werkzeugs aus. Sie erfolgt in einem übersichtlich aufgebauten Menü im Attribute-Manager inklusive Vorschau (Abbildung 17.13). Mit der Option Farbe behalten können Sie während des Farbauftrags den Pinsel verändern, ohne dabei versehentlich zu einem andersfarbigen Pinsel-Preset zu wechseln. Sobald Sie wieder auf die Presets zugreifen möchten, deaktivieren Sie diese Option. So vielfältig die Möglichkeiten mit den normalen Pinseln auch sein mögen, der eigentliche Höhepunkt bei den Pinsel-Werkzeugen sind sicherlich die Multibrushes. Multibrushes ermöglichen das Malen in mehreren Material-Kanälen gleichzeitig. Einmal definiert, gelingt die Simulation von Materialeigenschaften wie Kratzern, Rost, Schrammen, Schweißnähten etc. per einfachem Pinselstrich. In den Pinsel-Presets befinden sich bereits einige Multibrushes, Ihrer Kreativität sind aber auch hier keinerlei Grenzen gesetzt. Pinsel-Bibliothek Die Pinsel-Bibliothek (Abbildung 17.14) in BodyPaint 3D ist übersichtlich über eine vom Content Browser bekannte Ordnerstruktur gestaltet. Sie bietet eine Fülle von Pinselspitzen und Zeichentechniken vom Airbrush über Acrylstifte, Kreide- und Kohletechniken, Filzstifte und Radiergummis bis hin zu Schmieren und Schwämmen an.

Über die Menübefehle der Palette können Pinsel und ganze Pinsel-Sets erstellt, importiert und exportiert werden. Auch Pinsel aus Photoshop lassen sich nun in BodyPaint 3D importieren. Der Befehl Pinsel laden aus dem Menü Datei (Abbildung 17.15) führt zum Auswahldialog, in dem Sie zu Ihrer Photoshop-Installation navigieren und die gewünschten Pinsel (Endung ».abr«) aus dem Ordner Vorgaben/Werkzeugspitzen hinzuladen. Eigene Pinsel Wer seine eigenen Pinsel erzeugen möchte, kann in den Pinsel-Einstellungen zunächst zwischen generischen Pinseln und Bitmap-Pinselspitzen wählen. Ist in dieser Liste der richtige Pinsel gefunden, können Sie ihn in Form, Profil, Größe, Deckkraft, Härte und Malabstand individualisieren. Noch individueller können Sie die Pinsel gestalten, wenn Sie ganz eigene Pinselspitzen entwerfen. Dafür ist zunächst eine geeignete Textur nötig, die Sie als Erstes in der Textur-Ansicht von BodyPaint 3D nach Wunsch ausarbeiten (Abbildung 17.16) und mit der Bitmap-Selektion auswählen. Setzen Sie im Attribute-Manager des Pinsel-Werkzeugs die Pinselart auf Bitmap, damit der Pinsel unsere Textur aufnehmen kann (Abbildung 17.17).

Abbildung 17.16 Textur für die Pinselspitze

G

Abbildung 17.17 Vorbereitung des Bitmap-Pinsels

G

Abbildung 17.15 Import von Pinseln G

Abbildung 17.18 Import der Pinselspitzen-Textur G

Im dortigen Bitmap-Menü verwenden Sie den Button Von Selektion/Textur laden (Abbildung 17.18), um die Textur als Pinselspitze in den Pinsel-Dialog zu importieren. Passen Sie, wenn nötig, unter Distanz die Laufweite des Pinselauftrags etwas an (Abbildung 17.19), und speichern Sie den neuen Pinsel über den Button Pinsel speichern in Ihre Pinsel-Bibliothek. Schon können Sie mit Ihrem Pinsel Ihre Objekte bemalen (Abbildung 17.20).

17.4 Mal- und Pinselwerkzeuge | 295

Abbildung 17.19 Justierung der Spitzen-Distanz G

Abbildung 17.20 Malen mit der eigenen Pinselspitze G

17.5

UV-Werkzeuge

Während die Mal- und Pinsel-Werkzeuge eher die kreative Ader ansprechen, gehören die UV-Werkzeuge zum unverzichtbaren Handwerkszeug, wenn es um das Mapping und die Anpassung einer Textur an ein Objekt geht. Die Fülle an Werkzeugen und Funktionen zur Bearbeitung des UV-Netzes ist auf den ersten Blick eher verwirrend als wirklich hilfreich. Tasten Sie sich deshalb einfach langsam an die Arbeitsweise des UV-Mappings heran, und nehmen Sie nach und nach die Werkzeuge hinzu, die Sie für die Arbeit brauchen. Im Menü UV Bearbeiten (Abbildung 17.21) finden Sie zahlreiche Tools, um Ihre Textur über das UV-Mesh an das Objekt anzupassen. Das UV-Gitter sehen Sie in der 3D-Ansicht und auch in der Textur-Ansicht, so dass Sie in jeder Situation die Auswirkung der momentanen Bearbeitung beurteilen können (Abbildung 17.22).

Abbildung 17.21 Menü UV bearbeiten G

Abbildung 17.22 E Bearbeiten des UV-Gitters in der 3D- und Textur-Ansicht

296 | 17 BodyPaint 3D

Alle Befehle und Funktionen, die mit dem Mapping, der Anpassung oder der Transformation von UV-Elementen zu tun haben, vereint der UV-Manager (Abbildung 17.23). So haben Sie alle wichtigen Werkzeuge in einem separaten Fenster parat. Im Folgenden finden Sie eine kurze Zusammenfassung der Befehle, die nicht selbsterklärend sind. Mapping Im Feld UV Mapping finden Sie eine automatisierte Möglichkeit, ein UV-Gitter auf einen Körper aufzubringen. Bei komplizierten Objekten überlappen sich Teile des UV-Netzes häufig. Dem stellen sich die beiden Optimal-Mapping-Methoden entgegen. Neben dem winkelbasierten Optimal-Mapping bietet BodyPaint 3D das würfelbasierte Optimal-Mapping an, das dem korrekten Mapping von stark unterschnittenen Körpern zuträglich ist. In den weiteren Parameterfeldern (Abbildung 17.24) geben Sie an, ob es Ihnen wichtiger ist, das UV-Gitter in weitestgehend unverzerrtem Zustand oder in bestmöglicher Orientierung zu erhalten. Nach mehrmaligem Klick lassen sich über diese Mapping-Methode unter Umständen bereits sehr ansehnliche Ergebnisse erzielen (Abbildung 17.25).

Abbildung 17.23 UV-Manager G

Abbildung 17.24 Automatisches UV-Mapping G

Abbildung 17.25 UV-Mesh nach automatischem optimalem UV-Mapping F

Bei allem Komfort in BodyPaint 3D, was die Vorbereitung eines funktionierenden UV-Meshes angeht, war leider nie gewährleistet, dass die relativen Größen der üblichen UV-Gitterinseln aneinander angeglichen sind. Die Option Inselgröße angleichen im Mapping-Bereich Anordnen des UV-Managers gleicht uneinheitliche Skalierungen nun weitestgehend aus. UV entspannen UV entspannen (Abbildung 17.26) optimiert und entzerrt einen selektierten UV-Bereich für optimales Mapping, was insbe-

17.5 UV-Werkzeuge | 297

Abbildung 17.26 UV entspannen G

Abbildung 17.27 Selektierte Kanten G

sondere bei stark überlappenden oder sich überschneidenden Objektzonen wie Gesichtern oder Extremitäten ein wahrer Segen ist. Dabei sind Sie natürlich nicht der Willkür von BodyPaint 3D ausgesetzt. Wenn Sie gesteigerten Wert darauf legen, dass bestimmte Ränder oder eine Punktselektion fixiert bleiben, selektieren Sie diese Punkte und wenden danach den Befehl UV entspannen an. Einen Schritt weiter geht die Option, den Befehl UV Entspannen auf Kanten bzw. Kantenselektionen einzusetzen. Diese auch LSCM-Mapping genannte Funktion bereiten Sie am besten über die Pfadselektion in der Cinema 4D-Oberfläche vor. Erstellen Sie eine Kantenselektion des Bereiches, und frieren Sie diese Selektion ein. Ziehen Sie das Tag der Kantenselektion in den Einstellungsdialog der Funktion UV entspannen (Abbildung 17.26).

Abbildung 17.28 UV-Mesh mit entspannter Kantenselektion G

BodyPaint 3D separiert den gewählten Bereich, so dass Sie ihn bequem weiterbearbeiten können (Abbildung 17.28). Diese Vorgehensweise eignet sich zum Beispiel hervorragend für die Vorbereitung eines Kopf- oder Gesichtsbereichs. Der Modus ABF ist eine Weiterentwicklung der LSCM-Methode, die weniger Verzerrungen verursacht, dafür aber langsamer arbeitet. Es empfiehlt sich, möglichst ohne fixierte Punkte zu arbeiten. Projektion Bestimmte Bereiche eines Objekts schreien geradezu nach einer bestimmten Projektionsart. Andere Bereiche wiederum wären wesentlich besser über ein anderes Mapping zugänglich. Kein Problem, denn Sie sind keineswegs auf nur eine bestimmte Projektionsart für die Bearbeitung des UV-Gitters festgelegt, Sie können beliebige Bereiche über eine andere Projektionsmethode

298 | 17 BodyPaint 3D

neu ausrichten, individuell mappen und anschließend weiterbearbeiten. Die möglichen Projektionsarten kennen Sie bereits aus dem Einstellungsdialog des Textur-Tags. Die dazu nötigen Funktionen und Projektionsarten finden Sie im Feld Projektion des UV-Managers (Abbildung 17.29). In Abbildung 17.30 wurde dadurch beispielsweise das UV-Gitter kurzerhand in die Idealvorlage eines auseinandergefalteten Würfels verwandelt. G Abbildung 17.29 UV-Projektion

Abbildung 17.30 Zuweisen einer Projektionsart F

Transformation und UV-Befehle Wenn Sie die Transformation des UV-Gitters statt interaktiv lieber über Zahlenwerte vornehmen, finden Sie im Feld Transformieren (Abbildung 17.31) die Parameter für das zweidimensionale Verschieben, Skalieren und Drehen des UV-Meshes. Viele weitere Befehle, die die direkte Bearbeitung der UVPolygone und -Punkte betreffen, sind im Feld UV Befehle zusammengefasst. Den sorglosen Umgang mit UV-Gittern unterstützen die Befehle zum Speichern und Zurücksetzen der UVs. Damit haben Sie, wenn Sie sich bei der Arbeit einmal in eine Sackgasse manövriert haben, eine ältere Version zur Hand. Ein abgewickeltes UV-Netz ist immer so lange brauchbar und aktuell, bis sich die Geometrie des Trägerobjekts ändert. UV verbinden sorgt in diesen häufig vorkommenden Situationen für Abhilfe, indem es die UV-Geometrie korrekt erweitert. Max UV vergrößert alle UV-Polygone so weit, dass jedes UVPolygon die komplette Textur beinhaltet. UV Mesh anpassen passt das UV-Gitter der Texturgröße entsprechend an. UVs in eine Reihe ordnet alle vorhandenen UV-Gruppen neu. Interaktives Mapping erleichtert die Mapping-Arbeit in der 3D-Ansicht. Mit diesem Befehl können Sie für das selektierte UVGitter im Textur-Tag eine neue Mapping-Methode auswählen und dieses gleich interaktiv im Editor justieren.

Abbildung 17.31 Transformieren und UV Befehle G

17.5 UV-Werkzeuge | 299

Abbildung 17.32 Paint-Assistent Schritt 1 G

Mit Remap verschieben Sie nicht nur die UV-Polygone, sondern die darunterliegende Textur gleich mit – sehr praktisch, um neuen Platz auf der Textur zu schaffen. Die Sequenzbefehle Hoch bzw. Runter vollziehen im Prinzip eine Drehung der aktiven UVElemente im bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn. Mit Umkehren einer Sequenz spiegeln Sie die UV-Polygone. Rand zu Kreis und Rand zu Rechteck wandeln den an einem selektierten Punkt hängenden UV-Rand wahlweise in einen Kreis bzw. ein Rechteck um.

17.6 Paint-Assistent

Abbildung 17.33 Paint-Assistent Schritt 2 G

Abbildung 17.34 Paint-Assistent Schritt 3 G

Abbildung 17.35 Paint-Assistent Schritt 4 G

Abbildung 17.36 E Vom Paint-Assistenten erstellte Textur und UV-Gitter

300 | 17 BodyPaint 3D

Für zeitraubende Tätigkeiten wie Materialien erstellen, Kanäle und Texturen anlegen, Projektionen auswählen sowie UV-Koordinaten erstellen bietet BodyPaint 3D den Paint-Assistenten. Im ersten Schritt fragt der Assistent ab, welche Objekte oder Materialien bei der anstehenden Texturierung und dem Mapping in BodyPaint 3D Berücksichtigung finden sollen (Abbildung 17.32). Anschließend lässt sich die bevorzugte Mapping-Methode auswählen und dabei festlegen, ob für jedes Objekt ein einzelnes Material erstellt werden soll (Abbildung 17.33). Schritt drei betrifft die gewünschten Kanäle und deren Eigenschaften (Abbildung 17.34). Hier wählen Sie alle Material-Kanäle aus, die Sie für das gewünschte Material benötigen. Falls Sie sich bereits für eine Grundfarbe für den Kanal entschieden haben, können Sie diese Farbfestlegung gleich über den Farbmischer vorab erledigen. Im Feld Texturgrösse geben Sie die Minimal- und Maximalwerte an, die bei der Erstellung der Texturen berücksichtigt werden sollen. Mehr ist nicht zu tun – der Paint-Assistent erstellt daraufhin selbstständig alle nötigen Materialien, Texturen und UV-Gitter (Abbildung 17.36) und die kreative Arbeit kann schon beginnen.

17.7

Projection Painting

Auch ein mit viel Zeit und Sorgfalt zerlegtes und optimiertes UVNetz besitzt naturbedingt problematische Zonen, innerhalb derer der Pinselauftrag entweder viel zu klein oder zu groß ausfällt bzw. abrupt abbricht. (Abbildung 17.37). Eine Lösung für dieses klassische 3D-Painting-Problem verspricht das sogenannte Projection Painting von BodyPaint 3D.

Abbildung 17.37 Arbeiten ohne Projection Painting

G

Abbildung 17.38 Arbeiten mit Projection Painting G

Bei dieser Painting-Methode erfolgt der Farbauftrag nicht unmittelbar auf das UV-Gitter und die darunterliegende Textur, sondern aus Sicht der Kamera auf eine virtuelle Hülle, die die zu bemalenden Objekte umgibt. Auf diese Weise reduziert sich die Gefahr von unstimmigen Ansätzen durch eine ungenügende oder verzerrte UV-Abwicklung an den zu texturierenden Objekten auf ein Minimum. Die eigentliche Verrechnung auf das UV-Gitter und die bemalte Textur erfolgt erst nach ausdrücklicher Bestätigung des Anwenders. Eine aktive Projection-Painting-Phase, die Sie durch Klick auf den Projection-Painting-Modus starten 1 , wird Ihnen in der 3D-Ansicht durch einen orangefarbenen Fensterrahmen signalisiert. Während dieser Phase haben Sie alle Möglichkeiten, übergreifend nahtlos und verzerrungsfrei zu malen (Abbildung 17.39), ohne dabei schlimme Verzerrungen befürchten zu müssen. Um die Projektionsebene schweben zu lassen, um beispielsweise ein platziertes Bildelement zu verschieben, können Sie die Festsetzung der Projektionsebene aufheben 2 . Die aktive Arbeitsebene verwandelt sich im Ebenen-Manager in eine Projection-Painting-Ebene (Abbildung 17.40) und wird erst dann auf die zugrunde liegende Textur verrechnet, wenn Sie dies

1

2

3

4

Abbildung 17.39 Befehle Projection Painting G

Abbildung 17.40 Projection-Painting-Ebene G

17.7 Projection Painting | 301

Abbildung 17.41 Menü Werkzeuge G

nach getaner Arbeit durch den Zuweisen-Befehl 3 ausdrücklich bestimmen. Bis dahin können Sie die aktuelle Projection-Painting-Ebene jederzeit über den Verwerfen-Befehl 4 löschen und von Neuem beginnen. Normalerweise erfasst das Projection Painting nur die für die Projektion sichtbaren Bereiche des zu bemalenden Objekts. Mit der Option Auf verdeckte Polygone projizieren aus dem Menü Werkzeuge (Abbildung 17.41) verschaffen Sie BodyPaint 3D einen Röntgenblick und bemalen auch alle Polygone, die nicht im Sichtbereich liegen. BodyPaint 3Ds Projection Painting beschränkt sich natürlich nicht auf die Arbeit mit den Malwerkzeugen. Die gleiche Funktionalität hilft Ihnen bei der Anpassung und Transformierung von importiertem Bildmaterial in der dritten Dimension und, als Krönung des Ganzen, beim Kopieren und Einfügen von sämtlichen Mal- und Ebeneninformationen. Vorbei also die Zeiten, in denen ein eingefügtes Bildelement per Blindflug auf das 3D-Objekt gezittert werden musste, nun funktioniert das exakte Verschieben im Editor in Echtzeit. Das projizierte Malen selbst erfolgt bei bester RayBrush-Qualität über Objekte und Kanten hinweg problemlos und ruckelfrei in Echtzeit. Insgesamt setzt sich BodyPaint 3D damit übrigens bei der funktionellen Implementierung des Projection Paintings von der Konkurrenz ab. So toll das Projection Painting auch funktionieren mag – richtig gut wird es erst, wenn eine gute UV-Abwicklung als Vorarbeit geleistet wurde. Gegen Überlappungen, Hinterschneidungen und zu kleine oder zu große UV-Polygonbereiche ist auch Projection Painting nicht gefeit. Aber mit ein bisschen Geduld und Mühe bei der Vorarbeit während der UV-Abwicklung lassen sich die meisten Problemzonen schon im Vorfeld entschärfen.

17.8

HDRI und 32-Bit-Painting

Mit BodyPaint 3D sind Sie in der Lage, Texturen und Bilder mit bis zu 32 Bit Farbtiefe zu bearbeiten – pro Farb-Kanal, wohlgemerkt! Nötig könnte dies insbesondere bei High Dynamic Range Images (HDRI) sein, die die zusätzlichen Helligkeitsinformationen zur Ausleuchtung von Szenen umsetzen. Mehr über das Thema HDRI erfahren Sie im Buchteil VI, »Rendering«. Mit BodyPaint 3D ist es außerdem möglich, Ebenen in 32-BitBildern der Formate TIFF, PSD und BodyPaint 3D zu lesen und zu speichern.

302 | 17 BodyPaint 3D

WORKSHOP

B

Texturing-Workshops

In diesen Workshops versehen wir unsere Modelle mit Farbe, Materialien und Oberflächen. Dabei kommen die Funktionen und Werkzeuge aus Cinema 4D genauso wie die Texturing- und Mapping-Umgebung BodyPaint 3D zum Einsatz. Zunächst bleiben wir bei den Möglichkeiten, die uns die Bordmittel von Cinema 4D bieten. Für die diffizileren Texturen, die genauestes Mapping auf den Objekten verlangen, wechseln wir zu BodyPaint 3D über. Verstehen Sie meine farblichen Vorgaben nur als Anregungen. Diese Workshops bringen Ihnen die Arbeitsabläufe und die Werkzeuge näher, lassen Ihnen in Geschmacksfragen aber freie Hand.

Projekt 1 : Texturing eines Käfers Schritt für Schritt: Texturing in Cinema 4D

1

Material für den Körper und die Beine Beginnen wir mit einem Material, das den gesamten Körper des Käfers bedecken soll, vom Kopf bis hin zu den Beinen. Erstellen Sie durch Doppelklick auf eine freie Stelle im Material-Manager ein neues Material für den Körper, und aktivieren Sie über die Basis-Seite zusätzlich den Relief-Kanal (Abbildung 1). Im Farbe-Kanal habe ich mich für die Farbe Schwarz für Körper und Beine entschieden. Die natürliche Oberflächenstruktur des Käfers verleihen wir ihm über den Relief-Kanal. Dort setzen Sie die Stärke des Reliefs auf – 2 %, damit das Relief nicht zu stark und dadurch unnatürlich wirkt. Über den Pfeilbutton des TexturMenüs setzen Sie als Textur für das Relief einen Noise-Shader ein (Abbildung 2). Klicken Sie anschließend auf den Button Noise des TexturFeldes, um in den Einstellungsdialog des Noise-Shaders zu gelangen. Die lange Liste der verschiedenen Shader bietet eine Vielfalt an brauchbaren Musterungen. Ich habe mich für den Zada-Shader entschieden (Abbildung 3).

G Abbildung 1 Basis-Seite und Farbe-Kanal

G Abbildung 2 Relief-Kanal

B Texturing-Workshops | 303

G Abbildung 4 Glanzlicht-Kanal

G Abbildung 5 Farbe- und Relief-Kanal

Abbildung 3 Noise-Shader im Relief-Kanal G

Abbildung 6 Glanzlicht-Kanal

G

304 | B Texturing-Workshops

Setzen Sie den Raum für die Textur auf Objekt, da wir keine spezielle Projektion im Textur-Tag auswählen werden und wir uns auf die Objektkoordinaten verlassen (Abbildung 3). Passen Sie außerdem die globale Größe des Shaders mit einem Wert von 10 % an Insektenausmaße an. Schließlich erhöhen Sie noch den Kontrast auf ca. 50 %, um die Strukturen des Noise-Shaders klarer auf die Oberfläche zeichnen zu lassen. Über den nach oben zeigenden Verlaufsbutton gelangen Sie wieder zurück zu den Material-Kanälen, wo nun noch der Glanzlicht-Kanal zur Bearbeitung ansteht. Um das Relief nicht zu stark zu betonen, senken Sie die Höhe und Breite des Glanzlichts auf etwa ein Drittel (Abbildung 4). Vergeben Sie dafür eine Innere Breite von ca. 20 %, um den Bereich des vollen Glanzlichts etwas auszudehnen.

2 Materialien für Fühler und Mandibeln Bevor wir den Körper mit dem fertigen Material versehen, leiten wir gleich ein zweites Material für die Fühler davon ab. Duplizieren Sie sich dazu das Körper-Material durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im MaterialManager, und benennen Sie es entsprechend um. Die erste von zwei Änderungen, die wir für dieses Material vornehmen, ist die Umkehrung der Relief-Stärke in 2 % (Abbildung 5). Dadurch bildet sich das Relief optisch in die umgekehrte Richtung aus, wie es für die Fühler gebraucht wird.

Außerdem reduzieren Sie im Glanzlicht-Kanal (Abbildung 6) die Höhe und Innere Breite des Glanzlichts auf ein Drittel des bisherigen Wertes. Im Gegensatz zum Körper und zu den Beinen sollen die Fühler weicher wirken. Auch von diesem Material fertigen Sie sich nun eine Kopie an, um davon ein eigenes Material für die Mandibeln anzupassen. Benennen Sie es entsprechend um, und ändern Sie für dieses Material lediglich im Farbe-Kanal die eingestellte Farbe auf ein dunkles Rot-Braun (Abbildung 7).

3 Material für die Augen Die Augen des Käfers sollen zwar deutlich erkennbar bleiben, dabei aber nicht unnatürlich hervorstechen. Der überarbeitete Fresnel-Shader von Release 13 gibt uns eine schöne Möglichkeit, die glasartige Wirkung der Augen zu realisieren. Erzeugen Sie dazu als Erstes ein neues Material durch Klick auf eine freie Stelle im Material-Manager, für das Sie Farbe-, Spiegelung- und Glanzlicht-Kanal freigeben (Abbildung 8).

G Abbildung 8 Basis-Seite und Farbe-Kanal

G Abbildung 9 Spiegelung-Kanal

G Abbildung 7 Farbe- und Relief-Kanal

Abbildung 10 Fresnel-Shader im SpiegelungKanal G

Die Farbe im Farbe-Kanal bleibt auf Schwarz, die Farbe im Spiegelung-Kanal (Abbildung 9) setzen Sie dagegen auf ein dunkles Rot. Um die Spiegelung an die Oberflächenart anzupassen, verwenden Sie einen Fresnel-Shader aus dem Textur-Menü des Pfeilbuttons als Textur. Im dortigen Einstellungsdialog (Abbildung 10)

B Texturing-Workshops | 305

aktivieren Sie die Option Physikalisch, um auf die Fresnel-Presets zugreifen zu können. Hier habe ich Rubin als Preset gewählt, weil es in der Spiegelung einen sehr passenden glasartigen Schimmer auf die Oberfläche legt. Nun fehlt nur noch der Glanzlicht-Kanal für die Augen. Käferaugen können matt, aber auch hochglänzend erscheinen. Passend zu unserem Fresnel-Shader im Spiegelung-Kanal empfehle ich ein eher niedriges, spitzes Glanzlicht (Abbildung 11), damit die Augen nicht zu sehr hervorstechen.

Abbildung 11 Glanzlicht-Kanal

G

Abbildung 12 Mit Materialien versehen Objekte

G

Abbildung 13 Textur-Fixierung-Tag

G

306 | B Texturing-Workshops

4 Aufbringen der Materialien Bringen Sie die bis jetzt erstellten Materialien auf den Käfer auf, um einen ersten Eindruck von Ihrer Texturierarbeit zu bekommen. Ziehen Sie dazu das jeweilige Material aus dem Material-Manager auf das entsprechende Objekt im Objekt-Manager (Abbildung 12). Die dabei zugewiesenen Textur-Tags können Sie leicht durch Verschieben des jeweiligen Tags mit gedrückt gehaltener (Strg)bzw. (ctrl)-Taste auf die anderen Objekte kopieren, um nicht jedesmal den Weg aus dem Material-Manager nehmen zu müssen. Das Ergebnis sehen Sie in Abbildung 14. Wir denken gleich etwas weiter und sorgen vor, dass die Materialien auch bei der Animation an Ort und Stelle bleiben. Da hier in erster Linie die Beine in Bewegung sein werden, vergeben Sie über das Menü Cinema 4D Tags des Objekt-Managers (Abbildung 13) an alle Bein-Objekte des Käfers ein Textur-Fixierung-Tag. Dadurch wird die Textur auch ohne UVW-Koordinaten bei Deformationen mitberücksichtigt. Vorher müssen wir uns aber noch um Halsschild und Flügel kümmern.

G Abbildung 14 Körper, Beine, Augen und Fühler sind texturiert.

5

Texturing von Halsschild und Flügeln Erzeugen Sie sich durch Doppelklick auf eine freie Stelle im Material-Manager ein neues Material, und aktivieren Sie auf der BasisSeite (Abbildung 15) Farbe-, Relief-, Glanzlicht- und GlanzfarbeKanal.

G Abbildung 15 Basis-Seite und Farbe-Kanal

Abbildung 16 Relief-Kanal

G

Im meinem Beispiel bleibt die Grundfarbe Schwarz, da der Farbeffekt allein durch die Glanzfarbe entstehen soll. In den ReliefKanal (Abbildung 16) legen wir einen Noise-Shader, der eine filigrane Linienstruktur auf die Oberfläche zeichnen soll. Setzen Sie die Relief-Stärke auf moderate – 2 %, und bringen Sie einen Noise-Shader als Textur ein. Im Einstellungsdialog des Noise-Shaders (Abbildung 17) wählen Sie den Ober-Noise als Noise-Art und verwenden den UV (2D)-Raum für den Shader. Dadurch können wir später im Textur-Tag genau die Lage des Shaders kontrollieren. Reduzieren Sie die globale Größe auf 5 %, und erhöhen Sie die relative Größe auf 1000 %. Der NoiseShader wird dabei in die Länge gezogen, bleibt aber sehr fein strukturiert. Damit sich die Linien möglichst fein auf den Flügeln abzeichnen, senken Sie den Kontrast auf – 10 %. Da das Glanzlicht sehr stark für den Farbeffekt verantwortlich sein wird, bekommt es einen recht breiten und fast mittelhohen Verlauf (Abbildung 18). Nun fehlt nur noch die eigentliche Farbe des Glanzlichts, für die wir den Glanzfarbe-Kanal benötigen.

Abbildung 17 Noise-Shader im Relief-Kanal G

G Abbildung 18 Glanzlicht-Kanal

B Texturing-Workshops | 307

Abbildung 19 Glanzfarbe-Kanal

G

Abbildung 22 Einstellungsdialog Textur-Tag

G

Abbildung 23 E Texturierter Käfer mit blautürkisem Spektralverlauf

308 | B Texturing-Workshops

Abbildung 20 Spektral-Shader G

G Abbildung 21 Zuweisen des Flügel-Materials

Für eine in verschiedenen Farben schillernde Oberfläche ist der Spektral-Shader prädestiniert. Rufen Sie den Glanzfarbe-Kanal dazu auf (Abbildung 19), und setzen Sie den Spektral-Shader über den Pfeilbutton aus dem Textur-Untermenü Effekte ein. Im Einstellungsdialog des Shaders (Abbildung 20) ist nun Ihre Experimentierfreude gefragt. Je nach Geschmack haben Sie über den Farbverlauf des Spektrums die Möglichkeit, die verwendeten Spektralfarben selbst zusammenzustellen. In meinem Beispiel habe ich die Parameter auf den Standardwerten belassen und lediglich drei verschiedene bläuliche Farbtöne in den Verlauf integriert. Wenn Sie mit der Wahl der Farben zufrieden sind, weisen Sie das fertige Material den beiden Flügeln sowie dem Halsschild im Objekt-Manager zu (Abbildung 21).

Passen Sie schließlich noch für alle drei Elemente über den Einstellungsdialog des Textur-Tags (Abbildung 22) die Projektionsart auf Fläche-Mapping an. Für Halsschild und Flügel ist dies vollkommen ausreichend. Abbildung 23 zeigt den mit den vorgegebenen Parametern texturierten Käfer mit blau-türkis schimmerndem Kleid. Spielen Sie doch ein wenig mit den Farben, und erzeugen Sie neue Materialien mit Spektral-Shadern in anderen Farben.

G Abbildung 24 Violetter Spektralverlauf

G Abbildung 25 Einstellungsdialog Spektral-Shader

G Abbildung 26 Gelb-rötlicher Spektralverlauf

G Abbildung 27 Einstellungsdialog Spektral-Shader

In den Abbildungen 24 bis 27 sehen Sie ein paar Anregungen dazu, zusammen mit den jeweiligen Farbverläufen im zugehörigen Spektral-Shader. Die Texturierung des Käfers mit den Bordmitteln aus Cinema 4D wäre damit abgeschlossen. Im nächsten Teil des Workshops texturieren wir Halsschild und Flügel über BodyPaint 3D und kombinieren schließlich beide Varianten miteinander. M

B Texturing-Workshops | 309

Schritt für Schritt: Texturing der Flügel in BodyPaint

Abbildung 28 Basis-Seite und Glanzlicht-Kanal

G

1 Erstellen des Materials für den Halsschild Als Ausgangsbasis verwenden wir das bereits bestehende Material für Halsschild und Flügel. Duplizieren Sie es sich durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Material-Manager, und deaktivieren Sie den Glanzfarbe-Kanal über die Basis-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 28). Da wir uns in diesem Workshop-Teil auf eine Flügel-Textur aus BodyPaint 3D konzentrieren möchten, passen wir auch das Glanzlicht etwas dafür an. Da wir keine Glanzfarbe verwenden werden, verschmälern wir das Glanzlicht, damit die Textur mehr zum Vorschein kommen kann. Der Relief-Kanal bleibt, wie er ist – schließlich soll auch der per BodyPaint 3D texturierte Flügel die feine Oberflächenstruktur bekommen. Für den Farbauftrag mit BodyPaint 3D erzeugen Sie sich nun ein erstes zusätzliches Material für den Halsschild, bei dem Sie lediglich den Farbe-Kanal aktiviert lassen. Klicken Sie auf den Pfeilbutton des Textur-Menüs im Farbe-Kanal, und wählen Sie den Eintrag Neue Textur erstellen. Es erscheint ein Dialog, in dem Sie neben dem Namen der gewünschten Bitmap-Textur auch deren Größe und Basisfarbe angeben können (Abbildung 29). Für unsere Zwecke können Sie alle Parameter belassen, als Grundfarbe wählen Sie Schwarz. Weisen Sie dieses neue Material dem Halsschild-Objekt im Objekt-Manager zu (Abbildung 30), ändern Sie die Projektionsart auf UVW-Mapping, und stellen Sie sicher, dass die Option Textur additiv hinzumischen deaktiviert ist. BodyPaint 3D kann additive Texturen nicht in der 3D-Malansicht darstellen.

Abbildung 29 Anlegen einer neuen Textur

G

Abbildung 30 E Einstellungsdialog Textur-Tag

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G Abbildung 31 Auswahl der Textur

Wechseln Sie nun über das Layout-Menü am rechten oberen Rand von Cinema 4D in das Layout BP UV Edit. Nachdem das Halsschild-Objekt bereits ein UVW-Tag besitzt, können Sie direkt mit der Arbeit in BodyPaint 3D beginnen. F Abbildung 32 UV-Edit Arbeitsumgebung

Abbildung 33 Optimales Mapping im UV-Manager G

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Vorbereiten der UV-Abwicklung Vergewissern Sie sich zunächst, dass unter dem Menü Texturen der rechten Textur-Ansicht die eben von uns erstellte Textur aktiviert ist (Abbildung 31). Aktivieren Sie den Polygon-bearbeitenModus, und selektieren Sie alle Polygone des Halsschilds, um den zugehörigen UV-Koordinaten über den UV-Manager (Abbildung 33) ein Optimales Mapping zuzuweisen.

F Abbildung 34 UV-Abwicklung mit optimalem Mapping (Würfel)

B Texturing-Workshops | 311

Abbildung 35 Verschieben der verkleinerten UV-Polygone

G

G Abbildung 36 Auswahl der Polygone auf der Oberseite

Lassen Sie alle durch das neue Mapping auf der Textur verteilten UV-Polygone selektiert (Abbildung 34), und aktivieren Sie das Skalieren-Werkzeug. Skalieren Sie die gesamte UV-Polygonauswahl (Abbildung 35), und schieben Sie die Selektion zur Seite. Aktivieren Sie das Selektions-Werkzeug, und selektieren Sie alle UV-Polygone der Oberseite des Halsschilds (Abbildung 36). Vergrößern Sie diese Polygone in den freien Platz (Abbildung 37), und verschieben Sie die Selektion in die linke obere Ecke.

Abbildung 37 Verschieben der vergrößerten UV-Polygone

G

312 | B Texturing-Workshops

G Abbildung 38 Bitmap-Verlauf über die UV-Polygone

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Bemalen des Halsschilds Wenn Sie mit der UV-Bearbeitung zufrieden sind, können wir mit dem eigentlichen Bemalen der Textur beginnen. Als Grundlage legen wir auf der Textur für die abgewickelten UV-Polygone einen Bitmap-Verlauf an (Abbildung 38). Dazu aktivieren Sie die Rechteck-Selektion aus dem Menü Bitmap Selektion und ziehen einen Rahmen über die ausgelagerten UV-Polygone. Rufen Sie das Verlaufswerkzeug auf, und stellen Sie einen Ihrem Geschmack entsprechenden Farbverlauf ein (Abbildung 39). Nun müssen Sie nur noch die Bitmap-Auswahl mit dem Verlaufswerkzeug füllen (Abbildung 38). Für die weitere Bearbeitung aktivieren Sie im ersten Schritt im Material-Manager die Halsschild-Textur für die Bearbeitung (Abbildung 40). Aktivieren Sie jetzt über die Werkzeug-Palette auf der linken Seite das Pinsel-Werkzeug, damit Sie Farbe und Pinsel für die Bemalung definieren können.

G Abbildung 40 Aktivieren des Halsschilds im Material-Manager

Abbildung 41 Farbe-Manager

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G Abbildung 39 Einstellungsdialog Verlaufswerkzeug

G Abbildung 42 Einstellungsdialog PinselWerkzeug

Wählen Sie als Erstes die Farbe für den Pinsel im Farbe-Manager aus. Da wir mit dem Pinsel einen Übergang von der schwarzen Grundfarbe zum Farbverlauf schaffen wollen, wählen Sie hier ebenfalls Schwarz für den Pinsel aus (Abbildung 41). Jetzt können Sie sich im Attribute-Manager einen für die Bemalung des Übergangs geeigneten, ausgefransten Pinsel aussuchen (Abbildung 42). Klicken Sie direkt auf die Vorschau des Pinsels, um eine lange Liste mit vielen voreingestellten Pinselarten im Überblick zu erhalten. So ausgerüstet, können Sie nun endlich zur manuellen Bemalung des Halsschilds übergehen. Aktivieren Sie den 3D-Malmodus, und schalten Sie zusätzlich das Projection-Painting ein, um verzerrungsfrei auf den Käfer malen zu können.

B Texturing-Workshops | 313

Suchen Sie sich immer vor dem Farbauftrag eine geeignete Malposition aus, um die Pinselspitze ohne ständiges Verändern der Ansicht führen zu können (Abbildungen 43 und 44).

G Abbildung 43 Bemalen des Halsschildrandes

G Abbildung 44 Ausarbeiten des Halsschildrandes

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Verändern Sie während der Arbeit mit dem Pinsel zwischendurch auch einmal die Größe des Pinsels, um den Farbübergang möglichst natürlich zu gestalten. Wenn Sie mit dem bemalten Halsschild zufrieden sind, kümmern Sie sich um die Bemalung der Flügel. Hier gilt es, insgesamt zwei symmetrische Objekte zu bemalen. Weil BodyPaint 3D keinen symmetrisch arbeitenden Pinsel besitzt und Kopieren zwischen zwei verschiedenen Texturen bzw. Objekten etwas umständlich ist, wenden wir hier einen einfacheren, arbeitssparenden Trick an.

Abbildung 46 Neue Textur für das Material

4 Erstellen des Materials für den Flügel Zunächst benötigen wir für die Texturierung der Flügel ein neues, eigenes Material. Verwenden Sie dazu einfach den Befehl Neues Material aus dem Menü Erzeugen (Abbildung 45) des MaterialManagers. Auch dieses Material besitzt analog zum Halsschild-Material lediglich einen aktiven Farbe-Kanal, über dessen Pfeilbutton des Textur-Menüs Sie wiederum eine Neue Textur erstellen (Abbildung 46). Vergeben Sie im aufgesprungenen Dialog (Abbildung 47) einen aussagekräftigen Namen für die neue Textur, und wählen Sie auch hier als Grundfarbe der Textur das gewohnte Schwarz aus. Entscheiden Sie sich zur folgenden Bearbeitung für einen der beiden Flügel des Käfers, und weisen Sie diesem Polygon-Objekt das neu erstellte Material für die Flügel zu (Abbildung 48).

Abbildung 45 Anlegen eines neuen Materials

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314 | B Texturing-Workshops

Die nun folgenden Arbeitsschritte kennen Sie bereits von der Texturierung des Halsschilds.

5 UV-Abwicklung und Bemalen des Flügels Selektieren Sie alle Polygone des Flügels, um den zugehörigen UVW-Koordinaten über den UV-Manager ein optimales Mapping zuzuweisen. Lassen Sie alle durch das neue Mapping auf der Textur verteilten UV-Polygone selektiert, und aktivieren Sie das Skalieren-Werkzeug. Skalieren Sie die gesamte UV-Polygonauswahl, und schieben Sie die Selektion zur Seite. Aktivieren Sie das Selektions-Werkzeug, und selektieren Sie alle UV-Polygone der Oberseite des Flügels (Abbildung 49). Vergrößern Sie diese Polygone in den freien Platz, und verschieben Sie die Selektion in die linke obere Ecke. Passend zum bereits bemalten Halsschild legen wir als Grundlage für die Bemalung auf der Textur für die abgewickelten UV-Polygone einen BitmapVerlauf an. Dazu lassen Sie am einfachsten die bereits vorhandene Selektion der UV-Polygone bestehen und wählen aus dem Menü Selektion Bitmap den Befehl Selektion aus Polygon-Selektion erstellen. Nun liegt die vormals aus Polygonen bestandene Selektion in der Textur-Ansicht auch als Bitmap-Selektion vor (Abbildung 50). Rufen Sie das Verlaufswerkzeug auf – hier sollte nach wie vor der bereits beim Halsschild verwendete Farbverlauf eingestellt sein. Nun müssen Sie nur noch die Bitmap-Auswahl mit dem Verlaufswerkzeug füllen (Abbildung 50). Für die weitere Bearbeitung mit dem Pinsel-Werkzeug aktivieren Sie im ersten Schritt im Material-Manager die Flügel-Textur für den Käfer.

G Abbildung 49 Abwicklung der UV-Polygone auf der Oberseite

G Abbildung 47 Anlegen einer neuen Textur

G Abbildung 48 Zuweisen des neuen Materials

G Abbildung 50 Füllen der Bitmap-Selektion mit dem Farbverlauf

B Texturing-Workshops | 315

Sowohl Farbe als auch Pinsel sollten Sie weiterverwenden, damit der texturierte Flügel auch zum Halsschild passt. Gehen Sie in den 3D-Malmodus über, und schalten Sie zusätzlich das Projection-Painting ein, um den Flügel verzerrungsfrei bemalen zu können (Abbildung 51).

Abbildung 51 Bemalen des Flügels mit dem Pinsel-Werkzeug

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Abbildung 53 Löschen der unbrauchbaren UV-Koordinaten

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Abbildung 54 Duplizieren der UV-Koordinaten des anderen Flügels mit der Textur

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316 | B Texturing-Workshop

G Abbildung 52 Bemalter rechter Flügel des Käfers

Texturing des anderen Flügels durch UV-Koordinaten Wenn Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind und der Flügel nach Ihrem Geschmack bemalt ist (Abbildung 52), kümmern wir uns um den anderen Flügel des Käfers. Aber keine Sorge, wir müssen die eben durchgeführte Abwicklungs- und Malarbeit nicht ein zweites Mal durchführen. Wir nutzen stattdessen einfach die UV-Koordinaten des bereits bemalten Flügels, um die andere Seite damit zu versorgen. Zunächst werfen wir aber die alten, nicht verwendbaren UVKoordinaten des nicht (!) bemalten Flügels weg. Dazu löschen Sie einfach das UVW-Tag zusammen mit einem eventuell noch vergebenen Textur-Tag vom Flügel-Polygon-Objekt des Käfers (Abbildung 53). Jetzt selektieren Sie das UVW-Tag sowie das Textur-Tag des bemalten Flügels (hier »Flügel links«) und kopieren es durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste auf den anderen Flügel (Abbildung 54). Mehr ist nicht zu tun – die andere Seite des Käfers besitzt nun nicht nur die von uns mit BodyPaint 3D kreierte Textur, sie sitzt auch bereits passgenau (Abbildung 55). Da die Polygone des anderen Flügels exakt spiegelverkehrt liegen, wird auch die Textur über das duplizierte UVW-Tag ebenfalls spiegelverkehrt aufgetragen – genau so, wie wir es für den anderen Flügel des Käfers auch benötigen.

F Abbildung 55 Spiegelverkehrt aufgetragene Textur

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Additives Mischen der Texturen Da unsere Flügel-Textur lediglich den Farbe-Kanal betrifft, müssen wir noch das anfangs separierte Material mit Relief- und Glanzlicht-Kanal zurück ins Spiel bringen. Damit die Farbe mit Relief und Glanzlicht des bestehenden, per Fläche-Mapping auf den Flügel aufgetragenen Materials verrechnet wird, setzen Sie das Textur-Tag mit diesem Material vor das Textur-Tag mit der Flügel-Textur (Abbildung 56). Im Einstellungsdialog des Textur-Tags (Abbildung 56) stellen Sie sicher, dass die Option Textur additiv hinzumischen deaktiviert ist.

G Abbildung 56 Einstellungsdialog Textur-Tag des Basis-Materials

Abbildung 57 Einstellungsdialog Textur-Tag des Farbe-Materials

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G Abbildung 58 Einstellungsdialog Textur-Tag der Halsschild-Textur

Im Objekt-Manager hinter dem Textur-Tag mit der Flügel-Textur muss die per BodyPaint 3D erstellte Textur für die Bemalung des Käfers liegen (Abbildung 57). Hier setzen Sie allerdings die Option

B Texturing-Workshops | 317

Textur additiv hinzumischen auf aktiv, damit der Farbe-Kanal mit der integrierten bemalten Textur aus BodyPaint 3D mit dem darunterliegenden Basis-Material verrechnet wird. Auf die gleiche Weise ordnen Sie abschließend auch die Textur-Tags des Halsschilds an (Abbildung 58). Abbildung 59 zeigt den fertig texturierten Käfer, bei dem das Glanzlicht noch etwas angepasst wurde, um die Bemalung deutlicher hervorzuheben (Abbildung 60). Abbildung 59 E Fertig texturierter Käfer

Abbildung 60 Glanzlicht-Kanal

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Natürlich können wir auch den bunten Schimmer des Glanzfarbe-Kanals mit der Flügel-Textur kombinieren. Dazu aktivieren Sie einfach wieder den Glanzfarbe-Kanal im Basis-Material.

Abbildung 61 E Aktivierter Glanzfarbe-Kanal

Experimentieren Sie einfach weiter, bis der Käfer Ihren Vorstellungen entspricht. Abbildung 61 zeigt den fertig texturierten Käfer in der Kombination aus Cinema 4D und BodyPaint 3D. M

318 | B Texturing-Workshops

Projekt 2 : Texturing eines Mondfahrzeugs Schritt für Schritt: Texturing der Räder

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Texturing der Reifen Bei den Reifen soll der stumpfe, aber harte Charakter des Reifengummis nachgeahmt werden. Erstellen Sie ein neues Material, bei dem Sie Farbe, Diffusion und Glanzlicht aktivieren (Abbildung 1).

G Abbildung 1 Basis-Seite und Farbe-Kanal

G Abbildung 2 Diffusion- und Glanzlicht-Kanal

G Abbildung 3 Aufbringen des Materials

Für die Farbe kommt nur ein nahezu schwarzes Anthrazitgrau in Frage (Abbildung 1). Setzen Sie im Diffusion-Kanal (Abbildung 2) die Wirkung auf das Glanzlicht auf 80 %. Die Diffusion wird das relativ niedrige und breite Glanzlicht zusätzlich aufweichen. Um den Gummicharakter weiter zu unterstützen, verringern sie die Diffuse Abnahme im Illuminations-Kanal auf 30 %. Da unser Reifengummi-Material weder Textur noch Shader enthält, können wir beim Mapping relativ sorglos vorgehen. Ziehen Sie das Reifen-Material einfach per Drag & Drop auf die Reifen- Objekte im Objekt-Manager (Abbildung 3).

2 Texturing der Felgen Da wir ein Mondfahrzeug und kein wirklich sportliches Gefährt vor uns haben, wären Alufelgen fehl am Platz. Deshalb habe ich mich für ein rustikales Karo-Muster entschieden, das außerdem die Bewegung der Räder optisch unterstützt.

G Abbildung 4 Farbe-Kanal

B Texturing-Workshops | 319

Erzeugen Sie sich dafür ein neues Material über den MaterialManager, und legen Sie über den Pfeilbutton des Textur-Menüs einen Karo-Shader als Textur fest (Abbildung 4).

Abbildung 5 Karo-Shader G

G Abbildung 6 Glanzlicht-Kanal

Über den Button des Shaders gelangen Sie in dessen Einstellungsdialog (Abbildung 5). Hier können Sie eine Farbe nach Ihrem Geschmack wählen; vergessen Sie dabei aber nicht, sich die gewählte Farbe über den Farb-Schnellspeicher für die Verwendung in weiteren Materialkanälen zu sichern. Dazu ziehen Sie den Farbchip an einen freien Platz der Schnellspeicher-Reihe. Im Glanzlicht-Kanal (Abbildung 6) wählen Sie ein einfaches, etwa mittelhohes Glanzlicht. Die Räder sollen eher einen bemalten, als einen hochwertig lackierten Eindruck machen, deshalb reichen diese simplen Parameter an dieser Stelle völlig aus. Um nun die erste Felge mit diesem Material zu versehen, ziehen Sie das Material aus dem Material-Manager auf das FelgeObjekt im Objekt-Manager (Abbildung 7). G Abbildung 7 Einstellungsdialog Textur-Tag

Abbildung 8 E Falscher Textur-Winkel für die Felgen-Textur

320 | B Texturing-Workshops

Im Einstellungsdialog des Textur-Tags (Abbildung 7) setzen Sie die Projektionsart auf Fläche-Mapping, damit die Textur von der Seite aus flach auf die Felge projiziert wird. Leider zeigt die Editor-Ansicht (Abbildung 8), dass die TexturGeometrie noch nicht stimmt. Hier muss der Winkel der Textur noch dem Winkel des Rades angepasst werden. Aktivieren Sie dazu den Textur-Achse-bearbeiten-Modus, und drehen Sie den Pitching-Winkel der Textur-Achse über den Koordinaten-Manager (Abbildung 9) auf 90°. Die Textur liegt nun korrekt gedreht auf dem Objekt, lässt sich aber noch etwas besser mit dem Objekt in Einklang bringen. Um nicht mit unnötig großen Textur-Geometrien hantieren zu müssen, verwenden Sie einfach den Befehl Auf Objekt anpassen aus dem Menü Tags des Objekt-Managers (Abbildung 10), und die Textur gerät wesentlich handlicher (Abbildung 11).

G Abbildung 9 Drehen der Textur-Achse

G Abbildung 10 Menü Tags

F Abbildung 11 An das Objekt angepasste Textur

Um nun die drei anderen Felgen ebenfalls mit der exakt ausgerichteten Textur zu belegen, kopieren Sie einfach das Textur-Tag des Felgen-Materials durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste auf die anderen Felgen-Objekte (Abbildung 12). M

Schritt für Schritt: Texturing des Fahrzeugs

1

Grund-Material für die Metallteile Fahren wir mit dem Texturing des Fahrzeugs fort, indem wir dem Fahrzeug ein metallisches Grund-Material verleihen. Später geben wir diesem rohen Materiallook über ein farbiges Logo noch einen raumfahrtsbehördlichen Anstrich. Erzeugen Sie sich dazu ein neues Material durch Doppelklick auf eine freie Stelle im Material-Manager, und benennen Sie es folgerichtig als Metall.

G Abbildung 12 Textur-Tags der Felgen-Objekte

B Texturing-Workshops | 321

G Abbildung 14 Glanzlicht-Kanal

G Abbildung 13 Farbe- und Spiegelung-Kanal

G Abbildung 15 Textur-Tags der Metall-Objekte

Reduzieren Sie im Farbe-Kanal die Helligkeit auf 20 %, und verwenden Sie als Farbe ein helles Blau (Abbildung 13), um dem Metall einen leicht bläulichen Farbstich zu verleihen. Aktivieren Sie den Spiegelung-Kanal, und vergeben Sie auch dort ein helles Blau bei niedriger Helligkeit, um die Spiegelung ebenfalls bläulich einzufärben. Für eine weich schimmernde Oberfläche vergeben Sie ein relativ breites Glanzlicht von 60 % bei einer Höhe von ca. 70 % (Abbildung 14). Das fertige Material für die blanken Metallteile können Sie nun auf die entsprechenden Objekte im Objekt-Manager verteilen (Abbildung 15). Dazu gehören neben dem Fahrzeugboden auch die Achsen, die Gelenke des Equipments, die Gehäuseteile und die Umrandung des Signalschirms.

G Abbildung 16 Farbe- und Spiegelung-Kanal

322 | B Texturing-Workshops

2 Texturing der Lack- und Plastikteile Bei der farblichen Ausgestaltung des Mondfahrzeugs haben Sie natürlich freie Hand. Für alle Lack- und Plastikteile des LRVs habe ich mir ein Grund-Material erstellt, von dem so viele farbige Ableger, wie benötigt, dupliziert und farblich umgestellt wurden. Abbildung 16 zeigt ein neues dunkelrotes Material, das ich für

die Schutzbleche des Mondfahrzeugs sowie für die Deckel und Böden von Batterie und Steuereinheit verwende. Im SpiegelungKanal ist zur Einfärbung der gespiegelten Elemente wieder eine helle Variante der Grundfarbe hinterlegt. Im Glanzlicht-Kanal sorgt ein spitzes und hohes Glanzlicht mit leichter innerer Breite (Abbildung 17) für eine plastikartige bzw. mit Lack versehene Oberfläche. Von diesem Basis-Farbmaterial können Sie sich nun alle weiteren benötigten Farbvarianten ableiten. Duplizieren Sie sich durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Material-Manager das Ausgangsmaterial, und verändern Sie die Farbvorgaben im Farbe- und Spiegelung-Kanal. Die Abbildungen 18 bis 20 zeigen die von mir verwendeten zusätzlichen Farben. Dank des im Schnellspeicher hinterlegten gelben Farbchips war es ein Leichtes, die für die Felgen verwendete Farbe auch für die Lackoberfläche zu verwenden.

G Abbildung 18 Farbe-Kanal des gelben Materials

G Abbildung 19 Farbe-Kanal des lila Materials

Nach der Erstellung der Farben geht es natürlich sofort an die Verteilung auf die Objekte im Objekt-Manager. Für die vier Schutzbleche verwende ich in meiner Version das rote Ausgangsmaterial. Bringen Sie die farbigen Materialien ganz nach Ihrem persönlichen Geschmack auf die Objekte auf, indem Sie das Material auf die jeweiligen Elemente im Objekt-Manager ziehen (Abbildung 21). Bei der Kabelage habe ich mich für weiße Stromkabel sowie gelbe Datenkabel entschieden. Die Ein- und Ausgänge der Kabel, also die Steckbuchsen, bekamen alle das lila Plastikmaterial. Die Halterung für den Scheinwerfer ist wiederum in Weiß ausgeführt, wie auch die Hauptstange des Signalschirms. Dies nur als kleine Anregung

G Abbildung 17 Glanzlicht-Kanal

G Abbildung 20 Farbe-Kanal des weißen Materials

G Abbildung 21 Farbe für die Schutzbleche

B Texturing-Workshops | 323

für Ihre Eigenkreation. Abbildung 22 zeigt das Mondfahrzeug im aktuellen, mit Materialien versehenen Zustand. Machen wir beim Equipment weiter. M Abbildung 22 E Mit Materialien versehenes Mondfahrzeug

Schritt für Schritt: Texturing des Equipments

G Abbildung 23 Farbe- und Spiegelung-Kanal

1 Texturing der Halterungen Mit einer relativ dunklen, weiteren Farbvariante des Ausgangsmaterials für die Lack- bzw. Plastikoberflächen komplettieren wir die Halterungen und fangen beim Equipment des Mondfahrzeugs an. Fertigen Sie dazu eine weitere Kopie des Lackmaterials an, und vergeben Sie ein nahezu schwarzes Grau (Abbildung 23). Die Einstellungen im Glanzlicht-Kanal können unverändert bleiben, lediglich die Spiegelungsfarbe sollten Sie anpassen. Da auch dieses Material wie bislang alle Lackmaterialien keinen Shader bzw. keine Textur enthält, genügt es, das Material durch Ziehen aus dem Material-Manager auf die Objekte im Objekt-Manager zu verteilen (Abbildung 24). 2

G Abbildung 24 Materialien für die Halterungen

324 | B Texturing-Workshops

Texturing der Kommunikationsanlage Neben den Halterungen für die Scheinwerfer und die Kommunikationsanlage sowie die Steckerleiste für Daten- und Stromversorgung bekommen auch die technischen Teile der Kommunikationsanlage dieses Material spendiert. Da wir uns beim Modelling des Signalschirms für ein Modell im Retro-Design entschieden haben, benötigen wir auch ein zu damaligen Zeiten aktuelles, transparentes Material für den Bezug des Signalschirms. Erzeugen Sie dazu ein entsprechend benanntes Material über den Material-Manager, für das Sie den Farbe-, Transparenz-, Spiegelung- und Glanzlicht-Kanal aktivieren.

Im Farbe-Kanal vergeben Sie ein dunkles Grau-Braun bei einer Helligkeit von 100 % (Abbildung 25). Entscheidend sind die Einstellungen im Transparenz-Kanal. Hier setzen Sie neben einem hellen Beigeton eine Helligkeit von 98 % fest. Richtig bemerkbar macht sich die Schirmbespannung aber erst durch die Brechung im Material, vergeben Sie daher einen Brechungsindex von 1,8. Um dem Schirm eine leichte Färbung zu geben, verwenden wir eine passende Absorptionsfarbe, in diesem Fall ein helles Gelb.

G Abbildung 27 Materialien für die Kommunikationsanlage

G Abbildung 25 Farbe- und Transparenz-Kanal

G Abbildung 26 Spiegelung- und Glanzlicht-Kanal

Über den Spiegelung-Kanal (Abbildung 26) erhält der Signalschirm eine hohe Spiegelung von 100 %, die nur durch die vergebene Spiegelungsfarbe beeinflusst wird. Weisen Sie im Glanzlicht-Kanal ein eher niedriges, leicht spitzes Glanzlicht zu, damit der Signalschirmbezug weniger gläsern, sondern eher folienähnlich wirken kann. Da auch das Material für den Signalschirm keine Texturen oder Shader-Strukturen enthält, können Sie es einfach auf das Objekt im Objekt-Manager legen (Abbildung 27). Abbildung 28 zeigt die fertig texturierte Kommunikationsanlage, deren transparenter

B Texturing-Workshops | 325

Schirm natürlich erst mit entsprechender Umgebung zur Geltung kommen kann. Fahren wir mit einem weiteren transparenten Material fort, dem Scheinwerfer. Abbildung 28 E Signalschirm mit transparentem Material

3

Texturing des Scheinwerfers Im Gegensatz zum Signalschirm ist der Scheinwerfer nicht nur transparent, er enthält außerdem eine spezielle Struktur. Diese Struktur werden wir über ein Reliefmuster nachbilden.

Abbildung 31 Ebene-Shader G

F Abbildung 30 Spiegelung- und Relief-Kanal G Abbildung 29 Farbe- und Transparenz-Kanal

326 | B Texturing-Workshops

Als Ausgangsbasis dient eine Material-Kopie des Signalschirms (Abbildung 29), die Sie farblich in Richtung Weiß korrigieren. Geben Sie der Absorptionsfarbe eine leichte grau-blaue Färbung, um das Glas nicht zu rein weiß wirken zu lassen.

Setzen Sie die Helligkeit der Transparenz auf 95 %, damit das Scheinwerferglas auch nicht zu durchsichtig wird. Als Brechungsindex verwenden Sie den für Glas typischen Index von 1,5. Im Spiegelung-Kanal reduzieren Sie die Spiegelung auf ca. 10 %, mehr ist von einer Glasstruktur nicht zu erwarten (Abbildung 30). Aktivieren Sie den Relief-Kanal, und setzen Sie die Stärke des Reliefs auf 4 %. Über den Pfeilbutton des Textur-Menüs fügen Sie einen Ebene-Shader ein, mit dem wir die Glasstruktur nachbilden wollen. Durch Klick auf den Button Shader… aus dem Untermenü Oberflächen erzeugen Sie den ersten Tiles-Shader. Für die Einstellungen im Tiles-Shader klicken Sie doppelt auf das kleine Vorschau-Icon neben dem Shader-Namen. Im dortigen Einstellungsdialog wählen Sie das Muster Linien 1 und setzen die Ausrichtung für waagrechte Linien auf U. Wie in Abbildung 32 gezeigt, setzen Sie die Kachelfarben der breiten Linien auf Weiß. Reduzieren Sie die Fugenstärke auf 0 %, bei einer Abrundungsstärke von 5 %. Für den von uns zu texturierenden Scheinwerfer ist eine Globale Größe von 80 % ideal. Das Größenverhältnis im Zusammenspiel mit der Linienanzahl regelt die U- bzw. V-Größe. Eine V-Größe von 610 % sorgt für die Ausbreitung der drei Linien. Über den nach oben weisenden Pfeilbutton gelangen Sie in den übergeordneten Ebene-Shader, wo Sie über den Button Shader… den zweiten Tiles-Shader integrieren. Die Parameter für diesen sehr ähnlichen Shader finden Sie in Abbildung 33. Zurück in der Ebene-Shader-Verwaltung setzen Sie den Blendenmodus des oberen Shaders auf Multiplizieren, damit beide Ebenen miteinander verrechnet werden (Abbildung 31). Im Glanzlicht-Kanal des Scheinwerfer-Materials (Abbildung 34) vergeben Sie ein mit 100 % sehr hohes und mit einer Breite von 40 % recht spitzes Glanzlicht. Dies ist auch nötig, damit die im Glas befindliche Struktur aus dem Relief-Kanal richtig zur Geltung kommt.

Abbildung 32 Tiles-Shader für waagrechte Linien G

Abbildung 33 Tiles-Shader für senkrechte Linien G

F Abbildung 34 Glanzlicht-Kanal

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Weisen Sie dem Scheinwerferglas-Objekt per Drag & Drop das Material aus dem Material-Manager in den Objekt-Manager zu (Abbildung 35). Setzen Sie die Projektion im Textur-Tag auf Fläche-Mapping, und wenden Sie den Befehl Tags • Auf Objekt anpassen aus dem Objekt-Manager an, damit sich das Material optimal an die Größe des Scheinwerfers anpasst (Abbildung 36). Wie in der Abbildung zu sehen, passt auch schon die Ausrichtung der Textur-Achse, so dass die Texturierung des Scheinwerfers auch schon abgeschlossen ist.

G Abbildung 35 Einstellungsdialog Textur-Tag

Abbildung 36 E Anpassen der Scheinwerfer-Textur an das Objekt

4 Texturing der Rechner- und Batterieeinheit Um bei allem Stecker- und Kabelwirrwarr die Rechnereinheit vernünftig texturieren zu können, blenden wir kurzerhand alle nicht benötigten Elemente des Mondfahrzeugs über den ObjektManager aus (Abbildung 37). Dazu setzen Sie den Ampelschalter für die MondfahrzeugGruppe auf Rot, während Sie das darin enthaltene HyperNURBSObjekt der Rechnereinheit auf Grün stellen. Nun ist nur noch die Rechnereinheit zu sehen, und wir können mit der Erstellung einer ersten Selektion beginnen (Abbildung 38).

G Abbildung 37 Ausblenden der MondfahrzeugElemente, Einblenden der Rechnereinheit

Abbildung 38 E Selektion für das Rechnergehäuse

328 | B Texturing-Workshops

Diese Selektion ist nötig, um der Rechnereinheit polygongenau verschiedene Texturen zuweisen zu können. Die Wände der Rechnereinheit sollen dabei das dunkelgraue Lackmaterial, der Deckel und der Boden das rote Lackmaterial bekommen. Aktivieren Sie über das Menü Selektieren das Ring-SelektionWerkzeug, und selektieren Sie im Polygon-bearbeiten-Modus alle umlaufenden Polygone der Rechnereinheit mit Ausnahme von Deckel und Boden. Nehmen Sie auch den kleinen extrudierten Rand in die Auswahl auf, um eine scharfe Abgrenzung zwischen den Materialien zu erreichen. F Abbildung 40 Einstellungsdialog Textur-Tag der Rechnereinheit

G Abbildung 39 Einstellungsdialog Selektion-Tag

Diese Selektion speichern Sie über den Befehl Selektieren • Selektion einfrieren in einem Polygon-Selektion-Tag (Abbildung 39) ab. Vergeben Sie einen passenden Namen an die Selektion, um bei der Texturierung gezielt darauf zugreifen zu können. Zunächst bringen Sie aber das Basis-Material auf die Rechnereinheit auf, indem Sie das rote Lackmaterial auf das PolygonObjekt der Rechnereinheit im Objekt-Manager ziehen. Es folgt das dunkle, metallische Material für die Rechnereinheit, das Sie ebenfalls auf das Polygon-Objekt legen. Im Einstellungsdialog des zugehörigen Textur-Tags schränken Sie allerdings diese Textur über das Feld Selektion (Abbildung 40) auf die kurz zuvor eingefrorene Polygon-Selektion ein. Auf die gleiche Vorgehensweise erstellen Sie nun auch für die Batterie eine Polygon-Selektion, die Sie im zugehörigen TexturTag für die Einschränkung des Materials verwenden (Abbildung

G Abbildung 41 Einstellungsdialog Textur-Tag der Batterie

B Texturing-Workshops | 329

41). Nach Rechnereinheit und Batterie (Abbildung 42) wären damit soweit alle Bestandteile des Mondfahrzeugs mit Materialien ausgestattet. Leider ist auf dem fertigen Mondfahrzeug (Abbildung 43) nicht zu erkennen, zu welcher Luftfahrtbehörde es gehört. Dies ändern wir, indem wir dem LRV ein schickes Logo spendieren. M

G Abbildung 42 Texturierte Rechnereinheit und Batterie

G Abbildung 43 Zwischen-Rendering des Mondfahrzeugs

Schritt für Schritt: Raumfahrt-Logo für das Mondfahrzeug

G Abbildung 44 Importeinstellungen für Illustrator

G Abbildung 45 Positionierung im Ursprung

330 | B Texturing-Workshops

1 Import eines Pfades aus Illustrator Das Logo für unser Mondfahrzeug erzeugen wir zum einen über Spline-Objekte aus Cinema 4D, zum anderen aber auch über den Import einer Illustrator-Datei mit dem Namen Rakete.ai, die Sie auf der beiliegenden Buch-DVD im Ordner Beispieldateien / 2_Texturing finden. Verwenden Sie den Befehl Datei • Hinzuladen, um diese Datei von der DVD nach Cinema 4D zu importieren. Es erscheint ein Einstellungsdialog für den Import von Adobe-IllustratorDateien (Abbildung 44), den Sie mit den gezeigten Parametern bestätigen können. Nach dem Import der Illustrator-Datei finden Sie eine neue Gruppe namens Rakete, bestehend aus zwei Spline-Pfaden im Objekt-Manager (Abbildung 45). Da diese beiden Spline-Objekte nur einen Teil der für das Logo verwendeten Elemente darstellen, positionieren wir die Gruppe günstig für die Bearbeitung im Ursprung. Setzen Sie dazu die anliegenden X-, Y- und Z-Koordinaten der Gruppe auf 0. Abbildung 46 zeigt den aus einer Illustrator-Datei importierten Spline-Pfad. Natürlich können Sie auch eine Eigenkreation aus Cinema 4D oder auch aus einem Vektorgrafikprogramm verwen-

den. Achten Sie dabei allerdings unbedingt auf die Speicherung als Illustrator 8-Datei, da Cinema 4D keine jüngeren Formate importiert. F Abbildung 46 Importierter Spline-Pfad

2

Gestaltung des Logos mit Spline-Pfaden Damit mit dem importierten Raketen-Logo noch eine bessere Ausgestaltung möglich ist, habe ich mir zusätzlich zwei KreisObjekte aus der Palette der Spline-Objekte geholt. In Abbildung 47 finden Sie die beiden Einstellungsdialoge der beiden Kreis-Spline-Objekte, die sich lediglich in ihrem Radius voneinander unterscheiden. Beide Kreis-Splines liegen auf der XY-Ebene. Diese Einstellung ist für die spätere Übernahme in einen Spline-Shader wichtig. Abbildung 48 zeigt die insgesamt drei Objektpfade als Logo aufgebaut. Aus diesem Aufbau soll nun unsere Logo-Textur entstehen.

G Abbildung 47 Kreis-Objekte zur Logo-Gestaltung

F Abbildung 48 Spline-Aufbau des Logos

Der aus den beiden Kreis-Objekten gebildete Ring kann nur durch Zusammenfassen der Spline-Objekte unter Definition eines Loch-Splines erzeugt werden. Bevor Sie mit der Weiterbearbeitung beginnen, duplizieren Sie sich die beiden Spline-

B Texturing-Workshops | 331

G Abbildung 49 Definition des Loch-Splines

Pfade für die spätere Weiterverwendung durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste im Objekt-Manager. Anschließend wandeln Sie zunächst die beiden Kreis-Objekte über den Befehl Grundobjekt konvertieren bzw. über die Taste (C) in Spline-Pfade um. Jetzt legen Sie den inneren Spline-Pfad als Unterobjekt in den äußeren Spline-Pfad, um dadurch den kleineren Kreis als Loch-Spline zu definieren (Abbildung 49). Nach diesem Schritt sind die Objekte für die Verbindung bereit. Dazu selektieren Sie die beiden Objekte im Objekt-Manager und wählen den Befehl Mesh • Konvertieren • Objekte verbinden + Löschen. Abbildung 50 zeigt den zusammengefassten SplinePfad, der für den Ring um das Logo vorgesehen ist. Auf die gleiche Weise fassen Sie nun auch die beiden SplinePfade der Rakete zusammen, damit die Rakete lediglich aus einem einzelnen Spline-Objekt für die Texturierung besteht.

3

G Abbildung 50 Zusammengefasster Spline-Pfad

Erstellen des Logo-Materials Für das Raketen-Logo können wir jetzt ein neues Material erstellen. Als Erstes widmen wir uns dem Farbe-Kanal. Hier laden Sie sich über den Pfeilbutton des Textur-Feldes den Ebene-Shader als Textur hinein (Abbildung 51). Als erste Ebene legen Sie über das dortige Textur-Menü einen Spline-Shader an (Abbildung 52).

Abbildung 51 Ebenen-Shader im Textur-Menü

G Abbildung 52 Spline-Shader als erste Ebene

G

332 | B Texturing-Workshops

Abbildung 53 Spline-Shader mit Kreis-Spline G

Im Einstellungsdialog des Spline-Shaders (Abbildung 53) deaktivieren Sie als Erstes die Option Text-Spline. Jetzt finden Sie im Eintrag Spline genau die Stelle, an die unser Spline-Pfad für den Logo-Rahmen gehört. Ziehen Sie den Spline-Pfad dort hinein, und setzen Sie die Ebene im Spline-Shader auf XY. Falls nicht bereits voreingestellt, legen Sie als HintergrundTextur einen weißen Farbe-Shader an. Um eine rote Umrandung zu erreichen, setzen die Linienbreite auf ca. 25 % und wählen unter Linien-Textur wiederum einen Farbe-Shader für die Umrandung. Hier habe ich das im Schnellspeicher liegende Rot analog zu den Lackteilen gewählt. Wir möchten, dass die vom Spline definierte Form mit Farbe gefüllt ist, deshalb legen Sie auch als Füll-Textur einen FarbeShader fest. Ich habe mich an dieser Stelle für das bewährte Gelb aus dem Schnellspeicher entschieden. Über die Offset- und Skalierungswerte positionieren und skalieren Sie anschließend den farbigen Spline-Ring der Textur-Vorschau, wie in Abbildung 53 gezeigt, mit etwas Abstand in die rechte untere Ecke. Über den nach oben weisenden Pfeilbutton gelangen Sie wieder zurück auf die Kanal-Ebene, wo Sie sich über das Textur-Menü einen weiteren Spline-Shader anlegen. Auch hier deaktivieren Sie wieder die Option Text-Spline, um den Raketen-Spline-Pfad als Spline im Einstellungsdialog (Abbildung 54) zu definieren. Die Hintergrund-Textur ist wiederum ein weißer Farbe-Shader, während die Füll-Textur mit schwarzer Farbe gefüllt wird. Die Linien-Textur kommt nicht zum Tragen, da wir die Linienbreite auf 0 % reduzieren. Über die Offset- und Skalierungswerte positionieren und skalieren Sie anschließend die Rakete in der TexturVorschau, wie in Abbildung 54 gezeigt, mit etwas Abstand quer über das Vorschaubild. Mit einer letzten Ebene sorgen Sie nun noch dafür, dass die Logo-Textur innerhalb des Rahmens auf einem weißen Hintergrund liegt, gleichzeitig alle äußeren Bereiche davon aber nicht betroffen sind. Über den nach oben weisenden Pfeilbutton gelangen Sie zurück auf die Kanal-Ebene, wo Sie sich durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste die Ebene mit dem farbigen Rahmen als dritten Spline-Shader duplizieren. Auf diese Weise bleibt die Skalierung und Position des Rahmen-Splines erhalten, um sie für den anfangs gesicherten SplinePfad des äußeren Kreises als Spline verwenden zu können (Abbildung 55). Die Hintergrund-Textur ist diesmal schwarz, während die Füll-Textur wie bereits erwähnt, für den weißen Inhalt des Rahmens sorgt. Setzen Sie die Linienbreite auf 0 %, damit sicher-

Abbildung 54 Spline-Shader mit Raketen-Spline G

Abbildung 55 Spline-Shader mit Kreis-Spline G

B Texturing-Workshops | 333

G Abbildung 56 Anordnung und Verrechnungsmodi der Ebenen

gestellt ist, dass nur der Inhalt des Logo-Rahmens mit weißer Farbe gefüllt wird. Durch die im nächsten Schritt folgende Organisation der drei Spline-Shader-Ebenen im Ebenen-Shader wird das Raketen-Logo endlich zusammengefasst. Über den nach oben weisenden Pfeilbutton gelangen Sie zurück zum Ebenen-Shader, wo Sie die drei Spline-Shader, wie in Abbildung 56 gezeigt, aufbauen. An oberster Stelle liegt die schwarze Rakete, in der Mitte der farbige Ring, und an unterster Stelle der weiße Ring auf schwarzem Hintergrund. Die unterste Ebene stellt sicher, dass der Ring mit weißem Inhalt gefüllt bleibt, ein spezieller Ebenenmodus ist hier nicht nötig. Damit verrechnet werden allerdings die beiden anderen Ebenen. Hier setzen Sie beide Ebenenmodi auf die Option Multiplizieren bei 100 %, damit alle Ebenen gleichberechtig miteinander verrechnet werden. Damit wäre der Logo-Shader aus Splines für den Farbe-Kanal fertiggestellt. Über den nach oben weisenden Pfeilbutton kommen Sie zurück zum Farbe-Kanal, wo Sie sich den eben erstellten Shader über den Befehl Shader/Bild kopieren in die Zwischenablage kopieren (Abbildung 57). Wir brauchen ihn nämlich noch in etwas abgewandelter Form für den Alpha-Kanal (Abbildung 58). Dort setzen Sie den Shader über den Befehl Shader/Bild einfügen als Textur ein, damit wir das Logo freistellen können.

G Abbildung 59 Aufbau des Ebenen-Shaders

F Abbildung 58 Einsetzen des Ebenen-Shaders G Abbildung 57 Kopieren des Ebenen-Shaders

334 | B Texturing-Workshops

Da die farbige Umrandung für den Alpha-Kanal nicht gebraucht wird, löschen Sie diese Ebene kurzerhand aus der Ebenen-Verwaltung des Ebenen-Shaders (Abbildung 59). Der Shader mit dem Raketen-Spline kann bleiben, wie er ist, lediglich den auf der

untersten Stelle liegenden Kreis-Shader müssen wir noch farblich abstimmen. Im zugehörigen Einstellungsdialog des SplineShaders (Abbildung 60) vertauschen Sie dazu die Füll- mit der Hintergrund-Textur und übernehmen neben der Linien-Textur auch die Linienbreite des farbigen Rahmens von 25 %. Weil wir den Spline-Shader zusammen mit dem Ebene-Shader einfach dupliziert haben, müssen wir an den sonstigen Einstellungen zur Position und Skalierung nichts ändern. Über zwei Klicks auf den nach oben weisenden Pfeilbutton gelangen Sie zurück zum Alpha-Kanal, wo Sie jetzt nur noch die Einstellungen auf die vorliegende Textur anpassen müssen, um das Logo präzise freizustellen (Abbildung 61).

G Abbildung 60 Anpassen des Spline-Shaders

G Abbildung 61 Alpha-Kanal F Abbildung 62 Einstellungsdialog Textur-Tag

Deaktivieren Sie im Alpha-Kanal des Logo-Materials (Abbildung 61) die Optionen Invertieren sowie Alpha-Bild, damit der von uns überarbeitete Ebene-Shader direkt als Maske im Alpha-Kanal verwendet wird.

4 Mapping der Logo-Textur Weisen Sie dieses fertige Material dem Fahrzeugboden-Objekt so oft zu, wie Sie es auf dem Mondfahrzeug aufbringen möchten. Setzen Sie bei allen Tags die Projektion auf Fläche-Mapping, und deaktivieren Sie die Kacheln-Option (Abbildung 62). In Abbildung 62 sehen Sie die Koordinatenangaben von Position, Größe und Winkel für das Logo an der Front des Mondfahrzeugs aus Abbildung 63. Für das seitliche Aufbringen des Logos eignet sich dieser Winkel nicht, deshalb bekommt die seitliche

B Texturing-Workshops | 335

Texturierung mit dem Logo ein eigenes Textur-Tag mit anderer Winkelung (Abbildung 64). Abbildung 65 zeigt die Einstellungen, die Sie für die seitliche Applikation des Logos benötigen.

G Abbildung 63 Logo für die Fahrzeugfront

G Abbildung 64 Logo für die Seiten und Innenbereiche

Das Fläche-Mapping in Kombination mit der Einstellung Beide für die Seite sorgt dafür, dass unser Raketen-Logo sich nicht nur auf beiden Seiten des Fahrzeugbodens durchschlägt, sondern auch auf den inneren Seiten des Bodens zu sehen ist. Achten Sie deshalb genau auf eventuell überstehende Bereiche des Logos, die sich in unschönen Verzerrungen quer über das Mondfahrzeug niederschlagen könnten. Wie Sie in Abbildung 65 erkennen, musste ich das Logo für die Anbringung dazu auf den Seiten etwas verkleinern. Abbildung 66 zeigt ein erstes Rendering des nun fertig texturierten Mondfahrzeugs als Endergebnis dieses Texturing-Workshops. M

G Abbildung 65 Einstellungsdialog Textur-Tag

Abbildung 66 E Fertig texturiertes Mondfahrzeug

336 | B Texturing-Workshops

TEIL IV

Inszenierung, Licht und Sound

Inszenierung, Licht und Sound mit Cinema 4D

In diesem Buchteil kümmern wir uns um die Arbeit mit Kameras, das Spiel mit Licht und Schatten und um die Möglichkeiten, die uns Cinema 4D dafür bietet, unsere modellierten und texturierten Objekte gut in Szene zu setzen. Denn richtig zur Geltung kommen unsere bislang geleisteten Arbeiten erst, wenn sie sich gut positioniert und ausgeleuchtet in einer passenden Umgebung befinden. So einfach und logisch dies klingen mag – es rächt sich schnell, diesen wichtigen Schritt im 3D-Workflow zu unterschätzen.

G Abbildung 18.1 Vorschau auf das Käfer-Projekt

G Abbildung 18.2 Vorschau auf das Mondfahrzeug-Projekt

Es spielt auch nicht einmal eine große Rolle, ob Sie lediglich ein einzelnes Objekt oder eine ganze Szenerie inszenieren möchten, die Zutaten bleiben meist die gleichen, es kommt viel mehr auf das Abschmecken an. Womit auch schon verraten ist, dass es außer ein paar klassischen Situationen und Aufbauten wie so häufig kein Standardrezept gibt. Zu den in Cinema 4D verfügbaren Zutaten gehören im Wesentlichen Kameras, Lichtquellen und Umgebungen. Sie helfen uns bei der Suche nach der besten Perspektive, einer stimmigen Aus-

18 Inszenierung, Licht und Sound mit Cinema 4D | 339

KAPITEL 18

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leuchtung und einer passenden Szenerie – eine überschaubare Anzahl an Objekten und Funktionen, die aber auch beherrscht werden wollen. Nicht ohne Grund gibt es für diese Aufgaben ausgebildete Kameraleute, Fotografen, Beleuchter und Regisseure. In Cinema 4D dürfen und müssen Sie diese Jobs übernehmen, haben dabei aber Möglichkeiten, um die Sie jeder der genannten Fachleute beneidet. Sie brauchen weder Hubschrauber noch Kran, um eine Szene von oben abzufilmen. Und wenn Sie nicht möchten, dass eine Lichtquelle Schatten wirft oder Glanzlichter erzeugt, dann knipsen Sie diese Optionen einfach aus! Den besten Anhaltspunkt für eine gelungene Inszenierung bietet natürlich die Realität. Nachdem sich die Kamera-Objekte mit ihren Parametern schon sehr nahe an den realen Einstellungswerten orientieren, können in Cinema 4D auch fotometrische Lichtwerte eingegeben und IES-Lichter, also Lichtquellen, die auf Licht- bzw. Beleuchtungsinformationen von echten Leuchten beruhen, in die Szene eingebaut werden. Zunächst lernen Sie die Kamera-Objekte in Cinema 4D kennen. Zu den neuesten Funktionalitäten in Version 13 gehören hier die Stereoskopie und die Zusammenarbeit mit dem physikalischen Renderer. Das folgende Kapitel kümmert sich um das Thema Beleuchtung mit den unterschiedlichen Lichtquellen bzw. den dazugehörigen Schatten und zeigt Ihnen, wie Sie dabei das komfortable Licht-Werkzeug nutzen. Weil der Bereich Beleuchtung stark mit den Global-Illumination- und Caustic-Fähigkeiten von Cinema 4D verknüpft ist, empfiehlt es sich, zu diesen Spezialthemen parallel auch einen Blick in den Buchteil VI, »Rendering«, zu werfen. Mit den Umgebungsobjekten können Sie mit Texturen arbeiten, um Atmosphäre oder Hintergründe mit Himmel- oder Boden-Objekten zu schaffen. Sky darf beim Thema Inszenierung natürlich erst recht nicht fehlen. Ein eigenes Kapitel zeigt Ihnen, wie Sie mit Sky das Wetter in den Griff bekommen. Sound kann in Cinema 4D nicht nur importiert werden. Zahlreiche animierbare Lautsprecher- und Mikrofon-Objekte erlauben außerdem die Erstellung räumlicher Surroundsounds. Stage- und Selektions-Objekt sind zwei wichtige Helfer für die Organisation Ihrer Szene und das Management der enthaltenen Objekte. Der Projection-Man-Manager kümmert sich um die Kombination von Texturing, Mapping und Inszenierung, speziell wenn es um die Erstellung von Hintergründen (Matte Painting) geht. Mit allem theoretischen Wissen ausgerüstet, gehen wir anschließend in die Praxis über und testen die vielfältigen Möglichkeiten der Inszenierung an unseren texturierten Modellen.

340 | 18 Inszenierung, Licht und Sound mit Cinema 4D

Kamera

Die Kamera in Cinema 4D arbeitet fast genau so wie eine echte Kamera. Perspektiven, Objektive und Objektivdurchmesser, Brennweite, Schärfentiefe – im Einstellungsdialog des KameraObjekts befindet sich alles, womit man als Fotograf zaubern kann und manchmal kämpfen muss. Seit den ersten Schritten in Cinema 4D arbeiten Sie mit einer Kamera. Diese Editor-Kamera zeigt Ihnen den Inhalt der EditorAnsicht. Neben dieser Standard-Kamera können Sie beliebig viele weitere Kameras in die Szene integrieren. Kameras integrieren Sie entweder über die Palette der Kamera-Objekte (Abbildung 19.1) oder über das Menü Erzeugen • Kamera (Abbildung 19.2).

19.1

KAPITEL 19

19

G Abbildung 19.1 Kamera-Palette

Kamera-Objekte

Editor-Kamera Bei der Navigation in der 3D-Ansicht mit den Bedienelementen am rechten oberen Rand (Abbildung 19.3) verändern Sie die Position und den Winkel der Editor-Kamera interaktiv. Im Menü Ansicht finden Sie außerdem neben den bereits bekannten Navigations-Standards das Werkzeug Film verschieben (Abbildung 19.4), mit dem Sie die Kamera versetzen können, ohne dabei deren Perspektive anzutasten. Die Projektion bzw. Perspektive der Editor-Kamera lässt sich dagegen über das Menü Kameras (Abbildung 19.5) in jedem Ansichtsfenster individuell bestimmen. Im unteren Abschnitt des Menüs sind alle in Cinema 4D verfügbaren Projektionsarten bzw. Perspektiven aufgelistet. Die standardmäßig eingestellte Zentralperspektive entspricht dem Blick durch eine gewöhnliche Kamera. In der Welt der Konstrukteure und Architekten sind die isometrischen und dimetrischen Perspektiven verbreitet, die Sie im Untermenü Axonometrisch finden. Für eine Vielzahl von Projekten, insbesondere für Stills, wird Ihnen die Editor-Kamera ausreichen. Schließlich können Sie sich von jeder Kamera über den Befehl Fenster • Neue 3D-Ansicht

G Abbildung 19.2 Menü Erzeugen • Kamera

G Abbildung 19.3 Ansichts-Bedienelemente

G Abbildung 19.4 Werkzeug Film verschieben

19.1 Kamera-Objekte | 341

beliebig viele Ansichten öffnen und darstellen lassen. Das Arbeiten mit mehreren Kameras bietet aber entscheidende Vorteile, wenn es um die Funktionalität oder Animation geht.

Abbildung 19.5 Menü Kameras mit Perspektiven

G

1

Abbildung 19.6 Kamera-Objekt im Objekt- bzw. Attribute-Manager G

2

3

4

Abbildung 19.7 E Kamera-Objekt im Editor

342 | 19 Kamera

Eigene Kameras Nach der Erzeugung eines neuen Kamera-Objekts befindet sich ein erstes bzw. zusätzliches Kamerasymbol im Objekt-Manager. Als Positions-, Winkel- und Brennweiteneinstellungen werden die aktuellen Parameter Ihrer Editor-Kamera oder einer eventuell gerade aktiven selbst erstellten Kamera übernommen. Die Kamera muss nun noch explizit als Kamera für die Ansichtsfenster definiert werden. Den Wechsel von Kamera zu Kamera erledigt das Menü Kameras im Ansichtsfenster (Abbildung 19.5). Im Untermenü Kamera verwenden liegen alle selbst erstellten Kameras zum Umschalten parat. Sie können auch über den Objekt-Manager (Abbildung 19.6) auf eine andere Kamera wechseln. Mit dem kleinen Kamerasymbol hinter den Ampelschaltern aktivieren (weiße Färbung 1 ) und deaktivieren (schwarze Färbung) Sie Kameras schnell und bequem. Ein Szenen- bzw. Kamerawechsel während einer Animation (der »Schnitt«) übernimmt das Stage-Objekt, das zu den Szenen-Werkzeugen gehört. Sobald Sie auf eine andere Kamera im Ansichtsfenster gesprungen sind, gelten die Bedienelemente am oberen Fensterrand bzw. die Koordinaten im Attribute-Manager (Abbildung 19.6) für eben diese Kamera. Gewöhnen Sie sich an, für das Bearbeiten oder Positionieren von Objekten zur Editor-Kamera zurückzukehren. Nur allzu schnell geht durch unachtsames Verschieben einer Kamera-Ansicht eine mühevoll erarbeitete Kamera-Einstellung verloren. Speichern Sie interessante Kamera-Einstellungen für die spätere Verwendung einfach in einem neuen Kamera-Objekt.

Eine Kamera ist in den Ansichten als dreidimensionales Objekt zu erkennen (Abbildung 19.7), sofern sie nicht als aktive Ansicht fungiert. Die grünen Linien und orangefarbenen Punkte 2 , die aus dem Objektiv der Kamera herausragen, sind die interaktiven Steuerelemente. Auf der Z-Achse der Kamera liegt die Linie mit dem Greifpunkt 3 für die Ausrichtung. Das darum herum befindliche hellgrüne Viereck 4 zeigt die Brennpunktebene der Kamera, die mit weiteren vier Anfassern kontrolliert werden kann. Ein Ziehen an den Greifern verändert die Brennweite, mit gedrückter [ª]-Taste verschieben Sie den Brennpunkt der Kamera. Bei aktivierter Schärfentiefe sind zusätzlich noch dunkelgrüne Vierecke zur interaktiven Steuerung der Unschärfeparameter zu sehen. Ziel-Kameras Ziel-Kameras sind Kameras, die über eine Ziel-Expression ein Objekt als Zielobjekt besitzen. Als Hilfestellung liegt zusammen mit der Ziel-Kamera bereits ein Null-Objekt als Ziel vor (Abbildung 19.8). Verschieben Sie dieses Null-Objekt, richtet sich die Kamera automatisch darauf aus. Natürlich können Sie auch ein beliebiges anderes Objekt in das Feld Ziel-Objekt des AttributeManagers eintragen. Mehr zum Thema Expressions erfahren Sie in Teil V, »Animation«, in Kapitel 29, »Expressions und Scripting«. Kamera-Einstellungen Die Einstellungen für Ihre Kamera erreichen Sie, wie gewohnt, über den Attribute-Manager (Abbildung 19.9). Von der Projektion und der Brennweite bis hin zu Gesichtsfeld und Tiefenunschärfe sind alle Eingaben numerisch möglich. Als kleine Orientierungshilfe sind im Feld Projektion einige beliebte Standardobjektive aus der Welt der Fotografie mit eingebracht. Parallel dazu passen sich die Werte von Brennweite, Sensorgrösse und Gesichtsfeld an. Film-Offset X und Y versetzen die Kamera um den gewünschten Wert, ohne die Perspektive zu ändern. Im Prinzip verschieben Sie also den Bildausschnitt nach links, rechts, oben oder unten. So können Sie mehrere Bildausschnitte absolut passend aneinandersetzen, ohne auf etwaige Größenbeschränkungen oder Perspektivänderungen Rücksicht nehmen zu müssen. Der Parameter Fokusdistanz gibt die Entfernung von der Kamera bis zum absolut scharfen Punkt in der Szene an. Dies ist für die Schärfentiefe und besonders für die Schärfentiefe des physikalischen Renderers relevant. Auf Wunsch können Sie auch ein Zielobjekt (Fokusobjekt) als Orientierung für die Angabe der Fokusdistanz verwenden.

G Abbildung 19.8 Kamera mit Ziel-Objekt bzw. Ausrichten-Expression

G Abbildung 19.9 Einstellungsdialog Kamera-Objekt, Objekt-Seite

19.1 Kamera-Objekte | 343

Im Allgemeinen dient ein Weißabgleich dazu, eine Kamera mit der Farbtemparatur der Aufnahmesituation abzustimmen. Entsprechend können Sie Ihrer Kamera beibringen, welche Lichtquellenart als Ausleuchtung vorliegt und störende Verfärbungen gezielt verhindern oder auch herbeiführen (Abbildung 19.10).

Abbildung 19.10 Weißabgleich über Fluoreszierend, Blitz, Tageslicht und Bedeckter Himmel G

Abbildung 19.12 Einstellungsdialog Kamera-Objekt, Details-Seite

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G Abbildung 19.11 Schnitt durch ein Objekt mit Nahem und Fernem Clipping

Im Einstellungsdialog der Kamera (Abbildung 19.9) wählen Sie dazu entweder eine der Standard-Lichtsituationen, oder Sie geben die zu berücksichtigende Farbtemperatur manuell in der Einheit Kelvin ein. Die Option Betrifft nur Lichtquellen beschränkt die Auswertung des Weißabgleichs auf Lichtquellen, bei denen die Lichtfarbe über die Farbtemperatur festgelegt wurde. Mehr dazu im nächsten Kapitel. Auf der Details-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 19.12) können Sie durch Nahes bzw. Fernes Clipping senkrecht zum Kamerablickwinkel liegende Ebenen generieren, die alle Objekte in der vorgegebenen Kameraentfernung durchschneiden (Abbildung 19.11). Eine willkommene Möglichkeit, um das Innere geschlossener Modelle wie beispielsweise Häuser für den Betrachter sichtbar zu machen.

19.2 Kamera-Schärfentiefe Cinema 4D rendert alle Objekte, egal welche Entfernung sie zur Kamera haben, gestochen scharf. Dieses Verhalten ist unnatürlich und einer der Hauptgründe, warum Bilder oft einen »3D-Look« besitzen und wenig realistisch wirken. Abhilfe für dieses Problem schaffen Sie durch gezielt entfernungsbedingte Unschärfe.

344 | 19 Kamera

Der Post-Effekt der Schärfentiefe ist leider den Besitzern der Versionen Visualize und Studio vorbehalten. Immerhin ist es allen anderen über das Multi-Pass-Rendering möglich, einen TiefeKanal auszugeben, den Sie dann mit einem Compositing-Programm weiterverwenden können.

G Abbildung 19.13 Unschärfeebene im Editor

G Abbildung 19.14 Schärfentiefe

Sobald Schärfentiefe für den vorderen und/oder den hinteren Bereich angelegt ist, sind entweder ein oder zwei weitere dunkelgrüne Ebenen parallel zur Kameraebene im Editor hinzugekommen. In Abbildung 19.13 sehen Sie die Unschärfeebene für den hinteren Bereich in dunklem Grün. Mit den Anfasserpunkten in der Ebenenmitte können Sie die Unschärfegrenzen der Aufnahme regeln. Im Einstellungsdialog des Kamera-Objekts können Sie auf der Details-Seite (Abbildung 19.12) exakt wählen, welche Bereiche von der Schärfentiefe betroffen sein sollen – jeweils für Unschärfe vorne und hinten. Die Angaben in den Feldern halten fest, bei welcher Entfernung von der Kamera die Schärfentiefe den maximalen Wert einnimmt.

19.3 Physikalische Kamera Den nächsten Schritt in Richtung Realismus nehmen Besitzer der Broadcast-, Visualize- oder Studio-Variante mit dem physikalischen Renderer und der enthaltenen, an dieser Stelle für uns interessanten physikalischen Kamera. Die Parameter für die physikalische Kamera verbergen sich auf der Physikalisch-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 19.15) mit vielen wunderbaren Unzulänglichkeiten, die eine Kamera im echten Leben bietet und dadurch weitgehend unerreicht bleibt.

19.3 Physikalische Kamera | 345

Schon beim ersten Blick auf den Einstellungsdialog der physikalischen Kamera fällt auf, dass durchweg Begriffe bzw. Parameter aus der Fotografie Verwendung finden. Das ist natürlich sinnvoll und für Profis extrem nervenschonend. Wer seine Fotos allerdings bislang eher mit dem Handy als mit einer vernünftigen Kamera gemacht hat, sollte sich vor den ersten Experimenten zunächst einige Grundkenntnisse zum Thema Fotografie verschaffen. Nicht zuletzt beeinflussen sich die hier so harmlos versammelten Parametereinträge stark gegenseitig. Um die Parameter für die physikalische Kamera zu aktivieren, müssen Sie in den Rendervoreinstellungen den Renderer auf Physikalisch umstellen.

Abbildung 19.15 Einstellungsdialog Kamera-Objekt, Physikalisch-Seite

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Abbildung 19.16 E Rendering mit physikalischer Kamera

TIP P Auf der Buch-DVD finden Sie einen kleinen Exkurs zum Thema Fotografie, der Ihnen einige der gebräuchlichsten Fachbegriffe näherbringt.

346 | 19 Kamera

Abbildung 19.16 zeigt ein Rendering analog zum Beispiel der Schärfentiefe. Dabei kommt die Schärfentiefe des physikalischen Renderers (hier mit großer Blende) zum Einsatz. Wenn Sie statt einer Fotokamera für Animationen eine Filmkamera mit zusätzlichen, typischen Verschlussparametern simulieren möchten, aktivieren Sie diese Option im Einstellungsdialog. Im Feld Blende (f/#) können Sie entweder einen numerischen Wert oder eine der per Menü verfügbaren häufig gebrauchten Standardwerte verwenden. Dieser Wert beschreibt die Größe der Öffnung der Blende und hat deshalb unter anderem großen Einfluss auf die Belichtung und die Schärfentiefe. Wenn die physikalische Kamera auch die Belichtung selbst berücksichtigen soll, aktivieren Sie die gleichnamige Option. Zur Steuerung der Belichtung haben Sie die klassische Filmempfindlichkeit ISO sowie bei einer Filmkamera den sensorischen Gain-Wert zur Verfügung. Höhere Werte bzw. Empfindlichkeiten ergeben hellere Bilder, niedrige Werte dagegen resultieren in dunkleren Bildern. Die Abbildungen 19.17 bis 19.20 zeigen insgesamt vier verschiedene ISO-Belichtungen, allesamt bei gleicher

Blende und gleicher Verschlusszeit. Die drei Parameter Blende, Belichtung und Verschlusszeit hängen stark zusammen, so dass sie hier besonders umsichtig und gezielt festlegen und modifizieren sollten.

G Abbildung 19.17 Belichtung mit ISO 50

G Abbildung 19.18 Belichtung mit ISO 100

Abbildung 19.19 Belichtung mit ISO 200

G Abbildung 19.20 Belichtung mit ISO 400

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Wenn Sie die physikalische Kamera für reine Stills ohne Bewegung verwenden, beeinflusst die Verschlusszeit die Helligkeit des Bildes, da Sie mit ihr die Menge des in die Kameraöffnung einfallenden Lichts steuern. Aufregender wird es bei Animationen bzw. bei der Umsetzung von Bewegungsunschärfe. Je länger der Verschluss geöffnet bleibt, desto stärker schlägt sich auch die Bewegungsunschärfe im Bild und – das sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt – in längeren Render-Zeiten nieder. Die Parameter Verschlusswinkel und Verschlussoffset simulieren eine Filmkamera mit sich drehender Verschlussscheibe und sind folgerichtig nur dann

19.3 Physikalische Kamera | 347

definierbar, wenn die Option Filmkamera in Einstellungsdialog aktiviert ist. So können Sie beispielsweise durch einen extrem großen Verschlusswinkel die Bewegungsunschärfe auf Wunsch stark übertreiben. Wie schnell der Verschluss geschlossen wird – und damit gleichzeitig wie homogen die Bewegungsunschärfe ausfällt –, kontrollieren Sie über die Verschlusseffizienz.

G Abbildung 19.21 Bewegungsunschärfe mit Verschlusszeit 1/250 s

G Abbildung 19.22 Bewegungsunschärfe mit Verschlusszeit 1/125 s

Abbildung 19.23 Bewegungsunschärfe mit Verschlusszeit 1/60 s

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Abbildung 19.24 Bewegungsunschärfe mit Verschlusszeit 1/30 s

Für die Abbildungen 19.21 bis 19.24 wurde in den Render-Voreinstellungen des physikalischen Renderers die Schärfentiefe aus- und die Bewegungsunschärfe eingeschaltet. Während sich die Unschärfe bei extrem kurzer Verschlusszeit (Abbildung 19.21) nur in den äußeren Bereichen niederschlägt, werden bei zunehmend längerer Verschlusszeit praktisch alle Elemente der sich drehenden Klon-Spirale von der Bewegungsunschärfe erfasst. Die Bewegungsunschärfe der physikalischen Kamera benötigt zwingend das Rendern im Bild-Manager bzw. im Render-Manager.

348 | 19 Kamera

Zu den klassischen Linsenfehlern in der Fotografie gehört die Linsenverzerrung. Zwar muss man diese tonnen- bzw. kissenförmigen Verzerrungen an den Bildrändern zu den eher unerwünschten Effekten einer Kamera zählen. Für die Nachahmung realitätsnaher Bilder sind sie allerdings an dieser Stelle sehr willkommen. Über die Linsenverzerrung Quadratisch bzw. Kubisch im Einstellungsdialog der Kamera (Abbildung 19.25) können Sie mit negativen Werten die für Teleobjektive bekannte kissenförmige Verzerrung simulieren, während Sie mit positiven Werten eine tonnenförmige Verzerrung in Anlehnung an ein Weitwinkelobjektiv erreichen. Mit einer Vignettierung können Sie das Bild radial zu den Rändern hin abdunkeln (Abbildung 19.26). Als Achse fungiert dafür die Ausrichtung der Linse. Dabei regeln Sie mit der Vignettierungsintensität die Stärke der Abdunkelung, während Sie mit dem Vignettierungsoffset den Ausschnitt für die Vignettierung vergrößern (höhere Werte bis 100 %) bzw. verkleinern (niedrigster Wert 0 %). Ein schöner, aber leider auch etwas rechenintensiver Bildeffekt.

Abbildung 19.26 Vignettierung

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G Abbildung 19.25 Einstellungsdialog Kamera-Objekt, Physikalisch-Seite

G Abbildung 19.27 Chromatische Aberration

Ein weiterer typischer Abbildungsfehler optischer Linsen ist die Chromatische Aberration. Durch unterschiedliche Brechung des Lichts verschiedener Wellenlängen entstehen Farbsäume an stark kontrastierenden Bildstellen und eine allgemeine Unschärfe im Bild (Abbildung 19.27). Während man diesen Abbildungsfehler in der Fotografie durch Linsen mit unterschiedlichen Gläsern korrigiert, können Sie diesen Effekt über die physikalische Kamera mit positiven und negativen Werten von bis zu 1000 % erst recht herausfordern.

19.3 Physikalische Kamera | 349

Allein mit der Definition eines Unschärfebereichs muss es bei der physikalischen Kamera nicht getan sein. Sie können diese speziellen Bereiche, das sogenannte Bokeh durch alternative Blendenformen mitgestalten. Die Form der Standard-Blende der physikalischen Kamera ist kreisförmig, was sich in sehr homogenen, runden Unschärfeformen widerspiegelt (Abbildung 19.28). Etwas rustikaler wirkt die lamellenförmige Blende (Abbildung 19.29), die Sie nach Aktivierung der Option Blendenform im Einstellungsdialog der Kamera erhalten (Abbildung 19.32).

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Abbildung 19.28 Standard-Blende

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Abbildung 19.30 Blendenform Dreieck

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Abbildung 19.29 Blendenform mit drei Lamellen

Abbildung 19.31 Blendenform Stern

Natürlich können Sie auch eigene Blendenformen kreieren (beispielsweise mit einem Spline-Objekt) und über den Spline-Shader in das Feld Shader integrieren (Abbildung 19.32). Das Resultat sehen Sie in Abbildung 19.30, in den Unschärfebereichen sind die Dreiecksformen recht gut auszumachen. Viele Grenzen sind

350 | 19 Kamera

Ihnen bei den Blendenformen also nicht gesetzt, auch sternenförmige Blenden (Abbildung 19.31) oder komplett unrealistische Formen wie Logos etc. sind möglich. Um die Blendenform zu drehen, steht Ihnen der Parameter Winkel zur Verfügung. Mit Bias erreichen Sie statt der standardmäßigen gleichmäßigen Helligkeitsverteilung im Bokeh eine Konzentration zu den Rändern (negative Werte) bzw. zur Mitte hin (positive Werte). Auch eine Streckung bzw. Quetschung der eingestellten Blendenform ist möglich. Dies erlaubt der Parameter Anisotropisch. Bei positiven Werten erfolgt eine horizontale Streckung, bei negativen Werten eine vertikale Streckung. Soweit haben wir nun alle Möglichkeiten der physikalischen Kamera behandelt. Näheres zu den Einstellungen des physikalischen Renderers erfahren Sie in Buchteil VI, »Rendering«.

19.4 Stereoskopische Kamera

G Abbildung 19.32 Dreiecks-Spline als Blendenform

Spätestens seit dem Blockbuster »Avatar« wurde dem Begriff »3D« eine neue, zusätzliche Bedeutung zuteil. Hier geht es nicht mehr in erster Linie um die Entstehung des Films, sondern um das Erlebnis der dreidimensionalen Wirkung beim Kinogänger. An der grundsätzlichen Vorgehensweise bei der Erzeugung hat sich bei allem technischen Fortschritt nicht viel verändert. Dem Betrachter wird für jedes Auge eine leicht unterschiedliche Perspektive gezeigt, die durch den Augenabstand während des Ansehens rückkorrigiert den dreidimensionalen Eindruck vermittelt. Eine stereoskopische Ansicht aus der jeweiligen Kameraperspektive können Sie in der 3D-Ansicht über das Menü Optionen aktivieren (Abbildung 19.33). Für ein stereoskopisches Rendering

Abbildung 19.33 Stereoskopie im Editor G

Abbildung 19.34 Stereoskopisches Rendering

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19.4 Stereoskopische Kamera | 351

Abbildung 19.35 Einstellungsdialog Kamera-Objekt, Stereoskopie-Seite

G

(Abbildung 19.34) müssen Sie allerdings den Bild-Manager bemühen. Während uns die fünf von Cinema 4D unterstützten stereoskopischen Verfahren Anaglyph, Shutter, Interlaced, Seite an Seite und Autostereoskopie später in Buchteil VI, »Rendering« interessieren, kümmern wir uns an dieser Stelle um die Möglichkeiten der stereoskopischen Kamera. Während Sie normalerweise mit zwei oder sogar mehreren Kameras hantieren müssten, übernimmt dies natürlich Cinema 4D für Sie. Im Einstellungsdialog des Kamera-Objekts haben Sie hierfür die Stereoskopie-Seite zur Verfügung (Abbildung 19.35). Sobald Sie den Kamera-Modus auf Symmetrisch oder eine der beiden Seiten Links oder Rechts setzen, arbeitet die Kamera stereoskopisch. Der voreingestellte Augenabstand von 6,5 cm entspricht dem durchschnittlichen menschlichen Augenabstand. Für die Platzierung der virtuellen Kameras zueinander haben Sie insgesamt vier Möglichkeiten (Abbildung 19.36). Der Modus parallel 1 setzt die beiden Kameras gleichgerichtet nebeneinander, während Off-Axis 2 die beiden Kameras über einen Offset überschneidet. Bei On-Axis 3 werden die Kameras selbst gedreht, radial 4 platziert die Kameras auf einem Kreisbogen.

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Abbildung 19.36 Platzierung der Kameras

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352 | 19 Kamera

Die Nullparallaxe 5 definiert, vereinfacht gesagt, die Nullposition bzw. Ebene, von der aus sich die Objekte dreidimensional nach zum Betrachter oder vom Betrachter weg ausbreiten. Zur Orientierung für den idealen Handlungsbereich können Sie sich Ebenen einblenden lassen. Neben den Standardwerten 70 und 90 Bogensekunden, die ein möglichst angenehmes Betrachten ermöglichen, lassen sich für die Nah- und Weitebene auch eigene Werte (mit nicht zwingend garantiertem Sehgenuss) definieren. Die Anzeige besonders kritischer Bereiche können Sie über die Option Krit. Bereiche anzeigen im Einstellungsdialog ebenfalls aktivieren. So bekommen Sie im Editor gleich die zu vermeidenden Handlungsbereiche markiert 6 .

KAPITEL 20

20

Lichtquellen

Der Ausleuchtung einer Szene wird im 3D-Bereich zu Recht ein besonderer Stellenwert beigemessen. Zum einen ist in der Fotografie oder beim Dreh eine stimmige Beleuchtung sowieso unerlässlich, um die Objekte oder Szenerie auszuleuchten. Zum anderen kann dabei gleichzeitig die gewünschte Atmosphäre und Stimmung erzeugt werden. So ist es nur sinnvoll, dass sich bei größeren Produktionen eigens dafür abgestellte Spezialisten um das optisch und inhaltlich stimmige Setting kümmern. Eine gute Beleuchtung in Cinema 4D macht sich nicht durch eine möglichst hohe Anzahl an Lichtern und komplexen Einstellungen bemerkbar, auch wenn Sie hier ein sehr umfangreiches und fein justierbares Lichtsystem zur Hand haben – mit mehr Optionen, als Ihnen in der Realität zur Verfügung stehen. Von fünf Lichtquellen sollen nur zwei einen Schatten erzeugen und nur eine Lichtquelle ein Glanzlicht? In Cinema 4D eine Frage von ein paar gesetzten oder entfernten Häkchen im Einstellungsdialog des Licht-Objekts. Solange keine echte Lichtquelle in der Szene existiert oder keine der Lichtquellen Licht abstrahlt, setzt Cinema 4D das in Maßen einstellbare Standardlicht ein. Sobald es an diffiziles Texturieren und natürlich an das Einrichten und das qualitative Rendering einer Szene geht, ist es mit den Renderings der Standardlichtquellen nicht weit her. Zum einen produziert das Eigenlicht von Cinema 4D keinerlei Objektschatten, zum anderen kommt kaum eine Szene mit nur einer einzigen echten Lichtquelle aus – Global Illumination einmal ausgenommen. Um Form und Beschaffenheit eines Objekts richtig in Szene zu setzen, brauchen Sie mindestens zwei, besser noch drei oder mehr Lichter. In der Palette der Lichtquellen (Abbildung 20.1) sowie im Menü Erzeugen • Licht bietet Cinema 4D seine Lichtquellen an. Neben der normalen Lichtquelle und einer Ziel-Lichtquelle gibt es auch eine Sonnen-Lichtquelle bzw. Sonne-Expression, die die Eigenschaften tageszeitbedingter Lichteinstrahlung simuliert. Nach Anwahl der Lichtquelle befindet sich ein neues LichtObjekt im Objekt-Manager.

G Abbildung 20.1 Palette der Lichtquellen

20 Lichtquellen | 353

An dessen Symbol erkennen Sie nicht nur den gewählten Lichttyp, sondern auch, ob die Lichtquelle Schatten wirft (Abbildung 20.2). Wer zum ersten Mal den Lichtquellen-Dialog im AttributeManager sieht, kommt sich angesichts der unzähligen Eingabefelder und Parameter vielleicht etwas verloren vor. Die Kunst des Ausleuchtens einer Szene besteht aber eben nicht darin, so viele Einstellungen wie möglich vorzunehmen, sondern aus den vorhandenen Mitteln die besten Optionen herauszufischen und so zu komponieren, dass die Szene mit Leben und Stimmung erfüllt ist. Sie müssen also diesen Lichtquellen-Dialog nicht auswendig lernen. Dieses Kapitel soll Ihnen einen Überblick über die Möglichkeiten verschaffen, die das Cinema 4D-Lichtsystem bietet. Abbildung 20.2 Lichtquellen im Objekt-Manager

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20.1

Allgemein

Je nach Lichtquellentyp präsentiert sich die Lichtquelle als Punkt, Trichter oder spezielle Form im 3D-Editor (Abbildung 20.3). Die gewohnten Objektachsen und Anfasser sorgen für die grundlegenden Lichteinstellungen wie Position, Winkel und Richtung.

Abbildung 20.3 E Spot-Lichtquelle im Editor

Im Darstellungsmodus Gouraud-Shading können Sie neben der Färbung des Lichts beurteilen, auf welche Seiten das Licht trifft und welche Seiten im Schatten liegen. Hier können auch die Optionen des erweiterten OpenGL-Modus (siehe Kapitel 5, »Cinema 4D einrichten«) endlich richtig zum Einsatz kommen. Mit den orangefarbenen Anfassern lassen sich einige der Lichtparameter interaktiv steuern, in diesem Fall die inneren und äußeren Winkel zur Lichtkegelbegrenzung. Zur Positionierung und Ausrichtung der Licht-Objekte dienen die gewohnten Verschiebungs-, Skalierungs- und Rotationsfunktionen.

354 | 20 Lichtquellen

Auf der Seite Allgemein des Lichtquellen-Dialogs im AttributeManager (Abbildung 20.4) befinden sich die Basiseinstellungen des Licht-Objekts. Viele der anderen Karteireiter des Dialogs beziehen sich auf diese Hauptparameter, manche überschreiben sie sogar. Weil Licht nur in der Theorie reinweiß ist, passen Sie im Feld Farbe am besten gleich die Lichtfarbe an die vorgesehene Lichtquelle an. Glühbirnen geben meist einen leichten Gelbton, Neonröhren einen bläulichen oder rötlichen Ton ab. Wenn Sie die Lichtfarbe statt mit den Farbreglern lieber über die Angabe einer Farbtemperatur einstellen möchten, klappen Sie das Feld Farbe auf, aktivieren Sie die Option Farbtemperatur, und geben Sie den gewünschten Wert in der Einheit Kelvin an. Mit den Kontrollfeldern im unteren Bereich wählen Sie den Typ des Lichts aus und bestimmen, ob es Schatten werfen soll. In der Regel sollten es nicht mehr als ein, höchstens zwei Schatten werfende Lichter sein. Zudem lässt sich dort die Sichtbarkeit des Lichts aktivieren. Wenn die Lichtquelle nicht zur Beleuchtung, sondern als reiner Schattenspender oder als Sprühnebel oder Rauch dienen soll, schalten Sie die Beleuchtung ab. Nach Bedarf können Sie die Darstellung der Lichtquelle im Editor beeinflussen, indem Sie die Anzeige von Umrissen der Beleuchtung, von sichtbarem Licht und Clipping aktivieren oder deaktivieren. Bei aktivierter Umgebungsbeleuchtung beleuchten Sie alle Flächen eines Objekts mit gleicher Intensität. Legen Sie für jede Lichtquelle fest, ob die Materialfarbe oder Glanzlichter eines Materials vom Lichteinfall betroffen sein sollen. Schließlich haben Sie in den meisten Fällen mehr als eine Lichtquelle in der Szene. Ein mit Glanzlichtern übersätes Objekt macht dem schönsten Materialeffekt den Garaus. Separater Pass aktiviert die Lichtquelle als »selektiert« beim Multi-Pass-Rendering. Über die Option GI Beleuchtung können Sie beim Rendering von globaler Illumination bestimmen, ob diese Lichtquelle bei der GI-Berechnung mit einfließen soll.

G Abbildung 20.4 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Allgemein-Seite

20.2 Lichttypen Im Einstellungsdialog des Licht-Objekts stehen Ihnen insgesamt acht verschiedene Lichttypen zur Verfügung (Abbildung 20.5). Besitzer der Visualize- bzw. Studio-Version von Cinema 4D finden außerdem eine weitere Lichtquelle, das IES-Licht, im Auswahlmenü.

G Abbildung 20.5 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Lichttypen

20.2 Lichttypen | 355

Abbildung 20.6 zeigt davon zur Illustration die gängigen sechs Lichtquellen aller Cinema 4D-Versionen, die sichtbares Licht unterstützen.

Abbildung 20.6 Lichttypen: Punktlicht, Spot (rund und eckig), paralleler Spot (rund und eckig), Flächenlicht mit Objekttyp Linie

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Punktlichter Sie funktionieren im Prinzip so wie eine Glühbirne ohne Fassung oder die Sonne. Das Licht strahlt vom Mittelpunkt in alle Richtungen gleichmäßig aus. Spotlichter/Parallele Spots Die wahlweise runden oder eckigen Lichtkegel sind gut geeignet, um bestimmte Bildbereiche auszuleuchten oder hervorzuheben, ohne andere Bereiche zu beeinflussen. Parallele Spots weisen im Unterschied zu normalen Spots einen gleichförmigen Lichtwurf auf, was sich auch gut zur exakten Kontrolle der Ausdehnung der Lichtränder im Editor eignet. Unendliche Lichtquellen Unendlich- und Parallellichter geben ihr Licht mittels einer unendlichen Fläche ab, dabei besitzt das parallele Licht einen Ursprung. Mit beiden beleuchten Sie große Flächen bzw. Ebenen. Wenn Sie Sonnenlicht simulieren wollen, achten Sie darauf, dass die Schatten entweder hart oder zumindest nicht allzu weich eingestellt sind. Flächenlichter Grundsätzlich sind Flächenlichter Objekte unterschiedlicher Form, die Licht in alle Richtungen ausstrahlen können. Sie sind eine gute Möglichkeit, globale Illumination – auch in der PrimeVersion von Cinema 4D – zu simulieren. Dabei sind sie nicht nur eine gute, preiswerte Alternative, sie halten auch die RenderZeiten im Zaum. Vier Flächenlichter beleuchten die Kugeln in

356 | 20 Lichtquellen

Abbildung 20.7. Eine Lichtquelle sorgt für den Schattenwurf, die anderen Flächenlichter simulieren indirektes Licht von den umliegenden Seiten. F Abbildung 20.7 Ausleuchtung mit Flächenlichtern

Flächenlichter können verschiedene Formen annehmen, die auf der Details-Seite definierbar sind. Der Formentyp Linie ist das einzige sichtbare Flächenlicht, es ersetzt das frühere Röhrenlicht. IES-Lichter Die Illuminating Engineering Society (IES) bemüht sich um einen internationalen Standard zur Beschreibung der Lichtverteilung von Leuchten aller Art. Insbesondere Planungs- und Berechnungssoftware, beispielsweise für Architekten oder Messebauer, benötigt ein Austauschformat, um die Be- und Ausleuchtung der Objekte so realitätsnah wie möglich zu simulieren – was am besten mit originären Beleuchtungsdaten funktioniert. Mit IESLichtern können auch Sie an diesem Standard teilhaben und Lichtquellen im .ies-Dateiformat in Cinema 4D zur Beleuchtung verwenden. Viele Hersteller von Lampen und Leuchten bieten mittlerweile für diese Zwecke .ies-Daten ihrer Produkte im Internet an, um für ihre Kunden optimale Planungsmöglichkeiten und -sicherheit zu gewährleisten. F Abbildung 20.8 Auswahldialog IES-Licht

20.2 Lichttypen | 357

Sobald Sie eine Lichtquelle des Typs IES-Licht erzeugen, gelangen Sie in den Dateiauswahldialog, in dem Sie die .ies-Datei des gewünschten Lichts auswählen (Abbildung 20.8). Nach erfolgreichem Import lässt sich bereits im Editor die spätere Beleuchtung durch das IES-Licht erahnen.

Abbildung 20.9 Verschiedene IES-Lichter

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Abbildung 20.10 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Fotometrisch-Seite G

358 | 20 Lichtquellen

Für die weitere Einrichtung des IES-Lichts steht neben der Seite Allgemein eine eigene Seite Fotometrisch im Einstellungsdialog des Licht-Objekts bereit (Abbildung 20.10). Während Sie die Lichtfarbe auf der Seite Allgemein wahlweise über die Farbregler oder über die Farbtemperatur definieren, haben Sie auf der Seite Fotometrisch Zugriff auf die Intensität und die fotometrischen Parameter des IES-Lichts. Bei aktivierter Option Fotometrische Intensität bestimmen die Informationen der IES-Lichtquelle die Helligkeitsabnahme, was physikalisch auf jeden Fall korrekt, in manchem Fall aber eventuell aufgrund der vorgegebenen Größen und Einheiten etwas unhandlich sein kann. Die Intensität selbst geben Sie entweder in der Einheit Candela (cd) oder in Lumen (lm) an. Im Unterschied zu Candela ist die Lichtintensität bei der Eingabe in Lumen in erster Linie von der Lichtform abhängig. Diese praktische Form der LichtDefinition steht übrigens allen Cinema 4D-Anwendern zur Verfügung, die Option Fotometrische Daten bleibt dann inaktiv. Über Fotometrische Größe wandeln Sie das IES-Licht in eine Flächen-Lichtquelle um, basierend auf den Abmessungen, die in der IES-Datei hinterlegt sind. Neben einer kleinen Vorschau des IES-Lichts (die Sie besser und größer über den Content Browser bekommen) zeigt Ihnen das Feld Information, falls vorhanden, zusätzliche Informationen über die IES-Lichtquelle an.

20.3 Lichteigenschaften Die Form und Abnahme von Lichtquelle und Lichtkegel legen Sie auf der Seite Details des Licht-Dialogs fest (Abbildung 20.11). Der Parameter Äußerer Winkel beschreibt, wie groß der Lichtkegel ausfällt. Diesen Parameter werden Sie in den meisten Fällen über die Anfasser des Licht-Objekts interaktiv einstellen. Um die Weichheit des Randes zu regulieren, verwenden Sie den Parameter Innerer Winkel, der angibt, welcher Bereich die volle Lichtkraft aufweist. Mit Seitenverhältnis können Sie den Lichtkegel unproportional skalieren. Der Kontrast bestimmt Weichheit bzw. Härte des Verlaufs von Licht zu Dunkelheit. Die Option Schattenwerfer schaltet alle Beleuchtungsfunktionen der Lichtquelle ab, damit das Licht-Objekt als reiner Schattenlieferant fungiert. G Abbildung 20.11 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Details-Seite

F Abbildung 20.12 Beleuchtung durch SpotLichtquelle mit Farbverlauf als innerer Farbe

Dieser innere Farbbereich kann unabhängig von der Lichtfarbe eine eigene Farbe oder einen Farbverlauf (Gradient) besitzen (Abbildung 20.12). Über den Farbchip suchen Sie sich die passende Farbe aus und geben unten über die Radiale Farbabnahme noch an, ob sich die Überblendung radial oder linear auswirken soll. Im Feld Abnahme definieren Sie die Art der Abnahmekurve. Während Sie über die inneren und äußeren Winkel die Abnahme in X- und Y-Richtung beeinflussen, regeln Sie über die Innere und Äußere Distanz die Lichtkegeleigenschaften der Z-Richtung, also der eigentlichen Lichtrichtung. Mit nahem bzw. fernem Clipping sparen Sie innen bzw. außerhalb der Lichtquelle einen beliebigen Bereich aus, der den Werten gemäß weich oder hart überblendet wird. Wenn Sie das Flächenlicht als Lichttyp gewählt haben, bietet der Einstellungsdialog auf der Seite Details (Abbildung 20.13) die nötigen Parameter, um die Form und Größe des Lichts näher zu

G Abbildung 20.13 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Details-Seite bei Flächen-Lichtern

20.3 Lichteigenschaften | 359

bestimmen. Flächen-Lichtquellen können beliebige zwei- bzw. dreidimensionale Formen annehmen. Neben Standardformen, wie Scheibe, Rechteck, Kugel, Zylinder etc., sind auch Eigenkreationen durch Splines und Polygon-Objekte erlaubt. Die Röhren und die Kugel in Abbildung 20.14 werden durch ein darüberliegendes Flächenlicht mit der Form eines Kreis-Splines beleuchtet. Abbildung 20.14 E Kreis-Spline als Flächenlicht

Erhöhen Sie den Wert der Samples, wenn der Lichteinfall aussieht, als würde er von mehreren einzelnen Lichtquellen geworfen. Zusätzliche Diffusion zur Umgehung von Artefakten schafft die Option Körnung hinzufügen, allerdings warnt Cinema 4D schon beim Parametereintrag vor hoher Render-Zeit. Bei der Verwendung von Flächenlichtern bzw. Flächenschatten in Animationen gab es durch die variierende Berechnung des Noises unerwünschte Flattereffekte. Dies lässt sich seit Version 11 durch die Option Gleiche Noiseverteilung verhindern. Flächenlichter können, wenn Sie echte Flächen besitzen, auf Wunsch beim Rendering und bei Spiegelungen angezeigt werden. Die Intensität der Sichtbarkeit stellen Sie als Prozentwert unter Sichtbarkeit Multiplikator ein.

20.4 Schatteneigenschaften

Abbildung 20.15 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Schatten-Seite G

360 | 20 Lichtquellen

Auch bei der Definition der Schatten korrespondieren wieder die Angaben auf der bekannten Seite Allgemein mit den Feindefinitionen auf der Seite Schatten (Abbildung 20.15) des Licht-Dialogs. Alle Objekte, die vom Licht der Lichtquelle getroffen werden, werfen den auf der Allgemein- bzw. auf der Schatten-Seite eingestellten Schattentyp. Die Abbildungen 20.16 bis 20.18 zeigen drei Objekte mit weichem, hartem und mit Flächenschatten.

Shadow-Maps (Weich) Weiche Schatten (Abbildung 20.16) kommen nahe an die in der Realität durch Punkt- und Spot-Lichtquellen erzeugten Schatten heran. Der Übergang zwischen Schatten und normalem Umfeld wird mit Hilfe einer sogenannten Shadow-Map ermittelt und stufenlos gezeichnet. Für weiche Schatten sprechen schnelle Render-Zeiten und gute Ergebnisse. Raytraced (Hart) Harte Schatten (Abbildung 20.17) simulieren in der Regel parallele Lichtquellen, aufgrund der hohen Entfernung darf auch die Sonne als parallele Lichtquelle gelten. Nachteilig wirkt sich die scharfe Kante aus, die den Schatten immer etwas künstlich aussehen lässt. Für Szenen in der Natur eignet sich also trotzdem der weiche Schatten besser – schließlich können Sie die Weichheit der Shadow-Map über die Feineinstellungen anpassen.

G Abbildung 20.16 Weiche Schatten durch Shadow-Maps

Abbildung 20.17 Harte Schatten durch Raytracing

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G Abbildung 20.18 Flächenschatten durch virtuelles Flächenlicht

Fläche Flächenschatten (Abbildung 20.18) beseitigen eine Ungenauigkeit, die bei weichen Schatten entsteht. Sie berücksichtigen die Tatsache, dass Schatten zum Objekt hin schärfer und härter, vom Objekt entfernt dagegen immer weicher und transparenter verlaufen. Zur Berechnung dieser Flächenschatten verwendet Cinema 4D die Lichtquellen-Form, die Sie auf der Details-Seite des Lichtquellen-Dialogs festlegen – egal, ob Sie ein Flächenlicht verwenden oder nicht. Die Qualität regulieren Sie über die Parameter Genauigkeit und Samples auf der Seite Schatten. Der Preis für die hohe Qualität sind im Vergleich wesentlich längere

20.4 Schatteneigenschaften | 361

TIP P Bei der Farbe eines Schattens kommt ein Phänomen der Sinneswahrnehmung ins Spiel. Ein Schatten wirkt natürlicher, wenn er Anteile der Komplementärfarbe zur Lichtfarbe enthält. Ausgehend vom RGBFarbmodell ermitteln Sie die Komplementärfarbe durch Mischung der beiden anderen Farbbereiche.

Gelbes Licht wirft also beispielsweise violetten Schatten, rotes Licht dagegen hellblauen Schatten. Wohlgemerkt: es handelt sich um eine Sinneswahrnehmung, beeinflusst durch das von der Umgebung reflektierte Licht, die Lichthelligkeit und -reinheit, nicht um eine physikalische Gesetzmäßigkeit.

Render-Zeiten. Häufig kommen Sie mit weichen Schatten und den richtigen Schatteneinstellungen aus. Die Schatten-Seite teilt sich im Wesentlichen in drei Bereiche auf, in denen Sie die Feinjustierungen vornehmen können: Dichte und Farbe In diesem obersten Feld kontrollieren Sie das allgemeine Aussehen des Schattens. Der Dichte-Wert betrifft die Opazität des Schattens – 100 % Dichte heißt also absolut lichtundurchlässig. Nach Klick auf den Farb-Chip können Sie die Schattenfarbe definieren. Das Kontrollfeld zur Berücksichtigung von transparenten Schatten bei transparenten Objekten ist standardmäßig aktiv, auf Wunsch können Sie auch die Clipping-Einstellungen der DetailsSeite in Anspruch nehmen. Map und Samples Die Größe der eingestellten Shadow-Map entscheidet mit über die Weichheit und Genauigkeit des Schattens. Zwar sinken mit niedrigerer Map-Auflösung die Härte und der Speicherbedarf, genauso aber auch die Qualität. Als Gegenmaßnahme setzen Sie den Sample-Radius, also die Berechnungsgenauigkeit herauf. Mit Bias korrigieren Sie einen eventuellen Abstandsfehler zwischen Objekt und Schatten. Dabei spielt die Größe des Objekts eine Rolle. Maxon rät zu einem Wert von ein oder zwei Metern, bei extrem großen Objekten sollte der Bias heraufgesetzt werden. Außerdem können Sie festlegen, welche Parallele Breite die Projektionsfläche bei parallelen Lichtquellen hat und ob der Schatten nur als Umriss gezeichnet werden soll. Kegel Hier können Sie einstellen, ob statt der kompletten Berechnung nur ein Schatten-Kegel Verwendung finden soll.

20.5 Sichtbares Licht Wer sichtbares Licht richtig einsetzt, kann damit aufsehenerregende Effekte erzielen. Es unterscheidet sich von normalem Licht grundsätzlich dadurch, dass der komplette Weg des Lichts von der Quelle bis zum beschienenen Objekt wie eine Art Schein oder Nebel zu sehen ist. Sie können zwischen normalem sichtbarem, volumetrischem und invers volumetrischem Licht wählen. Für die Feineinstellung besitzt das sichtbare Licht einen Extrabereich (Abbildung 20.19).

362 | 20 Lichtquellen

So können Sie explizit für das sichtbare Licht die Axiale und Radiale Abnahme festlegen. Zur Kontrolle der Dichte des Lichtkegels ist es zudem möglich, die allgemeine Äußere und Innere Distanz sowie bei Punkt-Lichtquellen die Relative Größe anzugeben. Kommen wir zur Sample-Dichte. Ein Sample-Wert drückt grundsätzlich die Genauigkeit aus, mit der eine Berechnung stattfinden soll, seien es nun Lichtstrahlen, Schatten oder das volumetrische Licht. Die Sample-Dichte für das volumetrische Licht legt also fest, wie exakt die Map für die Berechnung herangezogen wird – je feiner die Details, desto kleiner die SampleDichte. Ziehen Sie eine Verkleinerung der Sample-Dichte dann in Betracht, wenn der volumetrische Lichtschein Artefakte aufweist. Auch hier gilt wieder: Je exakter das Sampling, desto höher fällt die Rechenzeit aus. Mit den Feldern Helligkeit und Staubeffekt erreichen Sie den Effekt, der vorher schon zur Sprache kam: Rauch und Qualm über die Partikelsysteme. Mit niedriger Helligkeit und einem Staubanteil entziehen Sie Licht und lassen den Lichtschein dunkel und staubig wirken – ideal als Partikel für einen Rauchemitter. Über Dithering erhält das sichtbare Licht eine zusätzliche Überarbeitung, die diese unerwünschten Artefakte verhindert. Unabhängig von der generellen Lichtfarbe kann sichtbares Licht eine Eigenfarbe oder auch einen Gradienten (Farbverlauf) besitzen.

G Abbildung 20.19 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Sichtbarkeit-Seite

Einfaches sichtbares Licht Einfaches sichtbares Licht beschreibt den gesamten Lichtkegel bzw. -radius inklusive aller eingestellten Detailparameter. Dabei durchdringt es allerdings ungestört alle Objekte, die sich im Lichtkegel befinden. Mit einfachem sichtbaren Licht können Sie Lichter in geschlossene Objekte hineinsetzen, während das volumetrische Licht dadurch komplett ausgeschaltet würde. Ein weiterer Vorteil des einfachen sichtbaren Lichts ist die im Vergleich zum volumetrischen Licht geringe Prozessorbeanspruchung. Was es auch für einen anderen Verwendungszweck prädestiniert: In Zusammenarbeit mit Partikelsystemen kreieren Sie Rauch, Nebelschwaden und viele andere Spezialeffekte, solange sie keine Probleme mit Volumendurchdringung verursachen. Volumetrisches Licht Im Unterschied zum einfachen sichtbaren Licht durchdringt volumetrisches Licht die Objekte nicht. Die Lichtstrahlen erkennen an der Shadow-Map die Umrisse des Objekts und enden dort, wo der Körper anfängt (Abbildung 20.20).

20.5 Sichtbares Licht | 363

Durch diesen zusätzlichen Rechenaufwand steigt freilich auch die Render-Zeit an. Es gibt natürlich auch triftige Gründe, die für das volumetrische Licht sprechen: Abgesehen vom physikalisch korrekteren Ansatz lassen sich mit ihm atemberaubende atmosphärische Lichteffekte erzielen. Invers volumetrisches Licht Invers deswegen, weil es den Spieß umdreht: Nicht die Lichtquelle wirft das sichtbare Licht, sondern der Objektbereich, den das volumetrische Licht anstrahlt (Abbildung 20.21).

Abbildung 20.20 Volumetrisches Licht

Abbildung 20.21 Invers volumetrisches Licht

G

G

20.6 Noise Unregelmäßigkeiten, wie sie mit dem Noise-Effekt (Abbildung 20.22) möglich sind, erhöhen die Glaubwürdigkeit der Szene. Als klassisches Beispiel sei der Lichtstrahl eines Autoscheinwerfers in Nebelschwaden genannt. Abbildung 20.22 E Volumetrisches Licht mit Noise

364 | 20 Lichtquellen

Diese Noise-Störungen aktivieren Sie über das Feld Noise auf der Allgemein-Seite. Noise können Sie wahlweise auf die beleuchtete Fläche (Beleuchtung), auf das sichtbare Licht (Sichtbarkeit) oder Beides anwenden. Auf der Noise-Seite (Abbildung 20.23) finden Sie die aufgeschlüsselten Parameter für den Noise-Effekt. Dankenswerterweise besitzt dieser Dialogteil eine Vorschau zur besseren Beurteilung der Modifikationen. So erkennen Sie schnell im Voraus, inwieweit sich Ihre Veränderungen auf das Licht auswirken. Bei der Art der Störung wählen Sie zwischen einfachem Noise, was eine Art Wolkenstruktur mit sich bringt, sowie weichen, harten oder wellenförmigen Turbulenzen. Analog zu den Einstellungen eines Noise-Shaders können Sie Geschwindigkeit, Helligkeit und Kontrast der Störung regulieren. Durch die Verwendung von lokalen Koordinaten verknüpfen Sie die Störungen mit der Lichtquelle – was im Regelfall nicht erwünscht ist, da Licht mangels Materie keine Nebelschwaden beeinflussen kann. Neben der Körnung (Oktaven) der Turbulenzen und der NoiseGeschwindigkeit lassen sich Helligkeit, Kontrast, Größe, Intensität und die Eigenschaften des Windes regulieren.

20.7 Linseneffekte Linseneffekte sind genau genommen Abbildungsfehler, die durch kleinste Materialfehler und daraus resultierenden Spiegelungen in den Linsen realer fotografischer Kamerasysteme entstehen (Abbildung 20.24). G Abbildung 20.23 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Seiten Allgemein, Sichtbarkeit und Noise

F Abbildung 20.24 Linseneffekt mit Reflexionen

Um diese beliebten Effekte nachzuahmen und der Szene einen fotografischen Ausdruck zu verleihen, bietet Ihnen Cinema 4D einen Baukasten mit beliebigen Kombinationsmöglichkeiten.

20.7 Linseneffekte | 365

Abbildung 20.25 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Linsen-Seite G

Abbildung 20.26 Glühen-Dialog

E

Abbildung 20.27 Reflexe-Dialog

EE

Die Seite Linsen (Abbildung 20.25) beherbergt die Grobeinstellungen für den Lichteffekt. Für die Feindefinition kommen die enthaltenen Glühen- und Reflexe-Felder (Abbildungen 20.26 und 20.27) zur Anwendung. In diesen Feldern finden Sie auch bereits vorgefertigte Sets an Glüh- und Reflexkombinationen. Wenn Sie dort nicht fündig werden, stellen Sie sich einfach Ihre eigenen Sets zusammen. Die Linseneffekt-Dialoge sind eine wahre Spielwiese zum Experimentieren, auch wenn der Umgang mit ihnen etwas gewöhnungsbedürftig ist. Versuchen Sie, den Linseneffekt realistisch aussehen zu lassen. Eine Szene mit Linseneffekt, der hundert verschiedene Farben und Formen der Reihe nach annimmt, spricht zwar für Ihren Arbeitseifer, stellt aber in Frage, ob Sie jemals einen echten Linseneffekt gesehen haben. Egal ob Sie den Linseneffekt für die beleuchtende Lichtquelle produzieren oder ihn als Beiwerk in die Szene stellen – er ist immer Resultat entgegengesetzten Lichts. Unterstützen Sie den Effekt im letzteren Fall durch gleich gerichtete Beleuchtung umliegender Objekte. Und übertreiben Sie es nicht mit den Linseneffekten. Jeder zu oft angewendete Effekt wirkt irgendwann abgedroschen.

20.8 Lichtausschluss Über den Reiter Projekt im Einstellungsdialog der Lichtquelle können Sie bestimmen, auf welche Objekte ein Licht wirken soll. Eine wichtige Funktion, denn oft liegen wichtige Details verborgen, die mit einem Extralicht bedacht werden müssen. Damit dieses zusätzliche Licht nicht ungewollt andere Objekte beleuchtet, schließen Sie die anderen Objekte einfach aus – oder das zu beleuchtende Objekt ein.

366 | 20 Lichtquellen

In der Szene aus Abbildung 20.28 befinden sich insgesamt zwei farbige Lichtquellen, sowie drei weiße Röhren-Objekte und eine weiße Kugel. Die blaue Lichtquelle beleuchtet alle Objekte der Szene, mit Ausnahme des äußeren Rings. Die rote Lichtquelle dagegen beleuchtet alle Objekte der Szene, aber nicht den innersten Ring um die Kugel. Wo beide Lichtquellen wirken dürfen, also auf den Boden, den mittleren Ring sowie die Kugel, ergibt sich an den meisten Stellen eine violette Mischfarbe bzw. ein Farbverlauf. Da auf den äußersten Ring ausschließlich die rote Lichtquelle leuchtet, hat die blaue Lichtquelle hier keinen Einfluss. Umgekehrt ist die rote Lichtquelle von der Beleuchtung des blauen Rings ausgeschlossen, so dass dieser Ring nur von der blauen Lichtquelle angestrahlt wird und seine Blaufärbung behält. Abbildung 20.28 Objektspezifische Beleuchtung durch Lichtausschluss F

Abbildung 20.29 zeigt, wie die Licht-Exklusionen für die Objekte definiert wurden. Im Projekt-Reiter des roten Lichts befinden sich das äußere und mittlere Röhren-Objekt zusammen mit Kugelund Boden-Objekt im Modus Einschließen. Analog dazu wurde im Szene-Feld der blauen Lichtquelle statt des äußeren RöhrenObjekts das innerste Röhren-Objekt eingeschlossen. Um beliebige Objekte von einer Beleuchtung und den zugehörigen Bedingungen wie Glanzlichtern und Schattenwurf auszunehmen, ziehen Sie einfach die gewünschten Objekte per Drag & Drop aus dem Objekt-Manager in das Objekt-Feld des Szene-Reiters und wählen den Exklusions-Modus aus. Über die vier zusätzlichen Symbole neben dem Icon des Objekts können Sie außerdem ein- bzw. ausschließen, ob bei der Exklusion die Beleuchtung selbst, das Glanzlicht, der Schattenwurf und die untergeordneten Objekte berücksichtigt werden. Auf diese Weise haben Sie alle Mittel zur Hand, die Beleuchtung durch Ihre Lichtquellen objektorientiert auszusteuern.

G Abbildung 20.29 Lichtausschluss auf der Szene-Seite

20.8 Lichtausschluss | 367

20.9 Lichtwerkzeug

Abbildung 20.30 Lichtwerkzeug

G

Nachdem Sie nun die Lichtobjekte und ihre vielfältigen Einstellungsmöglichkeiten kennen, soll es darum gehen, wie Sie mit den Lichtquellen im Editor arbeiten. Natürlich können Sie jedes LichtObjekt separat platzieren und testen, ob die gewählte Position Ihren Erwartungen entspricht. Mit dem interaktiven Lichtwerkzeug in Cinema 4D gestaltet sich die Ausleuchtung einer Szene mit Lichtquellen aber wesentlich einfacher und intuitiver. Anstatt mit einer Vielzahl von Lichtquellen und Zieldefinitionen langwierig zu hantieren, zäumt man das Pferd von der anderen Seite auf. Ausgehend von der zu beleuchtenden Stelle wird die dafür nötige Lichtquelle generiert. Natürlich können Sie auch mehrere Lichtquellen gleichzeitig und im Zusammenklang positionieren, einstellen und beurteilen. Das Lichtwerkzeug aktivieren Sie über das Menü Werkzeuge (Abbildung 20.30). Jeder Klick an eine freie Stelle des Editors erzeugt von diesem Moment an eine neue Lichtquelle. Nachdem für die erste Lichtquelle eine ungefähre Ausgangsposition gefunden ist, kann die Ausrichtung der Lichtquelle über eine gelbe Zielmarkierung erfolgen (Abbildung 20.31). Bei gedrückt gehaltener Maustaste verschiebt sich die Zielmarkierung des Beleuchtungsmittelpunkts entsprechend der Mausbewegung. Bei zwei oder mehr in der Szene befindlichen Lichtquellen orientiert sich das Werkzeug an der für den Beleuchtungspunkt stärker beteiligten Lichtquelle (Abbildung 20.32).

Abbildung 20.31 Ausrichtung der Lichtquelle mit dem Lichtwerkzeug G

Abbildung 20.32 Ausrichtung einer zweiten Lichtquelle G

Damit ist es bei den interaktiven Möglichkeiten mit dem Lichtwerkzeug aber noch nicht getan. Mit gedrückt gehaltener (ª)Taste verändern Sie die Distanz der Lichtquelle zum Objekt.

368 | 20 Lichtquellen

Die (Strg)/(ctrl)-Taste verringert bzw. erhöht die Helligkeit der Lichtquelle im Editor. Bei einer Spot-Lichtquelle bewirkt die Kombination aus beiden Tasten die Veränderung des Lichtkegels der Lichtquelle (Abbildung 20.33). Abbildung 20.33 Interaktives Einstellen einer Spot-Lichtquelle im Editor F

Neben den interaktiven Möglichkeiten bietet Ihnen das Lichtwerkzeug auch einen Einstellungsdialog, in dem Sie festlegen, wie das Werkzeug im Editor arbeiten soll. Der Modus (Abbildung 20.34) definiert die Interaktion der Lichtquelle mit dem beleuchteten Körper. Während der Trackball-Modus die Oberfläche relativ grob abschätzt, reagiert der Oberfläche-Modus dagegen sehr empfindlich auf Unebenheiten oder Vorsprünge am Objekt, dies funktioniert allerdings nur bei polygonalen Objekten. Die Diffusplazierung sorgt über eine exakt senkrecht zur Oberfläche stehende Lichtquelle für eine maximale Beleuchtung des Bereichs, mit der Glanzlichtplazierung steuern Sie die Lichtquelle durch genaue Positionierung des Glanzlichts am Körper. Ähnlich arbeitet der Modus Ziel, hier wird bei Spot-Lichtquellen der Mauszeiger als Ziel angesehen. Die Selektionsmethode teilt dem Lichtwerkzeug bei mehreren beteiligten Lichtquellen mit, ob die maßgebliche Lichtquelle durch den anliegenden Winkel an der Oberfläche oder stattdessen durch die verursachte Helligkeit ausgewählt werden soll (Abbildung 20.35). Durch Deaktivierung der Option Nur Lichter bearbeiten können Sie das praktische Lichtwerkzeug etwas artentfremden und auch beliebige andere Objekte mit ihm auf die nunmehr bekannte Vorgehensweise platzieren. So erreichen Sie beispielsweise, dass sich die Spiegelung bestimmter umliegender Objekte an genau der Stelle eines sich spiegelnden Objekts befindet, die Sie sich vorstellen.

Abbildung 20.34 Einstellungsdialog des Lichtwerkzeugs G

Abbildung 20.35 Selektionsmethode G

20.9 Lichtwerkzeug | 369

TIP P Bewahren Sie Szenen bzw. Aufbauten der Lichtquellen, die Ihnen zusagen, auf. Im Idealfall brauchen Sie für das nächste Projekt dann nur die Objekte auszutauschen.

Wenn Sie die gelb- bzw. rötlich hervorgehobenen Markierungen des Lichtwerkzeug-Cursors ausblenden möchten, deaktivieren Sie die Option Markierung. Im Pivot-Modus arbeiten Sie genau im umgekehrten Sinn. Hier geben Sie über den Mauszeiger nicht den Beleuchtungspunkt, sondern einen starken Schattenbereich an.

20.10 Szenen ausleuchten Bei der Ausleuchtung von Szenen stellt sich zuerst die Frage, welche Art von Lichtquelle für den jeweiligen Einsatzzweck in Frage kommt. Im Prinzip haben alle Lichtquellen ihre Aufgabenbzw. Einsatzgebiete – richten Sie sich einfach am besten nach der Art der realen Lichtquelle, die Sie simulieren möchten. Die flexibelsten Lichter sind eindeutig die Spot-Lichtquellen, da sie dank ihres eingeschränkten Wirkungskreises sehr selten andere Bereiche behindern oder verfälschen. Das Punktlicht ist etwas unhandlicher, aber für Standardzwecke absolut brauchbar. Abbildung 20.36 E Über Drei-Punkt-Beleuchtung ausgeleuchtetes Motorrad

Bauen Sie jede Lichtquelle einzeln auf, und stellen Sie sie ein. Wenn Sie das Lichtwerkzeug benutzen und mehrere Lichtquellen in einem Durchgang positionieren, achten Sie stets auf die Wechselwirkung der Lichter. Sind bereits mehrere Lichter in der Szene enthalten, schalten Sie die anderen aus. Um die Wirkung von Lichtquellen beurteilen zu können, bietet sich eine gut erkennbare, knallige Lichtfarbe an. Am Schluss ändern Sie die Farben natürlich, zuvor haben Sie aber einen guten Überblick, wo sich Lichter und Objekte treffen. Die sogenannte Drei-Punkt-Beleuchtung (Abbildung 20.36) kann als Richtschnur Verwendung finden. Dieses Prinzip beruht auf drei Lichtquellenarten, einem Haupt- oder Key-Licht, einem

370 | 20 Lichtquellen

Füll-Licht und einem Back-Licht. Die Bezeichnung »Drei-PunktBeleuchtung« sollten Sie dabei nicht so verstehen, dass Sie nur drei Lichter platzieren sollten oder dürften. Je nach Szene bzw. Objekt kann das funktionieren, muss aber nicht. Insofern ist der Begriff also nicht wörtlich zu nehmen, sondern nur als Richtlinie für die grobe Positionierung und Einstellung der Ausleuchtung. Haupt-, Führungs- oder Key-Licht Das Key-Licht ist grundsätzlich das hellste Licht einer Szene, es beleuchtet zumeist die ganze Szenerie oder einen Großteil des Objekts (Abbildung 20.37). Abbildung 20.37 Beleuchtung mit Haupt- bzw. Key-Licht F

Diesem Licht kommt die meiste Bedeutung zu, da Sie über diese Lichtquelle die Hauptaussage der Szene treffen. Es arbeitet für Sie die wichtigen Details aus dem Objekt heraus. In Abbildung 20.38 bzw. 20.39 steht das Key-Licht rechts von der Kamera, es beleuchtet das Motorrad von rechts oben und verbreitet sich großzügig über das komplette Bike.

Abbildung 20.38 Position des Haupt- bzw. Key-Lichts von oben

G

Abbildung 20.39 Position des Haupt- bzw. Key-Lichts von rechts

G

20.10 Szenen ausleuchten | 371

Das Licht selbst ist weiß bei 90 %iger Helligkeit und wirft einen weichen Schatten. Für den Schatten wurde eine Schatten-Map von 750 x 750 verwendet, der Sample-Radius beträgt dabei 8. Die Position ist so gewählt, dass der Schatten, den das Motorrad auf den Boden wirft, nicht zu aufdringlich hervortritt und vom eigentlichen Bildinhalt ablenkt. Prinzipiell sollten Sie beachten, dass sich der Winkel zwischen Kamera und Key-Licht im Bereich von 15 °– 45 ° bewegt, sonst wirkt das Objekt flach, die Glanzlichter liegen dann zu weit vorne. Das Key-Licht wird in dieser Szene auch das einzige Licht sein, das für Glanzlichter auf dem Motorrad sorgt. Für die korrekte Position des Key-Lichts gibt es keine Vorschriften, im Gegenteil, durch die geschickte Wahl von Position und Winkel geben Sie der Szene einen charakteristischen Anstrich. Dabei sollten Sie darauf achten, welche Schatten das Objekt durch seine Extremitäten auf sich selbst wirft – oder ob sogar ungewollt dunkle Stellen durch nicht ausreichende Beleuchtung entstehen. Key-Lichter werfen je nach Lichtquelle meist (fast) weißes Licht und den stärksten, dunkelsten Schatten. Der Betrachter nimmt das Key-Licht als erstes und wichtigstes Licht zur Kenntnis, daher sollte auch der Schatten des Key-Lichts der auffallendste und bestimmendste Schatten der gesamten Szenerie sein. Füll-Licht Das Füll-Licht setzt ein Gegengewicht zum Haupt- bzw. KeyLicht. Es ergänzt und erweitert die vom Key-Licht geschaffene Beleuchtung. Abbildung 20.40 E Szene um Füll-Licht ergänzt

Das Füll-Licht ist stets dunkler als das Key-Licht, in vielen Fällen auch mit einem Farbton versehen. Je nachdem, wie das Verhältnis der Helligkeiten von Key- und Füll-Licht ausfällt, ist das Ergebnis

372 | 20 Lichtquellen

kontrastreicher oder -ärmer. Füll-Licht konkurriert nicht mit dem Hauptlicht, es ist dunkler, würde aber trotzdem reichen, um das Objekt zu beschreiben. Das Füll-Licht in Abbildung 20.41 steht im Vergleich zum KeyLicht (Abbildung 20.42) auf der linken Seite des Motorrads. Es ist außerdem leicht unterhalb der Kamera positioniert. Die Helligkeit der Lichtquelle beträgt 30 %, das Verhältnis von Key-Licht und Füll-Licht beträgt also 3 : 1 .

Abbildung 20.41 Position des Füll-Lichts von oben

G

Abbildung 20.42 Position des Füll-Lichts von rechts

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Die Stellen am Motorrad, die das Key-Licht alleine nicht erreichen und ausfüllen konnte, sind nun ausgeleuchtet und besser sichtbar. Auf zusätzlichen Schattenwurf habe ich verzichtet. Apropos Schatten: Der Schatten eines Key-Lichts sollte nicht vom Füll-Licht verwaschen werden. Ob Sie dem Füll-Licht einen Schatten zuordnen, bleibt Ihnen überlassen. Er sollte aber hell sein oder zumindest nicht störend wirken. Es ist durchaus möglich, mit mehreren Füll-Lichtern zu arbeiten. H I N W EI S

Back-Licht Das Back-Licht soll das Profil bzw. den Umriss des Objekts nachzeichnen und das Objekt sichtbar vom Hintergrund trennen. Back-Lichter sind meist farbig, wobei sich die Farbe nach den Objekt- und Hintergrundfarben richten muss. Im Prinzip ähnelt die Funktionsweise dieses Lichts einer indirekten Beleuchtung, die Sie über eine separate Lichtquelle selbst bewerkstelligen. Die Position des Back-Lichts befindet sich von oben gesehen hinter dem Objekt. Die Beleuchtung erfolgt von oben, in Ausnahmefällen – in denen ein Back-Licht oder auch mehrere für interessante Hervorhebungen sorgen – kann das Back-Licht auch in der Höhe variieren. Nach den beiden ersten Lichtern hat das

Dem Verhältnis der Helligkeiten von Key- und Füll-Licht entspringen die Bezeichnungen »High-Key«- und »Low-Key«Bilder. Bei High-Key-Bildern ist der Unterschied von Key- und FüllLicht gering, die Szene ist sehr hell. Low-Key-Bilder dagegen besitzen einen ausgeprägten Unterschied von Key- zu FüllLicht und tauchen die Szene in ein eher düsteres Ambiente.

20.10 Szenen ausleuchten | 373

Motorrad schon gar nicht schlecht ausgesehen, nur die Stellen hinter den Zylindern, am Sattel und auf den Felgen könnten noch besser herauskommen. Abbildung 20.43 E Szene um Back-Licht ergänzt

Um dem abzuhelfen, sitzt in Abbildung 20.44 bzw. 20.45 schräg über dem Motorrad ein hellblaues Back-Licht, das außerdem der ganzen Szene eine leichte Färbung mitgibt.

Abbildung 20.44 Position des Back-Lichts von oben

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Abbildung 20.45 Position des Back-Lichts von rechts G

Back-Lichter sind nicht immer zwingend notwendig. Unterscheiden sich Objekt und Hintergrund stark und sind alle Details gut zu erkennen, können Sie auch durchaus ohne Back-Licht auskommen. Es ist dafür gedacht, schöne Details zu betonen, die sonst übersehen oder zugedeckt würden. Back-Lichter werfen in der Regel keinen Schatten. Licht ist ein unglaublich vielseitiges und schönes »Werkzeug«. Je mehr Sie testen und probieren – besonders das Lichtwerkzeug lädt dazu ein –, desto leichter fällt Ihnen die Ausleuchtung Ihrer Szenen.

374 | 20 Lichtquellen

KAPITEL 21

21

Umgebungsobjekte

Mit ein paar modellierten und texturierten Objekten ist eine Szene in den seltensten Fällen vollständig. Dazu gehört auch meist eine Umgebung, die mal Boden, mal Himmel oder Hintergrund sein kann. Herkömmliche Objekte scheiden dafür für gewöhnlich aus, da sie eine endliche Ausdehnung haben und die richtige Positionierung ziemlich schwerfallen kann. Cinema 4D bietet dafür die Umgebungsobjekte an. Zu den Umgebungsobjekten gehören Boden, Himmel, Umgebung sowie Vorder- und Hintergrund. Sie alle besitzen die Gemeinsamkeit, dass ihre Ausdehnung praktisch unendlich ist. Wenn Sie also eine Ebene oder einen Himmel erstellen möchten, brauchen Sie sich nicht um die Größe des Objekts zu kümmern, lediglich eine Texturierung und eventuell eine Positionierung des Objekts stehen noch an. Bei den texturierbaren Umgebungsobjekten spielt die Kachelung im Textur-Tag eine große Rolle – schließlich handelt es sich um Objekte unbegrenzter Größe. Eine extrem große Textur macht sich eher in einem langsamen Rechner als durch einen positiven Eindruck beim Rendering bemerkbar. Auf der anderen Seite ist durch eine häufige Kachelung die Gefahr der sichtbaren Wiederholung sehr groß. Um diesen Effekt zu unterbinden, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum einen sind Sie nicht auf nur ein einziges Bodenoder Himmel-Objekt festgelegt. Mit mehreren, ein wenig versetzt und gedreht übereinanderliegenden Böden verringern Sie die Wahrscheinlichkeit bzw. Häufigkeit der sich wiederholenden Muster. Zum anderen hilft Ihnen die Tiefenunschärfe weiter, denn es ist absolut realistisch, wenn ab einer gewissen Entfernung die Texturen am Horizont ineinander verschwimmen. Keines der Umgebungsobjekte enthält eine im wörtlichen Sinne »greifbare« Geometrie, einen echten Einstellungsdialog finden Sie ausschließlich bei der Umgebung. Demzufolge lassen sich Umgebungsobjekte auch nicht in Polygon-Objekte umwandeln, um zum Beispiel aus einem Boden eine Hügellandschaft zu formen. Diese Einschränkung beeinträchtigt Sie aber keines-

G Abbildung 21.1 Umgebungsobjekte in der Palette der Szene-Objekte

21 Umgebungsobjekte | 375

wegs. Im Gegenteil, in Verbindung mit dem Stage-Objekt kann zwischen verschiedenen Umgebungsobjekten schnell und problemlos gewechselt werden, sei es nun vom Wolkenhimmel zum Sternenhimmel oder vom fast undurchdringbaren Nebel zum leichten Morgendunst. Die Umgebungsobjekte befinden sich alle im Menü Erzeugen • Umgebung (Abbildung 21.1) bzw. in der Palette der Umgebungsobjekte. Die Darstellung der Umgebungsobjekte im Objekt-Manager ist auf das Wesentliche reduziert. Vom Boden-Objekt sehen Sie eine Fläche von ca. 2.000 x 2.000 Einheiten, das Himmel-Objekt gibt sich durch seine Achse zu erkennen, und das UmgebungObjekt macht sich nur durch seinen Eintrag im Objekt-Manager bemerkbar.

21.1

Boden

Das Boden-Objekt entspricht einer in XZ-Richtung unendlich ausgedehnten Ebene. Es lässt sich nicht nur in Y-Richtung verschieben, sondern auch entlang aller Achsen rotieren. Abbildung 21.2 E Boden-Objekt als Himmel und Boden

Abbildung 21.2 zeigt insgesamt drei Boden-Objekte, von denen zwei rotiert wurden. Sie erstrecken sich nach wie vor unendlich in alle Richtungen, können aber beliebig als Wände, Himmel oder Böden eingesetzt werden. Boden-Objekte sind auch nicht zwangsweise massiv. Mit einer Textur mit Alpha-Kanal (Ebene mit Karo-Muster) verhalten sie sich wie jedes andere Objekt. Auf diese Weise lassen sich auch problemlos Himmel mit unterschiedlichen Wolkenstrukturen schichten. Im Unterschied zu den anderen Umgebungsobjekten können Boden-Objekte nicht mit dem Stage-Objekt gesteuert oder animiert werden.

376 | 21 Umgebungsobjekte

21.2

Himmel

Das Himmel-Objekt ist eine hinter allen anderen Objekten der Szene befindliche unendlich ausgedehnte Kugel. Sie erkennen die Kugelform im linken Teil von Abbildung 21.3, die farbigen Linien des Tiles-Shaders verdeutlichen die Krümmung. Als Projektionsarten eignen sich, je nachdem, wo Sie mit Verzerrungen leben können, Kugel- und Quader-Mapping oder genauso Shrink-Wrapping, wenn Sie mit der Kamera viel in den Zenit schwenken. Besonders beim Himmel-Objekt tritt häufig das Kachelmuster-Problem auf, oft ist eine gemischte Verwendung mit Boden-Objekten oder ein sehr großes parametrisches KugelObjekt zu bevorzugen. Anders als beim Boden-Objekt ist jeweils nur ein Himmel-Objekt gültig – Objekte, die in alle Richtungen unendlich ausgedehnt sind, lassen sich schlecht verschieben. Mit dem Stage-Objekt schalten Sie zwischen Himmel-Objekten um.

Abbildung 21.3 Himmel-Objekt

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21.3

Abbildung 21.4 Umgebung-Objekt, rechts mit blauem Nebel

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Umgebung

Mit einer Umgebung tauchen Sie eine Szene in eine farbige Umwelt (Abbildung 21.4 links), auf Wunsch in Nebel (rechts). Die Umgebung ist das einzige Umgebungsobjekt, das neben der Zusammenarbeit mit dem Stage-Objekt Einstellungen bietet. In seinem Dialog (Abbildung 21.5) definieren Sie für die diffuse Umwelt der Szene die Farbe und Helligkeit des Umgebungslichts. Im zweiten Teil des Dialogs können Sie eine in Nebel getauchte Umgebung anlegen. Hier stellen Sie die Farbe und Helligkeit des Umgebungsnebels ein. Außerdem legen Sie über das DistanzFeld fest, nach welcher Strecke der Nebel absolut opak ist und keinen Lichtstrahl mehr durchlässt.

G Abbildung 21.5 Einstellungsdialog Umgebung

21.3 Umgebung | 377

Eine Umgebung ist unendlich ausgedehnt, zudem kann immer nur ein Umgebung-Objekt aktiv sein. Ein aktiver Nebel, dessen Distanz selbstredend spätestens bei der unendlichen Entfernung komplett undurchsichtig ist, verdrängt bzw. überdeckt Bodenund Himmel-Objekte. Umgebungen eignen sich gut, um eine Szene mit einem ambienten Licht auszustatten, sei es nun beim morgendlichen Dunst, in einer außerhalb Bayerns liegenden verrauchten Kneipe oder einer stimmungsvollen Abenddämmerung. Sie können Umgebung-Objekten auch 3D-Shader zuweisen, um beispielsweise animierte Umgebungseffekte zu erzeugen.

21.4 Vorder- und Hintergrund Vorder- und Hintergrund-Objekte sind Ebenen, mit denen Cinema 4D für Sie Texturbilder in den absoluten Vordergrund bzw. Hintergrund stellt.

Abbildung 21.6 Vordergrund-Objekt G

Abbildung 21.7 Hintergrund-Objekt G

Häufigste Verwendung finden diese Objekte für die Einblendung von 2D-Elementen im Vordergrund (wie das TV-Logo in Abbildung 21.6) oder beim Einbau dreidimensionaler Objekte in ein 2D-Hintergrundbild für schnelle Visualisierungen (Abbildung 21.7), wenn es nicht auf eine absolut perfekte Integration inklusive Schattenwurf auf Unter- bzw. Hintergrund ankommt. Als Mapping-Methode ist logischerweise ausschließlich Frontal-Mapping erlaubt. Die anderen Projektionsarten sind zwar verfügbar, es funktioniert aber nur die frontale Projektion. Damit ein Vordergrund-Objekt dahinterliegende Objekte freigibt, benötigt die Textur einen Alpha-Kanal.

378 | 21 Umgebungsobjekte

KAPITEL 22

22

Physikalischer Himmel (Sky)

Sky bzw. der physikalische Himmel ermöglicht realistische Himmels- und Wettereffekte in den Cinema 4D-Versionen Visualize und Studio. Sky bietet neben Licht und physikalischen Himmeln alles, was zum Szenenbau in freier Natur gehört. Auch Sterne und Planeten, 2D- und 3D-Wolken, Regenbogen, Nebel und Sonnenstrahlen können realisiert werden. Im Content Browser finden Sie zahlreiche Himmel- und Wetter-Presets, die einen guten Ansatzpunkt für Ihre eigenen Kreationen bieten. Alle an Sky beteiligten Objekte und Werkzeuge finden Sie im Menü Erzeugen • Physikalischer Himmel (Abbildung 22.1). Nach Auswahl des gleichnamigen Objekts befindet sich ein SkyObjekt im Objekt-Manager, dessen Einstellungen Sie wahlweise über den Attribute-Manager oder nach einem Doppelklick auf das Sky-Objekt im Sky-Manager vornehmen.

G Abbildung 22.1 Sky-Objekte im Menü Erzeugen

F Abbildung 22.2 Standard-Himmel mit Positions-HUD

Im Editor finden Sie bereits einen wolkenlosen Basis-Himmel als Einstieg vor. Zur Orientierung dient ein grünes Positions-HUD mit den Himmelsrichtungen und dem Sonnenstand (Abbildung 22.2). Die Beleuchtung übernehmen Sonnen- bzw. Mond-Lichtquellen, die Sie über die Zeit- und Ortparameter steuern. Der Einstellungsdialog des Sky- bzw. Physikalischer HimmelObjekts (Abbildung 22.3), den Sie nach Doppelklick erreichen, umfasst alle den Himmel betreffenden Parameter.

22 Physikalischer Himmel (Sky) | 379

Neben Zugang zu den Presets haben Sie auf der Basis-Seite die Kontrolle über die Generierung von Himmel, Sonne, Atmosphäre und (2D-)Wolken. Zusätzlich ist ein eigenes Feld für die Berechnung von Spezialeffekten, wie Volumetrische (3D-)Wolken, Nebel, Regenbogen, Sonnenstrahlen und Sky-Objekte, reserviert. Zu jeder aktivierten Option gesellt sich eine weitere Seite mit den zugehörigen Einstellungsmöglichkeiten hinzu.

22.1

Sky-Einstellungen

Zeit und Position Über die auf der Seite Zeit und Position (in Abbildung 22.4 im Sky-Manager) abgefragten Datums-, Zeit- und Positionsangaben generiert Sky die passende Umgebungsbeleuchtung. Suchen Sie sich wahlweise aus einer ziemlich umfangreichen Ortsdatenbank die Position Ihrer Wahl, oder definieren Sie die Position über den Längen- und Breitengrad numerisch.

G Abbildung 22.4 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Himmel-Seite

Abbildung 22.3 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Basis-Seite

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G Abbildung 22.5 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Himmel-Seite

Himmel Auf der Seite Himmel des Einstellungsdialogs (Abbildung 22.5) unterscheidet man zunächst zwischen physikalischem (Abbildung 22.6) und herkömmlichem Himmel (Abbildung 22.7). Physikalischer Himmel verwendet intern Spektralfarben und weist einen höheren Helligkeitsumfang auf. Er eignet sich daher besser für Renderings mit globaler Illumination und liefert allge-

380 | 22 Physikalischer Himmel (Sky)

mein realistischere Ergebnisse. Wenn Sie sich für diesen Himmel entscheiden, kontrollieren Sie die Eigenschaften des Himmels über die Umsetzung der Spektralfarben in die RGB-Werte beim Rendering. Zu den Einstellmöglichkeiten gehören die Optionen, ob eher warme oder kalte (Chrominanz-)Farben eingesetzt werden sollen, und weitere Parameter zur Steuerung der Helligkeit (Intensität), der Sättigung und des Farbtons.

G Abbildung 22.6 Physikalischer Himmel

Abbildung 22.7 Herkömmlicher Himmel mit Farbverlauf

G

Wenn Sie statt des physikalischen Himmels lieber eine Eigenkreation mittels Farbverlauf verwenden möchten, deaktivieren Sie die Option Physikalischer Himmel. Starken Einfluss auf das Aussehen des Himmels nehmen auch die natürlichen, durch Tageszeit, Feuchtigkeit oder Wärme verursachten Verhältnisse. Zur Simulation dieser atmosphärischen Eigenschaften stehen die Parameter Eintrübung, Ozon und Atmosphärenstärke zur Verfügung. Sonne In Anlehnung an die Farbeinstellungen des physikalischen Himmels funktioniert auch die Definition der Sonnen-Parameter auf der Seite Sonne des Einstellungsdialogs (Abbildung 22.8). Sollte Ihnen die Farbe der automatischen Sonnenbestrahlung nicht zusagen, können Sie auf Wunsch auch eine Eigene Farbe bestimmen. Eine eigene Lichtquelle als Sonnen-Objekt akzeptiert Cinema 4D ebenfalls. Ziehen Sie dazu einfach das als künftige Sonne fungierende Licht-Objekt in das Feld Eigenes Sonnenobjekt. Fortan wird diese Lichtquelle von der Sky-Logik gesteuert. Die im Feld Schatten angebotenen Schattentypen kennen Sie bereits aus dem vorangegangenen Kapitel über die Lichtquellen. Allein der weiche Schatten fehlt, da er für eine Simulation

G Abbildung 22.8 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Sonne-Seite

22.1 Sky-Einstellungen | 381

der natürlichen Sonneneinstrahlung gänzlich ungeeignet ist. Die Parameter zur Definition der Genauigkeit und Sample-Anzahl folgen ebenfalls der bereits bekannten Berechnungslogik. Atmosphäre Bei Landschaften sind die Entfernungen zwischen Objekt und Betrachter üblicherweise groß, deshalb spielen auch Lichtstreuung und Adsorption eine Rolle. Darum kümmert sich die Funktion Atmosphäre, die Sie über die Basis-Seite aktivieren und auf der zugehörigen Atmosphäre-Seite einstellen. Die Abbildungen 22.9 und 22.10 zeigen die Auswirkung des atmosphärischen Effekts bei unterschiedlich entfernten Gebirgsgruppen.

Abbildung 22.9 Deaktivierte Atmosphäre

G

Abbildung 22.10 Atmosphäre mit 50 % Sättigungs- und 20 % Farbtonkorrektur G

Im Einstellungsdialog (Abbildung 22.11) zur Atmosphäre definieren Sie die Ausprägung des Dunsteffekts. Auch hier haben Sie wieder die Möglichkeit, über Sättigungs-, Farbton- und Gammakorrektur mehr oder weniger gesättigte Helligkeiten und Färbungen zuzulassen.

Abbildung 22.11 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Atmosphäre-Seite

G

Wolken Für die Generierung der Wolken (Abbildung 22.12) steht ein umfangreicher Ebenen-Manager bereit. Dabei handelt es sich um 2D-Wolken, die als Shader auf den Himmel projiziert werden. Auf bis zu sechs Ebenen lassen sich Wolkenschichten auftürmen. Für jede dieser Ebenen definieren Noise-Shader die Form und den Typ der Wolkenstruktur. Die vertikale Anordnung der Wolkenebenen übernimmt der Parameter Höhe. Jede Wolkenschicht darf über eine eigene Farbe, Dichte und Transparenz verfügen. Hier bieten wieder Presets eine gute Ausgangsbasis.

382 | 22 Physikalischer Himmel (Sky)

Nicht nur die Wolken-Shader, auch die Schichten sind animierbar. Stellen Sie dazu die gewünschte Animations-Geschwindigkeit im gleichnamigen Parameterfeld ein. 2D-Wolken besitzen genügend Möglichkeiten, um hochwertige Ergebnisse zu erzielen. Sie werden wesentlich schneller gerendert als volumetrische Wolken, haben allerdings kein echtes Volumen und bieten auch nicht so viel Gestaltungsspielraum. Volumetrische Wolken Die Sky-Einstellungen für die volumetrischen Wolken liegen im gleichnamigen Feld (Abbildung 22.13) im Attribute-Manager. Dazu gehören die Darstellung der Wolkenformen im Editor, Angaben zu Noise-Typ und Größe der 3D-Wolken wie auch die Einstellungen, ob Wolken Schatten empfangen dürfen und von welchen Lichtquellen außer den Standard-Sky-Lichtern sie beleuchtet werden. Wie bei allen Volumen-Effekten ist hier Vorsicht geboten, wenn die Render-Zeiten in einem erträglichen Zeitrahmen bleiben sollen. Die Erstellung der 3D-Wolken erfolgt mit dem Wolken-Werkzeug, auf das wir in Kürze eingehen. Regenbogen Beim Thema Himmel und Wetter darf der Regenbogen nicht fehlen. Ganz naturgetreu platziert Sky einen aktivierten Regenbogen mit dem Scheitelpunkt gegenüber der Sonne (Abbildung 22.14). Im zugehörigen Feld Regenbogen des Sky-Objekts (Abbildung 22.15) stellen Sie ein, wie stark der Bogen ausgeprägt sein soll und ob er sich an den Eintrübungsparametern im Feld Allgemein orientiert. Den in der Natur manchmal schwach sichtbaren Zweitbogen erzeugt Sky auf Wunsch ebenfalls.

Abbildung 22.14 Regenbogen-Effekt G

G Abbildung 22.12 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Wolken-Seite

G Abbildung 22.13 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Volumetrische-Wolken-Seite

G Abbildung 22.15 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Regenbogen-Seite

22.1 Sky-Einstellungen | 383

Nebel Im Gegensatz zum Nebel aus der Standardversion von Cinema 4D arbeitet der Nebel von Sky echt volumetrisch. Nachdem Sie den Effekt Nebel auf der Allgemein-Seite angeschaltet haben, können Sie dessen Feintuning im Reiter Nebel (Abbildung 22.17) des Sky-Objekts vornehmen (Abbildung 22.16).

Abbildung 22.16 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Nebel-Seite

G

Abbildung 22.17 Nebel-Effekt

E

Die Felder Start und Ende begrenzen den Nebel in vertikaler Richtung, seine horizontale Ausdehnung gibt der Wert Maximale Distanz wieder. Die Dichte des Nebels geben Sie als Prozentsatz vor, dessen Verteilung auf der Strecke zwischen Start Höhe und Ende Höhe eine Funktionskurve übernimmt. Mit dem NoiseShader verleihen Sie dem Nebel eine animierbare Strukturierung.

G

Sonnenstrahlen Den Effekt gleißenden Sonnenlichts, das die Wolken durchbricht, erzielen Sie über die Funktion Sonnenstrahlen (Abbildung 22.18). Dank Sky haben Sie Wolken und Wetter bestens im Griff, so dass Sie für die benötigten Wolkenlücken nicht auf besseres Wetter warten müssen.

G Abbildung 22.19 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Sky-Objekte-Seite

Sky-Objekte Überhaupt haben Sie sehr viel Kontrolle, was die Objekte am Himmel anbelangt. Wenn Sie statt langweiliger Wolken lieber eigene Objekte an das Firmament nageln möchten, importieren Sie eine entsprechende Bilddatei, vorzugsweise mit Alpha-Kanal, über die Seite der Sky-Objekte (Abbildung 22.19). Mit einem Klick im Editor zeigt Ihnen eine kreisförmige Auswahl den vorgesehenen Platz am Himmel an. Nachträgliche Änderungen erfolgen dann numerisch über die Parameter Azimuth, Höhe, Winkel, Beleuchtung und Intensität im Einstellungsdialog des Sky-Objekts.

Abbildung 22.18 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Sonnenstrahlen-Seite

384 | 22 Physikalischer Himmel (Sky)

F Abbildung 22.20 Sky-Objekt am Sky-Himmel

Details Auf der Details-Seite (Abbildung 22.21) sind alle weiteren Einstellungen zusammengefasst, die sich insbesondere um die Darstellung von Mond und Sternen kümmern. Auch der Himmel beleuchtet die Szene in der ihm eigenen Farbe – es sei denn, Sie deaktivieren die Option Himmelskuppellicht. Ob und wie stark die indirekte Beleuchtung durch globale Illumination ausfallen soll, können Sie über die Parameter Stärke, Sättigung und Wolkeneinfluss bestimmen. Diese Werte arbeiten analog zu den Einträgen im Material-Kanal Illumination. G Abbildung 22.21 Einstellungsdialog Sky-Objekt, Details-Seite

22.2 3D-Wolken Mit dem Wolkenwerkzeug aus dem Menü Physikalischer Himmel können Sie im Editor beliebige Wolkenformen an den Himmel malen. Im Editor (Abbildung 22.22) liefert Ihnen eine gepunktete Vorschau Aufschluss über Dichte und Ausmaß der 3D-Wolke.

G Abbildung 22.22 Malen von Wolken mit dem Wolkenwerkzeug

G Abbildung 22.23 Die gerenderte Version der gemalten 3D-Wolken

22.2 3D-Wolken | 385

Abbildung 22.24 Einstellungsdialog Wolken-Objekt

G

Abbildung 22.25 Einstellungsdialog Wolkenwerkzeug G

Die kleine Gewitterwolke (Abbildung 22.23) können Sie über den Einstellungsdialog des Wolken-Objekts in eine harmlose Schönwetterwolke verwandeln (Abbildung 22.24), die dem Sky-Objekt untergeordnet wurde. Über die Option Wolkengruppe außer Kraft setzen schalten Sie den Einfluss übergeordneter Wolkengruppen aus und greifen auf die Wolkenparameter zu. Die Höhe der Wolke legen Sie im Dialog des Wolken-Objekts fest. Der Wert Abnahme steuert die Dichte der Wolke. Je höher dieser Wert liegt, desto durchsichtiger wird die Wolke. Das Feld Abnahme Leuchten gibt den Ausschlag für die Helligkeit der Wolke. Je höher dieser Eintrag ist, desto mehr Licht lässt die Wolke durch und erscheint umso heller. Da 3D-Wolken auch Schatten werfen, regelt der Parameter Abnahme Transparenz, wie viel Licht für den Schatten durchgelassen wird. Neben einigen zusätzlichen Feinjustierungsmöglichkeiten bietet Sky auch Vorschläge für bekannte Wolkentypen an. Auch 3D-Wolken arbeiten über Noise-Shader, deren Größe Sie in allen Dimensionen anpassen können. Die Werte im Feld Gitterpunkte geben an, welche Ausmaße Ihre Wolke hat. Selten wird die gemalte Wolke auf Anhieb Ihren Vorstellungen entsprechen. Im Einstellungsdialog des Wolkenwerkzeugs bereiten Sie den Wolkenpinsel in puncto Radius und Dichte vor (Abbildung 22.25). Auch eine nachträgliche Glättung der Wolkenränder ist kein Problem. Um aus dem Gitterwerk Ebenen für die Bearbeitung auszuwählen, fahren Sie mit dem Mauszeiger an die horizontale oder vertikale Begrenzungslinie der Wolke und halten die (ª)-Taste gedrückt. Schieben Sie die erschienene Ebene an die Stelle, an der Sie Änderungen anbringen möchten. Mit Wolkengruppe (Abbildung 22.26) können Sie den Himmel organisieren und über die Gruppe variieren. Wenn Sie sich partout nicht mit dem Wolkenwerkzeug anfreunden können, legen Sie mal ein Objekt in das Wolke-Objekt hinein (Abbildung 22.27).

Abbildung 22.26 Wolkengruppe G

Abbildung 22.27 E Wolke aus einem Polygonwürfel

386 | 22 Physikalischer Himmel (Sky)

KAPITEL 23

23

Projection Man

Den Projection Man hatte Maxon ursprünglich für einen Kunden aus dem Filmbereich entwickelt. Dabei geht es um die komfortable Aufbereitung von Texturen und Projektionen für die Weiterverarbeitung beim Matte Painting, der Kreation von Hintergründen für Filmszenen. In Teil III, »Texturing«, haben wir bereits die Mapping-Art Kamera-Mapping angesprochen. Bei dieser Mapping-Art wird die Textur über eine Kamera auf das texturierte Objekt projiziert. Stellen Sie sich einfach vor, Sie würden die Objekte mit Beamern und Projektoren bestrahlen, um sich anschließend frei durch die bestrahlten Oberflächen bzw. Objekte zu bewegen. Möglich war diese Methode prinzipiell schon seit Längerem, aber erst mit Projection Man ist die Vorgehensweise schnell und übersichtlich, wenn man sie erst einmal verinnerlicht hat. Projection Man generiert automatisch die Materialien, Textur-Tags, Projektionskameras und Textur-Dateien (inklusive Ebenen), so dass Sie sich eigentlich nur noch um die Bemalung der Texturen in Photoshop oder BodyPaint 3D kümmern müssen.

23.1

Vorbereitung

Was Ihnen der Projection Man nicht abnehmen kann, ist die Entscheidung, welche Perspektiven Sie für die Objekte bzw. den Hintergrund benötigen. Dafür müssen Sie noch Kameras in Ihre Szene integrieren und einrichten. In unserem Anwendungsbeispiel soll ein Würfel von zwei Kameraperspektiven aus über den Projection Man mit Texturen versehen und bemalt werden. Sicher werden es später Landschaften oder spezielle Hintergründe sein, die Sie an den Projection Man übergeben. An diesem Beispiel sehen Sie aber sehr schön die Vorgänge und Ergebnisse, die sich innerhalb und außerhalb von Cinema 4D abspielen und Ihnen die Arbeit erleichtern. Abbildung 23.1 zeigt die Szene von der Editorkamera aus mit den integrierten zwei Kameras und dem zu texturierenden Würfel.

23.1 Vorbereitung | 387

Abbildung 23.1 E Beispielszene mit zwei Kameras

Beide Kameras sollen beim späteren Rendering Verwendung finden, daher sind für beide Kameras entsprechende ProjektionsTexturen nötig. Alle Bereiche des Würfels, die von den Kameras abgedeckt werden, sind nach getaner Arbeit ausreichend texturiert. So sind also auch Kamerafahrten zwischen den Perspektiven problemlos machbar. Nur wenn Bereiche ins Spiel kommen, die keine der beiden Projektionen zufriedenstellend abdeckt, könnte es kritisch werden.

23.2 Projection-Man-Manager Mehr ist bei der Vorbereitung eigentlich nicht zu tun, denn alles Weitere läuft über den Projection-Man-Manager, den Sie im Menü Fenster (Abbildung 23.2) finden. Abbildung 23.2 Projection Man im Menü Fenster G

Abbildung 23.3 E Projection-Man-Manager

Der Projection-Man-Manager (Abbildung 23.3) zeigt die Objekte der Szene, zusammen mit einer tabellarischen Auflistung der zum jeweiligen Objekt gehörigen Material-Kanäle. Um für ein zu texturierendes Objekt eine Projektionskamera zu erstellen, müssen Sie zunächst die gewünschte Kameraperspektive wählen bzw. die Kamera aktivieren. Dies geschieht wahlweise über das Kamerasymbol im Objekt-Manager oder auch per Doppelklick auf das Kamera-Icon im Projection Man.

388 | 23 Projection Man

F Abbildung 23.4 Erzeugen einer Projektionskamera

Über das Kontextmenü per rechter Maustaste setzt sich der Projection Man mit dem Befehl Neue Projektionskamera (Abbildung 23.4) in Gang. Dabei können Sie entscheiden, ob Projection Man eine bereits vorhandene bzw. unabhängige neue BitmapDatei als Textur verwendet oder per Deckungsrendern eine für diese Kameraperspektive neue Textur erzeugt. F Abbildung 23.5 Neu-Rendern der Projektion

Beim Neu-Rendern der Projektion fragt der Projection Man nach Speicherort, Dateiname, Bildformat und Farbmodus bzw. -tiefe (Abbildung 23.5). Damit alle anderen Szenenbestandteile von der Textur ausgenommen werden, aktivieren Sie die Funktion Alphakanal speichern. In den weiteren Optionen definieren Sie, ob Projection Man nur die selektierten Objekte berücksichtigt und wie der Automatismus die Ausgabe optisch aufbereitet. Kanten zeichnen dient als Orientierungshilfe beim Malen. Nach getaner Arbeit hat Projection Man eine neue BitmapTextur gerendert, die sich je nach Einstellung in Photoshop oder BodyPaint 3D automatisch öffnet. Sehen wir uns aber noch kurz an, was sich in Cinema 4D getan hat. Der Würfel besitzt nun ein Textur-Tag mit Kamera-Mapping, das auf die aus der ursprünglichen Kamera 1 neu erzeugte Projektionskamera PKam Würfel_1 verweist (Abbildung 23.6).

G Abbildung 23.6 Textur mit Kamera-Mapping und hinterlegter Projektionskamera

23.2 Projection-Man-Manager | 389

Abbildung 23.7 E Bemalen der Textur in Photoshop

Die in Photoshop bzw. BodyPaint 3D geöffnete Bitmap-Textur (Abbildung 23.7) besteht momentan noch aus der geshadeten Ansicht des Objekts. Der Projection Man verarbeitet Ebenen und Ebenensets problemlos, es bietet sich also an, die künstlerischen Auswüchse auf separaten Ebenen zu hinterlegen, um flexibel zu bleiben. Abbildung 23.8 E Bearbeiten der Ebenensets

Abbildung 23.9 Ebenenverwaltung im Projection-Man-Manager

G

390 | 22 Projection Man

Zurück in Cinema 4D bzw. im Projection-Man-Manager aktualisiert sich die 3D-Ansicht mit der neuen Textur. Sollte es durch verschiedene Ebenensets oder Alpha-Kanäle zu Problemen kommen, lässt sich über das Kontextmenü (Abbildung 23.8) per rechter Maustaste für jeden Textur- bzw. Material-Kanal eine Ebenenverwaltung aufrufen und kontrollieren (Abbildung 23.9). Je nach Ausstattung der Bitmap-Textur können Sie auf dessen eigenen Alpha-Kanal verweisen oder enthaltene Ebenen bzw. Ebenensets wählen und verwenden. Auch die Sichtbarkeit von Ebenen aus BodyPaint 3D bzw. Photoshop lässt sich weiterverarbeiten. Der Befehl Ebenensetauswahl zu Ebenensichtbarkeit speichert die im Projection-Man-Manager definierten Sichtbarkeitseigenschaften in der Bitmap-Datei, der Befehl Ebenensetauswahl von Ebenensichtbarkeit indes lädt die in der Bitmap-Datei hinterlegten Sichtbarkeitseinstellungen in die Ebenenverwaltung. Abbildung 23.10 zeigt die über die Projektionskamera texturierten drei Würfelseiten.

F Abbildung 23.10 Mit Projektionskamera texturierter Würfel

Richtig nützlich ist der Projection Man natürlich erst, wenn mehrere Kameraperspektiven zum Einsatz kommen. Die Vorgehensweise bleibt dabei die gleiche. Zunächst wird die gewünschte Perspektive als Kamera aktiv geschaltet und das zu texturierende Objekt per Bitmap-Textur bzw. Deckungsrendern mit der Projektionskamera gemappt. Abbildung 23.11 zeigt, dass der Projection Man für die zweite Kamera auch eine zweite Projektionskamera mit anlegt. Zusätzlich zur bereits vorhandenen Textur erhält der Wüfel außerdem eine weitere Textur, die von der Perspektive der zweiten Kamera aus auf das Trägerobjekt projiziert wird. In Photoshop bzw. BodyPaint 3D kann jetzt die Bemalung der Bitmap-Textur für die zweite Projektionskamera erfolgen (Abbildung 23.12). Auch diese Textur besitzt einen eigenen Alpha-Kanal und eigene Ebenensets für die flexible und exakte Definition der texturierten und ausgesparten Objektbereiche. G Abbildung 23.11 Zweite Textur mit KameraMapping und hinterlegter Projektionskamera

F Abbildung 23.12 Bemalen der zweiten Bitmap-Textur

Nachdem wiederum die Kreativarbeit im bevorzugten Malprogramm erledigt wurde, steht nach dem Wechsel zurück zu Cinema 4D nur noch das Feintuning der Ebenensets an.

23.2 Projection-Man-Manager | 391

Abbildung 23.13 E Mit zwei Projektionskameras texturierter Würfel

Der Würfel in unserem Arbeitsbeispiel wird nun von zwei Kameraperspektiven aus texturiert. Ein Blick durch die Editorkamera (Abbildung 23.13) verrät, dass alle drei bearbeiteten Seiten unabhängig von den ursprünglichen Kameraperspektiven arbeiten. Abbildung 23.14 E Projection-Man-Manager

Abbildung 23.15 Kontextmenü des Projection-Man-Managers

G

392 | 23 Projection Man

Der Projection-Man-Manager (Abbildung 23.14) listet Ihnen übersichtlich auf, welche Objekte mit welcher Textur über welche Projektionskamera texturiert werden. Hier können Sie auch per Drag & Drop neue Zuweisungen tätigen und Bitmap-Texturen anstoßen. Ein Klick auf einen leeren Material-Kanal aktiviert diesen und lädt die vorhandene Bitmap-Textur als Basis. Die Entscheidung zwischen Photoshop oder BodyPaint 3D als Malprogramm fällen Sie im Menü Modus des Managers. Noch mehr Funktionen für die manuelle Handhabung von Kameras und Bitmaps finden Sie im Kontextmenü des Projection-ManManagers (Abbildung 23.15). Der Befehl Zu Photoshop bietet dagegen Abkürzungen: Bitmaps werden direkt dort geöffnet, von Kameras wird ein Deckungsrendern angestoßen und Objekte werden per Projektionskamera und Deckungsrendern vortexturiert. Wenn Sie das Kamera-Mapping nur als Ausgangsbasis für die Umwandlung in ein UVW-Mappingsystem verwenden möchten, müssen Sie die Objekt-Texturen über den Befehl Objekt backen in UVW-gemappte Texturen konvertieren.

Sound

Abgesehen von Hintergrundmusik besteht bei jedem Film der Bedarf, Soundeffekte und Stimmen mit dem Geschehen auf dem Monitor bzw. der Leinwand abzustimmen. Besonders bei der Anpassung von Lippenbewegungen und Stimme ist es wichtig, Bewegung und Sound exakt zu synchronisieren. Cinema 4D kann Sound nicht nur abspielen, sondern durch 2D- und 3D-Rendering auch räumlichen Klang schaffen. Die Sound-Rendering-Fähigkeit von Cinema 4D teilt sich in zwei Bereiche auf: 2D- und 3D-Sound-Rendering. 2D-Sound-Rendering bindet Sound in erster Linie zum Zweck der Synchronisation und Zeitanpassung ein. Sie können Sounds in Spuren der Zeitleiste importieren und beispielsweise Lautstärke und Aussteuerung anpassen. Cinema 4D spielt den Sound auch während der Animation ab – vor und zurück. Auch »Scrubbing«, schnelles Verschieben der Zeitachse während des Abspielens, wird unterstützt. Beim 3D-Sound-Rendering können Sie über Lautsprecher und Mikrofone eine Soundszene mit 3D-Klangerzeugung schaffen. Der Sound passt sich also der Entfernung und Bewegung an. Den geschnittenen Sound können Sie wahlweise separat exportieren und selbst mit der fertigen Animation kombinieren oder gleich beim Rendering mit in die Filmdatei speichern lassen.

24.1

KAPITEL 24

24

G Abbildung 24.1 Sound-Objekte im Menü Erzeugen

Sound-Objekte

Die verfügbaren Sound-Objekte finden Sie im Menü Erzeugen • Sound (Abbildung 24.1). Dabei sind die Lautsprecher und Mikrofone sowohl einzeln als auch in vordefinierten Gruppen aufgeführt, die den produktionsüblichen Einstellungs- und Positionierungsstandards entsprechen. Mit den Lautsprechern und Mikrofonen statten Sie dann Ihren Raum bzw. Ihre Objekte mit den nötigen Sound-Objekten aus. Alle Sound-Objekte sind als 3D-Objekte in den Ansichten dargestellt, im Rendering sind sie unsichtbar. Im Objekt-Manager (Abbildung 24.2) ist jedes verwendete Sound-Objekt gelistet.

24.1 Sound-Objekte | 393

Abbildung 24.2 Automatisches Sound-Setup

G

G Abbildung 24.3 Sound-Objekte im Editor

Abbildung 24.4 Einstellungsdialog LautsprecherObjekt G

Nach Klick auf das Lautsprecher-Symbol sehen Sie die Parameter für den Laut sprecher im Attribute-Manager (Abbildung 24.4). Die Option Kegel und Abnahme dar stellen sorgt dafür, dass Sie die Anfasser und Wirkungskreise im 3D-Editor sehen und bearbeiten können. Über die weiteren Eingabefelder können Sie den inneren und äußeren Winkel des Abstrahlungsbereichs, den Typ der Abnahmefunktion und dessen äußere und innere Distanz festlegen. Die Mikrofoneinstellungen, die Sie auf die gleiche Weise aufrufen (Abbildung 24.5), enthalten Optionen für die Definition des Aufnahmewinkels, den Typ der Empfindlichkeitsabnahme und dessen äußere und innere Distanz. Rein funktionell der gleiche Inhalt, nur gelten diese Parameter eben nicht für die Klangwiedergabe, sondern für die Klangaufnahme. Die Sound-Objekte aus den Standardgruppen (Stereo, DTS 5.1, DDS EX 6.1 und SDDS 7.1) enthalten räumlich positionierte Mikrofone, die den Standardspezifikationen der angegebenen Aufnahmemethodik entsprechen. Ein Klick auf eines der Objekte zeigt, dass es sich nicht um spezielle Mikrofone, sondern nur um eine besondere Anordnung handelt.

24.2 Sounds einbinden und ausgeben

Abbildung 24.5 Einstellungsdialog MikrophonObjekt G

394 | 24 Sound

Einen Sound weisen Sie dem Objekt über die Soundspur in der Zeitleiste zu. Im Menü Erzeugen • Spezial-Spuren hinzufügen • Sound der Zeitleiste (Abbildung 24.6) erzeugen Sie eine Soundspur für das Objekt. Dabei kann es sich theoretisch um jedes beliebige Objekt handeln, das Lautsprecher-Objekt bietet Ihnen aber die Möglichkeiten der Feineinstellung.

F Abbildung 24.6 Anlegen einer Soundspur

Nach einem Klick auf die Soundspur finden Sie deren Einstellungen im Attribute-Manager (Abbildung 24.7). Wählen Sie hier über den Auswahldialog im Feld Sound die benötigte Sounddatei aus. Unterstützt werden grundsätzlich .wav- und .aif-Dateien, bei installiertem QuickTime alle zugehörigen Soundformate (.mp3, .aac etc.). Gegebenenfalls müssen Sie also Ihre Sounddateien vor dem Import in Cinema 4D konvertieren. Zusammen mit dem Dateinamen sehen Sie nach dem Soundimport den Kanalpegel in Ihrer Zeitleiste (Abbildung 24.8). G Abbildung 24.7 Einstellungsdialog der Soundspur

F Abbildung 24.8 Importierter Sound als Soundspur

Diesen importierten Sound können Sie sich entweder separat über den Attribute-Manager anhören oder gleich zusammen mit der Animation, wenn Sie die Option Sound abspielen im Menü Animieren aktivieren. Sie können sich importierte Sounddateien auch in der Animations-Palette anzeigen zu lassen. Eine sehr praktische Funktion, denn Sie sehen gleich in der Animations-Palette, ob das Timing passt. Dazu klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Zeitlineal. Es öffnet sich ein Kontextmenü, in dem Sie mit dem Befehl Soundkurve anzeigen die Anzeige der Sounds aktivieren und den Sound auswählen (Abbildung 24.9).

24.2 Sounds einbinden und ausgeben | 395

Abbildung 24.9 E Anzeigen der Soundkurve in der Animations-Palette

Abbildung 24.10 Menü Erzeugen der Zeitleiste

G

Abbildung 24.11 2D-Sound-Rendering-Dialog

G

396 | 24 Sound

Den Startzeitpunkt für das Abspielen des Sounds bei der Animation legen Sie im Einstellungsdialog der Soundspur fest. Über Keyframes, die Sie an der Soundspur anbringen, haben Sie zusätzlich die Möglichkeit, die Lautstärke und Balance des Sounds über die Soundparameter auszusteuern. Und weil dies in der Zeitleiste geschieht, sind demzufolge auch weiche, animierte Überblendungen und Fadings machbar. Eine gute Synchronisation setzt voraus, dass Sie die importierte Datei insbesondere vom Inhalt und von den Effekten her genau kennen. Dabei kann ein Storyboard helfen, um speziellen Lauten die entsprechenden Lippenbewegungen und -Morphings zuzuordnen. Dank der komfortablen Abspielfähigkeiten von Cinema 4D kann die optimale Anpassung auch innerhalb des 3D-Programms erfolgen. Damit Sie nicht die Übersicht verlieren, verwenden Sie besser mehrere, kleinere Dateien für den Soundimport. Die verbleibende Arbeit besteht anschließend darin, anhand der Ausschläge des Kanalpegels die Animationen oder auch Morphings an den Objekten vorzunehmen. Nach der Einbindung der Sounds geht es an das 2D- bzw. 3D-Sound-Rendering. Dies erfolgt über die Zeitleisten-Menübefehle Erzeugen • 2D-Sound-Rendering bzw. 3D-Sound-Rendering (Abbildung 24.10). Wie bereits erwähnt, können Sie beim finalen Rendering auch gleich einen kompletten, vertonten Film ausgeben. Häufig ist die Animation aber nur Teil eines größeren Projekts und soll erst später als Ganzes mit allen Sounds vertont werden. Nachdem Sie sich für die gewünschte Rendering-Methode entschieden haben, geben Sie im Rendering-Dialog (Abbildung 24.11) den Speicherpfad an. Im Feld Bereich entscheiden Sie, welcher Abschnitt des Projekts gerendert werden soll. Im angegebenen Pfad speichert Cinema 4D dann beim 2D-Rendering eine fertig geschnittene Sounddatei ab. Beim 3D-Rendering sichert Cinema 4D die 3D-Animation zuzüglich einer Sounddatei für jedes im 3D-Raum installierte Mikrofon.

KAPITEL 25

25

Szenen organisieren

Cinema 4D bietet mit dem Stage- und dem Selektions-Objekt zwei eingebaute Regieassistenten, die Ihnen nicht nur bei der Animation eine große Organisationshilfe sein können. Beide Werkzeuge sind zwei überaus praktische Helfer-Objekte, die beispielsweise Filmschnitte, Szene-Objekt-Wechsel und elegantes Objekt-Management innerhalb von Cinema 4D ermöglichen.

25.1

Stage-Objekt

Das Stage-Objekt liegt bei den Umgebungsobjekten im Menü Erzeugen • Umgebung (Abbildung 25.1). Anhand der Take-Klappe ist das Stage-Objekt im Objekt-Manager leicht zu finden. Nach Klick auf dessen Objektsymbol haben Sie im Attribute-Manager alle Kontrollparameter vor sich (Abbildung 25.2). Damit haben Sie im Prinzip schon den kompletten Steuerungsapparat des Stage-Objekts kennengelernt. Wenn Sie sich die Liste der Objektarten, die als Felder zur Verfügung stehen, ansehen, fällt Ihnen sicherlich auf, dass alle Einträge – bis auf das KameraObjekt – globale Umgebungsobjekte sind. Diese Objekte könnten Sie also weder verschieben, skalieren noch rotieren. Es ist zwar möglich, mehrere Himmel- und Umgebungsobjekte zu kreieren, gültig ist aber jeweils nur eines – das im Objekt-Manager oben stehende. Gerade bei Animationen ist es extrem wertvoll, zwischen Kameras und Umgebungsobjekten umschalten zu können und den Schnitt gleich in Cinema 4D erledigen zu können. In Abbildung 25.3 sehen Sie den Ausschnitt der Zeitleiste einer Animation, in der mehrere animierte Kameras ihre Dienste leisten. Um nun ein Umschalten zwischen Kameras, Himmel, Vordergründen, Hintergründen und Umgebungen zu erwirken, ändern sich die Parameter in der für das Element des Stage-Objekts zuständigen Spur. Dafür brauchen Sie nur über den Attribute-Manager oder über die Zeitleiste einen neuen Keyframe zu erzeugen und das erwünschte neue Kamera- oder Umgebungsobjekt in das vorgesehene Feld zu ziehen (Abbildung 25.2).

G Abbildung 25.1 Stage-Objekt im Menü der Umgebungsobjekte

G Abbildung 25.2 Einstellungsdialog Stage-Objekt

25.1 Stage-Objekt | 397

Abbildung 25.3 E Stage-Objekt in der Zeitleiste

Ab dem Zeitpunkt des Keyframes stellt das Stage-Objekt alle in den Einträgen vorhandenen Objekte um. Das bedeutet folgerichtig, dass Sie im Extremfall zur gleichen Zeit die Kamera, den Himmel, die Umgebung und den Vorder- bzw. Hintergrund austauschen können – mit nur einem Stage-Objekt. Wenn Sie in Ihrem Projekt Kameraschnitte eingebaut haben und noch Änderungen oder Renderings vornehmen müssen, sollten Sie das Stage-Objekt über das Aktivierungssymbol im Objekt-Manager vorübergehend ausschalten. Das Stage-Objekt nimmt seine Sache sehr ernst und wechselt sonst bei einem Zeitsprung unweigerlich zur nächsten Kamera mit den dort hinterlegten Parametern. Abbildung 25.4 Menü Selektieren

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25.2 Selektions-Objekt

Abbildung 25.5 Füllen des Selektions-Objekts

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TIP P Sie können die Elemente eines Selektions-Objekts am schnellsten auswählen, indem Sie doppelt auf das Symbol des Selektions-Objekts im ObjektManager klicken.

398 | 25 Szenen organisieren

Zugegebenermaßen hat das Selektions-Objekt mit den in Cinema 4D verfügbaren Ebenen einen harten Konkurrenten, wenn es um die Organisation von Objekten geht. Und was Modelling und Texturing angeht, haben Sie sowieso die Möglichkeit, sich komplexe und oft gebrauchte Punkt- und Polygon-Selektionen über den Befehl Selektion einfrieren abzuspeichern. Trotzdem haben Sie mit dem Selektions-Objekt eine einfache und unkomplizierte Möglichkeit, sich oft benötigte unterschiedlichste Objekte oder Objekt-Gruppen als Auswahl abzuspeichern. Bei Bedarf haben Sie die Objekte dieser Selektion dann schnell zur Hand. Um ein Selektions-Objekt zu definieren, rufen Sie im Menü Selektieren • Selektions-Filter den Befehl SelektionsObjekt erstellen auf, sobald Sie die gewünschte Auswahl getroffen haben (Abbildung 25.4). Sie können es auch per Drag & Drop aus dem Objekt-Manager in den Attribute-Manager befüllen. Über das Menü Selektieren • Selektions-Filter gelangen Sie auch sehr bequem an Ihre gesammelten Selektions-Objekte. Geben Sie den Objekt-Gruppen am besten leicht identifizierbare Namen, dann finden Sie dort all Ihre Selektionen übersichtlich zum schnellen Zugriff aufgelistet.

WORKSHOP

C

Inszenierungs- und Rendering-Workshops

Weil in Cinema 4D 13 die Bereiche Inszenierung und Rendering durch den physikalischen Renderer und die 3D-Stereoskopie besonders eng miteinander verknüpft sind, sollen auch die Workshops in diesem Buch nicht unnötig voneinander getrennt sein. Alle Fragen zum theoretischen Hintergrund des Renderings beantwortet Ihnen Buchteil VI, »Rendering«. Bei den Inszenierungs- und Rendering-Workshops geht es zunächst um die für die Projekte benötigte Umgebung und Ausleuchtung. Das Käfer-Projekt eignet sich zudem hervorragend für die Stereoskopie und den physikalischen Renderer. Das Mondfahrzeug aus dem zweiten Projekt dieses Buchs bekommt anschließend neben etwas Weltraumatmosphäre eine standesgemäße Hügellandschaft für seine Expeditionen. G Abbildung 1 Palette der Szene-Objekte

Projekt 1 : Käfer-Szene Schritt für Schritt: Inszenierung in 3D-Stereoskopie

1

Aufbau der Szene Bevor wir die Szene mit einigen Duplikaten des Käfers ausbauen, erzeugen wir uns als Erstes einen Boden, damit die Käfer nicht mehr in der Luft schweben müssen. Holen Sie sich dazu ein Boden-Objekt aus der Palette der Szene-Objekte (Abbildung 1). Erzeugen Sie sich dafür auch gleich ein neues Material, indem Sie doppelt auf eine freie Stelle im Material-Manager klicken. Die Auswahl der Bodenfarbe ist wieder ganz Ihrem persönlichen Geschmack überlassen, ich habe mich hier für ein helles Blau entschieden (Abbildung 2). Aktivieren Sie neben dem Glanzlicht- auch den Spiegelung-Kanal, damit wir die trotz der Käfer relativ leere Szenerie durch ein paar Spiegelungen der Käfer auf dem Boden aufpeppen können. Um die Spiegelungen nicht zu stark ausfallen zu lassen, reduzieren Sie die Helligkeit für die Spiegelung auf ca. 60 %. Die Farbe der Spiegelung sollte zur Material-

G Abbildung 2 Basis-Seite und Farbe-Kanal

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 399

farbe passen, deshalb habe ich wiederum ein helles Blau gewählt (Abbildung 3). Damit auch das Glanzlicht nicht zu dominant auftritt, reduzieren Sie dessen Höhe auf ca. 20 %. Weisen Sie schließlich das fertiggestellte Material dem BodenObjekt zu, entweder durch Ziehen des Materials auf den Boden in der Editor-Ansicht oder auch durch Ziehen auf das BodenObjekt im Objekt-Manager (Abbildung 4). Suchen Sie sich von den im Texturing-Workshop mit verschiedenen Texturen versehenen Käfern ein paar Versionen aus, und erstellen Sie sich durch Verschieben mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste so viele Duplikate, wie Sie in die Szene integrieren möchten (Abbildung 4). Platzieren Sie einen ersten Käfer dem Betrachter zugewandt in den Vordergrund der Szene, beim späteren 3D-Effekt soll dieser Käfer besonders stark »aus dem Bild« ragen. Dahinter positionieren Sie nach und nach etwas versetzt die anderen Duplikate (Abbildung 5). Nachdem der Szenenaufbau nun soweit steht, kümmern wir uns um die Ausleuchtung der Szene. Abbildung 3 Spiegelung- und Glanzlicht-Kanal

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Abbildung 4 Käfer-Duplikate für die Szene

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G Abbildung 5 In der Szene positionierte Duplikate des Käfers

Abbildung 6 Palette der Licht-Objekte

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2 Ausleuchtung der Szene Zur Ausleuchtung dieser Szene sollten im Prinzip zwei Lichtquellen ausreichen. Eine Lichtquelle wird die Hauptarbeit übernehmen, dabei die Szene im Ganzen beleuchten und für den Schattenwurf sorgen. Die zweite Lichtquelle füllt die vom Hauptlicht nicht genügend erfassten Bereiche, bleibt aber im Hintergrund. Fangen Sie mit dem Key-Licht an, das Sie sich aus der Palette der Licht-Objekte (Abbildung 6) holen. Vergeben Sie einen passenden Namen an die Punkt-Lichtquelle, und rufen Sie die Allgemein-Seite des zugehörigen Einstellungsdialogs auf (Abbildung 7). Farbe und Intensität des Lichts müssen für dieses Licht-Objekt

400 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

nicht angepasst werden, für den Schattenwurf gönnen wir uns aber die qualitativ hochwertige Einstellung des Flächen-Schattens. Die für diese Schattenart relevanten Feineinstellungen finden Sie auf der Schatten-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 8). Die hier standardmäßig eingetragenen Werte sind ein guter Ausgangspunkt für weitere Anpassungen. Sollten Sie beim späteren Rendering bemerken, dass die Schatten zu körnig ausfallen, erhöhen Sie die Anzahl der Samples. Besonders kritische Bereiche können Sie durch Erhöhung der Genauigkeit verbessern. Zunächst sollten Sie sich im gegebenen Fall aber durch die Sample-Zahl dem gewünschten Ergebnis nähern. Platzieren Sie nun diese erste Lichtquelle so in die Szene, dass sie die Käfer optimal erfasst und den erzeugten Schatten möglichst unauffällig unter die Käfer legt. Starten Sie beispielsweise in der Editor-Ansicht von oben (Taste (F2)), und verschieben Sie das Licht-Objekt, wie in Abbildung 9 gezeigt, über die Achsanfasser an eine Position diagonal gegenüber der Käfergruppe. Durch den Abstand zwischen Käfer und Lichtquelle wird der Schatten hinter dem jeweiligen Käfer auf dem Boden produziert. Wechseln Sie anschließend in die Seitenansicht (Taste (F3)), und verschieben Sie die Lichtquelle, wie in Abbildung 10 gezeigt, ein gutes Stück nach oben. Je höher Sie die Lichtquelle platzieren, desto kürzer wird auch der Schattenwurf ausfallen, da der Winkel zu den Käfern entsprechend zunimmt. Die in Abbildung 10 gezeigte Position bietet einen guten Kompromiss aus Ausleuchtung und Schattenwurf. Den Rest übernimmt eine weitere Lichtquelle, die Sie wiederum über die Palette der Licht-Objekte in die Szene einbauen.

G Abbildung 9 Position der Key-Lichtquelle von oben

G Abbildung 7 Einstellungsdialog Licht-Objekt

G Abbildung 8 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Schatten-Seite

G Abbildung 10 Position der Key-Lichtquelle aus der Seitenansicht

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Abbildung 11 Einstellungsdialog Licht-Objekt

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Benennen Sie auch dieses Licht-Objekt dem Einsatzzweck entsprechend um (Abbildung 11). Es soll die Bereiche der Szene füllen, die unser Hauptlicht nicht erreicht. Dafür muss es nicht über die Intensität der Hauptlichtquelle verfügen. Reduzieren Sie daher diesen Wert auf höchstens 50 %. Damit unsere Hauptlichtquelle die führende Lichtquelle in unserer Szene bleibt, soll Sie auch als einzige für Schattenwurf und Glanzlichter sorgen. Deaktivieren Sie dazu den Schattenwurf für die Füll-Lichtquelle, damit keine störenden, zusätzlichen Schatten entstehen. Gleiches gilt für die Glanzlichter, hier schalten Sie deren Produktion für diese spezielle Lichtquelle einfach über die gleichnamige Option im Einstellungsdialog (Abbildung 11) aus. Positionieren Sie die Füll-Lichtquelle seitlich der Linie, die Käfergruppe und Hauptlicht bilden (Abbildung 12). Weil die Hauptlichtquelle durch ihre relativ hohe Position wenig von den Bereichen unterhalb der Käferflügel erreicht, setzen Sie die Füll-Lichtquelle als Ergänzung knapp oberhalb der Käfergruppe (Abbildung 13).

Abbildung 12 Position der Füll-Lichtquelle von oben

G Abbildung 13 Position der Füll-Lichtquelle aus der Seitenansicht

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Abbildung 14 Palette der Kamera-Objekte

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3 Einbau der 3D-Stereo-Kamera Wenn Sie mit dem Aufbau und der Ausleuchtung der KäferSzene aus der Zentralperspektive zufrieden sind, können wir die 3D-Stereo-Kamera für die Erzeugung der stereoskopischen Renderings einbinden. Sie finden diese Kamera in der Palette der Kamera-Objekte (Abbildung 14). Beachten Sie, dass die neue Kamera bei ihrer Erzeugung exakt die Einstellungen der Standardkamera übernimmt. Damit Sie später nicht nacharbeiten müssen, sollten Sie die Kameraposition vorab festgelegt haben.

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Um die Parameter für die 3D-Stereo-Kamera besser einstellen zu können, deaktivieren Sie das Kamera-Objekt, indem Sie das weiße Kamerasymbol im Objekt-Manager (Abbildung 15) auf Schwarz setzen. Nun ist wieder die Standardkamera für die Darstellung in der Editor-Ansicht zuständig, so dass wir die 3D-Stereo-Kamera aus der Ansicht von oben (Taste (F2)) leichter einstellen können (Abbildung 16).

G Abbildung 15 Deaktivieren der Stereo-Kamera

F Abbildung 16 Einstellen der 3D-Stereo-Kamera

Auf der Objekt-Seite des Einstellungsdialogs der Kamera (Abbildung 17) ist unter anderem der Parameter Fokusdistanz eingetragen. Dieser Parameter ist auch im Editor über den orangen Anfasser im Mittelpunkt des ersten grünen Rahmens einstellbar. Aus diesem Wert und den anderen im Editor sichtbaren Hilfen können wir leicht die Parameter für die Stereoskopie ableiten. Diese Einstellungen nehmen wir auf der Stereoskopie-Seite des Kamera-Objekts (Abbildung 18) vor. Für unsere Zwecke ist der Modus Symmetrisch genau richtig und der mit 0,65 Einheiten festgelegte Augenabstand sollte den meisten Betrachtern genügen. Die Nullparallaxe gibt die Distanz der Nullebene von der Kamera an, von der aus sich die Objekte zum Betrachter hin bzw. vom Betrachter weg aufbauen. In Abbildung 16 ist diese Ebene als größter und letzter Rahmen mit Anfasser zu sehen. Ich habe mich für eine Position der Nullparallaxe bei 30 cm entschieden, auf diese Weise treten die beiden vorderen Käfer aus der Ansicht heraus, die anderen Käfer dagegen bleiben hinter dieser imaginären »Fensterkante«. Die Option Autom. Ebenen zeigt als Anhaltspunkt Hilfsebenen, an, hat allerdings auf das eigentliche Ergebnis keinen Einfluss. Wenn Sie die Option Krit. Bereich anzeigen aktivieren, gibt die 3D-Stereo-Kamera über einen dunkel gefärbten Bereich

G Abbildung 17 Einstellungsdialog Kamera-Objekt, Objekt-Seite

G Abbildung 18 Einstellungsdialog Kamera-Objekt, Stereoskopie-Seite

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am Rahmenrand Auskunft darüber, welche Bereiche nicht von beiden Kameras erfasst werden und deshalb keine stereoskopische Funktion erfüllen können.

Abbildung 19 Einstellungen der Kamera in der Editor-Ansicht

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G Abbildung 20 Normales Rendering der Szene

Korrigieren Sie gegebenenfalls die Position eines Käfers oder die Kameraperspektive, wenn ein Element ungünstig im kritischen Bereich liegen sollte. Prüfen Sie auch über ein letztes StandardRendering, ob alle Objekte wunschgemäß in der Szene liegen (Abbildung 20).

Abbildung 21 Stereoskopie in der Editor-Ansicht

G Abbildung 22 Rendervoreinstellungen, Stereoskopie-Seite

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Eine erste Einschätzung der 3D-Stereoskopie erlaubt Ihnen in der Editor-Ansicht die Darstellung der Stereoskopie (Abbildung 21), die Sie über das Menü Funktionen an- bzw. ausschalten können. In Verbindung mit einer Rot-Cyan-3D-Brille haben Sie dadurch bereits im Editor die Möglichkeit, die 3D-Stereoskopie zu beurteilen.

404 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

4

Rendering der 3D-Stereoskopie Wenden wir uns dem Rendering der 3D-Stereoskopie zu, mit dem wir das qualitativ hochwertigste Ergebnis erzielen. Rufen Sie dazu die Rendervoreinstellungen über das Menü Rendern oder über die Tasten (Strg)- bzw. (ctrl) + (B) auf (Abbildung 22). Aktivieren Sie dort den Render-Effekt für die Stereoskopie, und stellen Sie sicher, dass für die Berechnung Kombiniertes stereoskopisches Bild ausgewählt ist. Für die Betrachtung mit der Rot-Cyan-3D-Brille setzen Sie den Modus auf Anaglyph.

G Abbildung 23 Rendervoreinstellungen, Stereoskopie-Seite Anaglyph

G Abbildung 24 Rendervoreinstellungen, Antialiasing-Seite

Im zugehörigen Abschnitt Anaglyph (Abbildung 23) verwenden Sie als Methode Optimiert, was einen recht akzeptablen Kompromiss aus Bildqualität und Farbechtheit darstellt. Das Menü System benötigt nun nur noch die linke Brillenfarbe, deshalb wählen Sie hier einfach den Eintrag Rot aus. Vergessen Sie nicht, auf der Antialiasing-Seite (Abbildung 24 das Antialiasing auf Bestes zu setzen, damit auch die Texturen beim Rendering geglättet werden. F Abbildung 25 Rendering im Bild-Manager

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Nachdem nun alle Einstellungen für das Rendering stehen, stoßen Sie den Render-Vorgang über den Befehl Im Bild-Manager rendern aus dem Menü Rendern an. Dort haben Sie nach erfolgtem Rendern über das Menü Datei gleich die Möglichkeit, das gerenderte 3D-Stereoskopie-Bild abzuspeichern (Abbildung 25). Die für das Speichern verwendeten Parameter werden im aufspringenden Speichern-Dialog des Bild-Managers (Abbildung 26) abgefragt.

Abbildung 26 Dialog Speichern

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Abbildung 27 E Fertiges 3D-Stereo-Rendering

Abbildung 27 zeigt das Endergebnis dieses Workshop-Teils, das 3D-Stereo-Rendering der Käfer-Szene. Da wir einen gewissen Teil der in diesem Workshop angelegten Elemente für den nächsten Workshop weiterverwenden werden, sollten Sie die Gelegenheit nutzen, die Szenenelemente in Ebenen zu organisieren (Abbildungen 28 und 29). M

Abbildung 28 Materalien in Ebenen organisieren

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Abbildung 29 Objekte in Ebenen organisieren

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Schritt für Schritt: Inszenierung für physikalischen Renderer

1 Aufbau der Szene Anders als im vorangegangenen Workshop bauen wir die Szene nun etwas naturgetreuer für das Rendering mit der physikalischen Kamera und dem physikalischen Renderer auf.

G Abbildung 30 Übernommene Objekte

F Abbildung 31 Ausgangsbasis der Szene

Da wir im vorangegangenen Workshop schon für einen passenden Aufbau und die Ausleuchtung gesorgt haben, können wir die meisten Elemente der Szene einfach weiterverwenden. Wie Sie in den Abbildungen 30 bzw. 31 sehen, habe ich auf einen der Käfer verzichtet, das Material für den Boden entfernt und die Stereoskopie-Einstellungen für die Kamera verworfen. Wenn Sie Besitzer der Prime-Variante von Cinema 4D sind, können Sie diesen Workshop mit Ausnahme der Funktionalität der physikalischen Kamera und des physikalischen Renderings ebenso durcharbeiten. Fangen wir wieder mit einem Material für den Boden an. Hier brauchen wir einen möglichst natürlich wirkenden, erdigen Boden als Material bzw. Untergrund für die eigentliche Szene. Im Content Browser finden Sie einige passable Materialien, die einen guten Erdboden simulieren, in unserem Workshop wollen wir solch ein Material aber mit den Bordmitteln von Cinema 4D unter Zuhilfenahme vielerlei Shader selbst erstellen. Erzeugen Sie sich dazu als Erstes ein neues Material durch Doppelklick auf eine freie Stelle im Material-Manager, und benennen Sie es passend. Aktivieren Sie auf der Basis-Seite des Materials (Abbildung 32) neben dem Farbe- und Glanzlicht-Kanal auch den Relief- und Glanzfarbe-Kanal. Beginnen wollen wir allerdings mit dem Farbe-Kanal, wo Sie sich über den Pfeilbutton des Texturmenüs den Ebene-Shader als Textur hineinladen.

G Abbildung 32 Basis-Seite und Farbe-Kanal

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Abbildung 33 Aufbau des Ebene-Shaders

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Abbildung 34 Erste Noise-Shader-Ebene

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Abbildung 33 zeigt den Aufbau des Ebene-Shaders im FarbeKanal. Wie sie sehen, besteht der Shader aus insgesamt sechs Ebenen von Noise-Shadern. In den Abbildungen 34 bis 39 sehen Sie die Einstellungsdialoge der einzelnen Noise-Shader. Ähnlich wie die Ebenen in einem Bildbearbeitungsprogramm wie Adobe Photoshop leistet auch hier jede Ebene ihren Beitrag zum Resultat. Während sich die Noise-Shader von Abbildung 34, 35 und 39 im Wesentlichen um die Grundfärbung des Boden-Materials kümmern, sorgen die Noise-Shader aus Abbildung 36 und 38 mehr für eine natürlich wirkende Unruhe in der Erdtextur. Die Ebene des Noise-Shaders von Abbildung 37 kümmert sich um eine Körnung der Erdtextur. Allen Noise-Shadern gemein ist die Verwendung des Raums Textur, was die Verwendung der Textur-Tag-Einstellungen bei der Projektion der Textur auf den Boden gewährleistet.

G Abbildung 35 Zweite Noise-Shader-Ebene

G Abbildung 36 Dritte Noise-Shader-Ebene

Wieder analog zu den Bildbearbeitungsprogrammen besitzt auch jede dieser Noise-Shader-Ebenen im Ebene-Shader-Dialog (Abbildung 33) einen Ebenenmodus, mit dem sie mit der bzw.

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den darunterliegenden Ebenen verrechnet wird. Wie Sie an den Modi und Prozentwerten erkennen, wurden die jeweiligen Ebenen für das vorliegende Ergebnis entsprechend austariert.

G Abbildung 37 Vierte Noise-Shader-Ebene

Abbildung 38 Fünfte Noise-Shader-Ebene

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Was nun in meine Einladung an Sie mündet, mit den Noise-Shadern und Ebenen so viel wie möglich bzw. nötig zu experimentieren und eine in Farbe und Aussehen Ihrem Geschmack entsprechende Bodentextur einzustellen. Ist die per Ebene-Shader generierte Erdtextur im Farbe-Kanal soweit fertiggestellt, sollte sie auch in den anderen Materialkanälen Verwendung finden. Die im Ebene-Shader verwendeten Noise-Shader nehmen schließlich nicht nur Einfluss auf die Farbe, sondern auch auf die Beschaffenheit der Oberfläche selbst – zwei Eigenschaften, die sich durch den Relief- und Glanzfarbe-Kanal realisieren lassen. Zwar werden wir nicht jeden einzelnen Noise-Shader dafür weiterverwenden, sicherheitshalber kopieren wir uns aber trotzdem den kompletten Ebene-Shader über die Funktion Shader/ Bild kopieren des Texturmenüs (Abbildung 40), um ihn in die anderen Materialkanäle einbinden zu können.

G Abbildung 39 Sechste Noise-Shader-Ebene

G Abbildung 40 Kopieren des Ebene-Shaders

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Abbildung 41 Glanzlicht-Kanal

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Zwar bietet der Glanzlicht-Kanal (Abbildung 41) selbst nicht diese Möglichkeit, dafür aber der mit ihm verwandete GlanzfarbeKanal. Im Glanzlicht-Kanal regulieren Sie dafür die Höhe und Breite des vom Glanzfarbe-Kanal beeinflussten Glanzlichts. Auch wenn die in Abbildung 41 gezeigte Höhe des Glanzlichts relativ hoch erscheint, durch die Textur im Glanzfarbe-Kanal wird das Glanzlicht automatisch reduziert, so dass Sie hier ruhig großzügig sein dürfen. Im Glanzfarbe-Kanal (Abbildung 42) findet nun der in die Zwischenablage kopierte Ebene-Shader zum ersten Mal Verwendung. Setzen Sie ihn über den Befehl Shader/Bild einfügen des Pfeilbuttons als Textur in den Glanzfarbe-Kanal ein. Öffnen Sie die Ebenenverwaltung per Klick auf den Shader-Button, und löschen Sie, wie in Abbildung 43 gezeigt, die oberen drei Shader.

Abbildung 43 Ebene-Shader mit Noise-Shadern G

Abbildung 42 Glanzfarbe-Kanal

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Abbildung 44 E Zusätzlicher Noise-Shader

Wir haben uns im Wesentlichen der Shader entledigt, die keinen größeren Einfluss auf die Glanzfarbe gehabt hätten. Stattdessen sorgt ein neuer, zusätzlicher Noise-Shader für stärkere Unruhe auf der Oberfläche des Bodens. Abbildung 44 zeigt den Einstellungsdialog dieses Noise-Shaders, der im Anschluss auch gleich im Relief-Kanal seinen Einsatz hat. Er liegt auf der obersten Ebene des Ebene-Shaders und wird mit den darunterliegenden Ebenen mit 40 % Stärke multipliziert.

410 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

Abbildung 47 Colorizer-Shader G

G Abbildung 45 Kopieren des Ebene-Shaders

F Abbildung 46 Relief-Kanal

Den modifizierten Ebene-Shader des Glanzfarbe-Kanals können wir nun auch für den Relief-Kanal verwenden. Dazu kopieren wir ihn uns über den bekannten Befehl Shader/Bild kopieren im Pfeilbutton des Texturmenüs (Abbildung 45). Im Relief-Kanal (Abbildung 46) setzen Sie zunächst die Stärke des Reliefs auf über 60 %, damit sich die Noise-Shader auch deutlich bemerkbar auf der Textur niederschlagen. Bevor wir nun den kopierten Ebene-Shader einfügen, fügen wir einen Colorizer-Shader als Textur in den Relief-Kanal ein. Dieser Shader gibt uns die Möglichkeit, den eingesetzen Shader in eine Schwarz/Weiß-Version umzuwandeln und zusätzlich über einen Farbverlauf zu modifizieren. Durch Klick auf den Shader-Button des Colorizers gelangen Sie dazu in den Dialog des Corolizer-Shaders (Abbildung 47). Hier finden Sie über den Pfeilbutton des Texturmenüs auch gleich die richtige Stelle für den von uns aus dem Glanzfarbe-Kanal kopierten Ebene-Shader. Als Input für den Shader soll die Helligkeit dienen. Löschen Sie alle nicht benötigten Farbregler des Farbverlaufs, so dass Sie einen reinen Verlauf von Schwarz nach Weiß einstellen können. Ziehen Sie den Weißanteil so weit nach links, dass sich der Kontrast der Tiefenmap in der Vorschau (Abbildung 47) verbessert. Damit wäre nun auch der letzte Kanal des Boden-Materials versorgt, so dass unser Material endlich dem Boden-Objekt zugewiesen werden kann. Ziehen Sie es dazu einfach aus dem Material-Manager auf das Boden-Objekt im Editor oder im ObjektManager (Abbildung 48).

G Abbildung 48 Zuweisen des Boden-Materials

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 411

Abbildung 49 zeigt ein erstes Test-Rendering der Szene mit dem eben fertiggestellten Boden-Material. Was nun noch stört, ist der schwarze Hintergrund oberhalb des Bodens.

Abbildung 49 Rendering des Boden-Materials

G Abbildung 50 Freihand-Spline für den Hintergrund

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Natürlich macht es wenig Sinn, einen kompletten Wald oder eine Hecke für das kurze Stück zu erstellen, der im späteren Rendering sichtbar sein wird. Außerdem kommen wir durch den physikalischen Renderer in den Genuss der Schärfentiefe, die ihren Anteil dazu beitragen wird, dass der Hintergrund entsprechend unscharf ausfallen wird. Wir machen uns daher die Arbeit leicht und zeichnen einen wild gezackten Freihand-Spline aus der Ansicht von oben (Taste (F2))in die Szene (Abbildung 50). Achten Sie dabei darauf, dass die von der Kamera erfassten Bildbereiche abgedeckt sind, und legen Sie das frisch erstellte Spline-Objekt in einen ExtrudeNURBS-Generator (Abbildung 51). In dessen Einstellungsdialog beschränken Sie sich auf die Höhe der Extrusion in Y-Richtung, alle weiteren Parameter sind für uns nicht von Belang.

Abbildung 51 Einstellungsdialog Extrude-NURBS-Objekt G

Abbildung 52 E Aufsetzen des Hintergrunds

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Positionieren Sie das kurzerhand erstellte Extrude-NURBS-Objekt für den Hintergrund, wie in Abbildung 52 gezeigt, in die Szene. Achten Sie darauf (gegebenenfalls über den Koordinaten-Manager), dass die Fake-Hecke direkt auf dem Boden aufliegt. Jetzt benötigt der Hecken-Hintergrund nur noch ein Material, das zumindest optisch einen Pflanzenwuchs simuliert. Erzeugen Sie sich dazu per Doppelklick auf eine freie Stelle im MaterialManager ein neues Material. Aktivieren Sie alle Materialkanäle mit Ausnahme des Farbe-Kanals, dem Sie als Textur einen EbeneShader zuweisen (Abbildung 53). Sehen wir uns zunächst den Aufbau dieses Ebene-Shaders genauer an (Abbildung 54). Der untere Noise-Shader simuliert den Grünanteil der Pflanzen. Im Prinzip haben Sie hier lediglich einen entsprechend eingefärbten Noise-Shader mit stark in Y-Richtung skalierter relativer Größe vor sich (Abbildung 55). Darüber liegt ein weiterer, stark in Y-Richtung skalierter NoiseShader (Abbildung 56), der dem Pflanzenhintergrund eine zusätzliche Farbe spendieren soll. Durch Erhöhung des Kontrasts ist der Farbanteil in meiner Variante geringer. Dieser Noise-Shader wird durch den Modus Addieren mit dem darunterliegenden Shader verrechnet (Abbildung 54).

G Abbildung 53 Farbe-Kanal

G Abbildung 54 Aufbau des Ebene-Shaders

Abbildung 55 Unterer Noise-Shader

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G Abbildung 56 Oberer Noise-Shader

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 413

Abbildung 57 Farbverlauf-Shader G

G Abbildung 58 Einstellungsdialog Textur-Tag

Ganz oben im Ebenenaufbau liegt außerdem ein FarbverlaufShader (Abbildung 57), der für einen fließenderen Übergang vom Erdboden zum Pflanzenhintergrund sorgt. Als Farbe dient ein zum Boden-Material passender Erdton, der sich lediglich im untersten Bereich des Shaders befindet. Dazu ziehen Sie den Farbregler des Verlaufs entsprechend weit nach links. Da für diese Ebene der Modus Multiplizieren anliegt, hat das Weiß im Farbverlauf keinen Einfluss auf die darunterliegenden Shader. Weisen Sie das fertige Pflanzen-Material der Fake-Hecke zu (Abbildung 58), deaktivieren Sie die Option Kacheln, und legen Sie als Projektionsart das Fläche-Mapping fest. Optimieren Sie schließlich noch den vertikalen Stand der Textur im Textur-Achse-

Abbildung 59 Anpassen der Textur-Geometrie

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414 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

G Abbildung 60 Rendering der Szene mit Pflanzenhintergrund

bearbeiten-Modus (Abbildung 59). Der dunkle Farbverlauf sollte nicht zu weit nach oben reichen. Verwenden Sie gegebenenfalls den Befehl Auf Objekt anpassen aus dem Menü Tags des ObjektManagers, um die Textur an die Höhe der Hecke anzugleichen. Nun ist die Szene endlich komplettiert (Abbildung 60), so dass wir uns um die Einstellungen der physikalischen Kamera kümmern können.

2

Einrichten der physikalischen Kamera Eine Kamera haben wir durch den vorangegangen Workshop ja bereits in der Szene installiert. Damit diese Kamera nun aber auch physikalisch arbeitet, aktivieren Sie den physikalischen Renderer in den Rendervoreinstellungen über das Menü Rendern oder über die Tasten (Strg)- bzw. (ctrl) + (B).

G Abbildung 61 Rendervoreinstellungen, Physikalisch-Seite

G Abbildung 62 Einstellen der Fokusdistanz

Im Einstellungsdialog der Kamera (Abbildung 63) bleibt auch für den physikalischen Renderer die Fokusdistanz eine entscheidende Angabe. Mit ihr geben Sie an, auf welcher Ebenendistanz die Objekte scharf gerendert werden sollen. Der eingetragene Wert von 15 cm legt den Fokus ziemlich genau auf den Kopf des blauen Käfers (Abbildung 62). Wenn Sie einen anderen Punkt der Szene scharf zeichnen möchten, verändern Sie einfach die Fokusdistanz über den Anfasser der Kamera bzw. über den Parameter im Einstellungsdialog entsprechend. Da es sich in diesem Projektstadium um keine Animation, sondern ein Still handelt, wird die Blende der physikalischen Kamera der wesentliche Einflussfaktor für die Schärfentiefe des physikalischen Renderers sein. Sie finden sie auf der Physikalisch-Seite des Einstellungsdialogs der Kamera (Abbildung 64).

G Abbildung 63 Einstellungsdialog Kamera-Objekt

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 415

Hier wählen Sie zunächst eine für die Aufnahme von Insekten eher unübliche Blendengröße von 8 (f/8.0), um ein Gefühl für die Stärke und die Verteilung der Schärfentiefe zu bekommen. Wenn Sie möchten, können Sie die weiteren Kameraoptionen wie Vignettierung oder Blendenform ebenfalls an dieser Stelle anbringen, ich habe in diesem Workshop darauf verzichtet. Damit wäre auch die physikalische Kamera für diesen ersten Anlauf fertig eingestellt, so dass wir uns um das Rendering des Stills kümmern können.

Abbildung 64 Einstellungsdialog Kamera-Objekt

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3 Rendern mit dem physikalischen Renderer Dazu rufen Sie die Rendervoreinstellungen über das Menü Rendern oder über die Tasten (Strg)- bzw. (ctrl) + (B) auf (Abbildung 65). Hier aktivieren Sie die Option Schärfentiefe und fangen mit einer mittleren Sample-Qualität an, die einen guten Kompromiss aus Render-Zeit und Ausgabequalität darstellt.

Abbildung 65 Rendervoreinstellungen, Physikalisch-Seite

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G Abbildung 66 Rendering der Szene mit Blende f/8.0

Jetzt können Sie über den Befehl Rendern • Aktuelle Ansicht rendern bzw. die Tastenkombination (Strg)-/(ctrl) + (R) den Render-Vorgang anstoßen. Wie Abbildung 66 zeigt, liegt der Kopf des Käfers voll in der Schärfeebene, die anderen beiden Käfer sind allerdings eher schlecht zu erkennen bzw. nur noch als extrem unscharfer Farbklecks auszumachen. Da wir eine physikalische Kamera verwenden, können wir hier nicht einfach den Schärfetiefenparameter reduzieren, sondern müssen mit der Größe der Blende arbeiten. Ändern Sie daher im Einstellungsdialog der Kamera die eingestellte Blende auf den eher insektenfreundlichen Wert von 22 (f/22.0), und starten Sie den Render-Vorgang erneut.

416 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

Abbildung 67 zeigt das Ergebnis. Die Unschärfe fällt geringer aus, die beiden hinteren Käfer sind besser zu erkennen. Die weiter hinten liegende Bepflanung ist noch unscharf genug, dass sie nicht als unnatürlich wahrgenommen wird.

G Abbildung 67 Rendering der Szene mit Blende f/22.0

G Abbildung 68 Verändern der Fokusdistanz

Sehen wir uns nun an, wie sich eine Änderung der Fokusdistanz auf das Rendering auswirkt. Legen Sie dazu beispielsweise den Fokusbereich, wie in Abbildung 68 gezeigt, auf Höhe des gelben Käfers.

G Abbildung 69 Veränderte Fokusdistanz bei Blende f/22.0

Wie erwartet, liegt der Schärfebereich nun auf Höhe des gelben Käfers, der blaue Käfer im Vordergrund dagegen wird von der Unschärfe erfasst. Leider ist die Unschärfe an der Hecke sehr gering, weswegen wir für diese neue Fokusdistanz eine andere Blende benötigen. Ich habe dafür wieder die Ausgangsblende von 8 (f/8.0) eingestellt (Abbildung 70).

G Abbildung 70 Einstellungsdialog Kamera-Objekt

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 417

Abbildung 71 zeigt das Render-Ergebnis mit der auf die Fokusdistanz angepassten Blende. Der blaue Käfer ist nun noch unschärfer, der lila Käfer und die Pflanzenhecke sind gerade unscharf genug.

G Abbildung 71 Veränderte Fokusdistanz bei Blende f/8.0

Abbildung 72 Rendervoreinstellungen, Physikalisch-Seite

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Auf der Physikalisch-Seite der Render-Einstellungen (Abbildung 72) haben Sie, falls die Schärfentiefe zu körnig ausfällt, über die Vorschläge im Menü Sample-Qualität eine erste Anlaufstelle, um die Qualität des Renderings anzuheben. Beachten Sie dabei allerdings, dass die Render-Zeiten mit jeder weiteren Sampling-Unterteilung in die Höhe schnellen. Tasten Sie sich deshalb, falls wirklich nötig, eher behutsam an die idealen Werte heran.

Abbildung 74 Objekte in Ebenen organisieren

Damit sind wir auch am Ende dieses Workshop-Teils für die Käfer-Szene angelangt. Da wir in diesem Workshop einige neue Elemente in die Szene integriert haben, sollten Sie wieder die Gelegenheit nutzen, die Szene durch Zuordnung der Elemente in passende Ebenen zu organisieren und aufzuräumen (Abbildungen 73 und 74). M

Abbildung 73 Materalien in Ebenen organisieren

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418 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

Projekt 2 : Planeten-Szene Schritt für Schritt: Aufbau der Szene

1

Erstellen von Planetenoberfläche und Weltraum Weil wir das Mondfahrzeug beim Aufbau und bei der Ausleuchtung der Planeten-Szene nicht benötigen, schalten Sie dessen Darstellung vorübergehend über die Ampelschalter aus (Abbildung 1). Als Planetenoberfläche bietet sich das Landschafts-Objekt an, das Sie sich aus der Palette der Grundobjekte in die Szene holen. In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 2) vergeben Sie eine Höhe von 800 cm und eine Ausdehnung in X- und Z-Richtung von 15 000 cm. Sollten Ihnen diese Ausmaße später nicht genügen oder die Landschaft zu unspektakulär erscheinen, können Sie die Parameter leicht ändern und anpassen. Für die veranschlagte Größe der Landschaft fällt die Segmentierung relativ niedrig aus. Gerade, weil es später auch an die Animation geht, werden wir schon jetzt versuchen, die Rechnerbelastung einigermaßen im Auge zu behalten. Durch den relativ hohen Anteil vom Meeresspiegel schaffen wir für das Mondfahrzeug überall Bereiche, wo es anhalten bzw. neuen Schwung holen kann.

G Abbildung 1 Landschafts-Objekt und ausgeblendetes Mondfahrzeug

G Abbildung 2 Einstellungsdialog Landschafts-Objekt

G Abbildung 3 Ungeglättetes Landschafts-Objekt

Durch die im Vergleich zur Größe geringe Unterteilung fällt das Landschafts-Objekt derzeit relativ eckig aus (Abbildung 3). Um die Qualität zu verbessern und trotzdem flexibel zu bleiben, legen wir das Landschafts-Objekt einfach in einen HyperNURBSKäfig aus der Palette der NURBS-Objekte (Abbildung 4). In dessen Einstellungsdialog reduzieren Sie gleich die Anzahl der Untertei-

G Abbildung 4 Einstellungsdialog HyperNURBS-Objekt

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lungen für Editor und Renderer, damit die Rechnerperformance nicht allzu sehr leidet. Abbildung 5 zeigt das durch HyperNURBSGlättung erreichte Ergebnis. Abbildung 5 E Geglättetes Landschafts-Objekt

Abbildung 6 Menü Optionen in der Editor-Ansicht G

Abbildung 7 Palette der Szenen-Objekte

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Damit Sie für hochwertige Zwischen-Renderings nicht die HyperNURBS-Unterteilung erhöhen müssen, aktivieren Sie im Menü Optionen der Editor-Ansicht (Abbildung 6) die Option RenderDetailstufe benutzen. Das Landschafts-Objekt ist groß genug, dass auch der Horizont weitestgehend abgedeckt wird. Wir brauchen nun noch einen Himmel oder – je nachdem, auf welchem Planeten wir uns befinden – Weltraum. Hier ist das Himmel-Objekt (Abbildung 7) gefragt, über dessen Ausmaße wir uns dank seiner unendlichen Ausdehnung keine Gedanken machen müssen.

2 Materialien für Planetenoberfläche und Weltraum Mehr Elemente müssen wir an dieser Stelle nicht in unsere Planeten-Szene integrieren, so dass wir uns gleich an die Erstellung von passenden Materialien für Landschaft und Weltraum machen können. Fangen wir mit dem Sternenhimmel an, für den Sie ein neues Material gleichen Namens erstellen. Lassen Sie lediglich den Farbe-Kanal aktiviert (Abbildung 8), und fügen Sie in das dortige Textur-Feld über den Pfeilbutton einen Ebene-Shader ein. Abbildung 9 zeigt den Aufbau des Ebene-Shaders, der aus einem Sternenfeld-Shader sowie aus einem Farbverlauf-Shader besteht. Den Sternenfeld-Shader finden Sie im Untermenü Oberflächen des Shader-Buttons (Abbildung 9). Er bietet ansonsten keine weiteren Einstellungsmöglichkeiten, sondern sorgt lediglich für einen ziemlich brauchbaren Sternenhimmel für unsere Zwecke. Damit die Weltraumszene nicht zu farblos erscheint,

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Abbildung 10 Farbverlauf-Shader G

G Abbildung 8 Basis-Seite und Farbe-Kanal

Abbildung 9 Sternenfeld-Shader G

liegt als Ebene darunter ein Farbverlauf-Shader mit einem Verlauf von Schwarz nach Mittelblau (Abbildung 10). Je nachdem, welche Planetenatmosphäre Sie schaffen möchten, können Sie gerne auch andere Farben verwenden. Die Verrechnung des Sternenhimmels mit dem darunterliegenden Farbverlauf-Shader übernimmt der Ebenenmodus Addieren für den Sternenhimmel-Shader. Erzeugen Sie nun noch ein weiteres Material für die Planetenoberfläche. In diesem Material komme der Farbe-, Glanzlichtund Relief-Kanal zum Einsatz (Abbildung 11). Für eine ansehnliche Planetenoberfläche ist außerdem der neue Geländemasken-Shader aus Cinema 4D Release 13 geradezu prädestiniert. Um ihn einsetzen zu können, legen Sie zunächst einen Fusion-Shader über den Pfeilbutton des Texturmenüs als Textur an. Nach anschließendem Klick auf den Button des FusionShaders gelangen Sie in den Einstellungsdialog, oder besser die Maskenverwaltung des Fusion-Shaders (Abbildung 12).

Abbildung 11 Fusion-Shader für den Farbe-Kanal G

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 421

G Abbildung 13 Aufbau des Blendkanals

Abbildung 12 Aufbau des Fusion-Shaders

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Abbildung 15 Noise-Shader als obere Ebene

Abbildung 14 E Farb-Shader als untere Ebene

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Aktivieren Sie im Fusion-Shader als Erstes die Option Maske verwenden, damit der Maskenkanal für uns freigeschaltet wird (Abbildung 12). Wie Sie am Aufbau des Fusion-Shaders erkennen, liegen im Blend- sowie Ausgangskanal je ein Ebene-Shader, im Maskenkanal der neue Geländemasken-Shader. Wenn Sie Anwender der Prime-Variante von Cinema 4D sind, verwenden Sie im Farbe-Kanal des Landschaft-Materials einfach einen der beiden Ebene-Shader aus Abbildung 15 oder auch Abbildung 17. Fangen wir mit dem Blendkanal an, der einen Ebene-Shader mit zwei Ebenen zugewiesen bekommen hat (Abbildung 13). Die untere Ebene besteht aus einem mittelgrauen Farbe-Shader (Abbildung 14) und ist deswegen als separate Ebene angelegt, damit wir bei der Farbwahl einer künftigen Weiterverwendung schneller sind. Darüber liegt ein Noise-Shader der Sorte FBM, dessen Einstellungen Sie in Abbildung 15 ablesen können. Die globale Größe liegt bei 10 %, so dass die Körnung des Shaders gut zur Planetenoberfläche passt. Alle weiteren Parameter mussten hier nicht verändert werden. Verrechnet werden die beiden Ebenen mit dem Ebenenmodus Multiplizieren bei einer Stärke von ca. 75 %.

422 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

Abbildung 17 Aufbau des Ausgangskanals

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Abbildung 16 Geländemasken-Shader G

G Abbildung 19 Kopieren des Ebene-Shaders

Abbildung 18 E Farb-Shader als untere Ebene

In den Maskenkanal (Abbildung 12) legen Sie den Geländemasken-Shader. Dieser Shader orientiert sich an der Höhe sowie an der Neigung der Oberfläche und reguliert auf diese Weise, welcher der beiden Kanäle (Blend- bzw. Ausgangskanal) bei welcher Oberflächensituation die Oberhand gewinnt. Entsprechend orientieren sich die Höhen- bzw. Neigungsparameter (Abbildung 16) an der Größe bzw. Beschaffenheit des Landschafts-Objekts. Ein paar Test-Renderings schaden hier nicht, um eine optimale Einstellung für die Landschaft herauszubekommen. Die Parameter für die Aufweichung sind für die Ränder zwischen den beiden Kanälen zuständig. Durch die zusätzliche Noise Höhe verläuft dieser Übergang nicht unnatürlich weich, sondern per Noise aufgelockert. Der Ebene-Shader für den Ausgangskanal entspricht im Wesentlichen dem Blendkanal, lediglich die prozentuale Verrechnung (Abbildung 17) sowie die Farbe des Farbe-Shaders wurden weiter abgedunkelt (Abbildung 18). Sichern Sie den fertigen Ebene-Shader des Ausgangskanals in die Zwischenablage (Abbildung 19), damit wir ihn gleich im Relief-Kanal weiterverwenden können (Abbildung 20). Setzen Sie ihn dort gleich als Textur über

G Abbildung 20 Relief-Kanal

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 423

Abbildung 21 Aufbau des Ebene-Shaders

G

G Abbildung 23 Zuweisen des Materials für die Planetenoberfläche

Abbildung 22 E Noise-Shader als zusätzliche Ebene

Abbildung 24 Zuweisen des Materials für den Weltraum

G

den Befehl Shader/Bild einfügen im Menü des Pfeilbuttons ein. Bevor Sie an die Ausarbeitung dieses Shaders gehen, stellen Sie noch die Stärke des Relief-Kanals auf 50 %, damit sich die Oberflächenstruktur auch deutlich bemerkbar macht. Um noch etwas mehr Pepp in die Oberflächenstruktur zu bekommen, setzen Sie auf die beiden bestehenden Ebenen im Ebene-Shader noch einen zusätzlichen Noise-Shader auf (Abbildung 21). Der mit relativ hoher globaler Größe eingestellte Cranal-Noise sorgt für eine weitläufige, wellenförmige Oberflächenmaserung (Abbildung 22). Die beim Shader herabgesetzten Clipping-Werte lassen diese Strukturierung nicht zu auffällig und damit unnatürlich wirken. Nachdem nun die beiden Materialien für Planetenoberfläche und Weltraum fertiggestellt sind, müssen wir sie den jeweiligen Objekten nur noch zuweisen. Ziehen Sie dazu die Materialien aus dem Material-Manager auf die Objekte im Objekt-Manager. Für die Landschaft können die Parameter im Textur-Tag (Abbildung 23) im Prinzip ohne Änderung übernommen werden – sollten Sie unschöne Verzerrungen der Oberflächenstruktur feststellen, versuchen Sie einfach eine andere Projektionsart. Für die Projektion des Sternenhimmel-Materials auf das Himmel-Objekt (Abbildung 24) wird automatisch das Kugel-Mapping verwendet. Setzen Sie außerdem die Anzahl der Kachelungen in

424 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

U-Richtung auf 3, um die Anzahl der Sterne in horizontaler Richtung zu erhöhen. Im Abschnitt Koordinaten verschieben Sie die Y-Position der Textur, damit der Farbverlauf für den Weltraum auch zur Geltung kommt. F Abbildung 25 Planetenoberfläche und Weltraum mit Materialien

Je nach Farbverlauf finden Sie mit ein paar Test-Renderings die optimale Position für den Weltraumhintergrund. Weil dieser in der Editor-Ansicht durch den Sternenhimmel ziemlich stört, sollten Sie die Anzeige des Himmel-Objekts über den ObjektManager einfach deaktivieren (Abbildung 24). M

Schritt für Schritt: Ausleuchtung der Szene

1

Einbinden des Hauptlichts Trotz der Materialien sieht die Szene momentan noch ziemlich zweidimensional aus. Dies bessert sich schnell mit einer adäquaten Ausleuchtung. Holen Sie sich dazu eine Punkt-Lichtquelle aus der Palette der Licht-Objekte, und benennen Sie diese Lichtquelle als Key-Licht. Aktivieren Sie im zugehörigen Einstellungsdialog (Abbildung 26) den weichen Schatten über Shadow-Maps. Als Hauptlichtquelle darf dieses Licht die höchste Intensität besitzen, weitere Änderungen sind auf diesen Seiten nicht nötig. Wechseln Sie auf die Schatten-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 27), und reduzieren Sie dort als Erstes die Dichte des Schattens auf ca. 80 %, um ihn etwas aufzuhellen. Setzen Sie die Schatten-Map des weichen Schattens auf 1 000 x 1 000, und reduzieren Sie den Sample-Radius auf 2 cm, den absoluten Bias auf 1 cm. Diese Angaben sind auf die von mir verwendeten Größen der Landschaft abgestimmt. Sollten Sie andere Dimensionen verwenden, passen Sie die Parameter einfach entsprechend an.

G Abbildung 26 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Koord.- und Allgemein-Seite

G Abbildung 27 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Schatten-Seite

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 425

Als Position des Key-Lichts entscheiden Sie sich für eine Seite des Landschafts-Objekts (Abbildung 28) und versetzen das LichtObjekt auf ca. 5 000 cm. Abbildung 28 E Positon des Hauptlichts

2

Abbildung 29 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Allgemein-Seite G

Einbinden der Fülllichter Um für die vom Hauptlicht nicht erfassten Bereiche der Planetenoberfläche zumindest etwas indirekte Beleuchtung zu simulieren, erstellen Sie zwei weitere Licht-Objekte als Fülllichter (Abbildung 29), die Sie entsprechend benennen. Passend zur Szene vergeben Sie auf der Allgemein-Seite des Einstellungsdialogs eine blau-graue Farbe mit einer Intensität von 35 %. Da die Fülllichter lediglich für etwas indirektes Licht sorgen sollen, deaktivieren Sie die Erzeugung von Schatten und Glanzlichtern für diese beiden Lichtquellen.

Abbildung 30 Position des ersten Fülllichts

Abbildung 31 Position des zweiten Fülllichts

G

G

Die beiden Fülllichter positionieren Sie dem Hauptlicht gegenüber jeweils in eine Ecke des Landschafts-Objekts (Abbildungen 30 und 31). Entscheiden Sie sich für eine Ecke der Landschaft, die

426 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

Sie als »vordere Seite« betrachten und in der Sie die Hauptaktionen bei der späteren Animation vollführen wollen. Hier senken Sie die Position des Fülllichts auf etwa ein Drittel der Höhe.

G Abbildung 32 Ausgeleuchtete Szenerie

G Abbildung 33 Spot-Lichtquelle für den Scheinwerfer

3 Licht für den Scheinwerfer Nach der Ausleuchtung (Abbildung 32) bauen wir nun noch eine Lichtquelle in den Scheinwerfer des Mondfahrzeugs ein. Holen Sie sich eine Spot-Lichtquelle aus der Palette der Licht-Objekte, und drehen Sie deren Heading-Winkel um – 180° (Abbildung 33).

G Abbildung 34 Einbau der Spot-Lichtquelle in den Scheinwerfer

Bauen Sie diese Lichtquelle, wie in Abbildung 34 gezeigt, in den Scheinwerfer des Mondfahrzeugs ein, und schalten Sie die Sichtbarkeit der Lichtquelle in deren Einstellungsdialog (Abbildung 35) an. Setzen Sie den Äußeren Winkel auf der Details-Seite auf ca. 60°, und stellen Sie die physikalisch richtige Abnahme für das Licht Invers quadratisch ein.

G Abbildung 35 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Allgemein- und Details-Seite

C Inszenierungs- und Rendering-Workshops | 427

Abbildung 36 Einstellungsdialog Licht-Objekt, Sichtbarkeit-Seite G

Passen Sie gegebenenfalls noch den Winkel bzw. die äußere Distanz über die Greifer der Spot-Lichtquelle im Editor an das Mondfahrzeug an (Abbildung 37). Auf der Sichtbarkeit-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 36) finden Sie die für die Sichtbarkeit als solches zuständigen Parameter. Bei den axialen und radialen Abnahmen sind im Prinzip keine Änderungen notwendig. Mit Äußere Distanz regulieren Sie die Weite der Sichtbarkeit des vom Scheinwerfer ausgestrahlten Lichts. Hier reicht es, wenn Sie sich an der Angabe auf der Details-Seite des Lichts orientieren. Letzten Endes soll der Scheinwerfer schließlich weniger zur Beleuchtung der Szene beitragen, sondern die Ausstattung des Mondfahrzeugs optisch komplettieren. Bringen Sie nun die Planetenoberfläche und das Mondfahrzeug in Einklang, indem Sie beide Objektgruppen im ObjektManager eingeblendet lassen und das Mondfahrzeug an einer geeigneten, ebenen Stelle auf der Planetenoberfläche platzieren (Abbildung 38).

Abbildung 37 Einstellen der Spot-Lichtquelle

Abbildung 38 Fertige Planeten-Szene mit Mondfahrzeug

G

G

Der Workshop-Teil für die Inszenierung der Planeten-Szene ist somit ebenfalls abgeschlossen. Nun sollten Sie wie gehabt die Gelegenheit nutzen, die Szenenelemente durch Zuordnung in Ebenen zu organisieren (Abbildungen 39 und 40). M

Abbildung 39 Objekte in Ebenen organisieren

G

G Abbildung 40 Materialien in Ebenen organisieren

428 | C Inszenierungs- und Rendering-Workshops

TEIL V

Animation

KAPITEL 26

26

Animation mit Cinema 4D

Der Animation wird in jeder neuen Version von Cinema 4D viel Aufmerksamkeit zuteil. Nach der Umstellung von der Modularität hin zu den Editionen, bei der etliche Funktionen aus MOCCA und MoGraph in die Basisversion einflossen, bestach der Bereich Animation zuletzt durch eine neue Dynamics-Funktionalität.

Abbildung 26.1 Vorschau auf das Käfer-Projekt

G

Abbildung 26.2 Vorschau auf das Mondfahrzeug-Projekt G

Für Version 13 stand wieder das große Thema Character-Animation im Pflichtenheft. So wurde die etwas glücklose, in Version 12 verworfene Muskelsimulation durch ein wesentlich verbessertes Muskelsystem neu aufgelegt. Weil sich die Anatomie der Lebewesen über die letzten Jahrtausende nicht wesentlich verändert hat, liegt es auf der Hand, für solche wiederkehrenden Character-Rigging-Aufgaben auf bestehende Rigs bzw. Templates zurückzugreifen. Die Charaktervorlagen in der Studio-Variante von Cinema 4D bieten ein komplettes System, um beliebige Character-Rigs – vom menschlichen Zweibeiner über den Vierbeiner bis hin zu Reptilien und Fischen komfortabel aus einem Bausatz zu erstellen, zu justieren und natürlich zu animieren.

26 Animation mit Cinema 4D | 431

Speziell für die Animation von Charakteren steht nun außerdem ein neues CMotion-Objekt bereit, mit dem äußerst bequem Gehzyklen (Walkcycles) aus Posen und Schritten generiert werden können. Zunächst soll es in diesem Buchteil aber um die Grundlagen der Animation in Cinema 4D gehen. Hier kommt die Zeitleiste ins Spiel und mit ihr alle Möglichkeiten, die sich über Keyframes und Spuren bieten, um die bewegten Elemente mit ihren spezifischen Animationsinformationen festzuschreiben und zu steuern. Das wichtige Gefühl für natürliche Bewegungsabläufe, für Timing und Geschwindigkeiten sowie gute Beobachtungsgabe kann sie natürlich nicht ersetzen. Die Zeitleiste ist aber nicht nur ein lineares Animationsinstrument. Über Motion-Clips und -Ebenen schaltet die Zeitleiste schnell vom Keyframe- in den Motion-Modus und bietet alle Vorteile der nicht-linearen Animation. In der zweiten Hälfte dieses Buchteils kümmern wir uns mehr um die Animationsmöglichkeiten außerhalb der Zeitleiste, wenn es um Objektabhängigkeiten und Parametersteuerung geht, die den Expressions vorbehalten sind. Expressions und Skripte erzeugen Abhängigkeiten zwischen Objekteigenschaften und Objekten. Mit XPresso, C.O.F.F.E.E. und Python lassen sich zusätzliche, eigene Funktionalitäten in Cinema 4D programmieren und einsetzen – mit und auch ohne Programmiersprache. Passable Partikelströme können Sie bereits mit dem Partikelsystem der Basisversion Prime von Cinema 4D realisieren. Wem das nicht reicht, der findet in Thinking Particles nahezu grenzenlose Freiheiten bei der Erstellung und Steuerung von Partikelsystemen. Von den Partikeln wechseln wir über das Motion-GraphicsSystem MoGraph zu den Klonen. Nach einer kurzen Einführung über die Arbeitsweise von MoGraph wenden wir uns dem KlonObjekt, den Effektoren und allen weiteren Bausteinen dieses Motion-Effect-Systems zu. Für die Simulation von physikalischen Eigenschaften, Kräften und Reaktionen ist in Cinema 4D das Dynamics-System zuständig. In einem eigenen Kapitel mache ich Sie mit Rigid Bodies, Soft Bodies, Kräften, Motoren, Konnektoren und vielem mehr bekannt. Auf diese Weise bestens vorbereitet, können wir anschließend gleich zur Praxis übergehen. Im Workshop-Teil führen wir die Arbeit an unseren gemeinsamen Projekten fort und hauchen den Modellen Leben ein.

432 | 26 Animation mit Cinema 4D

KAPITEL 27

27

Keyframe-Animation

Animation kann sich durch räumliche Bewegung, durch Veränderung von Eigenschaften bzw. Parameter oder auch durch komplexe Character-Animation abspielen. Für alle Gegebenheiten hat sich die Zeitleiste ganz allgemein als Standard für die Erzeugung, Kontrolle und Wiedergabe einer Animation etabliert. Konsequent verknüpft mit der Managerfunktionalität und den Features des Ebenen-Browsers finden Sie in der Zeitleiste eine mächtige Schaltzentrale für Ihre Animationen vor sich. Sie rufen die Zeitleiste wahlweise über das Menü Fenster oder im Animationslayout des Layout-Menüs (Abbildung 27.1) auf.

Abbildung 27.1 Layout für die Animation G

1 2 3

Abbildung 27.2 Die Zeitleiste F

Die Navigation in der Zeitleiste erfolgt über die bekannten Verschieben- und Skalieren-Werkzeuge 1 . Hier haben Sie außerdem Zugriff auf die Such-, Pfad- und Filteroptionen, wie es sich für einen Szenen-Manager gehört (Abbildung 27.3). Gleich darunter schließt sich eine Zeile mit den am häufigsten benötigten Funktionen zur Ansicht sowie Bearbeitung von Keyframes und Markern an 2 . Über das Schlüssel-Icon wechseln Sie in den F-Kurven- und in den Motion-Modus, auf die wir später noch genauer eingehen werden. Im Zeitlineal-Bereich 3 finden Sie – je nach Programmeinstellung – die »Zeit« in Bildern, Sekunden oder im SMPTE-Format aufgetragen. Anhand des grünen Greifers verschieben Sie den aktuellen Zeitpunkt der Animation.

27 Keyframe-Animation | 433

Marker, die Sie zur Orientierung in der Zeitleiste anlegen können, finden sich genauso im Zeitlineal-Bereich wie die grauen Grenzmarkierungen der Vorschauauswahl. Mit den orangefarbenen Selektionsgreifern verschieben bzw. skalieren Sie ausgewählte Keyframe-Bereiche in der Zeitleiste. Abbildung 27.3 E Zeitleiste mit zugeschalteten Szene-Manager-Funktionen

4 5 6 7

Der Objekt-Bereich 4 verwaltet alle Objekte, Spuren und Tags Ihrer Animation hierarchisch. Klappen Sie die Objekte oder Spuren einfach so weit auf, bis Sie am Ziel angelangt sind. Sie werden schnell feststellen, dass sich die Spalte schneller füllt, als einem lieb ist. Organisieren Sie die Elemente Ihrer Szene mit Ebenen, damit Sie keine Zeit durch langes Suchen verlieren. Womit wir in der Ebenenspalte 5 wären. Mit den drei Icons teilen Sie Objekte und Spuren vorhandenen oder auch neuen Ebenen zu, aktivieren die Ausführung der Animation oder schalten in den Solo-Modus. Den größten Teil nimmt der Key-Bereich 6 ein, der für jede Spur mittels Keys (Schlüsselwerten) festhält, zwischen welchen zeitlichen Grenzen und Parametern ein Objekt animiert wird. Die Statusleiste 7 informiert Sie stets über den aktuellen Zeitpunkt, über die in einer Schleife ablaufenden Bilder (Loop) der Vorschau und über den Bereich der aktiven Auswahl. 8

Abbildung 27.4 Animations-Palette G

9

l

j

k

m

n

o

p

q

Die Animations-Palette (Abbildung 27.4) haben wir bereits grob in Teil I, »Grundlagen«, angeschnitten. Sehen wir uns die Palette im Detail an, am besten in der Version des Animationslayouts, da

434 | 27 Keyframe-Animation

weist sie den größten Umfang auf. Ihre Funktionalität über die Kombination Animations-Palette/Attribute-Manager bzw. HUD reicht über weite Strecken für die Animation aus. Sie gliedert sich in die Bereiche Zeitlineal 8 , Powerslider l, Abspielsteuerung n, Aufnahmesteuerung o, Key-Modi p und Bilder-Rate q auf. Im Zeitlineal können Sie den aktuellen Zeitpunkt nicht nur über den grünen Zeitschieber, sondern auch numerisch über das Eingabefeld verändern. Klicken Sie doppelt auf den grünen Wert des Zeitschiebers, um die Zeitposition direkt einzutippen. In der unteren Hälfte ist der momentan selektierte Bereich in Grau aufgetragen m. Um den selektierten Bereich mitsamt den enthaltenen Keys zu verschieben, klicken und ziehen Sie den grauen Bereich. Zum Skalieren fassen Sie ihn an einem der beiden Greifer. Bei gedrückt gehaltener (ª)-Taste ändern Sie den Bereich, ohne die Keys anzurühren, bei gedrückter (Strg)/ (ctrl)-Taste verschieben Sie eine Kopie des Bereichs mit allen Keys. Kleine blaue Icons k zeigen Ihnen die Keys des aktiven Objekts. Markierte Keyframes erkennen Sie an der orangen Färbung j. Sie erzeugen Keyframes im Zeitlineal, wenn Sie mit gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste in den linierten Bereich klicken. Um Keyframes an einen anderen Zeitpunkt zu versetzen, klicken Sie lediglich auf das Key-Icon und schieben es zum gewünschten Bild des Zeitpunkts. Marker werden durch kurze gelbe Linien angedeutet i. Durch Ziehen des Powersliders verändern Sie den gezeigten Zeitausschnitt. Um die Zeitgrenzen manuell einzugeben, klicken Sie auf die Zahlenwerte neben den Sliderpfeilen. Mit den Eingabefeldern links und rechts des Powersliders legen Sie die Dokumentlänge fest. Die Buttons und Positionierungssymbole der Abspielsteuerung entsprechen im Wesentlichen den Symbolen Ihres CD- oder DVD-Players. Es folgen drei rote Buttons zur Aufnahmesteuerung: Mit dem linken Button erstellen Sie für die gewählte Spur einen Keyframe, mit dem mittleren Button aktivieren Sie das Autokeying, und der Selektions-Aufnahmebutton dient zur Auswahl eines Selektions-Objekts, das komplett hierarchisch in die Aufnahme eingearbeitet wird. Ein Klick auf diesen Knopf listet alle definierten Selektions-Objekte auf. Mit den Key-Optionsbuttons legen Sie fest, welche Modifikationen bzw. Parameter durch Klick auf die Aufnahmebuttons als Keys gespeichert werden sollen. Zudem dehnen Sie hier die Aufnahme auf Unterobjekte und Punktebenen (PLA) aus. Über die Bilder-Rate legen Sie fest, wie viele Bilder pro Sekunde beim Abspielen zurückgelegt werden.

TIPP Die Kurzbefehle (1) und (2) zum Verschieben bzw. Skalieren der Ansicht funktionieren sowohl in der Zeitleiste als auch im Zeitlineal.

27 Keyframe-Animation | 435

27.1

Spuren

Alle in der Objektspalte der Zeitleiste aufgeführten Elemente können direkt dort animiert werden. Bei aktiviertem AutomatikModus (Menü Bearbeiten) finden Sie bereits alle Objekte eingetragen. Ansonsten schalten Sie auf diesen Modus um, oder ziehen Sie die betreffenden Objekte per Drag & Drop in die Zeitleiste. Abbildung 27.5 E Eigenschaftsspuren

G Abbildung 27.6 Spezial-Spuren

G Abbildung 27.7 Animation über den Attribute-Manager

436 | 27 Keyframe-Animation

Eine Spur legt fest, welche Art von Animation das Objekt durchläuft. Spuren lassen sich auf verschiedene Weise erzeugen. Alle für ein Objekt oder Tag verfügbaren Spuren sind im ZeitleistenMenü Erzeugen • Eigenschaftsspuren hinzufügen (Abbildung 27.5) aufgeführt. Weitere Spurtypen finden Sie im Menüeintrag Spezial-Spuren hinzufügen. Sie gliedern sich in die Typen Zeitspur, Morph, PLA und Sound auf (Abbildung 27.6). Über die Parameterspuren steuern Sie grundsätzlich alle animierbaren Parameter, die Sie auch im Attribute-Manager sehen, wenn ein Objekt angewählt ist. Noch komfortabler und übersichtlicher läuft die Aufzeichnung der Animation über den Attribute-Manager (Abbildung 27.7). Dazu schieben Sie den Zeitregler einfach an die Position, an der Sie Werte aufnehmen möchten, klicken mit der rechten Maustaste auf den Parameter-Eintrag und wählen aus dem Menü Animation den Befehl für die Erstellung einer Spur oder eines Keys aus. Ein Klick auf das vor der Eigenschaft befindliche Kästchen bei gedrückter Befehlstaste setzt im Wechsel Spuren und Keyframes für die jeweilige Eigenschaft an der aktuellen Zeitposition. Sie können Spuren auch über das Kontextmenü mit der rechten Maustaste und Klick auf das Feld Spuren produzieren. Die meistgebrauchten Spuren stehen über die Aufnahmebuttons und die dazugehörigen Key-Buttons (Abbildung 27.8) in der Animations-Palette bereit. Per Klick auf den Aufnahmebutton erzeugen

Sie in einem Schritt den Key und die zugehörige Spur. Grundsätzlich können Sie einem Element der Zeitleiste beliebig viele Spuren zuweisen. Um eine Spur auszuwählen, klicken Sie auf den Namen der Spur im Objektbereich. Die daraufhin orange gefärbten Elemente (Abbildung 27.9) zeigen Ihnen die zugehörigen Keys und im Zeitlineal den selektierten Spurbereich an. Klicken Sie in den orangefarbenen Bereich des Zeitlineals 1 , um die Spur zu verschieben. Die durch die Keys definierten Spurgrenzen skalieren Sie durch Klicken und Ziehen der orangefarbenen Grenzen.

Abbildung 27.8 Aufnahmeoptionen G

1 2 3 Abbildung 27.9 Spuren und Masterspuren F

Wie Sie in der Abbildung erkennen, sind die Spuren in der Zeitleis te hierarchisch aufgebaut. Die in der Abbildung markierte Spur Position.Y 3 ist Unterobjekt der Spur Position 2 . Übergeordnete Spuren nennen sich Masterspuren und sind leicht an den umrahmten Keys – den Masterkeys – zu erkennen. Beim Bearbeiten einer Masterspur bearbeiten Sie alle enthaltenen Spuren. Im Einstellungsdialog der Spur (Abbildung 27.10) finden Sie weitere Parameter für die Spuranimation. Mit der Option Konstante Geschwindigkeit teilen Sie der Spur mit, dass die in einem Animationspfad hinterlegten Spline-Punkte als Zeitvorgabe ignoriert und der Pfad stattdessen mit konstanter Geschwindigkeit durchlaufen werden soll. Die in den Feldern Zuvor und Danach veranschlagten Modi bilden ab, wie sich die innerhalb der Spur befindliche Kurve über die Spurgrenzen hinaus fortsetzt. Konstant hält den KeyWert nach außen fest, Fortsetzen setzt die Steigung des Keys fort, Wiederholen loopt die Animation zwischen den Keys, auf Wunsch auch mit Steigerung in Form eines Offset, und Oszillieren spiegelt die Kurve in der Mitte zwischen den beiden äußeren Keys der Spur. Für die sich wiederholende Spur haben Sie in zwei zusätzlichen Feldern die Möglichkeit, die Anzahl der Wiederholungen anzugeben. Die beiden F-Kurven-Werte bestimmen die Darstellung der Animationskurven im Ansichtsbereich.

Abbildung 27.10 Einstellungsdialog einer Spur G

27.1 Spuren | 437

Eigenschaftsspuren Alle Parameter, die Sie aus dem Attribute-Manager von den Objekten, Tags, Splines, NURBS-Generatoren, Deformatoren, Kameras, Lichtquellen, Materialien etc. kennen, lassen sich über die Eigenschaftsspuren animieren. Zwischen zwei mit Werten besetzten Parameter-Keys interpoliert Cinema 4D bei der Animation die Ausgangs- und Endwerte gemäß dem Zeitfortschritt. Abbildung 27.11 E Animation mit Eigenschaftsspuren

Abbildung 27.11 zeigt ein Beispiel für eine Animation mit Eigenschaftsspuren. Ursprünglich handelte es sich um einen goldenen Kegel, der über verschiedene Eigenschaftsspuren ein anderes Material, Rundungen, einen Radius an der Spitze, eine andere Position und einen anderen Winkel erhält (Abbildung 27.12). Wie viele Veränderungen Sie einem Objekt gleichzeitig zumuten, bleibt vollkommen Ihnen überlassen. Das Grundprinzip der Parameterspeicherung in den Keyframes ist bei jeder zeitleistenbasierten Animation gleich.

G Abbildung 27.12 Animation der Objektparameter

438 | 27 Keyframe-Animation

Zeitspur Die Zeitspur gehört zu den Spezial-Spuren und ermöglicht, bestehende animierte Sequenzen in zeitlicher Hinsicht nachzubearbeiten, ohne die Sequenz an sich verändern zu müssen. Aus dem linearen Ablauf der Zeitleistenanimation können Sie so ohne großen Aufwand nicht-lineare Wiederholungen (Loops) oder ein Rückwärts-Abspielen der Sequenz erreichen – ohne die vorher mühsam erstellte Sequenz rückwärts zu erarbeiten. Sehen wir uns als Beispiel die Positionsanimation aus Abbildung 27.13 an. In den aufgeklappten Positionsspuren zu Z und Y befinden sich Kurven, an denen sich der Kegel orientiert. Die Masterspur Position besitzt eine Zeitspur mit zusätzlichen Keyframes, deren Kurve stetig zwischen 0 % und 100 % des Animationsablaufs schwankt.

Abbildung 27.13 Nicht-lineare Animation mit der Zeitspur F

Damit sich die Positionsspur an die vorgegebene Zeitkurve hält, muss diese ihr zugewiesen werden. Dies passiert im Einstellungsdialog der Spur im Eintrag Zeitspur (Abbildung 27.14). Ziehen Sie die fertige Zeitspur Ihres Objekts einfach per Drag & Drop in den Attribute-Manager, und die Positionsspur weiß, an welche Zeitvorgabe sie sich zu halten hat. Über die Option Relatives Mapping können Sie die Zeitspur automatisch auf die korrekte Länge der zugehörigen Animationsspur skalieren bzw. mappen lassen. Morph-Spur Kleinere Formumwandlungen, wenn sie aus der gleichen geometrischen Basis stammen, lassen sich über die Morph-Spur realisieren. Bei aufwendigen Morphings, wie sie bei der CharacterAnimation auftreten, ist die Morph-Spur aber überfordert. Neben dem Basis-Objekt benötigen Sie für das Morphing für jedes Stadium ein eigenes Objekt (Abbildung 27.15). Sichtbar bleibt nur das Basis-Objekt, die anderen beiden Objekte übergeben nur ihre verformte Geometrie an das Basis-Objekt. Über das Datei-Menü der Zeitleiste bekommt das zu morphende Objekt die Spezialspur Morph zugewiesen. Für jeden Zeitpunkt, an dem ein Morphing komplett erreicht sein soll, erzeugen Sie per Klick mit gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste einen Keyframe, in dessen Einstellungsdialog Sie das Morph-Ziel in das gleichnamige Feld ziehen.

Abbildung 27.14 Spur mit zugewiesener Zeitspur G

Abbildung 27.15 Morph-Spur G

Abbildung 27.16 Morph-Spur in der Zeitleiste F

27.1 Spuren | 439

Abbildung 27.17 zeigt das fertige Morphing eines Polygon-Objekts mit der Morph-Spur.

Abbildung 27.17 Animiertes Morphing mit der Morph-Spur

G

G Abbildung 27.18 Point-Level-Animation eines Splines

PLA (Point-Level-Animation) Diese Animation auf Punktebene ermöglicht es Ihnen, Veränderungen an den Punkten bzw. Polygonen des Objekts in Ihren Keys aufzuzeichnen. Bei der Aufnahme schreibt Cinema 4D den Zustand aller Punkte des Objekts in die Keyframes. In Abbildung 27.18 wurde ein Sweep-NURBS-Objekt durch eine Point-Level-Animation animiert. In der linken Hälfte ist noch der ursprüngliche Blume-Spline zu erkennen, dessen SplinePunkte am Endzeitpunkt (rechte Hälfte) nach oben und unten verschoben sind. Zwischen diesen beiden PLA-Keys interpoliert Cinema 4D die Animation. Die Animations-Palette enthält für die Point-Level-Animation einen eigenen Aufnahmemodus. Bei der PLA-Aufnahme gelangen grundsätzlich die gesamten Punktedaten des Objekts in die Keys. Zwar ist die Datenmenge des Beispiel-Splines noch erträglich, doch bei Objekten mit hoher Punktzahl (Polygon-Objekte) bietet sich eher Morphing an. Sound Soundspuren kennen Sie seit Kapitel 24, »Sound«, bestens.

27.2

G Abbildung 27.19 Aufnahmebuttons

440 | 27 Keyframe-Animation

Keyframes

In den Keyframes (kürzer: Keys) speichert Cinema 4D die Informationen für die Animation der Spuren. Zwischen den Keys werden die an den Grenzen anliegenden Werte über eine F-Kurve interpoliert. Sollten in den Keyframes keine Werte anliegen, weil Sie

beispielsweise die Sichtbarkeit an- bzw. ausgeschaltet oder Rundungen deaktiviert haben, verfährt Cinema 4D nach dem eingestellten Einflussbereich der Spur. Keys erzeugen Sie über die Aufnahmebuttons der AnimationsPalette (Abbildung 27.19), mit den Aufnahmefunktionen im Kontextmenü des Attribute-Managers (Abbildung 27.7) bzw. per Klick mit gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste auf das Kästchen vor dem Parameter, durch Duplizieren von Keys mit gedrückter (Strg)/ (ctrl)-Taste und durch Klick bei gedrückter (Strg)/(ctrl)-Taste auf die Spur oder das Zeitlineal der Animations-Palette. Unter den Projekt-Voreinstellungen auf der Seite Key-Interpolation (Abbildung 27.20) finden Sie die Basiseigenschaften, die Cinema 4D bei der Erzeugung eines Keyframes verwendet. Die Option frühere Interpolation beibehalten bewahrt beim Überschreiben eines Keys die anliegende Interpolation und ändert nur den vorliegenden Wert. Mehr dazu gleich.

Abbildung 27.20 Projekt-Voreinstellungen, Seite Key-Interpolation G

Key-Anzeigemodus Optische Kontrolle bei der Animation von Parametern bieten die Key-Anzeigemodi. Ein gefülltes rotes Kästchen 1 bzw. ein leeres Kästchen 2 vor dem Parameter signalisieren das Vorhandensein eines Keyframes bzw. einer Spur am aktuellen Zeitpunkt. Abbildung 27.21 Key-Anzeigemodi F

1 2

3 4

Ein gefülltes oranges Kästchen 3 meldet geänderte, aber nicht gespeicherte Parameter, ein leeres oranges Kästchen 4 markiert eine Spur, zu welcher der am Parameter anliegende Wert aufgrund einer Modifikation nicht mehr passt (Abbildung 27.21). Key-Eigenschaften Den im Key hinterlegten Wert sehen Sie in der Zeitleiste bereits, wenn Sie einfach mit dem Mauszeiger darüberfahren (Abbildung 27.22). Für jeden Keyframe lassen sich im zugehörigen Einstellungsdialog (Abbildung 27.23) die Eigenschaften definieren. Dort geben Sie auch die Interpolation zu beiden Seiten des Keyframes an.

Abbildung 27.22 Key-Wert in der Zeitleiste G

27.2 Keyframes | 441

Abbildung 27.23 Key-Eigenschaften G

Abbildung 27.24 E Palette mit Key-Bearbeitungsfunktionen

Mit Zeit sperren k bzw. Wert sperren l fixieren Sie den Key bzw. den Wert, um versehentliche Änderungen zu verhindern. Stumm setzen Sie einen Key, wenn er bis zum nächsten Key deaktiviert sein soll, beispielsweise um einer Ausrichten-Expression den Vortritt zu geben. Relativ machen bewirkt, dass Keys das proportionale Verhältnis zu den Nachbar-Keyframes behalten. Die Funktion Auto-Tangente 7 stellt am Key eine weiche Interpolationstangente ein, während Abschneiden ein Überschwingen durch Kappen der Interpolationskurve verhindert. Alle weiteren Felder helfen Ihnen bei der Bearbeitung der KeyTangenten. Dazu gehören die Zeit- und Wert-Einträge der Tangentenanfasser, die Sie auf Wunsch numerisch eingeben können. Sie finden die meistgebrauchten Befehle zur Key-Bearbeitung außerdem als Palette (Abbildung 27.24) in der Zeitleiste oberhalb des Key-Bereichs.

1 2 3

4 5 6

7 8

9 j k l

m n

Hier sind als Erstes die drei Interpolationsarten Linear 1 , Stufe 2 und Spline 3 sowie die am häufigsten benötigten Spline-Typen Ease Ease 4 , Ease In 5 und Ease Out 6 aufgereiht. Um die Tangenten unabhängig voneinander zu bearbeiten (Abbildung 27.25), aktivieren Sie die Option Tangente brechen 8 . Dazu lassen sich Winkel und Länge der Tangenten auf Wunsch während der Bearbeitung fixieren (Tang.-winkel sp. 9 bzw. Tang.-länge sp. j).

Abbildung 27.25 Gebrochene, einzeln bearbeitbare Tangenten G

Abbildung 27.26 Gebrochene Tangenten mit fixiertem Winkel G

Abbildung 27.26 zeigt, wie der anliegende Winkel an der Tangente beibehalten bleibt, während sich die Länge der Tangente im Vergleich zu Abbildung 27.25 modifizieren lässt.

442 | 27 Keyframe-Animation

Bei gesperrter Länge (Abbildung 27.27) können Sie zwar den anliegenden Winkel variieren, die Länge der Tangente bleibt aber unverändert. Mit der Option Winkel zwischen Tangenten sperren (Abbildung 27.23) fixieren Sie nicht den Winkel für die einzelne Tangente, sondern den zwischen den beiden am Key liegenden Tangenten vorliegenden Winkel (Abbildung 27.28).

Abbildung 27.27 Gebrochene Tangenten mit fixierter Länge

G

Abbildung 27.28 Gesperrter Winkel zwischen den Tangenten G

Schließlich haben Sie noch zwei Befehle, mit denen Sie die Winkel bzw. Längen der Tangenten auf den Nullwinkel m bzw. die Nulllänge n zurücksetzen können, zur Verfügung.

27.3

F-Kurven

F-Kurven sind die grafische Umsetzung der Interpolation zwischen zwei oder mehreren Keyframes. Sie kommen ins Spiel, wenn es um die Bearbeitung der Interpolation geht. F-Kurven bereiten die Wertveränderungen der Animation mit Anfassern und Tangenten auf und bieten eine Menge Funktionen, um den Kurvenverlauf, und damit die Animation, exakt zu gestalten. Die mathematische Funktion, das »F« der Kurve, beschreibt alle Werte, die ein Element zwischen zwei Keys annimmt. Wenn die Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines animierten Objekts einfach zu technisch oder unnatürlich wirkt, müssen Sie ran an die Kurven. Konstante Geschwindigkeiten wirken immer unnatürlich und mechanisch – ein bewegtes Objekt beschleunigt, hält die Geschwindigkeit, bremst ab, steht etc. Um den ruckeligen Effekt einer Animation auch ohne Raum- und Zeitkurven ein wenig abzudämpfen, interpoliert Cinema 4D die Tangenten bei der Aufnahme gemäß seinen Voreinstellungen.

27.3 F-Kurven | 443

Abbildung 27.29 Interpolation bei den Keyframes G

Abbildung 27.30 F-Kurven im Key-Modus G

Die Werte und Parameter für die Interpolation links und rechts von jedem Key zeigt Ihnen der Attribute-Manager an, sobald Sie einen Keyframe selektiert haben (Abbildung 27.29). F-Kurven finden Sie auch im Key-Modus, wenn Sie die Spur einer animierten Sequenz in der Zeitleiste aufklappen. Dort haben Sie eine kleine, aber exakte Version der F-Kurve (Abbildung 27.30) zur Hand. Theoretisch können Sie in diesem sogenannten Key-Modus bleiben und an den F-Kurven arbeiten, aufgrund des Platzmangels dürfte dabei aber speziell bei komplexeren Animationen und Bewegungskurven wenig Freude aufkommen. Trotzdem können Sie sich diese Mini-F-Kurven-Ansicht sogar skalieren. Klicken Sie dazu auf die Ober- bzw. Untergrenze einer Spur, und ziehen Sie sich die vertikale Größe der F-Kurven-Ansicht so groß wie nötig. Ein Klick auf das Kurvensymbol genügt, und Sie wechseln in den wesentlich mächtigeren F-Kurven-Modus (Abbildung 27.31) über.

Abbildung 27.31 F-Kurven-Modus G

Alle selektierten Elemente der Objektspalte werden im Kurvenbereich dargestellt. So können Sie sich auf Wunsch mehrere Kurven gleichzeitig anzeigen lassen oder sich auf eine einzige Kurve konzentrieren. Zur Veränderung der Punkte (Keyframes) und Kurven markieren und verschieben Sie die Elemente innerhalb des Kurvenbereichs. Mit gedrückt gehaltener (Strg)/(ctrl)-Taste erzeugen Sie neue Keyframes in der F-Kurve. TIP P Am allerschnellsten wechseln Sie durch Drücken der Leertaste zwischen den beiden Bearbeitungsmodi Key- und F-Kurve hin und her.

444 | 27 Keyframe-Animation

Arbeiten mit F-Kurven Spezielle Funktionen für das Arbeiten mit F-Kurven finden Sie in den Menüs Funktionen (Abbildung 27.32), Keys und F-Kurven der Zeitleiste. Typische bzw. häufig benötigte Kurvenverläufe, beispielsweise für Beschleunigen und Abbremsen, finden Sie im

Untermenü Formen. Die Abschneiden-Funktionen bewirken, dass die Spur vom aktuellen Zeitpunkt aus geteilt und alle Keys Davor oder Danach gelöscht werden. Der KeyReducer reduziert durch Motion-Capturing oder Autokeying produzierte überflüssige Keys. Spuren, die nicht oder nicht mehr nötig sind, entfernen Sie über den Befehl Ungenutzte Spuren löschen. Ein eleganter Weg, um redundante Keys mit gleichen Parametern loszuwerden, ist der Befehl Spur aufräumen. Selektieren Sie dazu einfach eine geeignete Spur, und wenden Sie den Befehl darauf an. In den Abbildungen 27.33 und 27.34 liegen lineare Keyframes an. Werden Spuren mit Spline-Keys aufgeräumt, ändern sich die Interpolationskurven entsprechend. Ähnlich funktioniert der Befehl Vereinfachen…, hier haben Sie allerdings keine interaktive Vorschaumöglichkeit. Um die Elemente der animierten Spur über einen Teilerwert zu straffen, lassen Sie Jeden x-ten Key löschen. Eine einfachere Art des Verschiebens bzw. Skalierens von Keyframes finden Sie im Befehl Verschieben/Skalieren. Dieser Befehl verschiebt bzw. skaliert die selektierten Keys mit beliebigen Werten, nimmt aber auf bereits vorhandene Keyframes keine Rücksicht (Abbildungen 27.35 und 27.36).

Abbildung 27.34 Aufgeräumte Spur

G

Abbildung 27.33 Spur mit redundanten Keyframes

G

Abbildung 27.35 Selektierte Keyframes vor der Verschiebung/Skalierung

G

G

Abbildung 27.32 Menü Funktionen G

Abbildung 27.36 Verschobene und skalierte Keyframes

27.3 F-Kurven | 445

G Abbildung 27.37 Menü Keys

Abbildung 27.38 Relativ geschaltete Keyframes G

Durch Spline-Punkte eines Animationspfades definierte Zeitwerte, die zu unerwünschter ungleichmäßiger Geschwindigkeit führen, deaktivieren Sie über die Option Konstante Geschwindigkeit setzen. Der Name der Spur erhält daraufhin den Zusatz »CV«, um zu signalisieren, dass der Animationspfad dieser Spur mit konstanter Geschwindigkeit umgesetzt wird. Bei der Bearbeitung der Kurven helfen auch die Spline-Typen aus dem Menü Keys weiter (Abbildung 27.37). Die Key- und Tangentenbefehle sowie Interpolationsarten kennen Sie bereits vom Keyframe-Einstellungsdialog. Wenn Sie Keyframes Relativ machen, erreichen Sie beim Verschieben angrenzender Keys eine zeitlich proportionale Skalierung. Relativ geschaltete Keys sind in der F-Kurve an der blauen Farbe zu erkennen (Abbildung 27.38). Beim Verschieben des rechts angrenzenden Keys nach links werden alle relativen Keys proportional gequetscht (Abbildung 27.39). So bleiben die relativen zeitlichen Verhältnisse zwischen den Keys gleich, und die zugrunde liegende Animation wird gezielt proportional verlangsamt oder beschleunigt.

Abbildung 27.39 Proportionale Verschiebung der relativen Keyframes G

Die Funktionen zum Spiegeln bieten keine große Überraschung; sie spiegeln die markierten Keys wahlweise horizontal oder vertikal in der Zeitleiste. Bei der »gestalterischen« Arbeit mit den F-Kurven entstandene krumme Werte rundet der Befehl Selektion quantisieren auf die nächstgelegene Bildzahl auf bzw. ab. Schnappschüsse sind temporär gespeicherte Momentaufnahmen von F-Kurven (Abbildung 27.40), die Ihnen das Experimentieren erleichtern sollen. Die Kurve eines Schnappschusses wird dunkelgrau eingezeichnet und bietet stets den Vergleich zur aktuellen Version. Wenn Sie anschließend doch lieber zur Version des Schnappschusses zurückkehren möchten, tun Sie dies einfach über den Befehl Schnappschuß austauschen. Sie finden diese praktische Funktion im Menü F-Kurven (Abbildung 27.41).

446 | 27 Keyframe-Animation

Abbildung 27.40 Arbeiten im F-KurvenModus mit Schnappschuss F

Wer sich bei der Arbeit im F-Kurven-Modus zusätzlich die resultierende Geschwindigkeitskurve, alle Spuren, Keys oder Tangenten anzeigen lassen möchte, wird ebenfalls im Menü F-Kurven fündig. Die Option Autorelativ rechnet den Umfang der KeyWerte in eine Art prozentuales 0 – 100 -Schema um, mit dem Sie bei extremen Wertausmaßen nicht den Überblick verlieren – dies können Sie natürlich auch wieder in den ursprünglichen Zustand Zurücksetzen.

Abbildung 27.41 Menü F-Kurven G

Modifikationskurven Eine nachträgliche Modifikation komplexer F-Kurven ist meist sehr aufwendig, deshalb bietet Cinema 4D mit den Modifikationskurven eine Hilfe dafür an. Abbildung 27.42 Modifikation einer Animationskurve (blau) mit einer Modifikationskurve (grün) im Kurven-Typus F

Sie liegen wie eine Hülle über der F-Kurve und vereinfachen die Arbeit über eine reduzierte Kontrollkurve (Abbildung 27.42). Im F-Kurven-Modus wird dazu die Spur selektiert und über den Befehl Reduzierter Modifikationsmodus im Menü F-Kurven eine Modifikationskurve erstellt. Diese Kurve liegt nun in grüner

27.3 F-Kurven | 447

Farbe über der jetzt gesperrten Ausgangskurve. Für die Arbeit an der Modifikationskurve stehen insgesamt drei verschiedene Modifikationstypen zur Verfügung: Kurve, Verschieben oder Skalieren. Je nach gewähltem Typus finden Sie an der Modifikationskurve Greifer und Tangenten, mit denen Sie die Kurve wunschgemäß verändern können (Abbildungen 27.43 und 27.44).

Abbildung 27.43 Modifikation im Verschieben-Typus G

G Abbildung 27.44 Modifikation im Skalieren-Typus

Nach erfolgreicher Bearbeitung haben Sie nach dem Ausschalten des reduzierten Modifikationsmodus wieder Ihre ursprüngliche F-Kurve vor sich. Damit sind dann auch alle enthaltenen Keyframes wieder einzeln editierbar.

27.4 Arbeiten in der Zeitleiste Wie Sie an den F-Kurven schon bemerkt haben, ist die Zeitleiste fast eine kleine grafische Anwendung für sich. Insbesondere die Arbeit mit den Spline-Kurven wurde immer weiter verbessert. Damit die Arbeit mit Spuren und Keys möglichst unkompliziert vonstattengeht, bieten außerdem diverse Bearbeiten-, Ansichtsund Navigationsmodi Hilfestellung.

G Abbildung 27.45 Menü Bearbeiten

448 | 27 Keyframe-Animation

Bearbeitung Neben den üblichen Funktionen für das Rückgängigmachen, Kopieren etc. bietet das Menü Bearbeiten (Abbildung 27.45) verschiedene Befehle für die Erstellung und Bearbeitung von Selektionen, Markern und Ebenen. Mit dem Bereichswerkzeug ziehen Sie einen Auswahlrahmen auf, mit dem Sie Keys und Key-Gruppen bequem und bildgenau selektieren (Abbildung 27.46) und per Drag & Drop verschieben oder kopieren können.

Abbildung 27.46 Selektion mit dem Bereichswerkzeug F

Wenn Sie bei aktivierter Ripple-Bearbeitung Keys verschieben oder einfügen, werden auf der Spur nachfolgende Keys im gleichen Abstand versetzt. Der Befehl Kurve/Sequenz verschieben ermöglicht es Ihnen, komplette Key- bzw. F-Kurven-Bereiche vom ersten bis zum letzten Key mit der Maus zu verschieben. Snapping funktioniert auch in der Zeitleiste. Spezielle Snapping-Wünsche stellen Sie in den Snappingeinstellungen (Abbildung 27.47) ein. In den Zeitleisten-Voreinstellungen können Sie zur Orientierung Cursor-Indikatoren einblenden lassen, Ebenen und Spuren farblich absetzen und für Keyframes eine minimale Breite festlegen. Ansicht Über die Befehle im Menü Ansicht (Abbildung 27.48) gestalten Sie die Zeitleiste nach Ihren Vorstellungen und aktivieren spezielle Abspiel- bzw. Anzeigemodi. In Cinema 4D voreingestellt ist die Option, dass ausschließlich animierte Objekte und Elemente in der Zeitleiste angezeigt werden. Vermutlich ist das ein Zugeständnis an die schnell überbordende Zeitleiste, wenn auch noch automatisch alle Tags und Voreinstellungen sichtbar sind. Sollten Sie sich für diese vorgegebene Arbeitsweise entscheiden, müssen Sie also die Objekte zuerst animieren, bevor sie in der Zeitleiste zu sehen sind, oder Sie deaktivieren die Option Alles Animierte anzeigen gleich am Anfang Ihrer Arbeit. Über die Vektorspuren beispielsweise legen Sie fest, dass stets alle drei (X-, Y- und Z-)Keys über Masterkeys in Kombination ausgewählt werden. Je nach Geschmack können Sie selbst festlegen, ob sich automatisch alle Elemente des Objekt-Managers in der Zeitleiste tummeln sollen (Automatik-Modus aktiviert) oder ob Sie die Elemente selbst in die Zeitleiste ziehen.

Abbildung 27.47 Snapping in der Zeitleiste G

Abbildung 27.48 Menü Ansicht G

27.4 Arbeiten in der Zeitleiste | 449

Mit der Option Spurwerte anzeigen können Sie sich zwischen Objekt- und Ebenenspalte zusätzlich den zum aktuellen Zeitpunkt in der Spur vorliegenden Wert einblenden lassen (Abbildung 27.49). Abbildung 27.49 E Anzeige der Spurwerte

G Abbildung 27.50 Menü Navigation

G Abbildung 27.51 Menü Funktionen

450 | 27 Keyframe-Animation

Navigation Die Funktionen des Menüs Navigation (Abbildung 27.50) helfen Ihnen dabei, sich beim Animieren auf das Wesentliche zu konzentrieren. Hier können Sie gezielt angeben, wo Sie innerhalb des Projekts, der gesetzten Keyframes oder auch der integrierten Marker hinspringen möchten. Außerdem haben Sie über einige Kurzbefehle die Möglichkeit, im Zeitleisten-Fenster festzulegen, welche Elemente oder auch Bereiche angezeigt bzw. ausblendet werden sollen. Funktionen Das Menü Funktionen (Abbildung 27.51), das wir uns bereits bei den F-Kurven angesehen haben, bietet eine Brücke zwischen den Kurvenbearbeitungsfunktionen der Zeitleiste und den ModellingFunktionen, auf die Sie zurückgreifen, wenn Sie Splines bearbeiten möchten. Zusätzlich bekommen Sie hier einige Funktionen, die Ihnen bei der Vereinfachung einer zu komplex geratenen Animation helfen. Der Befehl Objekte backen wandelt Objektanimationen beliebiger Art in Animationen geometrischer Natur (Position, Größe, Winkel) mit Keyframes um. Auf diese Weise können Sie Bewegungen, die beispielsweise auf Expressions beruhen und nicht keyframe-basiert sind, in herkömmliche Keyframe-Animationen »backen«. Dies empfiehlt sich beispielsweise, wenn Animationsdaten exportiert oder die Animation über ein Netzwerk gerendert werden soll. Da die Berechnung bei komplexeren Animationen ziemlich lange dauern kann, ist es möglich, das Backen der Animation durch die (Esc)-Taste abzubrechen.

Für die Konvertierung einer bestehenden Positions-Spur zu einem bearbeitbaren Spline und umgekehrt stehen zwei weitere Befehle zur Verfügung. Der ASCII-Animations-Import erlaubt es, Animationsdaten, die in einem externen Programm in ASCIIbzw. Textformat durch Kommas separiert abgespeichert wurden, als Animation zu importieren. Marker Mit Markern (Abbildung 27.52) teilen Sie die Zeitleiste optisch durch farbige, betitelte Markierungen in frei benennbare Abschnitte auf. Die Navigation durch umfangreiche Szenen gerät so viel einfacher, da Sie sich schließlich unmöglich die FrameNummern aller Zeitpunkte merken können. Abbildung 27.52 Marker in der Zeitleiste F

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3

Abbildung 27.53 Palette mit Marker-Befehlen G

Marker erzeugen Sie durch den Menübefehl Bearbeiten • Marker, durch Klick mit der [Strg]/[ctrl]-Taste auf den unteren Bereich des Zeitlineals oder über die Befehle am oberen Rand der Zeitleiste (Abbildung 27.53). Hier können Sie Marker zum aktuellen Bild anbringen 1 , Marker an den Anfang und das Ende der selektierten Sequenz setzen 2 oder auch alle Marker löschen 3 . Im Einstellungsdialog eines Markers (Abbildung 27.54) vergeben Sie einen Namen über die dortige Aktion bzw. den aktuellen Zeitpunkt. Dort können Sie einem Marker auch eine Ebene zuweisen, dessen Farbe er dann übernimmt. Marker, die keiner Ebene zugeteilt sind, erscheinen im Linealbereich der Zeitleiste gelb. Das Feld Notiz steht Ihnen für erklärende Kommentare zur Verfügung. Um mehrere Marker zusammen zu selektieren bzw. zu deselektieren, halten Sie beim Anwählen zusätzlich die (Strg)- bzw. (Ctrl)-Taste fest. Zum Löschen eines Markers ziehen Sie den Marker nach oben oder unten, ein rotes X-Symbol teilt Ihnen beim Herausziehen aus der Zeitleiste mit, dass der Marker nach dem Loslassen der Maustaste gelöscht sein wird.

Abbildung 27.54 Einstellungsdialog eines Markers G

27.4 Arbeiten in der Zeitleiste | 451

27.5 Ghosting

Abbildung 27.55 Objekt mit Ghosting per Darstellung-Tag G

G Abbildung 27.56 Ghosting mit Gouraud-Shading-Ghosts

452 | 27 Keyframe-Animation

Bei der Keyframe-Animation haben Sie nicht viele Anhaltspunkte zur Kontrolle der Animation zwischen den Keyframes, wenn Sie nicht ständig den Zeitschieber vor- und zurückschieben möchten. Cinema 4D bietet mit Ghosting ein dem »Onion-Skinning« bzw. der Zwiebelschichten-Animation entsprechendes Hilfsmittel an. Dabei erzeugt Cinema 4D für den gewünschten zeitlichen Kontrollbereich Abbilder, Umrisse oder auch Markierungen. Jede räumliche und förmliche Veränderung wird dabei berücksichtigt, egal ob die Animation auf klassischen Keyframes oder Expressions basiert. Um Ghosting für ein Objekt darzustellen, müssen Sie ihm ein Darstellung-Tag (Abbildung 27.55) aus dem ObjektManager-Menü Tags • Cinema 4D Tags zuweisen. Über den Darstellungsmodus bestimmen Sie, ob die Ghosts als Objekt, Punkt, Achse, Spur oder als Geschwindigkeitsvektor in der Ansicht gezeichnet werden. Ausgehend vom aktuellen Zeitpunkt, den der Zeitschieberegler definiert, zeichnet Cinema 4D die Ghosts entsprechend den Werten Vor bzw. Nach Bild in den gewünschten Bildschritt-Abständen. Alternativ können Sie einen bestimmten Bereich verwenden oder die Darstellung der Ghosts auf Keyframes bzw. benutzerdefinierte Bilder beschränken. Cinema 4D muss beim Ghosting ein Vielfaches der normalen Menge an Animationsdaten verarbeiten. Für eine optimale Darstellungsgeschwindigkeit ist daher die Verwendung des Caches ratsam. Die explizite Berechnung des Caches über die Einstellungen im Darstellung-Tag ist erforderlich, wenn Sie Ghostings für Animationen an NURBS-Objekten, Deformationsobjekten und für Expressions berechnen lassen möchten.

G Abbildung 27.57 Ghosting mit Linien-Ghosts

27.6 Rotationsreihenfolge Die Rotationsreihenfolge spielt bei der Animation eine große Rolle, wenn es darum geht, ungewollte und übermäßige Drehungen während der Animation zu vermeiden. Abbildung 27.58 Identische Rotationswerte, aber unterschiedliche Reihenfolge F

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Zwar stehen für jede Rotation nur die drei Winkel Heading, Pitch und Banking zur Verfügung. Dass diese vermeintlich simplen Parameter aber jede Menge Interpretationsmöglichkeiten bieten, soll Abbildung 27.58 verdeutlichen. Ausgangsbasis ist der Würfel 1 , der in jedem Duplikat einfach nur um 90° um alle drei Achsen gedreht wurde. Allerdings in folgender Reihenfolge: HPB 2 , XYZ 3 , XZY 4 , YXZ 5 , YZX 6 , ZXY 7 und ZYX 8 . Speziell bei der Character-Animation, wo laufend Gelenke (Joints) bewegt und gedreht werden, besteht bei fehlender DrehVorgabe die Gefahr des Gimbal Locks, einer falschen Winkelabarbeitung. Um diese Fehler zu vermeiden, können Sie für jedes Objekt die Rotationsreihenfolge vorschreiben (Abbildung 27.59).

Abbildung 27.60 Standard-Rotationsbänder

G

Abbildung 27.59 Rotationsreihenfolge im Einstellungsdialog G

Abbildung 27.61 Rotationsbänder bei Gimbal-Drehung G

27.6 Rotationsreihenfolge | 453

Abbildung 27.62 Einstellungsdialog Drehen-Werkzeug G

Um die richtige Reihenfolge für die Rotation festzulegen, sehen Sie sich die Achsausrichtung des zu rotierenden Objekts an und suchen sich die Achse heraus, um die sich das Objekt am wenigsten dreht. Diese Achse sollte die mittlere Position bei der Rotationsreihenfolge belegen. Aus den nun verbliebenen zwei Optionen bleiben Sie bei derjenigen, die bei der Animation des Objekts die geringste Abweichung verursacht. Eine gute Vorschau bietet dabei die Option Gimbal-Drehung, die Sie beim Drehen-Werkzeug im Einstellungsdialog finden (Abbildung 27.62). Damit sehen Sie gleich im Editor (Abbildungen 27.60 und 27.61), welche Drehung passt bzw. bei welcher Drehung Probleme praktisch vorprogrammiert sind.

27.7

Transformationen einfrieren

Eine große Arbeitserleichterung, speziell bei der Character-Animation, stellt die Funktion Transformation einfrieren dar. Mit Ihr setzen Sie die momentan anliegende Position, die Größe oder auch den Winkel als lokalen Ursprung fest. Damit haben Sie für die weitere Arbeit mit diesem Objekt ein sauberes, aufgeräumtes Koordinatensystem vorliegen und müssen sich nicht mit krummen Werten herumplagen. Sie finden den Befehl im Menü Funktionen und im Koordinaten-Feld jedes Objekts. Ein Paradebeispiel sehen Sie in Abbildung 27.63, in der ein Handgelenks-Joint mit naturgemäß relativ krummen Positions- und Winkelwerten nicht gerade einladend für eine Animation wirkt. Abbildung 27.63 E Krumme Winkelwerte

Abbildung 27.64 Eingefrorene Transformation G

454 | 27 Keyframe-Animation

Ein Klick auf einen der Einfrieren-Buttons genügt, und Cinema 4D legt die unerwünschten Werte als Versatz nach unten ab (Abbildung 27.64).

Nicht-lineare Animation (NLA)

Die Zeitleiste ist ein sehr umfangreiches und klar strukturiertes Werkzeug für die Erstellung von Animationen. Dabei arbeitet sie aber, wenn man einmal die rudimentären Möglichkeiten der Zeitspur ausnimmt, ausschließlich linear. Das nicht-lineare Motionsystem von Cinema 4D hebt die Einschränkungen der Zeitleiste auf, indem es einen anderen Animationsansatz bietet. Wie in einem Videoschnittprogramm überblenden, mischen und arrangieren Sie Animationssequenzen auf Ebenen, die Sie wiederum beliebig verschachteln, kombinieren und anordnen können. Cinema 4D unterscheidet dabei Animationsebenen, mit denen Sie eine Basisanimation beliebig ausbauen und überarbeiten können, und Motionebenen, die auf zuvor erstellten Motionquellen und deren Motion-Clips basieren. In Analogie zu einem Schnittprogramm sorgen Sie also vorab für das »Footage«-Material in Form von einzelnen Animationssequenzen und bauen diese Einzelteile dann im Motionsystem der Zeitleiste zusammen. Damit Sie nicht nur zeitlich, sondern auch räumlich flexibel arbeiten können, bietet das Pivot-Objekt für die jeweiligen Animationsstränge einen sicheren und flexiblen Bezugspunkt. Die wichtigsten Objekte und Funktionen für die Arbeit mit dem neuen Motionsystem finden Sie im Menü Animieren (Abbildung 28.1) und natürlich im Menü Motionsystem der Zeitleiste. Das Motionsystem-Tag (Abbildung 28.2) erhalten die animierten Objekte automatisch bei der Erstellung einer Animations- oder Motionebene bzw. bei der Speicherung eines Motion-Clips. Es bezieht alle untergeordneten Objekte bei der Aufnahme und Verarbeitung der nicht-linearen Animation mit ein.

28.1

KAPITEL 28

28

Abbildung 28.1 Menü Animieren G

Animationsebenen

Animationsebenen erlauben die direkte und nicht-destruktive Animation von Objekten auf Basis von sich überlagernden Ebenen, die Sie wie in einem Bildbearbeitungsprogramm aktivieren und deaktivieren oder auch mit unterschiedlicher Einflussstärke

Abbildung 28.2 Motionsystem-Tag G

28.1 Animationsebenen | 455

wirken lassen können. Die bestehende Animation bleibt also erhalten und wird mit den Modifikationen auf der jeweiligen Animationsebene verrechnet.

1 G Abbildung 28.3 Basisanimation

G Abbildung 28.4 Motionsystem-Tag mit Einstellungsdialog

Zur Verdeutlichung ein kleines Anwendungsbeispiel: Abbildung 28.3 zeigt eine einfache Basisanimation, in der sich ein Symbol in Z-Richtung nach vorne bewegt. Über den Befehl Relative bzw. Absolute Animationsebene hinzufügen aus dem Menü Animieren bekommt ein Objekt durch das Motionsystem-Tag zusätzlich zur bestehenden Keyframe-Animation (als Eintrag Voreingestellte Ebene) eine weitere Ebene für die Modifikation zugewiesen (Abbildung 28.4). In diesem Einstellungsdialog haben Sie bereits den Ebenen-Manager für die Animationsebenen vor sich. Die Option Gesamtpfad anzeigen errechnet aus dem Gesamtpaket der Animationsebenen einen resultierenden Animationspfad und zeigt ihn im Editor. Die Verrechnung und Berechnung von Winkeln bzw. Drehungen birgt immer die Gefahr in sich, dass die Reihenfolge der Ausführung bzw. Mischung der Drehungen zu unerwarteten und unerwünschten Ergebnissen führt. Dieses Problem betrifft die einfache Rotation eines Objekts über das HPB-System im Raum genauso wie das Motionsystem, wo unterschiedlich gedrehte, animierte Objekte miteinander verrechnet werden sollen. Cinema 4D bietet neben der automatischen Mischung die beiden zusätzlichen Optionen Quaternion und HPB an, mit denen sich auftretende Fehler unter Umständen vermeiden lassen. Über die Funktionsbuttons fügen Sie weitere Animationsebenen hinzu, reduzieren sie auf eine gemeinsame Ebene, springen in die Zeitleiste oder setzen die Basiswerte der Animation zurück auf Null. Die Wirkung der Ebene stellen Sie prozentual ein, wobei

456 | 28 Nicht-lineare Animation

auch Werte über 100 % zugelassen sind. Über das blaue Kästchen 1 teilen Sie der Ebene (vorzugsweise vor der Modifikation) mit, ob die Änderungen relativ oder absolut verrechnet werden.

Abbildung 28.5 Modifikationen auf der Animationsebene

G

Abbildung 28.6 Animationspfad von Basis- und Animationsebene G

Nun soll das Symbol an bestimmten Zeitpunkten in Y-Richtung nach oben bzw. unten ausbrechen. Abbildung 28.5 zeigt das Symbol in den Y-Positionen. Für jede Position wurde ein Zeitpunkt gewählt, das Symbol verschoben und ein Keyframe erstellt. Da diese Modifikationen auf einer eigenen Ebene liegen, die mit der Basisanimation verrechnet wird, ergibt der resultierende Animationspfad eine geschwungene Kurve (Abbildung 28.6). Senkt man den Prozentwert der Ebenenwirkung, flacht sich die Kurve ab, da sich die Extreme der vorgegebenen Y-Positionen verringern. Diese Animation lässt sich nun beliebig um Ebenen erweitern (Abbildung 28.7), um beispielsweise die Rotation des Symbols gezielt zu animieren (Abbildung 28.8). Die Basisanimation wird dabei nicht verändert, bei Löschung oder Deaktivierung der Animationsebenen liegt die Grundversion unversehrt vor.

Abbildung 28.7 Weitere Animationsebene G

Abbildung 28.8 Modifikation der Objektrotation über eine Animationsebene F

28.1 Animationsebenen | 457

Werfen wir doch auch einmal einen Blick in die Zeitleiste. Im Motion-Modus, den Sie über das M-Symbol 2 der Zeitleiste (Abbildung 28.9) erreichen, sind die Ergebnisse der Arbeit mit den Animationsebenen hinterlegt. Abbildung 28.9 E Animationsebenen im MotionModus der Zeitleiste

1 HINW EI S In Version 11 hat Cinema 4D auf nachträgliche Änderungen in der Objekt-Hierarchie in den Motionquellen noch ziemlich empfindlich reagiert. Seit Version 11.5 arbeiten beide Manager wesentlich besser zusammen. Um die im Objekt-Manager liegende Hierarchie nach einer Änderung auf die Motionquellen-Hierarchie im Motionquellen-Bereich zu übertragen, reicht es, die dortigen Einträge aufzuklappen und die darin liegenden Objekte in ihrem Aufbau dem Objekt-Manager entsprechend anzupassen

Abbildung 28.10 E Basisanimation für die erste Motionebene

458 | 28 Nicht-lineare Animation

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4

Im linken Bereich der Motion-Ansicht 1 finden Sie grundsätzlich die Motionquellen, also das Ausgangsmaterial für die Verarbeitung in Ebenen. Der mittlere Bereich 3 führt die Animationsbzw. Motionebenen auf, die im eigentlichen Arbeitsbereich 4 miteinander verrechnet oder geschnitten werden. Da es sich in unserem Beispiel um Animationsebenen handelt, die auf einer Keyframe-Animation basieren, sehen Sie hier nur deren zeitliche Abgrenzung.

28.2 Motionebenen und Motion-Clips Womit wir schon bei den Motionebenen wären, deren Verarbeitung hauptsächlich über das Motionsystem in der Zeitleiste läuft. Im Gegensatz zu Animationsebenen bieten Motionebenen eine Basis für die beliebige Anordnung und Kombination von einzelnen Animationsbausteinen, den sogenannten Motion-Clips. Auch hier soll ein einfaches Anwendungsbeispiel die Funktionsweise der Motionebenen und -Clips verdeutlichen.

Abbildung 28.10 zeigt die Ausgangsbasis, ein Objekt mit Bewegung in Z-Richtung. Aus dieser Keyframe-Animation erstellt der Befehl Motion Clip hinzufügen aus dem Menü Animieren den ersten Baustein, eine Motionquelle mit Motion-Clip. Im zugehörigen Auswahlmenü (Abbildung 28.11) geben Sie den Quellennamen und die Dauer der Animation vor. Die Option Expressions backen wandelt alle per Expression animierten Objekte für den Motion-Clip um. Im Gegenzug können Sie alle Keyframes der Animation vom Originalobjekt löschen lassen. Für öfter benötigte und beispielsweise im Content Browser verwaltete Motionquellen bietet sich an, für die Vorschau Bilder erstellen zu lassen. Im Feld Einschließen lässt sich die Animation auf die nötigsten Einträge und Objekte reduzieren. In unserem Beispiel ist nur die Position der Kugel interessant.

Abbildung 28.11 Erzeugung des ersten Motion-Clips G

Abbildung 28.12 Motionebene und Motion-Clip in der Zeitleiste F

Nach der erfolgreichen Erstellung von Motionquelle und MotionClip finden sich beide im Motion-Modus der Zeitleiste wieder (Abbildung 28.12). Der Motion-Clip trägt den Namen der Motionquelle und dehnt sich über den angegebenen Zeitbereich aus. Für Anfangs- und Endstadium ist jeweils eine kleine Vorschau hinterlegt. Über das Animationssymbol in der Ebenenspalte wird die Motionebene vorerst deaktiviert, damit eine zweite, weitere Motionquelle erstellt werden kann.

Abbildung 28.14 Erzeugung des zweiten Motion-Clips G

Abbildung 28.13 Animation der Kugel per An-Spline-ausrichten-Expression

G

28.2 Motionebenen und Motion-Clips | 459

Als zweite Animation dient eine An-Spline-ausrichten-Expression, über die die Kugel eine Runde auf einem Kreis-Spline zurücklegt (Abbildung 28.13). Auch für diese Animation wird über den Befehl Motion Clip hinzufügen eine Motionebene mit Motion-Clip erzeugt, diesmal aber muss auch die Expression-Animation für den Motion-Clip berücksichtigt werden (Abbildung 28.14). Abbildung 28.15 E Animation für die zweite Motionebene

Abbildung 28.15 zeigt das »bereinigte« Ergebnis. Löscht man den Kreis-Spline, bleibt der runde Animationspfad der Motionebene. In der Zeitleiste (Abbildung 28.16) haben sich eine zweite Motionquelle und -ebene hinzugesellt, die zu den gleichen Zeitpunkten und mit der gleichen Stärke wie die erste Motionebene auf die gesamte Animation wirken (Abbildung 28.17). Abbildung 28.16 E Motion-Clips der beiden Motionquellen

Abbildung 28.17 E Zusammenwirken der beiden Motion-Clips

460 | 28 Nicht-lineare Animation

Die gleichwertigen Motion-Clips wurden als Gesamtanimation kombiniert. Aus der Bewegung in Z-Richtung und dem Rundlauf wurde eine liegende Spirale. Jetzt kann die eigentliche Arbeit mit den Motion-Clips richtig beginnen. Was passiert nun mit der gesamten Animation, wenn die Motion-Clips modifiziert werden?

Abbildung 28.18 Skalieren und Verschieben eines Motion-Clips

G

G Abbildung 28.19 Duplizieren eines Motion-Clips

So lässt sich zum Beispiel der Motion-Clip der Kreisbewegung durch Verschieben der Grenzen zeitlich skalieren und beliebig platzieren. Der sichtbare Animationspfad in Abbildung 28.18 zeigt, dass die Kreisbewegung nun erst ab Bild 24 startet und zuvor und danach lediglich die Z-Bewegung ausgeführt wird. Motion-Clips können Sie beliebig oft kopieren und wiederholen. In Abbildung 28.19 vermischt sich die Kreisbewegung am Anfang und Ende der Gesamtanimation mit der Bewegung in Z-Richtung. Weitere Bearbeitungsmöglichkeiten bietet Ihnen das Menü Motionsystem der Zeitleiste (Abbildung 28.20). Hier können Sie die Clips Schneiden oder Verbinden und Übergänge erstellen, um die Motion-Clips ideal miteinander zu verschneiden. Dazu ziehen Sie mit dem Werkzeug einfach vom Ausgangsclip eine Linie zum Zielclip. Abbildung 28.21 zeigt zwei Motion-Clips, die auf diese Weise weich überblendet wurden.

Abbildung 28.20 Menü Motionsystem der Zeitleiste G

Abbildung 28.21 Übergänge zwischen zwei Motion-Clips F

28.2 Motionebenen und Motion-Clips | 461

G Abbildung 28.22 Dialog der Motionansicht

G Abbildung 28.23 Motion-Clip-Einstellungen

In diesem Menü finden Sie außerdem noch weitere nützliche Befehle im Umgang mit den Ebenen und Clips. So können Sie unter anderem die Keys animierter Motionebenen mitsamt dem enthaltenen Motion-Clip verschieben, Motion-Clips zu Motionquellen umwandeln und Motionebenen in herkömmliche Keyframe-Animationen konvertieren. Was Ihnen während der Arbeit im Motion-Modus angezeigt wird, können Sie über die Motionansicht (Abbildung 28.22) definieren. Natürlich besitzen auch Motion-Clips ihren eigenen Einstellungsdialog für das Feintuning der Parameter (Abbildung 28.23). Dabei ist es sinnvoll, sich noch einmal vor Augen zu führen, dass die Motion-Clips nur Vertreter (Instanzen) der Motionquellen sind und per Referenz Quelle auf diese verweisen. Deshalb ist auch die Modifikation der Motion-Clips nicht-destruktiv, es sei denn, Sie führen eine entsprechende Konvertierung durch. Um zwei Motion-Clips ineinander zu überblenden, müssen beide Clips auf der gleichen Motionebene liegen. Dazu ziehen Sie für Eingangs- und Ausgangsclip die jeweilige Motionquelle auf eine gemeinsame Motionebene. Die beiden Motion-Clips lassen sich jetzt problemlos überlagern (Abbildung 28.24) und wenden als Übergangsbereich den standardmäßig eingestellten Auto Überblendbereich an. Mit dieser Einstellung ist auch die Option Lücke überblenden aktiv, die eine etwaige Lücke zwischen zwei Motion-Clips durch Interpolation zwischen dem Ende des ersten und dem Anfang des zweiten Clips schließt. Das Feld Überblenden bietet Ihnen verschiedene Überblendungsmöglichkeiten, von der weichen Kurve bis zum gleichmäßigen linearen Übergang an. Der Bereich Hierarchie (Abbildung 28.23) bietet Ihnen eine Aufschlüsselung der Quellenhierarchie. Hier können Sie für den jeweiligen Motion-Clip entscheiden, ob die Animation eines Objekts zum Tragen kommen soll oder nicht.

Abbildung 28.24 E Überblenden zweier Motion-Clips

Der Bereich Fortgeschritten erinnert wieder stark an ein Videoschnittprogramm. Hier Trimmen Sie den Inhalt des Motion-Clips, indem Sie Start- und End-Bilder begrenzen. Im Feld Timing kön-

462 | 28 Nicht-lineare Animation

nen Sie den Ablauf der Animation im Motion-Clip über eine Kurve steuern. Den Eintrag Pivot habe ich bewusst übersprungen, denn auf diese Funktionalität gehen wir gleich genauer ein. Abbildung 28.25 Animationspfad der überblendeten Motion-Clips F

Sehen wir uns zunächst an, was die Überblendung der beiden Motion-Clips (Abbildung 28.24) für unsere Gesamtanimation bedeutet. Abbildung 28.25 zeigt die beiden weich ineinander überlaufenden Motion-Clips mit dem Animationspfad im Editor. Da die Vielzahl von Motion-Clips die Zeitleiste auf Dauer unübersichtlich macht, bietet der Befehl Zusammengesetzten Motion Clip erstellen aus dem Zeitleisten-Menü Motionsystem (Abbildung 28.26) die Möglichkeit, beliebige Clips ebenenübergreifend zusammenzufassen. Dabei ist allerdings etwas Vorsicht angebracht, da alle betroffenen Motion-Clips dabei entfernt werden.

Abbildung 28.26 Menü Motionsystem G

28.3 Pivot-Objekt Mit dem Pivot-Objekt können Sie einem Motion-Clip eine beliebige Position und Ausrichtung im Raum zuweisen. Es fungiert sozusagen als flexibles Überobjekt und lässt sich zudem animieren. Sie finden das Pivot-Objekt im Menü Animieren, können es aber auch direkt über den Einstellungsdialog des Motion-Clips generieren. Das Pivot-Objekt selbst besitzt außer der Darstellungsgröße im Editor (Abbildung 28.27) keine weiteren Optionen. Um das Pivot-Objekt für unser Anwendungsbeispiel zu nutzen, müssen wir die beiden Motion-Clips zuerst zusammenführen. Dazu eignet sich der Befehl Clips backen (Abbildung 28.26) sehr gut, da er auch gleich eine neue Motionquelle dafür bereitstellt. Auf der Seite Fortgeschritten des Motion-Clip-Dialogs befinden sich

Abbildung 28.27 Einstellungsdialog Pivot-Objekt G

28.3 Pivot-Objekt | 463

die relevanten Optionen und Werkzeuge für die Zusammenarbeit von Motion-Clip und Pivot-Objekt. Der Befehl Pivot erstellen erzeugt ein neues Pivot-Objekt und setzt den aktiven MotionClip gleich als Referenz ein. Die komplette Objekt-Animation lässt sich nun über das PivotObjekt im Raum drehen und verschieben. Für unser Anwendungsbeispiel soll nun ein zweites Pivot-Objekt den Motion-Clip übernehmen und vom Endzeitpunkt und -ort den Clip ein weiteres Mal in anderer Richtung abspielen. Dazu wird der MotionClip dupliziert und einfach hinter die erste Instanz gesetzt (Abbildung 28.29). G Abbildung 28.28 Pivot-Objekt und Motion-Clip

Abbildung 28.29 E Duplizieren des Motion-Clips

Für die Übergabe vom einen zum anderen Pivot-Objekt wird ein Key benötigt, was über den Befehl Pivot mit Key erstellen automatisch an Ort und Stelle des Zeitpunkts erfolgt. Im Einstellungsdialog des zweiten Motion-Clips wird nun auf das Folge-PivotObjekt verwiesen (Abbildung 28.30), was sich auch in Form eines Keyframe-Eintrags im Feld Pivot niederschlägt. In Abbildung 28.31 wurde das zweite Pivot-Objekt um 90° im Uhrzeigersinn gedreht. Nun setzt es den Motion-Clip erst nach Erledigung und Übergabe des ersten Motion-Clips ein.

G Abbildung 28.30 Folge-Pivot-Objekt und Motion-Clip

Abbildung 28.31 E Animation mit zwei Pivot-Objekten

Bei der Festlegung der Pivot-Position helfen die Snapping-Funktionen im Pivot-Bereich weiter. Das referenzierte Pivot-Objekt wird per Button-Klick wahlweise auf die Position der aktuellen Zeit oder auf die Position zur Start- bzw. Endzeit gesetzt.

464 | 28 Nicht-lineare Animation

KAPITEL 28

29

Expressions und Scripting

Expressions sind kleine Hilfsprogramme oder Skripte, mit denen Sie Abhängigkeiten zwischen Objekten und deren Eigenschaften knüpfen. Expressions können Ihnen viel Arbeit abnehmen, wenn Sie die Objekte gezielt verselbstständigen und wiederkehrende Aufgaben abgeben sowie komplexe Prozesse verschlanken. Einmal geschickt geknüpft, halten sich die Objekte streng an die Vorgaben, holen sich selbstständig die benötigten Informationen und verarbeiten diese, ohne dass Sie selbst noch einen Gedanken daran verschwenden müssten. Expressions treten in Cinema 4D in dreierlei Form auf. Gemeinsam ist ihnen allen, dass sie über das Objekt-Manager-Menü Tags • Cinema 4D Tags (Abbildung 29.1) bzw. Tags • Skript Tags (für C.O.F.F.E.E.- und Python-Expressions) erzeugt werden. An der blauen Färbung erkennen Sie die Expressions, während die Tags orange eingefärbt sind. Modulspezifische Expressions sind in den entsprechenden Menü-Einträgen des jeweiligen Moduls hinterlegt. Bei den Expressions geht es nicht immer nur darum, was sie tun, auch das Wann hat zum Teil erheblichen Einfluss auf das spätere Ergebnis. Prioritäten bestimmen deshalb die zeitliche Reihenfolge der Ausführung in Cinema 4D (Abbildung 29.2). Soll eine Dynamics-Animation auf das Verhalten einer Expression reagieren, ist es unumgänglich, dass die Expression zeitlich vor der Dynamics-Berechnung ausgeführt wird. Im Feld Priorität legen Sie diese Reihenfolge fest und bestimmen, wenn nötig, auch unter den Expressions selbst eine numerische Abfolge. Ausrichten-Expressions Sie bieten Ihnen die Möglichkeit, Objekte aller Art auf Pfade, Kameras, Splines und andere Objekte auszurichten. In Abbildung 29.3 bewegt sich die Kugel entlang des HelixSplines. Verantwortlich ist dafür eine Auf-Spline-ausrichtenExpression (Abbildung 29.4), die die Kugel an den Helix-Spline bindet. Per Animation des Positions-Parameters wandert die Kugel am Spline entlang.

Abbildung 29.1 Menü Tags G

Abbildung 29.2 Expression-Prioritäten G

29 Expressions und Scripting | 465

Abbildung 29.3 E Animation eines Autos entlang eines Spline-Pfads

Motionsystem-Expression Diese Expression ist Dreh- und Angelpunkt des nicht-linearen Motionsystems, das Sie im vorangegangenen Kapitel bereits ausführlich kennengelernt haben. Sonne-Expression Über die Sonne-Expression erreichen Sie eine orts- und tageszeitbedingte Sonneneinstrahlung.

Abbildung 29.4 Einstellungsdialog Auf-Spline-ausrichten-Expression G

Vibrations-Expression Mit der Vibrations-Expression (Abbildung 29.5) bringen Sie Objekte frequenzgenau zum Beben und Zittern. Die Vibration kann auch relativ zur Objektachse stattfinden, also unabhängig vom Weltursprung. C.O.F.F.E.E.-, Python- und XPresso-Expressions C.O.F.F.E.E.- bzw. Python-Expressions sind in der jeweiligen Programmiersprache geschriebene Skripte, in denen Sie per Zeilencode beliebige Abhängigkeiten und Abläufe knüpfen können. Dabei steht Ihnen der gesamte Objekt-, Befehls- und Funktionsumfang von Cinema 4D zur Verfügung. XPresso ist ein grafischer Expression-Editor, der Sie komplexe Expressions erstellen lässt, ohne dabei eine einzige Zeile Programmcode zu schreiben. Das sehen wir uns gleich näher an.

G Abbildung 29.5 Einstellungsdialog Vibrations-Expression

29.1

XPresso

XPresso ist das Mittel der Wahl für professionelle Anwender, die spezielle Funktionalitäten für ihre Arbeit brauchen, dabei aber auf den Umgang mit Skripten und Programmiersprachen gut und gern verzichten können. Gerade bei der Animation kommt

466 | 29 Expressions und Scripting

es häufig vor, dass Objekte miteinander reagieren oder in ihren Eigenschaften voneinander abhängig sein müssen, weil sie sich gegenseitig steuern. Das erklärt auch, warum XPresso Basis des Partikelsystem-Moduls Thinking Particles ist. Bevor Sie also anfangen können, mit den denkenden Partikeln zu zaubern, sollten Sie sich grundsätzlich mit XPresso beschäftigt haben. XPresso ist im Prinzip das grafische Pendant zum Kommandozeilen-Interface des C.O.F.F.E.E.-Editors bzw. Skript-Managers. XPresso ist zwar recht mächtig und wird mit jedem Update durch weitere Nodes und Anbindungen verbessert, einige Elemente sind allerdings nicht implementiert oder nicht vorgesehen, wie beispielsweise die Erstellung von Materialien oder neuen Objekten. Hier bleibt einem immer noch der Ausweg über C.O.F.F.E.E.Skripte oder auch über einen C.O.F.F.E.E.-Node innerhalb von XPresso, um etwaige Lücken zu schließen. Trotzdem bietet XPresso eine relativ komplexe Funktionsvielfalt, die den Großteil der Anwender gar nicht an seine Grenzen stoßen lässt. Hat man sich erst einmal an das Schalter-Interface und an die Idee der Nodes (Knoten) und Ports gewöhnt, erahnt man die unzähligen Kombinationen und Möglichkeiten, die sich einem mit diesem relativ einfach durchschaubaren Werkzeug erschließen. In diesem Kapitel soll es nicht um die Aufzählung aller Nodes und Ports gehen, denen Sie bei der Arbeit mit XPresso begegnen könnten. Diese Informationen finden Sie in der Onlinehilfe von Cinema 4D in aller Ausführlichkeit. Ziel dieses Kapitels ist vielmehr, Ihnen einen Überblick über die grundlegende Funktionsund Arbeitsweise von XPresso zu geben und Sie zum eigenen Experimentieren zu animieren. Nun soll es aber erstmal darum gehen, was XPresso eigentlich ist und wie wir es für uns arbeiten lassen können. XPresso-Editor Wie jede andere Expression erzeugen Sie eine XPresso-Expression über das Menü Tags • Cinema 4D Tags im Objekt-Manager (Abbildung 29.6). Das zu diesem Zeitpunkt ausgewählte Objekt trägt fortan das XPresso-Tag-Icon (Abbildung 29.7). Weil XPresso-Expressions wie auch C.O.F.F.E.E.-Expressions keiner objektweiten Begrenzung unterliegen, ist es theoretisch egal, welches Objekt nun die Expression zugewiesen bekommt. Aus organisatorischen Gründen ist es ratsam, die Expression einem direkt betroffenen Objekt zuzuordnen oder – bei komplexeren Projekten – eine Reihe von Null-Objekten dafür zu verwenden.

Abbildung 29.6 XPresso-Expression G

Abbildung 29.7 XPresso-ExpressionEinstellungen G

29.1 XPresso | 467

Ein Doppelklick auf das XPresso-Tag im Objekt-Manager genügt, und der XPresso-Editor öffnet sich (Abbildung 29.8). Er teilt sich im Wesentlichen in zwei Arbeitsbereiche auf. Abbildung 29.8 XPresso-Editor

E

6

1 2

Abbildung 29.9 X-Manager G

Abbildung 29.10 X-Pool G

468 | 29 Expressions und Scripting

! 3

! 4

! 5

In der linken Hälfte 1 finden Sie XPresso-Manager und XPressoPool. Sie listen Ihnen die in der Expression vorhandenen Elemente auf und stellen Ihnen alle weiteren programmweit verfügbaren Nodes bereit. Die rechte Hälfte 2 bereitet die Elemente der XPresso-Expression grafisch auf. Sobald Sie anfangen, dort zu arbeiten, befinden Sie sich in einer Ausgangs-XGroup 3 , die Sie zusammenfassen und weiterverwenden können. Nodes (Knotenpunkte) 4 sind grafische Repräsentanten von Objekten, Tags, Materialien etc. Ihrer Szene oder auch Operatoren, die sich über wählbare blaue Eingangs- und rote Ausgangsports abfragen lassen. Die Abfrage bzw. Verschaltung der Ports erfolgt über Verbindungen 5 , die vom Ausgangsport zum Eingangsport des anderen Nodes geknüpft werden. Um schnell bestimmte Elemente oder Nodes im X-Manager oder -Pool zu finden, können Sie über den Filter 6 die zur Auswahl stehenden Einträge eingrenzen. Nodes und Ports Um Eigenschaften in XPresso steuern zu können, müssen sie im XPresso-Editor verfügbar sein. Dazu ziehen Sie das Objekt, Tag, Material etc. Ihrer Wahl per Drag & Drop in das Editor-Fenster. Alternativ klicken Sie mit gedrückter rechter Maustaste in den XPresso-Editor und suchen sich den Node Ihrer Wahl aus. Alle in der XPresso-Expression enthaltenen Nodes zeigt Ihnen der X-Manager (Abbildung 29.9) an. Im X-Pool (Abbildung 29.10) finden Sie alle weiteren Nodes (System-Operatoren, System-Presets, Thinking-Particles-Nodes) und Voreinstellungen, die Sie für die Verarbeitung der an den Ports fließenden Daten benötigen.

Werfen wir zunächst einen Blick auf die Ports, die wir bei den Standardelementen antreffen. Klicken wir beispielsweise auf das rote Ausgangsfeld eines Würfel-Nodes (Abbildung 29.11), zeigt uns das Menü neben einigen lokalen und globalen Datenports auch Basiseigenschaften, die wir vom Attribute-Manager kennen. Ähnliches beim Material-Node (Abbildung 29.12), diese Parameter gleichen den Einträgen eines Materials. Sogar der Text eines TextSplines (Abbildung 29.13) lässt sich im XPresso-Editor als Port des Text-Splines auswählen.

Abbildung 29.11 Ports eines Würfel-Objekts

G

Abbildung 29.12 Ports eines Materials

G

Wir können also sehr komfortabel auf die Eigenschaften der Elemente im XPresso-Editor zugreifen und deren Attribute über das Anlegen eines Ports »anzapfen«. Nun ist es eher die Ausnahme als die Regel, dass die an den Ein- bzw. Ausgangsports liegenden Daten zweier Nodes ohne weiteres Zutun zueinanderpassen und direkt verknüpft werden können. In vielen Fällen ist eine Umrechnung der Daten erforderlich, bevor sie in den Node zurückgeschrieben werden können. Dafür gibt es die Operatoren-Nodes, die Sie über den XPressoPool oder das Kontextmenü (Abbildung 29.14) erreichen. Sie teilen sich in die Bereiche Allgemein, Adapter, Boole, Berechne, Skript, Logik und Iterator auf. Die Parameter zu den jeweiligen Nodes zeigt Ihnen stets der Attribute-Manager.

Abbildung 29.13 Ports eines Text-Splines

G

Abbildung 29.14 Kontextmenü Node G

Allgemein Im Bereich Allgemein (Abbildung 29.15) finden Sie Cinema 4D-Basis-Nodes, um zum Beispiel die Punkt- und PolygonMenge eines Objekts zu erfragen, Konstanten oder Zufallszahlen zu erzeugen oder einen Kommentar zu setzen.

29.1 XPresso | 469

Adapter Zur Kategorie Adapter (Abbildung 29.16) gehören Nodes, die unterschiedliche Datentypen (Vektoren, Real-Zahlen, Matrizen etc.) zum Verknüpfen meinander kompatibel machen. Boole Der Boole-Node (Abbildung 29.16) kennt als Ergebnis nur die Zustände True (1) oder False (0). Über diverse Boole-Bedingungen fragen Sie ab und treffen Entscheidungen, die dann beispielsweise eine Aktion auslösen oder ein Element aktivieren. Berechne Die Liste der Berechne-Nodes (Abbildung 29.16) enthält alle mathematischen Werkzeuge, die Sie zum Ver- und Berechnen von Dateneingängen brauchen. Insbesondere den Bereichswandler werden Sie oft benötigen, um Wertebereiche miteinander abzugleichen. Abbildung 29.15 Allgemein-Nodes

G

Skript Zur Einbindung von C.O.F.F.E.E.- bzw. Python-Skripten finden Sie hier die zwei dafür benötigten Nodes. Logik Vergleiche aller Art bieten Logik-Nodes (Abbildung 29.17), von deren Ergebnis Sie ähnlich zu den Boole-Nodes weitere Abfolgen abhängig machen können. Ein klassisches Beispiel wäre ein Zeitfenster, innerhalb dessen eine Aktion stattfinden soll.

Abbildung 29.17 Zeitabfrage mit Logik-Nodes G

G Abbildung 29.16 Adapter-, Boole- und Berechne-Nodes

470 | 29 Expressions und Scripting

Iterator Zur Abarbeitung wiederkehrender Aufgaben bieten sich Wiederholungsschleifen (Iterationen) an. Iteratoren-Nodes (Abbildung 29.18) bieten komfortablen Zugriff, um an den Elementen Ihrer Szene eine Stapelverarbeitung ablaufen zu lassen.

Node-Eigenschaften Jeder Node besitzt individuelle Node-Eigenschaften, die ihm die Fähigkeit verleihen, nicht nur das Wirtsobjekt der XPressoExpression, sondern alle anderen Objekte der Hierarchie oder der Szene durch die Vorgabe eines logischen Pfads anzusprechen. Nodes können sich objektspezifisch verhalten, aber auch über eine relative Referenz anderen Objekten zugeteilt werden. Diese Einstellung finden Sie unter diesem Namen in den Node-Parametern (Abbildung 29.19). Über die Startposition marschieren Sie ausgehend vom Träger der XPresso-Expression hierarchisch aufwärts, abwärts oder szenenweit in einstellbarer Schrittweite zum eigentlich betroffenen Objekt. Sind schließlich alle Nodes so weit platziert und eingestellt, müssen die Port-Aus- und -Eingänge eigentlich nur noch verbunden werden (Abbildung 29.20). Dazu genügt es, mit gedrückt gehaltener Maustaste im Editor vom einen Port zum anderen Port zu ziehen. Der XPresso-Editor legt sofort eine Linie von Port zu Port, wenn die Datentypen der Ports zueinander passen. Eine Verbindung des Ergebnisses einer Addition mit dem Font eines Text-Splines lehnt XPresso dagegen kategorisch ab. Sollten innerhalb eines Nodes Probleme entstehen (Division durch 0 bei falschem Werteumfang etc.), meldet der XPresso-Editor dies durch eine gelb markierte Titelleiste.

Abbildung 29.18 Skript-, Logik- und Iterator-Nodes G

Abbildung 29.19 Node-Parameter G

Abbildung 29.20 Verbundene Nodes im Editor F

Wie bereits erwähnt, zeigt Ihnen der Attribute-Manager die Einstellungen des jeweils selektierten Nodes (Abbildung 29.21) an. Im obigen Fall ist der Maximalwert einer Y-Koordinate auf den Wert 100 festgesetzt. Dabei sind Sie natürlich nicht auf numerische Werte oder Konstanten angewiesen. Über die Verknüpfung mit weiteren Nodes und das Abfragen von Eigenschaften und Abhängigkeiten vermeiden Sie »Hardcoding« und lassen die Objekte sich selbst ihre Grenzen und Eigenschaften zuweisen. Mit der Möglichkeit, selbst das Eingabe-Werkzeug über die Option Benutzerdaten des Attribute-Managers zu bestimmen, haben Sie zudem alle Mittel an der Hand, die Eingabe so komfortabel und fehlerfrei wie möglich zu gestalten.

Abbildung 29.21 Parameter des Begrenzen-Nodes G

29.1 XPresso | 471

XGroups Damit Sie das Rad nicht ständig neu erfinden müssen, sollten Sie fertige XPresso-Schaltungen für die Weiterverwendung speichern. Den Schlüssel dazu bieten XGroups, mit denen Sie eine beliebig komplexe Schaltung zu einer Gruppe zusammenfassen. Sobald Sie im XPresso-Editor anfangen, Schaltungen zu bauen, bewegen Sie sich bereits innerhalb einer XGroup. Wie Sie am blauen und roten Dock im oberen Bereich dieses Fensters (Abbildung 29.22) erkennen, besitzen auch XGroups Ein- und Ausgänge, damit die innerhalb dieses Schaltungscontainers entstandenen Daten auch ausgetauscht werden können. Abbildung 29.22 E XGroup-Datentypen

Abbildung 29.23 Parameter des XGroup-Nodes G

Auch XGroups besitzen gruppenspezifische Eigenschaften, die Sie im Attribute-Manager (Abbildung 29.23) einsehen können. Die Option Eingänge zuerst bewirkt, dass zunächst alle Schaltungen außerhalb der XGroup berechnet werden. Über Aktiv können Sie die XGroup an- bzw. ausschalten, und mit dem Button Schützen verpassen Sie der XGroup ein Passwort, so dass Unbefugte keinen Zugang zu Ihren geistigen Höhenflügen erhalten. Mit XGroups gruppieren Sie fertige Node-Schaltungen, um den Überblick zu bewahren. Wer einmal ein bisschen tiefer in die Materie eingestiegen ist, muss leider allzu schnell erkennen, dass auch relativ einfache Sachverhalte und Verknüpfungen in ein ziemliches Node-Chaos ausarten. Wenn man eine unbekannte oder ältere Schaltung dann noch überarbeiten muss, findet man sich ohne XGroups nur noch schwer zurecht. Womit wir beim Thema Austausch angelangt wären, denn XGroups lassen sich problemlos importieren und exportieren. XPresso-Menüs Der XPresso-Editor besitzt eine eigene Menüleiste, in der Sie wesentliche Befehle und Einstellungen für den Import und

472 | 29 Expressions und Scripting

Export, die Node-Darstellung und die Berechnung finden. In den Menüs Datei (Abbildung 29.24) und Bearbeiten liegen die obligatorischen Befehle zum Kopieren und Einfügen sowie zum Laden und Exportieren von XGroups. Cinema 4D speichert XGroups mit dem Suffix .xma ab. Im Menü Layout (Abbildung 29.25) befinden sich die Voreinstellungen für die Darstellung bzw. Anordnung der Nodes und Verbindungen. Hier stellen Sie außerdem ein, ob Sie die Statusanzeige eingeblendet haben möchten. Das Menü Ansicht beherbergt einige praktische Ansichtsoptionen für das schnelle Zoomen bzw. Konzentrieren auf die wichtigen Elemente im XPresso-Editor. Im Menü Zusätze liegen die voreingestellt sichtbaren Manager XPresso-Pool und XPresso-Manager. Außerdem legen hier Drittanbieter bzw. Plug-ins, wie beispielsweise das Partikelsystem Thinking Particles, ihre Voreinstellungsmenüs ab. Ist die Option Live-Update im Menü Berechnung angewählt, fließen Änderungen in den Nodes oder im Editor sofort in die Berechnung der Expression ein. Alternativ können Sie die Neuberechnung auch manuell (Start der XPresso-Berechnung) oder auf die Animation bezogen erfolgen lassen. Anführer und Verfolger Vom Grundprinzip her lässt sich eine XPresso-Schaltung auf die Basiskonstellation »Anführer und Verfolger« herunterbrechen. Auf solche simplen Abhängigkeiten ist der Attribute-Manager bestens vorbereitet und erstellt automatisch kleinere XPressoExpressions, die Sie im Anschluss natürlich beliebig erweitern können. Dabei spielen grundsätzlich zwei Objekteigenschaften die Hauptrollen – eine Eigenschaft bzw. ein Parameter, der den Ton angeben soll (Anführer) und ein zweiter Parameter des gleichen oder eines anderen Objekts, der die Veränderung des ersten Parameters aufnehmen und sich anpassen soll (Verfolger). Dafür brauchen Sie im Vorfeld nicht einmal eine XPressoExpression zu erstellen und sich in den XPresso-Editor zu bemühen – all dies erledigt schon die Anführer-/Verfolger-Option des Attribute-Managers. Wählen Sie einen Parameter einer Objekteigenschaft aus (Abbildung 29.26), und klicken Sie bei gedrückter rechter Maustaste auf das Parameter-Feld. Im aufgesprungenen Kontextmenü Animation verwenden Sie den Befehl Anführer setzen, um den aktiven Darsteller zu bestimmen. Auf die gleiche Weise suchen Sie sich den passiven Darsteller aus (Abbildung 29.27), hier wählen Sie aber die Option Verfolger setzen (absolut) bzw. Verfolger setzen (relativ).

Abbildung 29.24 XPresso-Editor, Menü Datei G

Abbildung 29.25 XPresso-Editor, Menü Layout G

Abbildung 29.26 Anführer setzen G

29.1 XPresso | 473

Im Hintergrund ist nun Folgendes passiert: Dem Verfolger-Objekt wurde eine XPresso-Expression mit eindeutigem Namen der betroffenen Elemente zugewiesen (Abbildung 29.28). Innerhalb der Expression (Abbildung 29.29) bekam das Anführer-Objekt einen Ausgangsport der gewählten Eigenschaft zugewiesen. Es hängt über einen Bereichswandler-Node mit Null- bis HundertIntervall am Eingang der Eigenschaft, die über das Setzen des Verfolger-Parameters festgelegt wurde. Mit diesem Anführer-Verfolger-Prinzip lassen sich zwar keine richtig komplexen XPresso-Expressions erstellen, aber doch sehr elegant vorbereiten. Abbildung 29.27 Verfolger setzen G

Abbildung 29.28 XPresso-Tag-Eigenschaften G

Abbildung 29.29 Automatisch erstellte Expression im XPresso-Editor G

29.2 C.O.F.F.E.E. C.O.F.F.E.E.-Expressions bieten gegenüber den XPressoExpressions einige entscheidende Vorteile. Zum einen werden C.O.F.F.E.E.-Expressions schneller ausgeführt als grafisch erstellter »Code«, zum anderen besitzt XPresso einen wesentlich geringeren Funktionsumfang, und schließlich ist der Weg über ein paar Zeilen C.O.F.F.E.E.-Code in vielen Fällen kürzer als über die Verknüpfung von XPresso-Nodes. C.O.F.F.E.E. darf sogar innerhalb von XPresso zum Einsatz kommen. In C.O.F.F.E.E. steht Ihnen der komplette Funktions- und Objektumfang von Cinema 4D zur Verfügung. Mit C.O.F.F.E.E. werden auch einige Plug-ins realisiert, externe Verwandte der Expressions, mit denen Sie Cinema 4D unter anderem im Funktions- und Shader-Umfang erweitern. Wir konzentrieren uns auf die Expressions und bleiben innerhalb von Cinema 4D. So mächtig die C.O.F.F.E.E.-Schnittstelle mit all ihren Möglichkeiten auch ist – gerade das riesige Potenzial macht es eben schwierig, den geeigneten Einstieg zu finden.

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Die Sprache C.O.F.F.E.E. »Cinema’s Object Oriented Fery Fast Environment Enhancer«, so lautet das ausgeschriebene Akronym, ist stark an die Programmiersprache C/C++ angelehnt. Trotzdem müssen Sie die Sprache C/C++ nicht perfekt beherrschen, um Expressions schreiben zu können. Nehmen Sie sich Beispiel-Expressions, und versuchen Sie, den Code nachzuvollziehen oder für Ihre Zwecke umzuprogrammieren. Gewöhnen Sie sich an die Befehlslogik und -vielfalt, prägen Sie sich wiederkehrende Strukturen ein. Expression-Editor Sie halten schon alles in Händen, was Sie zum Programmieren von Expressions brauchen. Sobald Sie einem Objekt eine C.O.F.F.E.E.Expression (Abbildung 29.30) zugewiesen haben, besitzt es das Kaffeetassen-Symbol, mit dem Sie per Doppelklick in die Programmierumgebung der C.O.F.F.E.E.-Expression gelangen (Abbildung 29.31). Hier schreiben, verwalten, kompilieren und testen Sie Expressions.

Abbildung 29.30 Zuweisen einer C.O.F.F.E.E.-Expression G

Abbildung 29.31 Expression-Editor F

Netterweise erzeugt Cinema 4D gleich die für alle Expressions nötige Kopfzeile main (doc,op), so dass Sie sofort beginnen können, die auszuführenden Befehle in die geschweiften Klammern zu schreiben. Zum Debuggen und Testen des Codes kann die Konsole (Abbildung 29.32) hilfreich sein, die Sie im Menü Skript finden. Skript-Manager Expressions sind objekt- und damit auch dokumentgebundene Skripte. Wenn Sie dagegen Skripte erstellen möchten, die wiederkehrende Aufgaben erledigen und generell in Cinema 4D eingebunden sein sollen, verwenden Sie den Skript-Manager (Abbildung 29.33). In dieser Programmierumgebung, die Sie über das Menü Skript erreichen, erzeugen Sie Skripte, die in die Menüs Skript • Benutzer-Skripte bzw. Plug-Ins geladen werden.

Abbildung 29.32 Konsole G

29.2 C.O.F.F.E.E. | 475

Abbildung 29.33 Skript-Manager

E

Gespeichert werden die Skripte im Cinema 4D-Verzeichnis library/scripts mit der Endung .csc, so dass Sie Ihre Schöpfungen jederzeit weitergeben und hinzuladen können. Im KommentarFeld können Sie für sich und andere eine verständliche Anleitung des Codes zur Erläuterung anfügen. Aus Bitmap-Bildern generiert der Skript-Manager auf Wunsch ein aussagekräftiges Icon, damit sich der neue Befehl gut in die Bedienoberfläche integriert. C.O.F.F.E.E.-SDK Das C.O.F.F.E.E.-SDK (Software Developer Kit), das Sie sich im Internet kostenlos herunterladen können (Abbildung 29.34), dokumentiert die Funktionen bzw. Befehle, die über C.O.F.F.E.E. ansprechbar und verwendbar sind, und unterliegt ständiger Überarbeitung. Da C.O.F.F.E.E. mit Cinema 4D mitwächst, sollten Sie nach Updates des SDK Ausschau halten. Das SDK und Informationen zu Plug-ins und Expressions, Tutorials und viele praktische Helferlein finden Sie unter www.plugincafe.com. Abbildung 29.34 C.O.F.F.E.E.-SDK

E

476 | 29 Expressions und Scripting

Hier ein kleiner Überblick über die typischen Routinen in C.O.F.F.E.E. und deren Umsetzung. Jede Befehlszeile schließt mit einem Semikolon ; ab, jede Funktion wird von zwei geschweiften Klammern umrahmt { }. Konstanten, Variablen Konstanten und Variablen deklarieren Sie am häufigsten über const meineKonstante; bzw. var meineVariable; oder auch gleich zusammen mit einer Zuweisung: var Variable = op->GetPosition();

Berechnungen und Zuweisungen Für Berechnungen genügt eine einfache Funktionsschreibweise: Variable1 = Variable2 * 2; Variable3 = Variable1 + Variable2;

Zuweisungen aus Objekt- oder Dokumentinformationen erledigt die Schreibweise:

G Abbildung 29.35 Beispiel-Expression

Variable = op->GetPosition(); Variable = doc->FindObject(»Name«);

Arrays / Listen Oft kommt es vor, dass Sie auf bestimmte Werte eines Objekts oder beispielsweise einer Punkteliste zugreifen müssen. Haben Sie beispielsweise die Positionswerte eines Objekts in einer Variablen ObjKoord abgespeichert ObjKoord = op->GetPosition();

so gelangen Sie über ObjY = ObjKoord.y; an die für Sie relevante Y-Koordinate des Objekts. Für den Zugriff auf eine bestimmte Datenposition eines Arrays (Feld) nehmen Sie: ObjY = ArrayName[Position].y; Abbildung 29.36 Beispiel-Expression zur Festsetzung eines vertikalen Limits G

Konditionierungen und Schleifen Als Beispiel für eine Konditionierung hier ein if/then/elseStatement in C.O.F.F.E.E. if (Variable1 < Variable2) Variable3 = FALSE; else Variable3 = TRUE;

29.2 C.O.F.F.E.E. | 477

… und eine for-Schleife: for (i = 0; i < Maximum; i++) { auszuführende Operation; }

Die Schleife zählt vom Minimum (i = 0) hoch zum Maximum und erhöht sich bei jedem Durchlauf um den Wert 1 ( i++, eventuell auch bekannt als i = i + 1).

TIP P Damit Sie sich nicht für jede C.O.F.F.E.E.-Bezeichnung einer Objekteigenschaft bzw. eines Parameters in das SDK bemühen müssen, unterstützt Sie Cinema 4D per Drag & Drop. Ziehen Sie einfach den gewünschten Eintrag bzw. die Eigenschaft aus dem AttributeManager in den Expression-Editor, und Cinema 4D trägt den korrekten C.O.F.F.E.E.-Code dazu automatisch ein.

Kommentare Kommentare können Sie innerhalb der Expression über zwei Schrägstriche // oder innerhalb der in C üblichen Einrahmung /* bzw. */ setzen. Struktur Am Anfang jeder Expression steht die main-Funktion (Abbildung 29.35 und 29.36). Diese Funktion wird als Erstes ausgeführt und fehlt in keinem C-Programm. Es folgen die Variablendeklaration und Zuweisungen von Variablenwerten. Nach der Verarbeitung und Berechnung der Daten wird im Beispiel aus den ausgelesenen Positionswerten ein Wert ermittelt. Nach erfolgter Berechnung werden die Daten in das Objekt zurückgeschrieben.

29.3 Python HINW EI S Mehr als ich Ihnen jemals zum Thema Programmierung mit Python sagen könnte, finden Sie im OpenBook zu Python auf der beiliegenden DVD im Ordner Zusatzmaterial.

478 | 29 Expressions und Scripting

In den Menüs und Managern zu C.O.F.F.E.E. haben Sie sicherlich bereits die zweite Programmiersprache in Cinema 4D, Python, erkannt. Wozu eine zweite Programmiersprache? Die Argumente für Python als Skriptsprache liegen auf der Hand: Python ist relativ leicht erlernbar und in seinen Möglichkeiten mit Cinema 4D sogar C.O.F.F.E.E. überlegen. In diesem Kapitel soll es um die Grundzüge und die Ausprägung von Python außerhalb und innerhalb von Cinema gehen, weniger um einen Crashkurs für die Programmiersprache Python. Wenn Sie Python ernsthaft erlernen und ausgiebig verwenden möchten, finden Sie dafür auf der beiliegenden DVD ein komplettes OpenBook von Galileo Computing. Cinema 4D bringt ab Werk ein vorinstalliertes Python in Version 2.6.4 mit sich. Solange Sie also innerhalb von Cinema 4D mit Python arbeiten, ist keine zusätzliche Installation nötig. Für

die externe Programmierung von Plug-ins werden Anwender mit Programmiererfahrung auf einen komfortablen Texteditor zurückgreifen. Python-Skripte sind allgemein an der Dateiendung ».py« zu erkennen, Python-Plug-ins besitzen die Endung ».pyp«, in geschützter Form auch ».pype«. Solange Sie Python nur für das Skripting ähnlich einer C.O.F.F.E.E.-Expression benutzen, verwenden Sie ein Python-Tag oder auch den Python-Generator. Im Menü Skript (Abbildung 29.37) finden Sie alle nötigen Funktionen und Manager für den Umgang mit Python. Für den schnellen Zugriff und zur Verwaltung der Plug-ins und Skripte stellen Ihnen zwei Untermenüs die im Benutzerverzeichnis plugins bzw. im Programmverzeichnis library/scripts gespeicherten Python-Plug-ins bzw. -Skripte bereit (Abbildung 29.38).

G Abbildung 29.37 Menü Skript

Abbildung 29.38 Plug-in-Manager F

Auch Python besitzt eine eigene Konsole zur Kontrolle des Programmcodes und einen eigenen Editor in Form des Skript-Managers. Mit dem Quellprotektor schützen Sie Ihren Pythoncode vor unerlaubter Einsicht bzw. Veränderung. Skript-Manager Für Ihre Python-Skripte ist, wie auch bei C.O.F.F.E.E.-Skripten, der Skript-Manager (Abbildung 29.39) die Programmierumgebung. Über die Reiter am oberen Rand des Managers schalten Sie einfach auf die gewünschte Sprache um. Hier können Sie Skripte schreiben, erstellen, importieren sowie exportieren und dabei auch gleich ein schickes Icon dazu generieren. Abbildung 29.39 Skript-Manager mit PythonSkript F

29.3 Python | 479

Die dafür benötigten Befehle finden Sie außer in den Buttons am oberen Ende des Skript-Managers im Menü Datei (Abbildung 29.40). Damit Sie für die Erzeugung eines eigenen Skript-Icons auch mit Farbe arbeiten können, erzeugen Sie sich mit dem Befehl Materialien erstellen den Satz von Standard-Materialien für Cinema 4D-Python-Plug-ins bzw. -Skripte.

Abbildung 29.40 Menü Datei im Skript-Manager G

Python-SDK Analog zum C.O.F.F.E.E.-SDK stellt Ihnen Maxon auch für die Programmierung in Python kostenlos ein Software Development Kit unter www.plugincafe.com zum Herunterladen bereit (Abbildung 29.41). Hier finden Sie neben der Dokumentation von Objekten und Funktionen (Abbildung 29.42) auch eine Einführung in die Grundlagen von Python in Cinema 4D sowie weiterführende Tipps und Empfehlungen.

Abbildung 29.41 SDKs zum Herunterladen unter www.plugincafe.com G

Abbildung 29.42 Python-SDK

G

Grundsätzliche Änderungen in Cinema 4D, bei jedem größeren Update unvermeidbar, wirken sich entsprechend auch im Python-SDK aus. Es empfiehlt sich also auch für Python-Skripter, das SDK auf dem aktuellsten Stand zu halten.

Abbildung 29.43 Menü Tags im Objekt-Manager G

480 | 29 Expressions und Scripting

Python-Scripting Ausgerüstet mit diesem Equipment kann es an die Programmierung der ersten Skripte gehen. Den dazu nötigen Skript-Manager öffnen Sie über das Menü Skript. Um Python-Skripte wie eine Expression in Cinema 4D einzubinden, verwenden Sie das Python-Tag aus dem Menü Tags • Skript Tags im Objekt-Manager bzw. das Kontextmenü (Abbildung 29.43). Nach Doppelklick auf das Python-Tag öffnet sich ebenfalls der Skript-Manager und wartet auf Python-Code.

Sehen wir uns als kleines Anwendungsbeispiel den Python-Code eines Skript-Samples an. Abbildung 29.44 zeigt den Python-Code, wobei uns an dieser Stelle nur der Aufbau interessieren soll. Abbildung 29.44 Beispiel-Skript in Python F

Das Python-Skript beginnt mit dem Import des Moduls c4d. Dadurch wird die für das Skript benötigte Basisfunktionalität von Cinema 4D zur Verfügung gestellt. Ein typisches Beispiel für das modulare Verständnis von Python. Cinema 4D stellt für Python seine Funktionalität in modularen Programmbestandteilen bereit. Im Skript in Abbildung 29.39 wurde das für die Meldung benötigte grafische User-Interface (»GUI«) zusätzlich geladen. Eine Übersicht über die für Cinema 4D verfügbaren Funktionsmodule finden Sie im gelben Kasten rechts. Wenn Sie dokumentübergreifend arbeiten wollen, müssen Sie das Modul c4d. documents hinzuladen, wenn Sie die Funktionalität eines der früheren Module wie Hair nutzen möchten, ist der Import von c4d. modules.hair in die Python-Umgebung zwingend erforderlich. Mehr darüber erfahren Sie im Python-SDK. Die Struktur des Python-Skripts unterscheidet sich von einem C.O.F.F.E.E.-Skript in erster Linie durch den vereinfachten Aufbau. Insbesondere was die Definition und Verwendung von Variablen angeht, ist Python sehr tolerant und auch flexibel. So spielt für Python selbst der Typ einer Variablen keine größere Rolle. Bei der Verarbeitung sollten die Typen natürlich zueinander passen. Womit wir auch schon bei der Fehlerbehebung oder auch beim Debugging wären, vor dem selbstredend auch PythonProgrammierer nicht verschont bleiben. Bereits bei der Eingabe von Python-Code hält sich der Skript-Manager (meist unberechtigt, weil der Code noch nicht ausgeschrieben wurde) mit seinen Anmerkungen nicht zurück. Der Button Ausführen im SkriptManager schickt Ihr Skript an den eingebauten Python-Genera-

c 4 d P yt hon- M od u l e c4d c4d.bitmaps c4d.documents c4d.gui c4d.plugins c4d.storage c4d.symbols c4d.threading c4d.utils c4d.utils.noise c4d.modules c4d.modules.bodypaint c4d.modules.character c4d.modules.graphview c4d.modules.hair c4d.modules.thinkingparticles

29.3 Python | 481

tor, der Ihnen dann zum einen über das Icon des Python-Tags (Abbildung 29.45) und auch in der Konsole Bescheid gibt, ob Ihr Skript fehlerfrei arbeitet 1 oder nicht 2 und deshalb inaktiv ist. Abbildung 29.45 E Objekt-Manager mit Konsole 1 2

Abbildung 29.46 Ermitteln der ID per Drag & Drop G

Aufschluss über problematischen Code gibt auch für Python die Konsole im Menü Skript. Um bei unserem Anwendungsbeispiel zu bleiben, zeigt uns Abbildung 29.45 den Programmfehler, der uns bei dem noch nicht auf Version 12 angepassten Python-Code entgegenschlägt. In Zeile 9 muss die Funktion GetPos muss durch die in Version 12 neu definierte Funktion GetRelPos ersetzt werden. Im vollständigen Programm-Code in Abbildung 29.44 sehen Sie die vorgenommene Änderung, die uns auch gleich mit einem makellosen Python-Icon im Objekt-Manager belohnt. Die Konsole unterstützt Sie aber auch schon während des Codings, indem Sie Ihnen die sogenannten IDs und Sub-IDs von Objekten und deren Attributen ermittelt. Es ist schließlich unmöglich, bei der Vielzahl an Objekten und Eigenschaften alle zugehörigen Beschreibungen (IDs) im Kopf zu behalten, und es wäre extrem unproduktiv, für diese IDs jedes Mal das SDK zu konsultieren. Stattdessen ziehen Sie den als ID gesuchten Parameter einfach per Drag & Drop aus dem Attribute-Manager in das Textfeld der Konsole (Abbildung 29.46). Hier bekommen Sie sofort die zugehörige ID für das Attribut bzw. Objekt angezeigt. Skript-Log Eine Hilfe bei der Ermittlung von Elementen und Befehlen ist auch das Skript-Log (Abbildung 29.47). Hier zeichnen Sie alle Arbeitsschritte in Cinema 4D auf, so dass Sie für wiederkehrende Aufgaben ganz einfach den relevanten Log-Teil herausschneiden und in ein eigenes, neues Skript kopieren können. Abbildung 29.47 zeigt die Arbeitsschritte, mit denen ein Würfel-Objekt erzeugt, mit drei Segmenten versehen und in ein Grundobjekt konvertiert wurde.

482 | 29 Expressions und Scripting

Python-Code Eine ausführliche Einführung und Dokumentation zur Sprache Python finden Sie als OpenBook auf der Buch-DVD. An dieser Stelle trotzdem ein kurzer Abriss über häufig benötigte Befehle und Funktionen, damit Sie ein Gefühl für Python bekommen. Konstanten und Variablen Konstanten und Variablen definieren Sie schlicht und ergreifend mit dem Wert meineKonstante = 300

oder auch gleich zusammen mit einer Zuweisung: Variable = doc.GetTime() Abbildung 29.47 Skript-Log G

Berechnungen und Zuweisungen Berechnungen erledigen Sie über die Funktionsschreibweise: Variable1 = Variable2 * 2 Variable3 = Variable1 + Variable2

Zuweisungen aus Objekt- oder Dokumentinformationen erledigt die Schreibweise: Variable = op.GetRelPos() Variable = doc.SearchObject(»Name«)

Members bzw. Arrays / Listen Oft kommt es vor, dass Sie auf bestimmte Attribute eines Objekts oder beispielsweise einer Punkteliste zugreifen müssen. Wenn Sie beispielsweise das Trägerobjekt des Python-Tags in einer Variable definiert haben Objekt = op.GetObject()

so gelangen Sie über Objekt.GetRelPos() an die an diese Variable übergebenen Attribute des Trägerobjekts: ObjektVektor = Objekt.GetRelPos()

Konditionierungen und Schleifen Als Beispiel für eine Konditionierung hier ein klassisches if/ then/else-Statement in Python if Variable1 < Variable2 : Variable3 = FALSE else : Variable3 = TRUE

29.3 Python | 483

… und eine for-Schleife in Python: for i in 1, 2, 3, 4 : print(i)

Die Schleife springt bei jedem Durchlauf auf den nächsten in der for-Bedingung definierten Eintrag im Wertebereich. Kommentare Kommentare legen Sie innerhalb des Skripts über die Raute am Anfang einer Zeile an: #. Alles, was nach der Raute in der Skriptzeile steht, wird entsprechend bei der Ausführung ignoriert. Struktur Wenn Sie die Python-Skripte und -Beispiele mit den C.O.F.F.E.E.Expressions auf den vorhergehenden Seiten verglichen haben, ist Ihnen sicherlich aufgefallen, dass sich Python-Code wesentlich einfacher und toleranter darstellt – die Arbeits- und Schreibweise ist auf das Nötigste reduziert und wirkt im Vergleich spürbar schlanker. Gerade diese Eigenschaft macht Python zusammen mit seiner trotzdem mächtigen Funktionsvielfalt zu einer sympatischen und willkommenen Alternative zu C.O.F.F.E.E. und C++ – so lässt sich der Einstieg auch für Nichtprogrammierer schaffen.

Abbildung 29.48 Python-Generator G

484 | 29 Expressions und Scripting

Python-Generator Jedes in Cinema 4D sichtbare Objekt liegt als Eintrag im ObjektManager vor. Nun ist es dank Python auch möglich, gänzlich neue Objekte, also Geometrie, zu erzeugen, allein durch Python-Code. Damit dies auch beim Skripting funktionieren kann, bietet Cinema 4D sozusagen als Platzhalter den Python-Generator an. Sie finden ihn ebenfalls im bekannten Menü Python. Der zugehörige Einstellungsdialog (Abbildung 29.48) des Python-Generators zeigt bereits eine Vorschau auf den als Beispiel integrierten Code zur Erzeugung eines Würfel-Objekts. Ein Doppelklick auf den Python-Generator im Objekt-Manager genügt, und der Skript-Manager öffnet sich zur Bearbeitung der Python-Codes. Da Programm-Code während der Bearbeitung im SkriptManager nicht ständig automatisch im Editor neu gezeichnet wird, können Sie dies manuell über den Button Aktualisierung erzwingen selbst übernehmen. Auf Wunsch setzt Cinema 4D auch grundsätzlich alle per Python definierten und berechneten Variablen zum Zeitpunkt Bild 0 zurück.

KAPITEL 30

30 Character-Animation

Während in Cinema 4D Version 12 beim Thema Character-Animation noch eher die Integration des vormals als Modul erhältlichen MOCCA (MOtion Capture and Character-Animation) in die unterschiedlichen Cinema 4D-Varianten im Vordergrund stand, kann Release 13 mit umfangreichen, spannenden neuen Features aufwarten. Dazu gehören unter anderem die weitere Verbesserung der Joint- und Wichtungs-Funktionalität, ein neuer KollisionsDeformer, ein überarbeiteter Visual Selector, die Wiedereinführung einer Muskel-Simulation und – ganz klar als spektakulärste Neuheit: Charaktervorlagen und die komfortable Erstellung von Walkcycles (Gehzyklen). Alle die Character-Animation direkt betreffenden Manager, Objekte, Befehle und Werkzeuge finden Sie im Menü Charakter (Abbildung 30.1). Je nach Cinema 4D-Variante stehen Ihnen allerdings eventuell nur bestimmte Funktionen zur Verfügung. So ist den Besitzern der Studio-Version die Morphing-Lösung PoseMorph, die Kleidungssimulation, VAMP, der Visual Selector und einige Helfer, wie das Quaternion- und Retarget-Tag vorbehalten. Spezielle, für die Character-Animation prädestinierte Deformer finden Sie wie üblich im Menü Erzeugen • Deformer bzw. in der Deformer-Palette. Die Kleidungssimulation ist, wie der Name schon sagt, als Simulation implementiert und liegt daher im gleichnamigen Menü bereit. Außerdem liegen im ObjektManager-Menü Tags • Charakter Tags (Abbildung 30.2) alle Tags, die Ihnen Cinema 4D für die Character-Animation zur Verfügung stellt. Grundlage jeder Character-Animation ist ein Knochengerüst, dabei steht aber nicht die Positionierung der Knochen, sondern der Gelenke (Joints) im Fokus. Zwischen den Gelenken spannt Cinema 4D die Knochen (hier haben sich die Bones gehalten) entsprechend ein. Die Deformation des zugewiesenen Körpers übernimmt das separate Skin-Objekt. Dieses Kapitel macht Sie mit der Logik und den Funktionen für die Character-Animation in Cinema 4D vertraut. Vor dem nächsten Kapitel können Sie auch einen Praxis-Workshop einschieben, wenn Sie gleich in die Praxis übergehen möchten.

Abbildung 30.1 Menü Charakter G

Abbildung 30.2 Charakter-Tags G

30 Character-Animation | 485

30.1 Joints und Skins

Abbildung 30.3 Joint-Kette im Objekt-Manager G

Abbildung 30.4 Joint-Kette G

Abbildung 30.6 Einstellungsdialog Joint-Objekt, Basis-, Objekt- und Abnahme-Seite G

486 | 30 Character-Animation

Wie anfangs erwähnt, basiert das Character-Animationssystem auf Joints, also Gelenken. Die Lücken zwischen den Gelenkpunkten füllen Bone-Objekte, um den Aufbau der Gelenkhierarchie optisch klar zu visualisieren. Im Objekt-Manager stellt sich eine Joint-Kette durch hierarchisch gegliederte Joints dar (Abbildung 30.3).

Abbildung 30.5 Joints mit Abnahmefunktionen

G

Zur besseren Orientierung haben Sie im Einstellungsdialog des Joint-Objekts (Abbildung 30.6) auf der Basis-Seite über die Option Iconfarbe die Möglichkeit, die Farbe des Joints aus dem Editor in den Objekt-Manager zu übernehmen. Ob Sie Bones als Platzhalter zwischen den Joints haben möchten und in welcher Logik bzw. Richtung sie verlaufen, können Sie im Abschnitt Objekt festlegen. Das Verhalten des Joint-Gerüsts richtet sich nach den Parametern des zugewiesenen IK-Tags, solange keine anderen Einträge für ein Joint-Objekt vorliegen. Auf der Abnahme-Seite können Sie für jedes Joint-Objekt einen spezifische Abnahmebereich aktivieren (Abbildung 30.5), der sich in Form, Größe, Wichtung, Ausrichtung und Abnehmefunktion exakt definieren bzw. anpassen lässt (Abbildung 30.6). Im Bereich Kinematik des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.7) besitzt jedes Joint-Objekt eigene Parameter für die Zusammenarbeit mit der inversen Kinematik. Der Wert Wichtung gibt an, wie stark das Joint auf den IK-Einfluss reagiert. Eine Dehnung der IK-Kette ermöglicht, je nach Dehnungswert und Zugkraft, ein Auseinanderdriften der Joint-Bone-Verbindungen – anatomisch schmerzhaft, aber gerade für übertriebene Animationen sehr hilfreich.

Bevorzugte Winkel sowie Limits sind Beschränkungen, die Sie für jedes Joint und jede Kette vornehmen können, aber nicht müssen. Sowohl Cinema 4D als auch Sie selbst werden bei der Animation nach einer vernünftigen Haltung und Bewegung streben. Unerwünschte Winkel und Verdrehungen lassen sich aber auch sehr bequem über Pol-Vektoren verhindern. Der Bereich Symmetrie erlaubt es, für zwei Joint-Objekte ein symmetrisches Verhalten anzulegen. Geben Sie dazu den Drehpunkt und im Feld Spiegeln das gewünschte Spiegel-Joint an. Beide Joints bewegen sich dann vom Spiegelursprung aus simultan. Joint-Werkzeug Für das Zeichnen bzw. die Erzeugung von Joint-Objekten eignet sich das Joint-Werkzeug am besten. Nach Aktivierung des Joint-Werkzeugs zeigt der Attribute-Manager (Abbildung 30.8) die Befehle zur Joint-Erstellung. Schon vor dem Zeichnen der Joints können Sie festlegen, ob eine IK-Kette und ein Root-Null-Objekt als Ursprung oder Pol-Vektor der Kette erzeugt werden soll. Bei aktivierter Option Achse ausrichten richtet sich die Achse eines neu erzeugten Joints nach der Ausrichtung des nächsten Joints, andernfalls richten sich alle Joints nach der Welt-Z-Achse aus. Bei polygonalen Objekten können Sie über die Option Projektion die Position des Joints automatisch aus dem Objektvolumen ermitteln lassen. Während der Arbeit mit den Joints im Editor legen Sie über die Einstellungen des Modifikator-Feldes fest, mit welchen Tasten Sie Joints oder ganze Ketten verschieben, zeichnen und teilen.

Abbildung 30.7 Einstellungsdialog Joint-Objekt, Kinematik- und Symmetrie-Seite G

Abbildung 30.8 Einstellungsdialog Joint-Werkzeug G

Joint-Ausrichten-Werkzeug Um das Handling beim Einrichten der Joints zu vereinfachen, steht Ihnen das Joint-Ausrichten-Werkzeug zur Verfügung. Im zugehörigen Einstellungsdialog (Abbildung 30.9) lassen sich die Achse sowie die Up-Achse der Joints an Achsen bzw. Objekten ausrichten, ohne dafür extra Werkzeuge bemühen zu müssen. Joints konvertieren Manchmal bietet es sich an, die Joint-Kette nicht manuell aufzubauen, sondern aus der Struktur des Modells entstehen zu lassen. So kann sich beispielsweise ein Spline sehr gut als Basis für eine Joint-Anordnung eignen. Im Untermenü Konvertierung liegen dieser und noch andere Umwandlungsbefehle bereit, die Ihnen die Arbeit erleichtern dürften.

Abbildung 30.9 Einstellungsdialog Joint-Ausrichten-Werkzeug G

30.1 Joints und Skins | 487

Skin-Objekt Eine Joint-Kette ist allein nicht in der Lage, das ihr zugeteilte Objekt zu deformieren. Diese Funktion übernimmt das SkinObjekt, das dem zu verformenden Objekt entweder untergeordnet oder mit ihm gruppiert wird (Abbildung 30.10).

Abbildung 30.10 Skin-Objekt im Objekt-Manager G

Abbildung 30.11 E Deformation über das Skin-Objekt

Abbildung 30.12 Einstellungsdialog Skin-Objekt G

488 | 30 Character-Animation

Diese Aufsplittung mag auf den ersten Blick etwas umständlich erscheinen, sie erhöht aber die Flexibilität beim Umgang mit dem Joint-Gerüst wesentlich, da es nicht länger Unterobjekt des Meshes sein muss, geschweige denn örtlich daran gebunden ist. Im Einstellungsdialog des Skin-Objekts (Abbildung 30.12) legen Sie in den Objekt-Eigenschaften fest, wie unabhängig Sie Character und Joints haben möchten. Die Option Objekt übernimmt als Bezugskoordinaten die Werte des übergeordneten Objekts, Sie können das Joint-Gerüst also ohne Reue verschieben oder sogar für andere Objekte weiterverwenden. Eine feste Verbindung zwischen Joints und Objekt erreichen Sie über die Einstellung Joints. Mit Deformer wird ähnlich wie bei Objekt verfahren, hier gilt als Bezugspunkt allerdings das Skin-Objekt. Im Feld Typ wählen Sie die Verformungsmethode aus. Die Einstellung Linear arbeitet am schnellsten und entspricht der Bone-Deformierung. Das in Extremfällen dabei unumgängliche Schrumpfen der Geometrie verringert der langsamere kugelförmige Verformungstyp. Eine Kombination beider Typen erreichen Sie über die Option Überblenden, auch eine Map ist denkbar. Das Feld Transformation kümmert sich um die Berechnung der Verformung. Sie erfolgt objektbasiert, und Sie müssen diese Voreinstellung eigentlich nur verändern, wenn Sie mit einem importierten älteren Joint-Rig Probleme haben. Die Option Längenskalierung unterstützt die Funktionalität des Stauchens und Dehnens im IK-Tag. Hier definieren Sie, wie sich das Skin-Objekt beim Stauchen und Dehnen verhält.

In die Liste des Feldes Einschliessen nehmen Sie die Objekte auf, die an der Verformung teilnehmen oder von ihr ausgeschlossen werden sollen. Objekte, die über keine Polygongeometrie, dafür aber über eine Punktgeometrie (Splines, FFDs etc.) verfügen, überreden Sie mit der Option Erzwingen zur Mitarbeit.

30.2 Wichtungen Das Skin-Objekt sorgt für die Zuordnung und Abarbeitung der Deformation. Nun fehlt aber noch die Information, welche Polygone dabei betroffen sein sollen – dies erledigen Wichtungen.

Abbildung 30.13 Wichtung mit dem Wichtungs-Werkzeug

G

Abbildung 30.14 Joint-Wichtungen im Editor G

Mit dem Wichtungs-Werkzeug lässt sich für jedes Joint-Objekt eine Wichtung im Editor vornehmen (Abbildung 30.13). Dabei gibt es Ihnen bereits im Editor Aufschluss über die anliegenden Wichtungen und Relationen. Die erstellten Wichtungen und zugehörigen Joints werden in einem automatisch zugewiesenen Wichtungs-Tag gespeichert (Abbildung 30.15). Wichtungs-Werkzeug Der umfangreiche Einstellungsdialog des Wichtungs-Werkzeugs (Abbildung 30.16) bietet komfortable Optionen zum Aufbringen der Wichtungen. Das Feld Optionen kümmert sich in erster Linie um den gezielten Auftrag bzw. die Abschwächung der Wichtung. Über die Symmetrie-Einstellungen versetzen Sie das Wichtungs-Werkzeug in die Lage, symmetrisch zu arbeiten. Wichtungen werden damit bereits bei der Erstellung auf die andere Seite gespiegelt und müssen nicht erst auf das spätere Spiegelungs-Werkzeug warten. Die Auswahl der Joints, die Sie wich-

Abbildung 30.15 Wichtungs-Tag im Objekt-Manager G

30.2 Wichtungen | 489

ten möchten, können Sie gleich während der Arbeit über das Wichtungs-Werkzeug im Feld Joints vornehmen. Zum besseren Überblick können Sie die Liste der Joints gezielt nach einer Reihenfolge sortieren oder auch filtern. Im Feld Darstellung richten Sie sich das Werkzeug so ein, dass Sie sich bei der Arbeit im Editor damit wohlfühlen und alle Elemente im Blick haben, die Sie benötigen. Die Option Interaktive Wichtungsanzeige blendet, wie in Abbildung 30.14 gezeigt, die anliegende Wichtung für das Joint ein.

Abbildung 30.16 Einstellungsdialog WichtungsWerkzeug G

Abbildung 30.17 Wichtungs-Manager G

490 | 30 Character-Animation

Wichtungs-Manager Noch detailliertere Informations- und Bearbeitungsmöglichkeiten bietet Ihnen der Wichtungs-Manager aus dem Menü Charakter • Manager. Gleich auf der Seite Joints bieten sich Möglichkeiten zur Modifikation bestehender Joints (Abbildung 30.17). Im Feld Wichtungen haben Sie zunächst die Option, für die aktuelle Bearbeitung uninteressante Joints über die anliegenden Wichtungswerte herauszufiltern. Tabellarisch aufgelistet finden Sie im Abschnitt Bearbeiten zu jedem Joint-Objekt eine exakte Aufstellung über das ihm zugewiesene, zu deformierende Objekt, die Wichtungsfarbe und den anliegenden Wichtungswert. Eine Arbeitserleichterung beim Wichten bietet das Feld AutoWichtung. Über den Modus geben Sie an, wie Cinema 4D dabei vorgehen soll. Hier können Sie sich entscheiden, ob sich die Auto-Wichtung eher an der Entfernung zu den nächstliegenden Punkten oder über Sichtbarkeit an der vom Joint aus gesehen eingeschlossenen orientiert. Die die Auto-Wichtung auch beim Befehl Binden zum Tragen kommt, sollten Sie diese Einstellungen gerade vor dem Binden über die Befehlsoptionen festlegen. Über das Feld Glättung können Sie eine prozentuale Glättung der gespeicherten Wichtungen bzw. der selektierten Punkte erreichen. Der Parameter Abstand reguliert die Weichheit der Glättung zwischen den jeweiligen Wichtungspunkten. Das Darstellung-Feld beherbergt zusätzliche Optionen zur Anzeige von Wichtungen, Joints und deren Färbung. Wichtungs-Tag Das Wichtungs-Tag speichert nicht nur die Wichtungen zu den Joints, es verwaltet auch die dazugehörigen Joint-Objekte und, wenn vorhanden, Effektoren. Im Einstellungsdialog des Wichtungs-Tags (Abbildung 30.18) legen Sie mit der Ausgangspose fest, bei welcher Normalstellung der Joints keine Verformung ausgelöst wird. Zu dieser Stellung können Sie über den Wiederherstellen-Befehl jederzeit zurückkehren.

Das Feld Joints listet alle Joints bzw. Objekte auf, die über das Skin-Objekt Verformungen übertragen. Die Betonung liegt hier auf »alle« Objekte, denn Sie können jedes beliebige Objekt in die Joints-Liste ziehen, wichten und für die Deformation verwenden. Jedes der enthaltenen Objekte kann separat angewählt und für sich gewichtet werden. Über das Kontextmenü mit der rechten Maustaste haben Sie die Möglichkeit, Ordner für die Organisation der verschiedenen Objekte zu erstellen. Die problemlose Konvertierung von Wichtungen und Vertex Maps erledigen die Funktionen Zu bzw. Von Vertex Map in jede Richtung. Wenn Sie die Wichtung nämlich lieber über eine Vertex Map steuern möchten, ziehen Sie diese in das gleichnamige Feld im Joints-Bereich. Wem die Einflussnahme durch Wichtungen nicht genügt, kann den Objekten einfach per Drag & Drop zusätzlich Wichtungs-Effektoren zuweisen, um die Verformung noch genauer zu steuern. Sie tauchen dann als Unterobjekte der Objekte in der Joint-Liste auf.

Abbildung 30.18 Einstellungsdialog Wichtungs-Tag G

Wichtungs-Effektoren Der Wichtungs-Effektor wird auch als Abnahme-Objekt bezeichnet und wirkt in etwa so wie die Wirkungsbereiche von Bones. Sinnvollerweise platzieren Sie diesen Deformer räumlich dort am Joint-Objekt, wo er wirken soll, und in der ObjektHierarchie unterhalb des Joints, dessen Einfluss er steuern soll (Abbildung 30.19). Im Wichtungs-Tag ziehen Sie den eingerichteten Wichtungs-Effektor auf das entsprechende Joint bzw. Objekt. Mal-Werkzeug Vertex Maps unterstützen Wichtungen an den Problembereichen, wo Wichtungen zu grob und ungenau arbeiten würden. Ein sehr umfangreiches Werkzeug für die Erstellung und Bearbeitung von Vertex Maps steht Ihnen mit dem Mal-Werkzeug zur Verfügung. Abbildung 30.19 Wichtungs-Effektor G

Abbildung 30.20 Malen einer Vertex Map F

30.2 Wichtungen | 491

Von der Funktionsweise ähnelt es dem bekannten WichtungsWerkzeug, allerdings sind hier noch feinere Mal-Parameter beim Kreieren der Vertex Map einstellbar. Praktisch wie in einem Malprogramm (Sie sollten sich an BodyPaint 3D erinnert fühlen) können Vertex Maps mit einer Vielzahl von Werkzeugspitzen, Abnahme- und Symmetriefunktionen aufwarten (Abbildung 30.21), um dann in Joints oder Deformern zum Einsatz zu kommen. In Abbildung 30.20 wurde eine Vertex Map für einen Nachfedern-Deformer vorbereitet, der ausschließlich auf den Bereich der NASE wirken soll. Das Wichtungs-Werkzeug wäre hier aufgrund der relativ simplen Joint-Struktur und der anliegenden Geometrie doch etwas überfordert gewesen. Mehr über diesen und viele andere Deformer für die Character-Animation mit Cinema 4D erfahren Sie übrigens auf den kommenden Seiten. Abbildung 30.21 Einstellungsdialog Mal-Werkzeug G

VAMP Eigentlich ist die von »Vertex Map-Manager« abgeleitete Bezeichnung VAMP etwas irreführend, denn mit diesem praktischen Werkzeug (Abbildung 30.22) können Sie nicht nur Vertex Maps, sondern auch Wichtungen, Morphs, Selektionen, UV-Koordinaten und Textur-Tags von einem Objekt auf ein anderes übertragen. VAMP gehört zum Funktionsumfang der Studio-Version von Cinema 4D und ist deshalb leider auch Besitzern dieser Version vorbehalten.

30.3 Rigging

Abbildung 30.22 Vertex Map-Manager G

492 | 30 Character-Animation

Als Rigging bezeichnet man die Konstruktion des Joint-Gerüsts mit allen Funktionen und Eigenschaften, die für die spätere Animation benötigt werden. Das Grundprinzip für die Joint-Animation ist in Cinema 4D dabei die Inverse Kinematik (IK). Die komplette IK-Funktionalität versteckt sich im IK-Tag, das Sie im Menü Tags • Charakter Tags des Objekt-Managers finden. Sie können das IK-Tag jedem Element der Joint-Kette manuell zuweisen, für die Grundversorgung sorgen aber auch schon das Joint-Werkzeug oder der Befehl IK-Kette erzeugen im Menü Charakter • Befehle. Zu dieser Basisausstattung gehört ein als interner Pol-Vektor fungierendes Root-Objekt (Abbildung 30.23), dem das IK-Tag zugewiesen wurde, sowie ein Zielobjekt als erster Anfasser für die IK-Kette außerhalb der Kettenhierarchie. Ab diesem Moment

funktioniert die erstellte IK-Kette schon recht passabel (Abbildung 30.24) und reagiert korrekt auf die Steuerung mit dem Zielobjekt.

Abbildung 30.23 IK-Kette im Objekt-Manager G

Abbildung 30.24 Animation der IK-Kette mit dem Zielobjekt F

IK-Tag Das IK-Tag hält in seinem Einstellungsdialog (Abbildung 30.25) alle Parameter für die IK-Hierarchie bereit. Mit weiteren IK-Tags auf anderen Joints können Sie die Joint-Kette beliebig verfeinern. Der Unterschied zwischen der 2D- und 3D-IK-Lösung liegt im Wesentlichen darin, dass die 3D-Lösung von der Ausgangspose ausgehend versucht, alle Winkel der Joints so zu drehen, dass eine optimale dreidimensionale Lösung entsteht. In den meisten Fällen können Sie bei der schnelleren 2D-Lösung bleiben. Im Feld Ziel finden wir das automatisch erstellte Zielobjekt wieder. Es bezieht sich auf das im Feld Ende definierte Ende der IK-Kette, über den Befehl Ziel hinzufügen können Sie jederzeit neue oder weitere Ziele integrieren. Gleiches gilt für Pol-Vektoren, die als Winkelstabilisator für eine 2D-IK-Kette einspringen. Die weiteren Optionen des Eigenschaftsfeldes kümmern sich um das Einflussverhältnis der zielorientierten inversen Kinematik zur jointorientierten Forward-Kinematik, um die Stärke der IK-Kette und der definierten bevorzugten Winkel und um eine erlaubte Dehnung der Kette an den Joints. Das Feld Stauchung und Dehnung steuert die Reaktion der Joint-Kette, wenn sie gedehnt oder gestaucht wird. Physische Grenzen können Sie beiden Faktoren prozentual und mit maximalen Entfernungen mit auf den Weg geben. Je höher der Wert, desto mehr gestehen Sie der Kette zu, das Ziel zu erreichen. Die unterschiedlichen Typen definieren die Art der Verformung, von der Streckung bzw. Quetschung (Position) bis hin zu Skalierungen. Ob und wie Kinematik, Anfasser und Vektoren gezeichnet und angezeigt werden, entscheiden Sie im Feld Darstellung.

Abbildung 30.25 Einstellungsdialog IK-Tag G

30.3 Rigging | 493

Abbildung 30.26 Einstellungsdialog IK-Tag G

Abbildung 30.27 Dynamische IK-Kette mit Zielobjekt G

Einige sehr praktische Lösungen, speziell wenn es um die Animation der IK-Kette geht, bietet das Feld Weitergehendes an. Aktivieren Sie die Option Ziel mitführen, wenn das Zielobjekt beim Bewegen der IK-Kette ebenfalls bewegt werden soll. Ziel-Constraint bewirkt, dass das Zielobjekt am Ende der Kette bleibt und nicht von ihr entfernt werden kann. Mit Ziel ausrichten gewährleisten Sie, dass sich das Zielobjekt an der Ausrichtung des letzten Kettenglieds orientiert. Die weiteren Optionen sorgen für die rechtzeitige Aktualisierung der IK-Lösung, wo speziell bei aufwendigen IK-Berechnungen manchmal Hand angelegt werden muss. Im Feld Dynamics (Abbildung 30.26) finden Sie die größte Verbesserung der überarbeiteten IK-Lösung. Durch die integrierten IK-Dynamics können Sie die IK-Ketten mit Kräften wie Gravitation oder Wind beeinflussen und sogar mit anderen Objekten kollidieren lassen. Mit den Parametern Stärke und Dämpfung bestimmten Sie die Basiseigenschaften für die Steifheit bzw. Trägheit der IK-Kette. Gleichzeitig können Sie ihr über die Parameter Position halten bzw. Winkel halten eine zusätzliche Kraft verleihen, die sie aufwendet, um zum Ausgangszustand zurückzukehren. Beide Werte lassen sich über Kurven exakt definieren. Abbildung 30.27 zeigt, wie sich eine dynamische IK-Kette im Editor mit einem Zielobjekt führen lässt. Im Abschnitt Kräfte haben Sie standardmäßig die natürliche Gravitationskraft eingetragen. Weitere Kräfte wie Wind oder Turbulenzen ergänzen Sie einfach über das Feld Kräfte.

G Abbildung 30.28 IK-Kette ohne Zielobjekt kollidiert mit einer Kugel.

IK-Ketten können auch mit anderen Objekten kollidieren (Abbildung 30.28). Die betroffenen Objekte ziehen Sie dazu in das Feld Objekte des Abschnitts Kollisionsobjekte (Abbildung 30.26).

494 | 30 Character-Animation

Der Parameter Radius bestimmt, ab welchem Abstand die Objekte mit der IK-Kette reagieren. Die Eigenschaften der Kollision lassen sich zudem per Reibung und Elastizität definieren. IK-Spline-Tag Mit dem IK-Spline-Tag richten Sie eine IK-Kette entlang einer Spline-Kurve aus. Weisen Sie es der IK-Kette zu (Abbildung 30.29), und ziehen Sie das Spline-Objekt in den Eintrag Spline des Einstellungsdialogs. Im Menü Typ steuern Sie das Verhalten der Joint-Objekte am Spline. Anpassen richtet die Joints aus, ohne den Abstand der Joints zu verändern, Gleichsetzen verteilt die Joints gleichmäßig über die Länge des Splines und Relativ erhält die vorliegenden Größenverhältnisse der Joint-Kette. Zur Orientierung geben Sie an, welches Joint-Objekt am Ende des Splines positioniert sein soll. In den Feldern Ausrichtung und Achse beeinflussen Sie, wie sich die Joint-Objekte am Spline entlang ausrichten und an welcher Achse sich die Tangenten der Spline-Punkte orientieren.

Abbildung 30.29 Einstellungsdialog IK-Spline-Tag G

Abbildung 30.30 Ausrichten und Steuern von Joints an einer Spline-Kurve F

Sie sind keineswegs daran gebunden, nur Joint-Objekte an der Spline-Kurve auszurichten. Auch andere Objekte lassen sich so hervorragend an einer Spline-Kurve entlangschlängeln. Um die IK-Spline-Kette (Abbildung 30.30) zu steuern, verwenden Sie Anfasser-Objekte, die Sie im Feld Anfasser hinzufügen. Anfasser sind auch bei der Ausrichtung hilfreich, wenn Sie im Feld Eigenschaften eine Verdrehung der Kette erlaubt haben. IK-Befehle Im Menü Charakter • Befehle finden Sie alle nötigen Befehle für die Arbeit mit den IK-Elementen und -Ketten (Abbildung 30.31). Der Befehl Binden erstellt automatisch ein Skin-Objekt sowie ein Wichtungs-Tag, in dem alle Joint-Objekte eingetragen und

Abbildung 30.31 IK-Befehle im Menü Charakter G

30.3 Rigging | 495

Abbildung 30.32 Einstellungsdialog Objekt projizieren

G

Abbildung 30.33 Einstellungsdialog Mit Optionen ersetzen

G

Abbildung 30.34 Einstellungsdialog SpiegelnWerkzeug G

496 | 30 Character-Animation

mit einer Auto-Wichtung versehen sind. Selektieren Sie dazu das Mesh des Characters und alle benötigten Joints. Wenn Sie den Befehl Binden mit gedrückt gehaltener (Strg)/(ctrl)Taste durchführen, werden nur Joints, die für eine Wichtung in Frage kommen, in das Wichtungs-Tag genommen. Bei zusätzlich gedrückt gehaltener (ª)-Taste werden alle Joints berücksichtigt. Um bestehende IK-Ketten auf andere Joint-Hierarchien zu übertragen, verwenden Sie die Befehle Kette kopieren bzw. Kette zuordnen. Wenn die Kopie gespiegelt transferiert werden soll, benutzen Sie dazu Kette spiegeln. Der Befehl Objekt projizieren versetzt das selektierte Objekt auf das in Blickrichtung der aktiven Kamera erste Polygonobjekt. Über den Optionsmodus des Befehls gelangen Sie in den Einstellungsdialog (Abbildung 30.32), wo Sie für die Projektion noch weitere Vorgaben definieren können. Über den Befehl Ersetzen mit haben Sie ein komfortables Werkzeug zur Hand, um die Parameter, Tags, Geometrie usw. (Abbildung 30.33) eines momentan selektierten Objekts durch die Bestandteile eines anderen Objekts zu ersetzen. Die Befehle Überobjekt setzen bzw. Aus übergeord. Hierarchie nehmen ermöglichen es, diese im Objekt-Manager wiederkehrenden Arbeitsschritte recht elegant abzuwickeln. Für die Ausführung ist stets die momentan aktive Selektion relevant. Die restlichen Befehle entsprechen den Funktionen, die Sie aus den Einstellungsdialogen der Werkzeuge und Tags kennen. Auf das Thema Cluster gehen wir in Kürze genauer ein. Spiegeln-Werkzeug Mit dem Werkzeug Spiegeln können Sie Joint-Ketten, Wichtungen, IK-Tags und auch ganze Rigs spiegeln, ohne sich über Winkel, Vektoren oder verlinkte IK-Ziele den Kopf zu zerbrechen. Im Feld Richtung des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.34) teilen Sie dem Werkzeug zunächst mit, welche Spiegelungsebene ausgehend von welchem Ursprung verwendet werden soll. Sollen Informationen nicht kopiert, sondern auf andere Objekte übertragen werden, wählen Sie im Feld Optionen ein Objekt als Ziel. Anschließend geben Sie an, ob auch die in den IK-Tags eingetragenen Links mit gespiegelt werden und ob die Joints als symmetrisch zusammengehörig verbunden werden sollen. Die Option Einfrieren bewahrt analog zu den bekannten eingefrorenen Transformationen die Ursprungskoordinaten auf. Beim eigentlichen Spiegelvorgang können Sie außerdem neben der Hierarchie die Position, die Wichtungen und auch die Punkte berücksichtigen.

Den gespiegelten Objekten setzt das Spiegeln-Werkzeug auf Wunsch ein Prefix vor und ersetzt manuell erstellte Benennungen. Abbildung 30.36 zeigt die gespiegelte Arm-Hierachie (in Abbildung 30.35 leicht rötlich gefärbt), bei der nicht nur alle Joints, sondern auch die IK-Tags und Links korrekt übertragen wurden. Abbildung 30.35 Gespiegelte Joint-Kette ab dem Schulter-Joint F

Benennungs-Werkzeug Jedes Joint-Objekt trägt zunächst genau diese Bezeichnung als Namen. Hierarchisch untergeordnete Joints erhalten immerhin eine Nummerierung, aber richtig aussagekräftig sind diese Benennungen nicht, speziell wenn das Joint-Rig im Laufe seiner Erstellung immer umfangreicher wird. Eine vernünftige Benennung muss her, bei der das Benennungs-Werkzeug helfen kann. Weil sich die Anatomie des Menschen und seiner artverwandten Spezies auf absehbare Zeit nicht ändern wird, kann diese zeitfressende Aufgabe ein Automatismus in Form des Benennungs-Werkzeugs übernehmen. Sie finden es ausnahmsweise (vielleicht weil es nicht nur für die CharakterAnimation praktisch ist) im Menü Werkzeuge. Im Einstellungsdialog (Abbildung 30.37) legen Sie zunächst ein oft verwendetes Grundgerüst als Preset an. Dieses Namens-Preset können Sie dann über eine Auswahl im Objekt-Manager über den Button Namen zuweisen auf andere Hierarchien übertragen – übereinstimmende Anzahl und Struktur einmal vorausgesetzt. Die für die Seitenerkennung wichtigen Präfixe stellt das Benennungs-Tool auf Wunsch ebenfalls davor. Mit der ErsetzenFunktion des Werkzeugs tauschen Sie nach der Umbenennung auch schnell die Seitenbezeichnungen aus. Eine automatische Nummerierung erreichen Sie, wenn Sie die Zeichenfolge $N einfügen lassen. Für die Nummerierung verwendet das Werkzeug die Reihenfolge im Objekt-Manager.

Abbildung 30.36 Gespiegelte Arm-Partie G

Abbildung 30.37 Einstellungsdialog BenennungsWerkzeug G

30.3 Rigging | 497

30.4 Muskeln

Abbildung 30.38 Muskel-Deformer und MuskelObjekt im Objekt-Manager

G

Zu den meist nur unterbewusst wahrgenommenen und deswegen nicht minder wichtigen Sekundäranimationen gehört die Simulation von Muskelbewegungen und Muskelverformungen. Seit Version 13 bietet Cinema 4D wieder ein eigenes Muskel-System für diese Aufgabe. Der Joint- und Skin-Logik folgend, besteht auch das MuskelSystem aus dem MSkin-Deformer für die Zuweisung auf das zu verformende Objekt und einem unabhängigen Muskel-Objekt, das sich um die Position, Form und die Verarbeitung der Muskelinformationen kümmert. Entsprechend sollten Sie das MSkinObjekt unter die zu deformierende Geometrie, das MuskelObjekt selbst sinnigerweise bei den späteren Anker-Objekten des Muskels einordnen (Abbildung 30.38). Wenden wir uns als Erstes dem Muskel-Objekt zu, schließlich sorgt es für die eigentliche Deformation des Meshs. Die Positionierung und Gestaltung des Muskels nehmen Sie in der EditorAnsicht vor. Hier haben Sie zum einen die gelben Anfasser-Punkte zur Steuerung des Muskel-Objekts zur Verfügung, während Sie die eigentliche Form und den Durchmesser des Muskels ähnlich wie bei einem FFD-Deformer im Punkte-bearbeiten-Modus vornehmen (Abbildung 30.39). Sobald Sie mit der Platzierung und Form des Muskels im entspannten Zustand zufrieden sind, gehen Sie in die Feinjustierung im Einstellungsdialog des MuskelObjekts über (Abbildung 30.41).

Abbildung 30.39 Muskel-Deformer im entspannten Zustand

G

Abbildung 30.40 Angespannter Muskel-Deformer bei der Animation G

Während des Einrichtens befinden Sie sich im Modus Bearbeiten, für Test und die Animation schalten Sie in den Modus Animieren um. Zunächst sollten Sie für den entspannten Muskel die

498 | 30 Character-Animation

Ruhelänge über den Setzen-Button definieren. Für den angespannten bzw. ausgestrecken Zustand des Muskels können Sie entweder die automatische Berechnung übernehmen, oder auch über die gleichnamigen Parameter-Seiten eigene Muskel-Längen vorgeben. Über die Anker bekommt das Muskel-Objekt mitgeteilt, wann und wie der Muskel beansprucht wird. Sie können wie in meinem Beispiel Joints in die Felder ziehen oder auch eigene, andere Punkte als Anker verwenden. In den Feldern Geometrie, Übergang und Deformieren geben Sie den formbaren geometrischen Käfig für den Muskel vor und steuern die Deformation zwischen den einzelnen Muskel-Zuständen, auf Wunsch auch mit Fettpolster. Für dynamische Effekte, wie zum Beispiel das Nachfedern eines Muskels, steht Ihnen die Dynamics-Seite des Einstellungsdialogs zur Verfügung (Abbildung 30.42). Hier definieren Sie neben Stärke, Härte, Struktur und Dämpfung des Muskels auch die mit zunehmendem Alter gefürchtete Wirkung der Gravitation. Sobald Sie vom Bearbeiten- in den Animieren-Modus umschalten (Abbildung 30.43), können Sie die Muskeln in Aktion ausprobieren (Abbildung 30.40). Hier haben Sie außerdem für die Justierung der Übergänge und der Deformation noch Möglichkeiten zur Nachbesserung.

Abbildung 30.42 Einstellungsdialog Muskel-Objekt, Dynamics-Seite G

Abbildung 30.43 Einstellungsdialog Muskel-Objekt, Objekt-Seite im Animieren-Modus

Abbildung 30.41 Einstellungsdialog Muskel-Objekt, Objekt-Seite im Bearbeiten-Modus G

G

Abbildung 30.44 Einstellungsdialog MSkin-Objekt G

Die eigentliche Deformation der Geometrie läuft über den MSkinDeformer. In seinem Einstellungsdialog (Abbildung 30.44) initialisieren Sie den Abstand zwischen den Muskeln und der umliegenden Geometrie und können auch muskelspezifisch eigene

30.4. Muskeln | 499

Vorgaben über das Feld Muskeln definieren. Wie das Mesh beim Dehnen und Stauchen des Muskels auf Ziehen und Gleiten reagiert, steuern Sie über die gleichnamigen Parameter. Der Wert Fett-Offset bringt eine zusätzliche Schutzschicht zwischen Muskeln und Geometrie auf, um die Muskel-Simulation natürlicher wirken zu lassen.

30.5 Deformer und Morphing Wir haben uns bereits in Teil II, »Modelling«, einige Deformations-Objekte angesehen. Nun kümmern wir uns um Deformer, die uns bei der Character-Animation gute Dienste leisten können. Mesh-Deformer Der Mesh-Deformer geht als großer Bruder des FFD-Deformers durch. Als Verformungskäfig dient in diesem Fall ein möglichst niedrig aufgelöstes Polygonmesh (Abbildung 30.46), das Sie dem Mesh-Deformer über das Feld Käfige des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.45) zuweisen.

Abbildung 30.45 Einstellungsdialog Mesh-Deformer

G

Abbildung 30.46 E Deformation über die Polygone des Meshes

Am Wort »Käfige« erkennen Sie schon, dass natürlich auch mehrere Meshes zum Einsatz kommen können. Nach Klick auf den Initialisieren-Button weist Cinema 4D dem Mesh-Objekt automatisch ein Darstellung-, Render-, und Wichtungs-Tag zu, damit bei der Arbeit im Editor nichts stört und man sofort mit der Deformation loslegen kann. Die Deformation läuft anschließend über die gewohnten Polygonbearbeitungs-Werkzeuge, mit denen Sie die Punkte, Kanten und Polygone des Deformationsmeshes modifizieren. Als steuerbare Mesh-Objekte sind für den Mesh-Deformer alle polygonalen Objekte, sogar Objekte mit Löchern, erlaubt.

500 | 30 Character-Animation

Stauchen-und-Dehnen-Deformer Stauchen und Dehnen, als feststehender Begriff eher in der englischen Entsprechung »Squash and Stretch« bekannt, gehört zu den Grundprinzipien der Animation. Character und Körper werden dabei meist übernatürlich gequetscht oder gedehnt, um die Animation lebendiger und interessanter zu gestalten. Abbildung 30.47 Stauchen und Dehnen eines Würfels F

Cinema 4D besitzt dafür ein eigenes Deformationsobjekt, das für die Stauchung und Dehnung von beliebigen Objekten (Abbildung 30.47) und natürlich auch von Characters sorgt. Er wird dem zu verformenden Objekt, wie bei Deformatoren üblich, untergeordnet und über die Parameter des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.48) animiert. Dieser Deformer eignet sich besonders für cartoonartig übertriebene Gesten, die auf Verformung basieren, oder für Objekte, die plötzlich ein Eigenleben bekommen sollen. Korrektur-Deformer Den Korrektur-Deformer kennen Sie aus Abschnitt 13.3, «Gitterund objektbasierte Deformatoren«. Sehen wir uns an, was wir bei der Animation mit ihm anstellen können. Der Korrektur-Deformer ist ja dazu da, die von einem anderen Deformer generierten Objektdaten als Geometrie bereitzustellen. Wenn Sie also noch Überarbeitungen an einer bereits erstellten Deformation zu erledigen haben, stellen Sie diesen Deformer einfach zusätzlich bereit, und Sie haben einen weiteren und auch besseren Zugriff auf das verformte Objekt, als es der Ausgangsdeformer bieten könnte. Im Einstellungsdialog des Korrektur-Deformers (Abbildung 30.49) legen Sie über die Mapping-Optionen – wie auch schon beim Modelling behandelt – fest, wie die korrigierte Deformation der Punkte übertragen wird.

Abbildung 30.48 Einstellungsdialog Stauchen-undDehnen-Deformer G

Abbildung 30.49 Einstellungsdialog Korrektur-Deformer G

30.5 Deformer und Morphing | 501

Über die Buttons Aktualisieren, Einfrieren und Zurücksetzen haben Sie jederzeit die Kontrolle über die Änderungen und können sie zur Not auch schnell wieder rückgängig machen.

Abbildung 30.50 Deformationskorrektur mit dem Korrektur-Deformer

G

Abbildung 30.52 Einstellungsdialog Nachfedern-Deformer G

Abbildung 30.53 Einstellungsdialog Shrinkwrap-Deformer G

502 | 30 Character-Animation

Abbildung 30.51 Anwendungsbeispiel für den Nachfedern-Deformer G

Nachfedern-Deformer Der Nachfedern-Deformer sorgt für das Nachschwingen einer per Vertex Map zugewiesenen Punktemenge während der Bewegung bzw. Animation eines Characters. Die Art und Weise des Nachfederns lässt sich in zahlreichen Parametern wie Stärke, Steifheit, Dämpfung etc. und per weiteren Vertex Maps im Einstellungsdialog des Deformers sehr exakt definieren (Abbildung 30.52). Neben der wohl in den meisten Fällen vorherrschenden Gravitationskraft können Sie im KräfteFeld noch weitere Kräfte zur Beeinflussung hinzufügen. Um die in Abbildung 30.51 mit einer Vertex Map versehene Nase durch einen Nachfedern-Deformer zu animieren, wurde der Deformer dem Polygon-Objekt untergeordnet und die Vertex Map des Nasenbereichs in das Punkte-Feld des Einstellungsdialogs des Nachfedern-Deformers gezogen. Nun federt bzw. schwingt die Nase bei jeder Bewegung des Characters ein wenig nach. Shrinkwrap-Deformer Sehr einfach gestaltet sich das Morphing zwischen zwei Objekten mit dem Shrinkwrap-Deformer. Ordnen Sie den Deformer dem Basis-Objekt unter (Abbildung 30.53), und wählen Sie ein Zielobjekt, an das sich das Ausgangsobjekt anpassen soll. Da es sich dabei weniger um ein Morphing als um eine Projektion handelt, können Sie über den Modus auswählen, über welche Achsen die Strahlen der Projektion vom Ausgangs- zum

Zielobjekt bzw. umgekehrt ausgesandt werden. Der Parameter Maximale Entfernung gibt an, bis zu welcher Distanz der Shrinkwrap-Deformer nach Punkten für das Morphing suchen soll.

Abbildung 30.54 Shrinkwrap-Morphing

G

Abbildung 30.55 Deformationen über den Oberflächen-Deformer G

Oberflächen-Deformer Wie der Name schon sagt, wird beim Oberflächen-Deformer die Oberfläche eines Objekts für die Verformung eines anderen Objekts herangezogen. Im Beispiel in Abbildung 30.55 lässt sich der weiße Quader durch Modifikation der darunterliegenden grauen Polygonfläche verformen. Über den Typ im Einstellungsdialog des Oberflächen-Deformers (Abbildung 30.56) legen Sie fest, wie die Verformung auf das Ziel-Objekt übertragen werden soll. Während die Verformung im Modus Projektion einfach den aktuellen Objektzustand nach der Initialisierung übernimmt, setzt sich das Ziel-Objekt im Modus Mapping sofort auf die vorgegebene Oberfläche. Der Oberflächen-Deformer ist dabei dem Ziel-Objekt für die Verformung zugewiesen. In das Feld Oberfläche ziehen Sie das Objekt, von dem die Verformung ausgehen soll. Für die Deformation eignen sich übrigens nicht nur Polygonobjekte, auch parametrische Objekte und Splines sind erlaubt.

Abbildung 30.56 Einstellungsdialog OberflächenDeformer G

Kamera-Deformer Der Kamera-Deformer arbeitet rasterbasiert. Er eignet sich gut als Anlaufstelle, um letzte Korrekturen und Verbesserungen in ein praktisch fertiges Projekt einzuarbeiten. Ausgehend von einer beliebigen Kamera-Ansicht, die Sie dem Deformer im Feld Kamera des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.57) vorgeben, erscheint in der Editor-Ansicht der Kamera ein Gitternetz. Die Gitterpunkte dieses Rasternetzes können Sie im

30.5 Deformer und Morphing | 503

Punkte-bearbeiten-Modus beliebig verschieben, drehen oder auch skalieren. Vergessen Sie nicht, dass die Kamera fortan dem Deformer untersteht – Sie müssen nach getaner Arbeit wieder zu einer anderen Kamera wechseln, um das deformierte Objekt aus einer anderen Perspektive zu betrachten.

Abbildung 30.57 Einstellungsdialog Kamera-Deformer G

Abbildung 30.58 E Deformation aus der Kamera-Perspektive

Abbildung 30.59 Einstellungsdialog KollisionsDeformer, Objekt-, Kollisionund Einschließen-Seite G

504 | 30 Character-Animation

Kollisions-Deformer Wie so häufig gehört auch der Kollisions-Deformer nicht zwingend zur Character-Animation, er kann auch beim Modelling und bei der Inszenierung gute Dienste leisten. Der Kollisions-Deformer ermittelt aus der Kollision bzw. Überschneidung mit einem oder mehreren anderen Objekten die dafür nötige Dehnung bzw. Volumenänderung, um Objekte in andere einsinken (Abbildung 30.60) bzw. sie ausbeulen zu lassen. Entsprechend empfiehlt sich der Deformer für alle Arten von Abdrücken oder Spuren. Als vielfältig einsetzbares Deformationsobjekt finden Sie den Kollisions-Deformer im Menü Erzeugen • Deformer bzw. in der Palette der Deformatoren. Wie gewohnt, ordnen Sie den Deformer dem Objekt unter, das deformiert werden soll. Möchten Sie den Deformer für mehrere zu deformierende Objekte verwenden, tragen Sie diese im Einstellungsdialog des Kollisions-Deformers (Abbildung 30.59) auf der Einschließen-Seite ein. Auf der Objekt-Seite haben Sie die Möglichkeit, eine zusätzliche Verformung mittels eines definierbaren Abstands und der dazugehörigen Abnahme zu erwirken. Deren Stärke regulieren Sie mit dem gleichnamigen Parameter im Einstellungsdialog. Der prozentuale Wert bei Form wiederherstellen legt fest, ob bzw. wie stark sich das verformte Mesh wieder zu seiner ursprünglichen Form zusammenzieht. Für die von der Kugel in Abbildung 30.61 gezogene Bahn beispielsweise wurde die Wiederherstellung der Form komplett deaktiviert. Zur Ausgestaltung der Abnahme steht Ihnen außerdem eine Spline-Kurve zur Verfügung.

Alle Objekte, die an der Deformation teilnehmen sollen, ziehen Sie in das Feld Objekte auf der Kollision-Seite. Über das Menü Solver entscheiden Sie, ob die Kollision von außen zum Eindrücken der Geometrie (Außerhalb bzw. Außerhalb (Volumen)) oder von innen zum Ausbeulen von Geometrie (Innerhalb bzw. Innerhalb (Dehnen)) verwendet werden soll. Mit der Einstellung Durchdringen richten Sie diese Entscheidung an der Kollisionsposition des Kollisionsobjekts aus.

Abbildung 30.60 Einsinken eines Objekts mit dem Kollisions-Deformer

G

Abbildung 30.61 Spuren durch deaktivierte Form-Wiederherstellung G

Um die Eigenschaften des deformierten Objekts bei der Kollision genauer steuern zu können, finden Sie auf der Maps-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.62) die drei Felder Dehnen/ Entspannen, Abnahme und Wiederherstellen für Vertex-Maps. Umgekehrt können Sie die Verformungsbereiche auch in VertexMaps schreiben lassen, dies erledigen Sie im Ausgabe-Bereich. Damit die Verformungen auch möglichst detailliert abgebildet werden, benötigen Sie eine ausreichend hohe Unterteilung und eine passende Genauigkeit. Um trotz dieser zwei rechenintensiven Bedingungen mit möglichst geringem Zeitaufwand zu arbeiten, aktivieren Sie auf der Cache-Seite die Verwendung dieses Zwischenspeichers. Zu guter Letzt stehen Ihnen auf der Weitergehendes-Seite noch zusätzliche Parameter zur Steuerung des Kollisionsabstandes (Größe), zur Anzahl der berechneten Zwischenschritte (Schritte) sowie zur genauen Definition der Eigenschaften des deformierten Objekts zur Verfügung. Je höher Sie die Werte für Dehnen bzw. Entspannen ansetzen, desto mehr Geometrie gestehen Sie der Verformung des Objekts zu. Je niedriger Sie die Einträge bei Härte, Struktur und Biegung ansetzen, desto elastischer und formbarer gibt sich das deformierte Objekt.

Abbildung 30.62 Einstellungsdialog KollisionsDeformer, Maps-, Cache- und Weitergehendes-Seite G

30.5 Deformer und Morphing | 505

Abbildung 30.63 Einstellungsdialog Cluster G

Cluster und Cluster-Deformer Mit einem Cluster-Deformer lassen sich schnell und unproblematisch gezielte Deformationen auf Punktebene realisieren und animieren. Sie finden den Cluster-Deformer nicht im Menü Erzeugen, sondern im Menü Charakter. Schneller geht es, wenn Sie die für die Deformation vorgesehenen Objektbereiche bzw. -punkte mit dem Befehl Charakter • Befehle • Cluster erstellen gleich in eine Vertex Map schreiben und dadurch als Cluster anlegen. Dieser Cluster wirkt stets nur auf das ihm zugeordnete Objekt (Abbildung 30.63). Gleichzeitig hat der Cluster-erstellen-Befehl auch ein Zielobjekt erstellt und für sich in Beschlag genommen. Mit diesem Zielobjekt ist es nun möglich, die im Cluster referenzierte Selektion bzw. Vertex Map zu animieren. Um den Cluster-Deformer am lebenden Objekt zu zeigen, habe ich für die in Abbildung 30.64 selektierten Punkte der Nase einen Cluster erzeugt. Über das per Cluster erstellen automatisch erzeugte Zielobjekt lässt sich nun beispielsweise ein Rümpfen oder Schnuppern mit der Nase sehr leicht durch Verändern des Zielobjekts realisieren und dabei auch gleich animieren (Abbildung 30.65).

Abbildung 30.64 Punktselektion für den Cluster-Deformer G

G Abbildung 30.65 Animation des Cluster-Deformers

Punkte-Cache-Deformer und -Tag Mit dem Punkte-Cache-Deformer übergeben Sie Informationen über animierte Punkte an ein zu verformendes Objekt weiter. Auf diese Weise übertragen Sie beispielsweise Deformationen eines Objekts auf ein beliebiges anderes Objekt. Als Schnittstelle für die Verformungsinformation fungiert dabei das Punkte-Cache-Tag (Abbildung 30.66), das Sie im Menü Tags • Charakter Tags des Objekt-Managers finden. Es empfängt die

506 | 30 Character-Animation

animierten Punkte des Wirts-Objekts und leitet sie an den Deformer weiter. Natürlich kann das Wirts-Objekt auch gleichzeitig als Empfänger arbeiten. Dabei ist das Punkte-Cache-Tag trotz seines Namens nicht nur auf die Punkte selbst spezialisiert. Auch Position, Größe und Winkel des kompletten Objekts können bei der Übertragung mit übermittelt werden. Für sich wiederholende gecachete Animationen (Loops) bietet der Parameter Mischen außerdem die Option, diese Loops weitgehend fließend ineinander überlaufen zu lassen. Spannungs-Tag Das Spannungs-Tag ist genau genommen gar kein DeformationsObjekt oder Morphing-Werkzeug, es überträgt vielmehr Dehnungs- und Stauchungsinformationen aus Deformationen und Morphings. So können Sie beispielsweise Faltenwurf oder Dehnungsspuren einer Deformation über einen Relief- oder DisplacementShader auf die Objektoberfläche simulieren – die dafür notwendigen Informationen über die Stärke der Faltung bzw. Dehnung kommen vom Spannungs-Tag. Dazu wird es dem zu deformierenden Objekt zugewiesen und mit Vertex Maps für Falten und Dehnung versorgt (Abbildung 30.67). Den undeformierten Ausgangszustand legen Sie über den Button Spannung fixieren fest. Im Relief- oder DisplacementKanal eines Materials wird diese Vertex Map anschließend über den Vertex Map Shader referenziert. Je nach Dehnung oder Stauchung des Objekts ändert sich diese Textur, und Falten bzw. Dehnungsspuren entstehen.

Abbildung 30.66 Einstellungsdialog Punkte Cache G

Abbildung 30.67 Einstellungsdialog Spannungs-Tag G

PoseMorph Morphing ist von jeher eines der wichtigsten Themen bei der Character-Animation. Dabei geht es weniger um spektakuläre Effekte, sondern gerade um die alltäglichen Situationen, wie etwa die Animation eines Gesichts, insbesondere der Lippen. Das PoseMorph-System von Cinema 4D bietet neben der überzeugenden Morphing-Arbeit auch viele praktische Funktionen für die Organisation von Posen und das Feintuning der Morphs. Besonders erfreulich ist dabei, dass PoseMorph die verschiedenen Posen komplett intern verwaltet, so dass ein umständliches Anlegen von Referenzposen bzw. -objekten nicht nötig ist. Trotzdem kann PoseMorph hierarchisch arbeiten und morpht, was immer ihm unterkommt – egal ob Punkte, Deformer, UVs, Joint-Ketten, Vertex Maps oder sogar andere PoseMorph-Tags.

30.5 Deformer und Morphing | 507

Abbildung 30.68 Menü Charakter

G

Abbildung 30.69 Einstellungsdialog Pose Morph-Tag G

508 | 30 Character-Animation

Die Verformung beim Morphing erledigt das PoseMorph-Tag aus dem Objekt-Manager-Menü Tags • Character Tags, das Sie dem zu morphenden Objekt bzw. obersten Objekt einer zu morphenden Hierarchie zuweisen. Alternativ können Sie das Tag aber auch durch die Befehle Punkt-Morph hinzufügen bzw. PSR-Morph hinzufügen aus dem Menü Charakter (Abbildung 30.68) erzeugen. Der Unterschied zwischen den Befehlen besteht darin, dass beim Punkt-Morph ausschließlich das Morphing von Punkten, beim PSR-Morph das Morphing von Position, Größe, Winkel und Hierarchie aktiviert wird. Im zugehörigen Einstellungsdialog des Pose-Morph-Tags (Abbildung 30.69) lassen sich außerdem die UVs, die Parameter, die Benutzerdaten und vorhandene Maps zum Morphing überreden. Während der Modellierphase haben Sie im Modus Bearbeiten alle Morph-Targets und -Werkzeuge zur Verfügung. Den Ausgangspunkt bildet ein auf dem Ursprungsobjekt basierendes Basis-Morph namens Grundpose. Auch das erste Morph-Target besteht bereits – zum Bearbeiten wählen Sie es in der Liste aus. Damit können Sie auch schon anfangen, die erste Pose zu modellieren. Weitere Posen fügen Sie über den Button Pose hinzufügen hinzu. Um während der Arbeit nicht nur die gerade aktive Pose zu sehen, sondern auch andere Posen im Zusammenspiel, wählen Sie die Bearbeiten-Option Kumuliert. Über die Mischen-Einstellung legen Sie fest, wie die einzelnen Posen miteinander verrechnet werden. Besonders in der Character-Animation bei der Animation von Augenlidern und dergleichen von Nutzen ist der Morph-Modus Drehend. Danach können Sie über die Achsen-Parameter eine Rotationsachse festlegen, an deren Kreisbahn die Morph-Pose verarbeitet wird. Unerwünschte Überschneidungen von Geometrien können so meist vermieden werden. Den Modus Korrigierend verwenden Sie, wenn Sie bereits deformierte Objekte nachträglich beim Morph-Posen festlegen bzw. korrigieren möchten. Sie können Morph-Posen sowohl intern, als auch extern verwalten. Im Abschnitt Weitergehendes haben Sie dazu ein Feld und einen Link-Bereich, mit dem Sie externe Objekte einbinden können. Diese erkennen Sie übrigens am Buchstaben »a« in der Posen-Liste. Ähnlich wie im Wichtungs-Tag können Sie Posen in Ordnern verwalten. Dazu verwenden Sie das Kontextmenü per gedrückter rechter Maustaste (Abbildung 30.70). Über dieses Menü können Sie außerdem unter anderem die Punkte eines Morphs spiegeln oder gemorphte Zwischenstände, die Sie weiterverwenden möchten, über Zu Mesh als neues Objekt exportieren.

Um die fertig erstellten Posen zu animieren bzw. miteinander zu überblenden, wechseln Sie in den Modus Animieren (Abbildung 30.74). Hier können Sie die Posen komfortabel per Schieberegler austarieren und miteinander verrechnen lassen. Nehmen wir uns als erstes einfaches Beispiel das Morphing eines Würfel-Objekts mit zwei Deformern vor (Abbildungen 30.71 und 30.72). Die beiden Deformations-Objekte sind Unterobjekte des parametrischen Würfel-Objekts. Das Würfel-Objekt besitzt das Pose Morph-Tag und mit ihm die komplette Steuerungseinheit für das Morphing. Für die beiden deformierten Zustände wurde je eine Pose angelegt und den Deformern entsprechend benannt. Schon lässt sich in den Modus Animieren umschalten (Abbildung 30.74), und PoseMorph erledigt für uns das Morphing bzw. die Überblendung der beiden Deformationen (Abbildung 30.73) am Würfel-Objekt.

Abbildung 30.71 Morph-Pose des Biege-Deformers

G

Abbildung 30.73 Per PoseMorph überblendete Deformationen

G

Abbildung 30.70 Kontextmenü im Pose Morph-Tag G

Abbildung 30.72 Morph-Pose des Verdrehen-Deformers G

Abbildung 30.74 Morph-Posen beim Animieren G

30.5 Deformer und Morphing | 509

Abbildung 30.75 Morph-Posen für Punkte-Morph

G

Abbildung 30.76 PoseMorph geschlossener Mund

G

510 | 30 Character-Animation

Sehen wir uns nach diesem Beispiel zum Morphing von Parametern zweier Deformations-Objekte ein weiteres Beispiel an, diesmal zum Morphen von Punkten eines Polygon-Objekts. Abbildung 30.75 zeigt im Objekt-Manager den Aufbau des Characters. Das Polygon-Objekt trägt ein PoseMorph-Tag, in dessen Einstellungs-Tag neben der Grundpose auch noch drei weitere Morph-Posen angelegt wurden. Eine Pose zum Öffnen bzw. Schließen des Mundes, zwei weitere zum Hochziehen der linken bzw. rechten Augenbraue. Es empfiehlt sich, gerade bei der diffizilen Bearbeitung von Punkten, momentan nicht relevante Posen mit dem Schloss vor unbeabsichtigter Bearbeitung zu schützen. Nach Klick auf die zu bearbeitende Pose wird deren Stärke für die Modellierung zunächst auf 100 % gesetzt, die anderen Posen, außer der Grundpose, zurück auf 0 %. Nun können Sie schon mit der Bearbeitung der Geometrie beginnen, denn alle Änderungen werden von PoseMorph ab sofort aufgezeichnet. Die Betonung liegt hier allerdings auf Änderungen, denn ein weiteres Ausmodellieren, beispielsweise durch Extrusionen oder Schnitte mit dem Messer-Werkzeug, sind nicht erlaubt. Dies würde die vorliegende, bereits gespeicherte Geometrie unbrauchbar machen. Im Ziel-Feld des Abschnitts Weitergehendes erscheinen Morph-Objekte, wenn sie als absolutes Morph-Ziel definiert wurden. Sie können nämlich auch einfach Objekte aus dem ObjektManager in die Liste der Morph-Posen ziehen und dadurch als Morph verknüpfte Objekte schaffen. Relative Morph-Ziele werden intern als Referenz abgelegt, absolute Morph-Ziele dagegen werden immer benötigt, um das Morphing durchführen zu können. Um Morph-Posen als externe Datei zu exportieren, verwenden Sie den Button Speichern, der Import erfolgt über den Auswahl-Button rechts neben dem Feld des externen Ziels.

G Abbildung 30.77 PoseMorph offener Mund und hochgezogene Braue

Abbildung 30.76 zeigt ein PoseMorph, bei der die Mund-Pose für einen geschlossenen Mund sorgt. In Abbildung 30.77 wurde der Mund über die Mund-Pose geöffnet, die Pose der linken Augenbraue lässt die Braue nach oben wandern.

30.6 Kontrolle und Steuerung Nach der Erstellung eines Character-Rigs sollten die Kontroll- und Steuerelemente bei der Animation nicht nur schnell zur Hand sein, sondern auch vor Fehlbedienung schützen und vieles automatisch erledigen. Constraints und Steuerungs-Tags bieten einen relativ einfachen, aber auch mächtigen Weg, um die Bedienung so übersichtlich wie möglich zu gestalten. Constraint-Tag Ein Constraint bindet Objekte an verschiedenste Vorgaben durch andere Objekte. In den meisten Fällen handelt es sich um Restriktionen, die einem Objekt von einem anderen Objekt vererbt, oder um Parameter, die durch ein anderes Objekt vermittelt werden. Die Constraints bieten einen sehr schnellen und vielseitig nutzbaren Weg, um Kontrollobjekte mit den Zielobjekten zu verknüpfen. Alle Constraints liegen einsatzbereit im Eintrag Constraints des Menüs Charakter (Abbildung 30.78). Auch die Zuweisung von Tag und Ziel übernimmt Cinema 4D für Sie. Selektieren Sie dazu als Erstes das Trägerobjekt des Constraints und anschließend das oder die Zielobjekte, bevor Sie den jeweiligen Constraint über das Menü Constraints auswählen. Das Contraint-Tag wird automatisch zugewiesen und die nötigen Ziel-Informationen für den Constraint eingetragen. Im Dialog des Constraint-Tags (Abbildung 30.79) nehmen Sie die Feineinstellungen vor und fügen weitere Constraint-Eigenschaften hinzu.

Abbildung 30.78 Menü Constraints G

Abbildung 30.79 Einstellungsdialog Constraint-Tag G

PGW-Constraint Im PGW-Constraint (Abbildung 30.80) vererben Sie Position, Größe und Winkel eines Zielobjekts. Im Menü Constraints finden Sie alle drei Eigenschaften auch als einzelne Constraints aufgeführt. Entsprechend sind dann im PGW-Einstellungsdialog die nicht benötigten Parameterinformationen deaktiviert. Up-Constraint Mit dem Up-Constraint generieren Sie einen oder mehrere UpVektoren über Zielobjekte, an deren Achsen sich das Trägerobjekt orientiert.

Abbildung 30.80 Einstellungsdialog PGW-Constraint G

30.6 Kontrolle und Steuerung | 511

Ziel- bzw. Ausrichten-Constraint Ein Ziel-Constraint verleiht dem Trägerobjekt die AusrichtenEigenschaft. Es richtet sich ähnlich der Ausrichten-Expression am gewünschten Zielobjekt aus. Im Vergleich zur Ausrichten-Expression können Sie mit dem Ausrichten-Constraint mehrere Objekte zur Beeinflussung verwenden. Überobjekt-Constraint Der Eintrag Überobjekt erklärt das Zielobjekt zum Überobjekt und passt das Basisobjekt stets so an, als wäre es ein Unterobjekt des Ziels. Dadurch können Sie Unterobjekte an andere Objekte weiterreichen, um beispielsweise eine Stafette zu realisieren.

Abbildung 30.81 Einstellungsdialog Klammer-Constraint G

Klammer-Constraint Ein Klammer-Constraint beschränkt das Basisobjekt auf die Achse, Ebene, Oberfläche, einen Punkt, den Ursprung oder einen Spline eines gewählten Zielobjekts (Abbildung 30.81). Damit Sie sofort auf die jeweilige Einschränkungseigenschaft zugreifen können, haben Sie auch diese Typen separat im Menü Constraints zur Verfügung. Feder-Constraint Ein Feder-Constraint hängt zwei Objekte über eine unsichtbare, Feder zusammen. Es genügt, ein Ziel zu definieren, dem das Basisobjekt, elastisch gedämpft, nachfolgen soll.

Abbildung 30.82 Ein PGW-Constraint verknüpft Hals-Joint und Spline

G

G Abbildung 30.83 Ein Feder-Constraint in Aktion

Sehen wir uns zwei konkrete Anwendungsbeispiele für Constraints an. In Abbildung 30.82 sehen Sie einen typischen Fall für einen PGW-Constraint. Um die Steuerung des Kopfes in ein Kontrollobjekt auszulagern, wird das Joint über einen PGW-Con-

512 | 30 Character-Animation

straint mit einem externen Kreis-Spline verknüpft. Die Kontrolle bzw. Steuerung des Kopfes erfolgt anschließend einfach über die Modifikation des Kreis-Splines. Die blaue Kugel in Abbildung 30.83 hängt per Feder-Constraint an der gelben Kugel und folgt ihr, sobald sie bewegt wird, unablässig. Steuerungs-Tag Auch das Steuerungs-Tag löst eine frühere XPresso-Domäne ab. Weisen Sie es dem steuernden Objekt zu (Abbildung 30.84), und wählen Sie den Parameter und dessen erlaubten Wertebereich, der als Steuerung dient. Im nächsten Feld definieren Sie das zu steuernde Objekt und den bzw. die Parameter desselben, die das Steuerungs-Objekt kontrollieren soll. Über die Methode geben Sie an, ob die Änderung ersetzend, addierend oder multiplizierend wirkt. Visual Selector Wenn alle Kontroll- und Steuerelemente definiert sind, wäre es noch wünschenswert, eine schnelle und vor allem visuelle Zugriffsmöglichkeit darauf zu haben. Im Visual Selector können Sie den Standard-Nackedei als Orientierungshilfe verwenden oder natürlich ein beliebiges Bild Ihres Characters als Hintergrundbild einspannen, um darauf per Drag & Drop Hot Spots zu den Kontrollelementen abzulegen. Hot Spots lassen sich auch manuell hinzufügen oder auch über das Mal-Werkzeug aufbringen (Abbildung 30.85). Für jeden Hot Spot können Sie sich im Einstellungsdialog des Visual-SelectorTags (Abbildung 30.86) ein aussagekräftiges Symbol und eine Farbe aussuchen.

Abbildung 30.84 Einstellungsdialog Steuerungs-Tag G

Abbildung 30.85 Visual Selector F

30.6 Kontrolle und Steuerung | 513

Im Einstellungsdialog des Visual-Selector-Tags geben Sie dem Visual Selector über den Modus Bescheid, ob Sie an den Kontrollelementen arbeiten möchten oder ob Sie zur Animation übergehen. Um auch bei komplexeren Characters mit vielen Steuerelementen den Überblick zu bewahren, können Sie sich zusätzliche Ansichten generieren, in die Sie hierarchisch nur die dort gewünschten Kontrollelemente aufnehmen.

Abbildung 30.86 Einstellungsdialog Visual-Selector-Tag G

Abbildung 30.87 E Ausstattung des eigenen Characters mit Kontrollelementen

Wenn Sie möchten, dass Cinema 4D gleich nach der Auswahl des Hot Spots ein bestimmtes Werkzeug aktiviert, suchen Sie sich im Feld Aktion den passenden Befehl aus. Das Kontextmenü per rechter Maustaste (Abbildung 30.87) bietet Ihnen stets die wichtigsten Befehle zur Ausstattung Ihres Characters mit komfortablen Kontrollelementen an. Sollten Sie mit den Standardbefehlen nicht glücklich werden, können Sie über eine Befehls-ID auch jeden anderen Befehl aus dem Cinema 4D-Portfolio vordefinieren. Die ID eines Befehls ermitteln Sie über den Befehls-Manager.

30.7 Cappucino Mit Cappucino können Sie Objektbewegungen, die Sie im Editor vollführen, in Echtzeit als Animationsspur aufnehmen und optimieren. Zur Anwendung des Motion-Capture-Werkzeugs rufen Sie den Cappucino-Dialog (Abbildung 30.88) im Menü Charakter • Manager auf, und geben Sie im Bereich Wann an, in welchem

514 | 30 Character-Animation

Zeitraum (Projekt, Vorschau, Render bzw. Benutzerdefiniert) die Aufnahme stattfinden soll. Im Feld Was geben Sie an, welche Objekt-Eigenschaften bzw. Spuren der Bewegung (Position, Grösse, Rotation und PLA) Cappucino aufnimmt. Bei aktivierter Option Hierarchie bekommen auch alle vorhandenen Unterobjekte Keyframes verpasst.

Abbildung 30.88 Einstellungsdialog Cappucino G

Abbildung 30.89 Animationsspur mit Cappucino F

Für das »Recording« klicken Sie entweder auf den Button Einzelner Keyframe, um die aktuellen Werte des Objekts aufzuzeichnen, oder Start Echtzeit, um alle Bewegungen ab dem nächsten Mausklick aufzunehmen. Sobald Sie die Maustaste wieder loslassen, stoppt die Aufnahme. Abbildung 30.89 zeigt eine IK-Kette, deren Ziel über ein manuell hin und her bewegtes Zielobjekt animiert wurde. Um der drohenden Keyframe-Flut Herr zu werden, verwenden Sie am besten den praktischen KeyReducer aus dem Menü Funktionen der Zeitleiste.

30.8 Character-Hilfen Die Quaternion-Expression (Abbildung 30.90) verhindert das gefürchtete »Springen« bei Joints, auch »Gimbal Lock« genannt. Dies passiert immer, wenn eine Winkelkonstellation von – 90° bzw. + 90° den dritten Rotationswinkel ausschaltet; damit verliert das Joint einen Winkel zur Orientierung und weiß nicht, wie es sich verhalten soll. Durch die Einführung der Rotationsreihenfolge in Cinema 4D ist man diesem Treiben allerdings nicht mehr wehrlos ausgesetzt. Einen anderen Ansatz verfolgt das Quaternion-Tag. Es erzwingt grundsätzlich den kürzesten Weg und unterbindet auf diese Weise falsche Winkelinterpretationen.

Abbildung 30.90 Quaternion-Expression G

30.8 Character-Hilfen | 515

Mit der Retarget-Expression (Abbildung 30.91) können Sie die Animation eines Characters auf einen anderen übertragen. Der Clou am Retargeting ist, dass Ausgangs- und Zielobjekt von unterschiedlicher Größe und Statur sein können. Cinema 4D passt die zugrunde liegenden Proportionen automatisch an, wenn die Rigs beider Character ansonsten zueinander passen. Abbildung 30.91 Retarget-Expression G

30.9 Kleidungssimulation Eine Stoff- und Kleidungssimulation, auch Cloth-Engine genannt, sorgt für möglichst naturgetreue Erstellung und Animation von Kleidung, Überzügen oder Vorhängen, im Prinzip Textilien jeder Art. Weil die in Cinema 4D eingebaute Kleidungssimulation nur mit Polygon-Objekten funktioniert und die korrekte Berechnung der Stoffkollisionen das normale HyperNURBS-Objekt überfordert, gibt es dafür einen eigenen Glättungs-Käfig, das CNurbsObjekt. Sie finden es im Menü Simulieren • Kleidung. Des Weiteren bietet die Kleidungssimulation insgesamt drei Tags zur Bestimmung eines Kleidungs-, Gürtel und KollisionsObjekts, das Sie den beteiligten Objekten wie üblich über das Menü Tags • Simulations-Tags des Objekt-Managers (Abbildung 30.92) zuweisen. Abbildung 30.94 zeigt die in der Cloth-Engine enthaltenen Objekte und Tags aus Abbildung 30.93. Alle weiteren Einstellungen werden über die Objekt- und Tag-Parameter vorgenommen. Abbildung 30.92 Kleidung-Tags

G

Abbildung 30.93 E Stoffdecke über mehreren Polygon-Kugeln

516 | 30 Character-Animation

CNurbs Das zu glättende Polygon-Objekt wird, analog zum HyperNURBSKäfig, dem CNurbs-Käfig untergeordnet.

Die Anzahl der Unterteilungen bestimmt auch hier den Glättungsgrad, wobei hohe Werte nicht unbedingt »glattere« Ergebnisse liefern. Das Objekt wird vielmehr öfter unterteilt und kann ungewollt wellig aussehen. Stellen Sie lieber eine niedrigere CNurbs-Glättung ein, und legen Sie es zur Unterstützung in einen zusätzlichen HyperNURBS-Käfig. Der Parameter Faktor steuert die Unterteilung der Oberflächen-Normalen. Mit diesem Wert regeln Sie die Rundung, die durch die Unterteilung entsteht. Ein Faktor von 0 lässt einen Würfel so, wie er ist, ein Faktor von 100 rundet den Würfel zu einer Kugel. Wenn Grenze aktiv ist, unterbricht die Kleidungssimulation die Interpolation an der Grenze des Käfig-Objekts, um Durchdringungen zu vermeiden. Über die Dicke verleihen Sie dem Stoff-Objekt schließlich das nötige textile Volumen, um realistisch auszusehen. Damit die Dicke direkt über die Oberflächennormalen aufgebaut wird und damit eher einen mechanischen Look unterstützt, aktivieren Sie die Option Parallel. Kollisions-Tag Alle Objekte, die Kleidung tragen, mit Stoffen überzogen oder damit in Berührung kommen sollen, erhalten ein Kollisions-Tag (Abbildung 30.95). Das Verhalten der Attribute Federung und Reibung ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Kollisions- und Stoff-Objekt bzw. deren Parametern. Im Kollisions-Tag definieren Sie also nur die Eigenschaften der Trägerobjekte. Objektbereiche, die nicht an der Kollision teilnehmen müssen oder dürfen, sparen Sie durch die Option Polygone ausschliessen gezielt aus. Dabei verwenden Sie die Buttons Setzen, Löschen, Anzeigen und Zeichnen zur Bestimmung dieser Bereiche. Kleidungs-Tag Stoff-Objekte bekommen folglich das Kleidungs-Tag zugewiesen. In diesem Tag sind nicht nur die Stoffeigenschaften und physikalischen Einflüsse und Effekte festgehalten, auch eine eigene Bekleidungsautomatik namens Dress-o-matic ist integriert. Der Status des Kleidungs-Tags stellt sich in unterschiedlichen Icons dar (Abbildung 30.96). Das grüne Hemd zeigt an, dass sich der Stoff in der Anpassungs- und Ankleidephase befindet. Ein blaues Hemd symbolisiert, dass der Stoff für die Simulation fertig und initialisiert vorliegt. Eine inaktive Kleidungs-Engine erkennen Sie am grauen Icon. Fällt die Stoff-Simulation zu Ihrer Zufrieden-

Abbildung 30.94 Aufbau und Einstellungsdialog CNURBS und CNURBS-Tag G

Abbildung 30.95 Einstellungsdialog Kollisions-Tag G

Abbildung 30.96 Kleidungs-Tag-Icons G

30.9 Kleidungssimulation | 517

Abbildung 30.97 Tag-Einstellungen Kleidungs-Tag

G

Abbildung 30.98 Kräfte-Einstellungen Kleidungs-Tag G

Abbildung 30.99 Ankleide-Einstellungen Kleidungs-Tag G

518 | 30 Character-Animation

heit aus, können Sie die Lösung speichern und sich Neuberechnungen sparen. Das Icon mit dem RAM-Baustein deutet eine solche gespeicherte Lösung an. Die textilen Eigenschaften des Stoffs legen Sie in den TagEinstellungen des Kleidungs-Tags fest (Abbildung 30.97). Hier aktivieren Sie die Kleidungs-Engine wahlweise für die gesamte Szene (Auto) oder für einen bestimmten Bereich. Wie sehr bzw. wenig sich der Stoff dehnen oder biegen lässt, ist in den Parametern Dehn- und Biegefestigkeit verzeichnet. Je höher die Prozentwerte, desto schwerer ist der Stoff zu dehnen oder zu falten. Stellen Sie sich für den Wert Gummi keinen Gummiball, sondern besser einen Kaugummi vor. Eben diese Fähigkeit des Auseinanderziehens bestimmen Sie dort prozentual. Der Parameter Iterationen steuert, über diesen Feinparametern liegend, eine allgemeine Gesamtfestigkeit des Stoffmaterials. Federungs- und Reibungswerte kennen Sie vom Kollisions-Tag, im Kleidungs-Tag geben Sie die Parameter separat für den Stoff an. Der standardmäßig eingestellte Wert der Masse sollte für die meisten Belange genügen, eine höhere Masse macht den Stoff unempfindlicher gegenüber Kräften wie Wind und Kollisionen. Besonders interessant ist die Option Zerreißen, die den Stoff ab einem Dehnfestigkeits-Grenzwert zum Zerreißen bringt. Voraussetzung dafür: Der Stoff muss Unterobjekt eines CNurbs-Käfigs sein. Äußere Einflüsse und physikalische Bedingungen sind in den Kräfte-Einstellungen (Abbildung 30.98) versammelt. So brauchen wir die Gravitation, damit Vorhänge, Tischdecken und Röcke natürlich nach unten hängen. Die Globale Dämpfung sorgt für zusätzlichen Energieverlust, schwingende Vorhänge oder wallende Kleidung kommen so schneller zur Ruhe. Egal, ob Lüftchen, Böe oder Sturm, mit zahlreichen Parametern wie Richtung, Stärke und Turbulenzen bringen Sie wortwörtlich frischen Wind in Ihre Szene. Die Selbstabstossung unterstützt die Selbstkollision, indem den kollidierenden Punkten zusätzlich eine Distanz für die Reaktion, eine Kraft zur Abstoßung und wiederum eine Dämpfung zugestanden wird. Die Kleidungssimulation von Cinema 4D bietet auch Unterstützung für das Ankleiden von Charactern und das Anbringen von Vorhängen und Decken. Die Tools dafür liegen in den AnkleideEinstellungen (Abbildung 30.99). Im aktiven Ankleide-Modus passen Sie das Kleidungsstück oder das Gewebe dem Träger an. Das Vorgehen beim Entspannen entspricht im Prinzip einer Tischdecke, die Sie mit vollem Elan über Ihren Tisch geschwungen haben und die sich nun in

Clothilde langsam bzw. in definierbarer Schrittanzahl unter Einfluss von Schwerkraft und eventuell auch Wind auf dem Tisch niederlässt.

Abbildung 30.100 Rohes Kleidungsobjekt

G

Abbildung 30.101 Definition der Nahtpolygone G

Abbildung 30.102 Anpassen mit Dress-O-matic F

Dress-O-matic dagegen hat sich auf das eigentliche Ankleiden eines Characters und natürlich das Auflegen von Textilien auf Modellen aller Art spezialisiert. Zunächst legt man ein grobes Polygon-Objekt um den Character (Abbildung 30.100). Anschließend werden die Polygone definiert, die als Nähte dienen sollen. Die Option Nahtpolygone Setzen verwandelt alle ausgewählten Polygone (Abbildung 30.101) in zusammenschrumpfende Nähte. Nach Klick auf den Button Dress-O-matic passt sich der Stoff dem Character schrittweise an. Weil das Polygon-Objekt selten sofort passt, kann die Dresso-matic-Funktion zurückgenommen und nach etwas Feinarbeit erneut angewandt werden. Nach ein paar verschobenen Punkten und einem anschließenden Entspannen-Vorgang sitzt das Kleid wie angegossen (Abbildung 30.102).

30.9 Kleidungssimulation | 519

Abbildung 30.103 Cache-Einstellungen Kleidungs-Tag G

Abbildung 30.104 Experte-Einstellungen Kleidungs-Tag G

Um Stoffe über bestimmte Punkte zu befestigen, wie beispielsweise das Tuch an der Wäscheleine aus Abbildung 30.105, eignet sich die Option Punkte fixieren. Zwei Punkte des Polygongitters an der Wäscheleine wurden ausgewählt, um als virtuelle Wäscheklammer zu fungieren. Nach Klick auf Punkte fixieren färben sich die Punkte lila und halten den Stoff, ohne auf äußere Einflüsse zu reagieren. Die Cache-Einstellungen (Abbildung 30.103) erzeugen und verwalten gespeicherte Simulationen, um langwierige Neuberechnungen einer unveränderten Szene zu vermeiden. Simulationen wie Cloth benötigen bestimmte Grundparameter für Sampling, Speicherbedarf und Kollisionsschwellen, um in annehmbarer Zeit auf dem Monitor zu erscheinen. Diese Einstellungen beherbergt das Feld Experte (Abbildung 30.104). Damit sich beispielsweise ein schwingender Vorhang im Wind bei einer starken Verdrehung nicht selbst durchdringt, muss der Stoff nicht nur mit anderen Objekten, sondern auch mit sich selbst kollidieren können. Aktivieren Sie Selbstkollision, falls solche Durchdringungen entstehen. Bei ungewollten Überlappungen von Stoffbereichen, die mitunter Probleme bereiten können, bietet die Option Globale Schnittanalyse selbst die Berechnung einer optimale Lösung für die Simulation an.

Abbildung 30.105 Tuch mit fixierten Punkten an Wäscheleine

G

Abbildung 30.106 Befestigung von Objekten per Gürtel-Tag G

Für Punkte, Kanten und Polygone können Sie die Kollision anoder ausschalten. Der EPS-Wert ist eine Art Grenzempfindlichkeit, ab der eine Kollision als solche gewertet wird. In das Feld Einschließen ziehen Sie alle Objekte, die an der Kleidungssimulation teilnehmen sollen. So beschränken Sie aufwendige Kollisionsberechnungen auf die relevanten Elemente der Szene.

520 | 30 Character-Animation

Gürtel-Tag Wenn das Stoff-Objekt festsitzende Bereiche wie einen Gürtel besitzen soll, weisen Sie dem Objekt ein Gürtel-Tag zu (Abbildung 30.107) und setzen die entsprechenden Gürtel-Punkte fest. Die Parameter Einfluß und Schweben steuern, ob der Gürtel den Stoff überhaupt festhält und welchen Schwebeabstand der Stoff vom Gürtel hat. Auf diese Weise können Sie ohne viel Aufwand beliebige Objekte an per Kleidungssimulation animierten Stoffen befestigen und mitbewegen lassen (Abbildung 30.106). Abbildung 30.107 Einstellungsdialog Gürtel-Tag G

30.10 Charaktervorlagen Joints, Wichtungen, Vertex-Maps, Constraints, Kontrollelemente – die Arbeit mit diesen essenziellen Bestandteilen der CharacterAnimation schreit geradezu nach Templates und Vorlagen. Auch bei Mensch und Tier werden sich in absehbarer Zeit keine spektakulären Änderungen ergeben. Cinema 4D bietet daher mit den Charaktervorlagen eine Mischung aus Templates unterschiedlichster Sorte mit einem kontextsensitiven Baukastensystem. Damit sind den Möglichkeiten beim Bau eines Characters kaum Grenzen gesetzt. Wer noch tiefer ins Detail einsteigen will, kann eigene Charaktervorlagen erstellen und als System integrieren. Um die Sache abzurunden, bietet das CMotion-Objekt die automatische Generierung von Gehzyklen (Walkcycles) mit vielen anpassbaren und individualisierbaren Eigenschaften. Bei der Arbeit mit Charaktervorlagen wurde auf eine möglichst komfortable, klar strukturierte und doch mächtige Funktionsvielfalt Wert gelegt. Alle die Charaktervorlagen betreffenden Objekte und Befehle finden Sie im Menü Charakter bzw. in dessen Untermenü Charakter bauen (Abbildung 30.108). Charakter-Objekt Das Charakter-Objekt ist zum einen die umfangreiche Anlaufzentrale, wenn es um den Aufbau, das Binden und die Animation eines Characters geht, zum anderen auch die Schnittstelle zu den Charaktervorlagen im Ordner library/characters Ihres Cinema 4D-Programmverzeichnisses. Um auf Basis einer bestehenden Charaktervorlage einen Character aufzubauen, sind hier im Vorlagenmenü (Abbildung 30.109) alle vorliegenden Templates aufgelistet. Je nach gewählter Character-Art stehen anschließend dessen Komponenten bereit.

Abbildung 30.108 Menü Charakter G

Abbildung 30.109 Einstellungsdialog Charakter-Objekt G

30.10 Charaktervorlagen | 521

Abbildung 30.110 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Objekt-/Aufbauen-Seite

G

Ausgehend vom jeweils aktuellen Character-Baustein bieten sich über die Buttons bzw. Button-Menüs im Einstellungsdialog (Abbildung 30.110) die für diesen Character üblichen Körperteile. In den Arm- bzw. Fuß-Bausteinen können Sie bereits bei der Erstellung entscheiden, ob Forward- (FK) bzw. Inverse Kinematik (IK) bei der Animation zum Einsatz kommen soll. Speziell bei diesen symmetrischen Bausteinen können Sie durch gleichzeitiges Gedrückthalten der (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste automatisch eine gespiegelte Kopie auf die andere Körperseite des Characters setzen lassen. Der zusammengebaute Character präsentiert sich im Editor bereits mit gefärbter Joint-Struktur und allen wichtigen Kontrollelementen (Abbildung 30.111), die Sie später bei der Animation benötigen.

Abbildung 30.111 Aus der Charaktervorlage gebautes Character-Rig

G

Abbildung 30.113 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Objekt-/Justieren-Seite

G

522 | 30 Character-Animation

Abbildung 30.112 Komponentendarstellung für die Justierung G

Übersichtlicher gestaltet sich die Komponentendarstellung (Abbildung 30.112), die insbesondere beim Justieren des erstellten Character-Rigs an die vorliegende Geometrie des Characters zum Einsatz kommt. Dafür haben Sie im Bereich Justieren des Einstellungsdialogs auf der Objekt-Seite (Abbildung 30.113) die Wahl zwischen Komponenten- und Kontrollobjekt-Darstellung. Außerdem können auf Wunsch über die Option Symmetrie auch gleich alle Anpassungen für die andere Seite des Characters übernommen werden. Wie Sie bereits wissen, muss die Geometrie eines modellierten Characters erst an die Joints gebunden und mit Wichtungen versehen werden, bevor das Character-Rig zur Animation beitragen kann. Dieses Binden erledigen Sie recht elegant, indem Sie die betreffenden Objekte einfach aus dem Objekt-Manager in den Binden-Bereich des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.114) zie-

Abbildung 30.114 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Objekt-/Binden-Seite G

Abbildung 30.115 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Objekt-/Animieren-Seite

G

hen. Dem gebundenen Objekt wird daraufhin sofort ein SkinDeformer zusammen mit einer Auto-Wichtung per WichtungsTag zugewiesen. Im Idealfall kann die Animation damit schon beginnen. Im Animieren-Modus des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.115) können Sie die Ausgangspose jederzeit zurücksetzen oder Aktualisieren. Außerdem haben Sie über die Option Charakter verriegeln die Möglichkeit, den Character vor ungewollten Änderungen über ein Passwort zu schützen. Wenn in einer Charaktervorlage Hot Spots für den schnellen Zugriff auf oft benötigte Kontrollobjekte hinterlegt sind und Sie sich im Animieren-Modus des Charakter-Objekts befinden, können Sie diese Elemente auf der Hot Spots-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.116) anwählen, sie im HUD anzeigen oder auch ein neues Visual Selektor-Tag mit eingebauten Hot Spots erstellen lassen. Auf der Kontrollobjekte-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.117) haben Sie Zugriff auf die jeweiligen Parameter der Charakterkomponente. Je nach Komponente können dies Kopf-, Schulter-, Arm- oder auch Finger-Einstellungsparameter sein, die Ihnen angeboten werden. Auf der letzten Seite im Einstellungsdialog des CharakterObjekts, der Darstellung-Seite (Abbildung 30.118), definieren Sie, was Sie im Editor angezeigt bekommen möchten, wenn der Mauszeiger darüberliegt. Außerdem können Sie für den ObjektManager bestimmen, ob und welche Zusammenstellung der Komponenten bzw. Kontrollobjekte für Sie aufbereitet im Manager zu sehen sein soll.

Abbildung 30.116 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Hot-Spots-Seite

G

Abbildung 30.117 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Kontrollobjekte-Seite G

Abbildung 30.118 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Darstellung-Seite G

30.10 Charaktervorlagen | 523

Abbildung 30.119 Menü Tags • Charakter tags

G

Abbildung 30.120 Einstellungsdialog Charakterkomponente, Tag-Seite

G

524 | 30 Character-Animation

Charakterkomponente So mächtig Ihnen das Charakter-Objekt am Anfang erscheinen mag, letztendlich stellt es Ihnen auch nur das zur Verfügung, was es als Charaktervorlage eingelesen hat. Charaktervorlagen lassen sich nicht nur weiter individualisieren, Sie können auch komplett von Grund auf selbst erstellt und mit allen erdenklichen Kontrollen und Funktionen ausgestattet werden. Die Bausteine dafür bilden die Charakterkomponenten, die Ihnen mit Sicherheit bereits durch die besonderen Icons im Objekt-Manager aufgefallen sind. Hier handelt es sich eigentlich um Elemente bzw. Elementhierarchien, die ein Charakterkomponenten-Tag aus dem Menü Tags • Charakter Tags des ObjektManagers (Abbildung 30.119) tragen. Zur Verdeutlichung lohnt es sich, eine bestehende Charaktervorlage über die Darstellung-Seite des Charakter-Objekts (Abbildung 30.118) als ganze Hierarchie anzeigen zu lassen. Schon präsentiert sich die ganze Fülle an Elementen der Charaktervorlage im Objekt-Manager (Abbildung 30.120). Nicht weniger umfangreich gestaltet sich der Einstellungsdialog des Charakterkomponente-Tags, schließlich bereiten Sie hier vor, was später beim Aufbau des individuellen Characters funktionell angelegt und verbunden werden soll. Zunächst bestimmen Sie auf der Tag-Seite den Typ der Komponente und haben außerdem eine Vielzahl an Möglichkeiten, unter anderem die bereits angesprochenen Icons, den Anzeigenamen, Untertypen und das Hauptkontrollobjekt für die Komponente anzulegen. Das Feld Einfügen (Abbildung 30.121) stellt alle benötigten Optionen bereit, um für oder zwischen Elementen weitere Komponenten einzufügen. Individuell einstellbare Regeln definieren, wie, wo und unter welchen Bedingungen sich Komponenten einfügen lassen bzw. eingefügt werden. Die praktische Funktion zum automatischen Spiegeln von neuen Komponenten haben Sie bereits kennengelernt. Im Feld Spiegeln des Charakterkomponenten-Tags liegen alle dafür möglichen Voreinstellungen, damit die gespiegelten Elemente auch die korrekte Position und Ausrichtung übermittelt bekommen. Die Felder Einschließen, Selektion und Binden (Abbildung 30.122) kümmern sich um die Objekte der Vorlagen, die für jede Komponente verfügbar sein müssen. Dabei geben Sie beim Einschließen vor, welche Objekte von welcher hierarchischen Logik aus mit welchen Objekten verknüpft bzw. wie Verknüpfungen durch Ersetzen oder Teilen aufgelöst werden dürfen bzw. was dabei entstehen soll.

Abbildung 30.121 Einstellungsdialog Charakterkomponente, Einfügen- und Spiegeln-Seite G

Abbildung 30.122 Einstellungsdialog Charakterkomponente, Einschließen-, Selektion- und Binden-Seite

G

Die im Feld Selektion (Abbildung 30.122) hinterlegten Objekte landen in einem intern angelegten Selektions-Objekt. Dadurch wird die bei der späteren Animation erforderliche Vielzahl an Keyframes für die einzelnen Elemente schlank gehalten. Alle Joints, die über den ausgelösten Binden-Befehl des Charakter-Objekts an ein Mesh gebunden werden sollen, gehören in die Liste im Feld Binden. Das Feld Justieren (Abbildung 30.123) gibt das Verhalten der Elemente beim Justieren-Schritt im Charakter-Objekt vor. Hier können Sie vorab definieren, welche Elemente sichtbar sind, welche Anfasser es gibt und welche Expressions dabei ausgewertet werden sollen. Um Hot Spots für die spätere Verwendung im Visual Selektor anzulegen, ziehen Sie diese Objekte einfach in die Liste im Hot-Spots-Feld. Hilfreiche Erläuterungen zur Funktion der Charakterkomponente binden Sie im Feld Notizen ein. Wenn Sie für den Animieren-Modus des Charakter-Objekts einige Expressions aktivieren möchten, ziehen Sie die Expressions in die Expressions-Liste im Feld Animieren.

Abbildung 30.123 Einstellungsdialog Charakterkomponente, Justieren-, HotSpots-, Notizen-, Animieren-, Gehen- und Python-Seite G

30.10 Charaktervorlagen | 525

Abbildung 30.124 Einstellungsdialog Charakterkomponente, WeitergehendesSeite G

Abbildung 30.125 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Animieren-Modus

G

Abbildung 30.126 E Startposition des StandardGehzyklus

526 | 30 Character-Animation

Über das Feld Gehen (Abbildung 30.123) bereiten Sie die Charakterkomponente auf die automatische Erstellung eines Gehzyklus über das CMotion-Objekt vor. Die hier hinterlegten Hubs, Ziele, Phasen etc. gelten dann mit der automatischen Erzeugung eines Gangs sofort für diese Charakterkomponente. Noch mehr Möglichkeiten und Freiheiten bieten sich bei der Ausgestaltung von Charaktervorlagen durch die Verwendung von Python-Code. Wer der Skriptsprache Python mächtig ist, kann im gleichnamigen Feld des Einstellungsdialogs seinen Skriptcode integrieren. Im Feld Weitergehendes (Abbildung 30.124) verbergen sich die organisatorischen, interne Element- und Objekt-IDs betreffenden Vorgaben. Wer sich von der Funktionsvielfalt der Charakterkomponenten verständlicherweise anfangs erschlagen fühlt, dem sei noch einmal gesagt, dass es hier in erster Linie um die Individualisierung von Charaktervorlagen geht. Am meisten Sinn macht es, sich zunächst mit den vorhandenen Charaktervorlagen zu beschäftigen und nach und nach bzw. bei Bedarf mit den ersten eigenen Anpassungen anzufangen. CMotion-Objekt Charaktervorlagen helfen nicht nur bei der Erstellung von Character-Rigs, auch die Animation mit Gehzyklen (Walkcycles) lässt sich sehr komfortabel automatisieren und anschließend an die eigenen Vorstellungen bzw. an die Anforderungen im Projekt anpassen. Dreh- und Angelpunkt für die Erzeugung dieser Gehzyklen ist das CMotion-Objekt. Sie finden es wie üblich im Menü Charakter, können es aber auch sehr bequem gleich im Animieren-Modus des Charakter-Objekts erzeugen (Abbildung 30.125), indem Sie den Befehl Gang erstellen verwenden.

Dabei wird das erzeugte CMotion-Objekt gleich dem Charakter-Objekt untergeordnet (Abbildung 30.127) und ein StandardGehzyklus hinterlegt. In der Editor-Ansicht nimmt der Character bereits seine Ausgangspose an (Abbildung 30.126). Jetzt genügt ein Klick auf den Abspielbutton, und der geriggte Character tritt auf der Stelle. Im Einstellungsdialog des CMotion-Objekts (Abbildung 30.127) finden Sie die aktuellen Parameter, die dem Character Beine machen. Im Menü Gehen geben Sie dabei an, ob sich der Character auf der Stelle bewegt (Statisch), Geradeaus oder an einem Pfad entlangläuft. Abbildung 30.128 zeigt, wie der Character vom Ausgangspunkt Schritt für Schritt wegmarschiert.

Abbildung 30.127 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Objekt-Seite G

Abbildung 30.128 Automatischer Geradeauslauf F

Über Schrittlänge und Zeit (in Bildern) definieren Sie, wie lange der Character für einen Schritt der vorgegebenen Länge braucht. Der Modus definiert dabei, wie zwischen den Schritten und Geschwindigkeiten interpoliert wird. Für individualisierte Gehzyklen mit zwischenzeitlicher Änderung von Schritten und Schrittgeschwindigkeit ist der adaptive Modus am besten geeignet. Über den Parameter Richtung können Sie dem Character eine horizontale Laufrichtung vorgeben, der Parameter Steigung lässt den Character je nach Winkel nach oben bzw. unten steigen. Für die Erzeugung eines Gehzyklus sind bestimmte, immer wiederkehrende Aktionen nötig, die der Character dank vordefinierter Charakterkomponenten in der Charaktervorlage bereits beherrscht. Sie finden diese Aktionen im Feld Objekte des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.129). Wenn Sie zusätzliche Aktionen anbringen möchten, um den Gang des Characters weiter zu individualisieren, finden Sie im Menü Aktion zahlreiche Vorschläge für Drehungen, Kippen und Verschieben bis hin zu Python-Code, die Sie der jeweiligen Komponente anschließend per Klick auf den Zuweisen-Button beibringen.

Abbildung 30.129 Gehzyklus-Aktionen im Einstellungsdialog CMotion-Objekt G

30.10 Charaktervorlagen | 527

Abbildung 30.130 Einstellungen für die Aktion im Gehzyklus

G

Abbildung 30.131 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Pose-Seite

G

Abbildung 30.132 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Route-Seite

G

528 | 30 Character-Animation

Für das Feintuning bzw. um die Aktion mit dem Timing und der bestehenden Animation des Gehzyklus in Einklang zu bringen, finden Sie für jede einstellbare Aktion Mischparameter oder auch einen Spline-Pfad, der die Bewegung als Kurve darstellt und sich anpassen lässt (Abbildung 30.130). Auf diese Weise müssen Gehzyklen also keineswegs eintönig und steril wirken. Mit ein paar zusätzlichen Eigenheiten wirkt auch ein anfangs automatisch erzeugter Walkcycle deutlich natürlicher und glaubwürdiger. Auf der Pose-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.131) sind alle Optionen versammelt, die das globale Verhalten des Characters beeinflussen. Aktivieren Sie Folgen, um zu gewährleisten, dass sich der Character tangential zur Richtung des Animationspfads ausrichtet. Gleichzeitig erreichen Sie über Neigen, dass sich der Character bei einem abfallendem Animationspfad nach vorne beugt, um sich tangential dem Pfad anzugleichen. Der Parameter Anordnung reguliert die Stärke, mit dem sich der Character mit den eingebauten Geh-Komponenten in die vorgegebene Animationsrichtung zwingen lässt. Mit dem Bias schaffen Sie einen eigenen Bezugspunkt für den Hub der Schritte. Das ist immer dann nötig, wenn Steigungen oder Gefälle bewältigt werden müssen. In diesem Fall soll sich der Körper dann vom Tritt weg nach oben aufbauen können. Dies erreichen Sie durch die Einstellung Vertikal. Mitte sorgt dafür, dass der optische Massenschwerpunkt des Characters bei seitlichen Schritten erhalten bleibt. Für die Einstellung gewichtet benötigt der Character eine Bias-Wichtungs-Aktion, über die der jeweilige Schritt dann den konkreten Bias berechnen kann. Im Abschnitt Boden der Pose-Seite geben Sie den Bezugspunkt für den Boden des Gehzyklus vor. Hier können Sie wahlweise das CMotion-Objekt selbst, die Weltachse oder ein selbstbestimmtes Objekt verwenden. Analog zum Boden haben Sie im Abschnitt Achsen die Möglichkeit, die Vorwärts-Achse und die Vertikale für den Gehzyklus anzupassen. Auf der Route-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 30.132) befinden sich zusätzliche Optionen für den Animationspfad bzw. Weg, den der Character einschlagen soll. Entsprechend macht diese Seite nur Sinn, wenn Sie den Character auf der Objekt-Seite Geradeaus oder an einem Pfad entlanggehen lassen. Zur genaueren Beurteilung des Bewegungsverlaufs können Sie sich über die Option Bewegung anzeigen den Animationspfad des selektierten Objekts in den Editor zeichnen lassen. Im Abschnitt Oberfläche finden Sie nun weitere Parameter zur Bestimmung der Beschaffenheit der Route.

Wenn der Character beispielsweise durch eine Hügellandschaft stapfen soll (Abbildung 30.133), ist es ein Leichtes, dessen Oberfläche durch Ziehen in das dafür vorgesehene gleichnamige Feld als neuen Untergrund für den Fußmarsch zu definieren. Abbildung 30.133 Automatische Ausrichtung an der vorgegebenen Oberfläche F

Mit den weiteren Parametern legen Sie fest, wie und welche Kollisionen für den Gang über die Oberfläche berechnet werden sollen. Über den Offset verhindern Sie beispielsweise ein Einsinken der Füsse in der Oberfläche. Die Projektion Nächste überprüft die komplette Vertikale nach Kollisionen, Herunter nur die unterhalb des Characters liegenden Oberflächen. Soll auch ein Pfad mit einbezogen werden, verwenden Sie die Einstellung Von Pfad. Für die Einbeziehung der Hubs und Ziele für die Ausrichtung des Characters bzw. für die Berechnung der Kollision von Fuß und Oberfläche haben Sie weitere Optionen parat, die je nach Schuhwerk und Gelände von Vorteil sein können. So bewirkt beispielsweise die Option Hubs anordnen, dass sich der Character der Steigung des Geländes anpasst. Die Option Ziele anordnen dagegen richtet nur die Ziele an der Oberflächennormale aus, so dass der Fuß sich selbstständig an den Winkel der Oberfläche anpassen kann. Im letzten Feld Schritte des Einstellungsdialogs des CMotionObjekts (Abbildung 30.134) können Sie den Animationspfad des Gehzyklus in Schritte bzw. Hubs backen. Auf diese Weise haben Sie für jeden Schritt einzelne Schritt- bzw. Hub-Objekte zur Verfügung, die Sie anschließend zur Feinabstimmung des Gangs verwenden. Herumliegende Bananenschalen oder Hinterlassenschaften eines Quadrupeds stellen so keine Gefahr mehr dar. Geben Sie dazu als Erstes im Abschnitt Schritte die Anzahl der Schritte an, falls Sie nicht über die Option Alle für die komplette Projektlänge Schritte backen möchten.

Abbildung 30.134 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Schritte-Seite G

30.10 Charaktervorlagen | 529

Ein Klick auf den Button Schritte erstellen genügt, und für jeden Fußtritt wird fein säuberlich ein neues Null-Objekt erzeugt, benannt, platziert (Abbildung 30.135) und als Schritt in eine CMotion-Schrittgruppe mit allen benötigten Hub- und SchrittObjekten gelegt. Inwieweit diese zusätzliche Art der Character-Steuerung nun mit der an anderer Stelle vorgegebenen Route korreliert, regulieren Sie mit dem Wichtungs-Parameter. Je höher dieser Wert, desto genauer tritt der Character in die vorgegebenen Fußstapfen.

Abbildung 30.135 Generierung von Schritt-Objekten

G

Abbildung 30.137 Einstellungsdialog CMotionSchritt-Objekt G

530 | 30 Character-Animation

Abbildung 30.136 Bewältigung einer Treppe durch Anpassen der Schritte G

Die Generierung von Schritten empfiehlt sich zum Beispiel besonders für die Überwindung von Hindernissen, bei denen es auf eine möglichst exakte Platzierung der Füße ankommt, wie beispielsweise der Treppe aus Abbildung 30.136. Natürlich können Sie die Schritte aber auch verwenden, um den speziellen Gang des Characters noch weiter zu individualisieren. Die für die individuelle Ganganpassung generierten SchrittObjekte können Sie nun nach Belieben im Editor modifizieren – der Character wird brav der vorgegebenen Schrittanordnung folgen. Jedes der generierten Schritt-Objekte (Abbildung 30.137) bezieht sich auf die dafür verwendeten Hubs bzw. Ziele, die der Character in seiner Objektliste als Kontrollobjekte vorgesehen hat. Da das CMotion-Objekt wie auch das Charakter-Objekt die komplette organisatorische Arbeit nahezu unbemerkt und automatisch für Sie erledigt, müssen Sie sich darüber eigentlich keine Gedanken machen. Im Gegenteil, die Schritt-Objekte sind so robust und flexibel, dass sie sich problemlos kopieren, einfügen und weiterverwenden lassen.

KAPITEL 31

31 Partikel in Cinema 4D

Natürlich können die Standard-Partikel ihren intelligenten Verwandten, den Thinking Particles, nicht das Wasser reichen. Für einfache Partikelströme und als »Kräfte«-Spender für dynamische Effekte reicht diese schnelle Alternative aber vollauf. Partikelsysteme bestehen aus einem Emitter, den Partikeln und den Modifikatoren. Der Emitter sorgt für den Ausstoß der Partikel. Als Partikel können Sie jedes Objekt in Cinema 4D verwenden – auch mehrere, sogar animierte Objekte. Um den Partikelstrom zu beeinflussen, platzieren Sie Modifikatoren in die Szene. Beide finden Sie im Menü Simulieren • Partikelsystem (Abbildung 31.1). Sobald Sie einem Emitter ein Objekt als Partikel untergeordnet haben und die Szene über die Animations-Palette abspielen, strömen die Partikel aus dem Emitter (Abbildung 31.2). Standardmäßig, bzw. solange kein Partikel definiert ist, wird der Partikelstrom durch weiße Linienstücke angedeutet.

Abbildung 31.1 Menü Simulieren • Partikelsystem G

Abbildung 31.2 Partikelemission F

31.1

Emitter

Im Einstellungsdialog des Emitter-Objekts, den Sie nach Auswahl des Symbols im Attribute-Manager sehen (Abbildung 31.4), bestimmen Sie den Partikelstrom. Hier ist Ihre Experimentier-

31.1 Emitter | 531

Abbildung 31.3 Emitter und Partikel G

Abbildung 31.4 Einstellungsdialog Emitter-Objekt G

TIP P Die Position eines Partikels errechnet sich aus der vorherigen Position des Partikels. Ein Überspringen von Bildern oder Rückwärtsspulen kann daher zu Darstellungsfehlern führen. Springen Sie besser an den Anfang der Partikelemission, damit der Partikelausstoß korrekt abgearbeitet wird.

Abbildung 31.5 E Attraktor, Reflektor und Vernichter

532 | 31 Partikel in Cinema 4D

freude gefragt, denn viele der Parameter lassen sich ohne Ausprobieren einfach schlecht abschätzen. Über die Geburtsrate für den Editor bzw. das Rendern stellen Sie ein, wie viele Partikel der Emitter in der Sekunde produzieren soll. Bei hohem Partikelausstoß (Rauch-Effekte etc.) ist es ratsam, den Editor-Wert zugunsten der Performance herunterzusetzen. Für die Steuerung des Partikelausstoßes über die Zeitleiste bietet sich das Feld Sichtbarkeit an. Dies können Sie über die Parameterspur der Zeitleiste kontrollieren. Zu welchen Zeitpunkten Partikel emittiert werden sollen, geben Sie in den Feldern Emission starten/stoppen an. Bedenken Sie, dass ein Stopp der Emission nicht gleichzeitig alle Partikel verschwinden lässt – hinzuzurechnen ist noch die Lebensdauer der Partikel. Durch abweichende Werte im Feld Zufallswert individualisieren Sie mehrere in einer Szene benutzte Emitter. Jedes Partikel besitzt eine eigene Lebensdauer, die im Moment der Emission des Partikels beginnt und die Sie über das Variationsfeld anteilig dem Zufall überlassen können. In den Feldern Geschwindigkeit, Rotation und Endgrösse legen Sie fest, wie schnell sich die Partikel bewegen, ob und um welchen Winkel sie rotiert bzw. um welchen Faktor sie vergrößert werden sollen. Zu jedem der drei Parameter können Sie einen Variationswert angeben. Damit sich Objekt-Schwärme (Vögel, Fische) tangential zur Flugbahn bewegen, schalten Sie die gleichnamige Option an. Wenn die Partikel nicht nur angedeutet, sondern als Objekte dargestellt werden sollen, aktivieren Sie Objekte darstellen. Im Feld Emitter definieren Sie die Abstrahlungsart, die Ausmaße und den horizontalen und vertikalen Winkel des Emitters. Wenn Sie mehrere Partikelsysteme in Ihrer Szene haben und nicht möchten, dass alle Modifikatoren auch auf alle Partikelsysteme wirken, schließen Sie über den Modus die gewünschten Modifikatoren wahlweise ein oder aus.

31.2

Modifikatoren

Modifikatoren dienen zur Veränderung und Beeinflussung des Partikelstroms. Sie wirken global, solange sie nicht ausdrücklich von einem Emitter ein- oder ausgeschlossen wurden (im Einstellungsdialog des Emitters). Attraktor Ein Attraktor besitzt eine radiale Anziehungskraft, die auf die heranströmenden Partikel wirkt. Abbildung 31.5 zeigt einen Attraktor (grüne Kugel), der einen Teil des Partikelstroms nach unten lenkt. Nach Verlassen des Attraktoreinflusses bewegen sich die Teilchen unbeirrt fort. Im Einstellungsdialog (Abbildung 31.6) geben Sie die Stärke der wirkenden Anziehungskraft und die Höchstgeschwindigkeit der austretenden Partikel an. Das Feld Abnahme bietet zusätzlich die Möglichkeit, die Form und Ausmaße des grünen AttraktorObjekts sowie die Wirkung des Modifikators über eine Abnahmefunktion ansteigen bzw. abnehmen zu lassen. Reflektor Durch das Platzieren von Reflektoren schaffen Sie mehr oder weniger elastische Wände, an denen die Partikel abprallen und weitergeleitet werden. In Abbildung 31.5 prallen die Partikel ab, der Reflektor (blaue Linie) dient dabei zur Umlenkung des Teilchenstroms. Dazu ist im Einstellungsdialog des Reflektor-Objekts (Abbildung 31.7) ein Elastizitätswert eingestellt. Die Option Strahlteiler lässt den Reflektor nur auf jedes zweite Teilchen wirken, alle anderen passieren den Reflektor. Der Reflektor ist logischerweise ein Flächen-Objekt, dessen X- und Y-Ausmaße Sie in den Feldern eintragen. Vernichter Mit dem Vernichter-Objekt bekommen Sie zum einen die Anzahl der Partikel wieder in den Griff, zum anderen ist es mit ihm möglich, alle Partikel an einer bestimmten Stelle auszuschalten. Der Vernichter in Abbildung 31.5 (gelbe Box) lässt nur eine sehr geringe Zahl von Partikeln durch. Wie viel Prozent der Partikel den Vernichter ungeschoren verlassen dürfen, stellen Sie im Einstellungsdialog (Abbildung 31.8) ein. Je schneller sich die Teilchen fortbewegen, desto größer sollte der Kasten gewählt sein. Um vernichtet zu werden, muss ein Partikel ein Bild lang den Vernichter-Kasten durchlaufen.

Abbildung 31.6 Einstellungsdialog Attraktor-Objekt G

Abbildung 31.7 Einstellungsdialog Reflektor-Objekt G

Abbildung 31.8 Einstellungsdialog Vernichter-Objekt G

31.2 Modifikatoren | 533

Reibung Die natürliche Energieabschwächung durch Reibung steht auch für die Partikelsysteme als Modifikator zur Verfügung. Die in Abbildung 31.12 auftretende Reibung (erste gelbe Box) reduziert die Geschwindigkeit der Teilchen. Um einem Partikelstau und einer Überschneidung von Teilchen vorzubeugen, testen Sie die Parameter. Positive Reibungskoeffizienten im Einstellungsdialog (Abbildung 31.9) verursachen eine Verlangsamung, negative Koeffizienten eine Beschleunigung der Partikel. Auch ein kompletter Stillstand der Teilchen lässt sich herbeiführen. Abbildung 31.9 Einstellungsdialog Reibungs-Objekt G

Abbildung 31.10 Einstellungsdialog Gravitations-Objekt G

Abbildung 31.11 Einstellungsdialog Wind-Objekt G

Abbildung 31.12 E Reibung, Gravitation und Wind

534 | 31 Partikel in Cinema 4D

Gravitation Wenn die Partikel nicht in einer gravitationsfreien Weltraumszene frei umherschwirren, sondern einer Anziehungskraft folgen sollen, benötigen Sie das Gravitations-Objekt. Durch den Gravitationsmodifikator (zweite gelbe Box in Abbildung 31.12) werden die Partikel in Y-Richtung nach unten gelenkt. Wie stark die Anziehungskraft innerhalb des Kastens wirken soll, bestimmen Sie anhand des Beschleunigungswertes im Einstellungsdialog (Abbildung 31.10) des Modifikators. Je höher der Wert, desto stärker die Anziehungsbeschleunigung. Wind Der Wind-Modifikator sorgt für eine Umlenkung des Partikelstroms. In Abbildung 31.12 zeigt sich das Wind-Objekt nicht nur durch eine gelbe Box, sondern auch durch ein rotes Windrad. Nicht nur die Stärke der Windkraft (über die Drehung des Windrades angedeutet), sondern auch die Größe des Modifikator-Objekts ist entscheidend für die Beeinflussung der Teilchen. Über den Einstellungsdialog des Wind-Modifikators (Abbildung 31.11) bestimmen Sie genau die Windgeschwindigkeit und die Form und Ausmaße des Wind-Modifikators.

Rotation Innerhalb des Rotationsmodifikators werden die Partikel um die Z-Achse des Emitters gedreht. In Abbildung 31.14 ist ein Rotationsmodifikator (erste gelbe Box) kurz nach dem Emitterplatziert. Die Partikel rotieren im Modifikator und wandern in einer schraubenförmigen Spur durch das Rotations-Objekt. Die Geschwindigkeit der Rotation geben Sie im Einstellungsdialog des Rotationsmodifikators (Abbildung 31.13) an.

Abbildung 31.13 Einstellungsdialog Rotation-Objekt G

Abbildung 31.14 Rotation und Turbulenz F

Turbulenz Mit dem Turbulenz-Objekt erlangen Sie eine beliebig starke Verwirbelung des Partikelstroms. Die rechte gelbe Box des Turbulenz-Objekts in Abbildung 31.14 verwirbelt alle einströmenden Partikel und verstreut sie in alle Richtungen. Im Einstellungsdialog des Turbulenz-Modifikators (Abbildung 31.15) legen Sie die Stärke und Art der Verwirbelung fest. In Abbildung 31.16 regulieren die Parameter Skalierung und Frequenz das Aussehen der Turbulenz. Eine kleinere Skalierung verursacht einen unregelmäßigeren, gestreuteren Noise. Die Frequenz bestimmt die Anzahl der Wiederholungen des Noises.

Abbildung 31.15 Einstellungsdialog Turbulenz-Objekt G

Abbildung 31.16 Steuerung der Turbulenz durch Skalierung und Frequenz F

31.2 Modifikatoren | 535

31.3

Metaball-Partikel

In Verbindung mit Metaball-Objekten können Sie Partikelsysteme für animierte Flüssigkeiten nutzen. Für die ausströmende Flüssigkeit in Abbildung 31.17 sorgt ein Emitter mit Kugel-Objekten.

Abbildung 31.17 Beispiel für Meta-Partikel G

Abbildung 31.19 Aufbau des Partikelsystems im Objekt-Manager G

536 | 31 Partikel in Cinema 4D

G Abbildung 31.18 Aufbau des Partikelsystems im Editor

Der Emitter liegt in einem Metaball-Objekt, das alle emittierten Partikel zu einem Metaball-Objekt zusammenfasst. Damit sich die ausströmenden Partikel über das Metaball-Objekt zu einer brauchbaren Flüssigkeit formen, sind mehrere Faktoren entscheidend. Zum einen sollten die Partikel nicht zu groß ausfallen, zum anderen müssen sie in einer passenden Geschwindigkeit und Menge austreten. Der Grundstock wäre gelegt, allerdings fliegt die Flüssigkeit auf Basis dieser Einstellungen noch völlig unkontrolliert durch den Raum. Damit die Partikel durch die Erdanziehung nach unten fallen, muss Gravitation wirken, die mit einem gleichnamigen Effektor in unbegrenzter Form in die Szene aufgenommen wurde (Abbildung 31.19). Jetzt fallen die Partikel zwar nach unten, ignorieren den massiven Boden aber noch. Ein Reflektor-Effektor hilft aus, er liegt auf gleicher Höhe (gelbe Umrandung) wie das Boden-Objekt und lässt die Partikel abprallen. Nun sollen sich die Metaball-Partikel noch sammeln und zu einer immer größer werdenden Masse ausbilden. Dafür sorgt ein Reibungs-Objekt, das die Partikel verlangsamt, sobald sie am Boden angekommen sind (gelbe Box). Wie bei jedem anderen Partikelsystem müssen Sie auch bei den Standard-Partikeln experimentieren, bis Sie die passenden Werte gefunden haben. Viele Aufgaben lassen sich mit dem Standard-Partikelsystem schnell und intuitiv lösen, weshalb es noch lange nicht zum alten Eisen gehört.

KAPITEL 32

32 Thinking Particles

Wer richtig komplexe Anforderungen wie Partikel- und ObjektKollisionen, ereignisbasierten Partikelausstoß sowie gruppen- und partikelgenaue Steuerung an ein Partikelsystem stellt, kommt in Cinema 4D nicht um Thinking Particles herum. Thinking Particles ist seit Version 12 nicht mehr modular erhältlich, sondern Bestandteil der Studio-Version von Cinema 4D. Thinking Particles bietet eigentlich alles, was man von einem modernen Partikelsystem erwartet: modularen Aufbau, beliebige Komplexität, Kollisionen, Simulation physikalischer Eigenschaften und vieles mehr. Es arbeitet node- bzw. regelbasiert und setzt auf XPresso auf. Womit wir auch schon bei der größten Hürde von Thinking Particles wären, die ein Neueinsteiger bewältigen muss. Die nodebasierte Arbeitsweise ist nicht gerade intuitiv und erfordert Einarbeitungszeit. Hier hat das Standard-Partikelsystem ganz klar seine Vorteile. Thinking Particles benutzt den XPresso-Unterbau von Cinema 4D, um Emitter, Modifikatoren und viele weitere Elemente auf das Genaueste aufeinander abzustimmen und auszusteuern. So wie Sie in XPresso die Eigenschaften zweier Objekte miteinander verschalten, verknüpfen Sie in Thinking Particles die Eigenschaften von Emittern, Partikeln und Modifikatoren. Durch den modularen Aufbau mit einer Vielzahl an speziellen Thinking-Particles-Nodes und den immer verfügbaren XPressoNodes ergibt sich ein unglaublich vielseitiges und mächtiges Partikelsystem, das sich beliebig ausgestalten lässt. Nehmen Sie sich also Zeit für das Erlernen von Thinking Particles (und auch XPresso), fangen Sie mit kleineren Projekten an, die Sie Stück für Stück erweitern. Im Content Browser (Abbildung 32.2) finden Sie außerdem eine Vielzahl an Beispieldateien, die Sie direkt einsetzen oder auch zum Studium verwenden können. Dieses Kapitel soll Ihnen den Aufbau und die Funktionsweise der Thinking Particles nahebringen. Nach seiner Lektüre haben Sie bereits alle nötigen Informationen, um Ihre eigenen ThinkingParticles-Systeme aufzubauen, und wissen zudem, wo Sie weitere Nodes finden, um diese zu erweitern.

Abbildung 32.1 Thinking Particles im Menü Simulieren G

Abbildung 32.2 Thinking-Particles-Beispiele im Content Browser G

32 Thinking Particles | 537

32.1

Abbildung 32.3 Einstellungen Thinking Particles G

Allgemeines

Im Menü Simulieren • Thinking Particles (Abbildung 32.1) finden Sie die Bestandteile des Partikelsystems, die Sie außerhalb des XPresso-Editors benötigen. Die Thinking-Particles-Einstellungen (Abbildung 32.3) zeigen Ihnen Informationen über die aktuell in der Szene befindlichen Partikel (Total) bzw. über einen Gruppenstamm (Ast) oder eine separate Gruppe. Hier verwalten Sie auch Partikel-Gruppen, doch dazu später mehr. Das Objekt Partikel-Geometrie sorgt dafür, dass ihm zugewiesene Partikel auch im Editor bzw. beim Rendering sichtbar sind. Mit ihm stellen Sie sozusagen die Geometrie der Partikel bereit. Als Emitter kann in Thinking Particles ein beliebiges Objekt fungieren, meist trägt es die XPresso-Expression (Abbildung 32.4). 1

2

3

4

Abbildung 32.4 Partikel-Geometrie G

Abbildung 32.5 E Basis-Partikelsystem

Abbildung 32.6 Thinking-Particles-Nodes, Teil 1 G

538 | 32 Thinking Particles

Abbildung 32.5 zeigt ein einfaches Partikelsystem als Ausgangsbasis. Der eigentliche Emitter-Node P Sturm 3 bezieht seine Parameter aus weiteren Nodes, die ihm sagen, wo er sich genau befindet 2 , in welchem Zeitraum der Partikelausstoß stattfindet 1 und wie seine Partikel aussehen 4 . Für ein einfaches Partikelsystem mag der Aufwand bis jetzt unberechtigt erscheinen, doch bei komplexeren Aufgaben relativiert sich die investierte Zeit recht schnell. Im XPresso-Pool in den Abbildungen 32.6 und 32.7 sind alle Thinking-Particles-Nodes ausgeklappt. Die Initiator- und Generator-Nodes generieren bzw. stellen Partikel zur Verfügung, Zustand-Nodes fragen die Partikelzustände ab, die StandardNodes kümmern sich um Aussehen und Charakter der Partikel, Dynamik-Nodes verleihen den Partikeln physikalische Eigenschaften, und Helfer-Nodes unterstützen Sie bei der Arbeit mit den anderen Nodes. Dazu kommen die XPresso-Nodes, die Sie für Umwandlungen, Umrechnungen, Vergleiche etc. brauchen.

32.2 Generator- und Initiator-Nodes Mit den Generator-Nodes (Abbildung 32.6) erzeugen Sie die eigentlichen Partikelströme (P Sturm bzw. P Quelle). Ein Klick auf den P-Sturm-Node im XPresso-Editor offenbart im AttributeManager die Fülle der Einstellungsmöglichkeiten für den Partikelsturm (Abbildung 32.9). Viele Parameter wie Lebenszeit, Geschwindigkeit und Größe kommen Ihnen sicherlich vom Standard-Partikelsystem bekannt vor. Punkte wie Modus und Abmessung dagegen enthält nur der Thinking-Particles-Emitter. Über den Modus bestimmen Sie, ob eine Anzahl von Partikeln pro Bild (Shot), pro Sekunde (Rate) oder als Gesamtanzahl ausgestoßen wird.

Abbildung 32.7 Thinking-Particles-Nodes, Teil 2 G

Abbildung 32.8 TP-Partikelsystem im Editor F

All diese Parameter lassen sich sowohl manuell als auch über den entsprechenden Port fremdbestimmen. Im Falle des Emitters ist dies sogar zwingend notwendig, denn er weiß weder seine Koordinatenposition noch seinen zeitlichen Anfangs- oder Endpunkt – geschweige denn, welche Partikel er ausstoßen soll. P Blurb ist ein Node, mit dem Sie ein beliebiges polygonales Ausgangsobjekt in Partikel zerlegen und animiert in ein anderes Objekt transferieren können. Der Fragment-Node dient zur gezielten Aufspaltung der Partikel in weitere Partikelstämme bis hin zu deren physikalischem Zerfall. P MatterWaves macht Partikeleigenschaften wie Erzeugung, Lebenszeit, Geschwindigkeit, Größe, Abstand und Flugrichtung von Texturen und Lichtquellen abhängig. Die Partikel in Abbildung 32.10 werden durch das Licht dort generiert, wo der Boden beleuchtet wird. Mit dem P Zeichnen-Node dürfen Sie selbst die Partikel im Editor zeichnen und animieren (Abbildung 32.11). Im zugehörigen Einstellungsdialog des Nodes (Abbildung 32.12) stellen Sie die

Abbildung 32.9 Einstellungsdialog P Sturm-Node G

32.2 Generator- und Initiator-Nodes | 539

gewünschte Partikelerzeugung ein und können anschließend mit gedrückter Maustaste die Partikel beliebig in die Editoransicht malen.

Abbildung 32.10 Erzeugung von Partikeln über eine Lichtquelle G

G Abbildung 32.11 Mit dem P Zeichnen-Node gezeichnete Partikel

Pass-Nodes stellen an ihrem Ausgang Partikel-Gruppen bereit, die Sie dann gezielt beispielsweise physikalischen Eigenschaften (Abbildung 32.13) unterwerfen. Stellen Sie sich die Pass-Nodes nicht als Emitter, sondern als deren Stellvertreter vor. An P-Pass-Nodes greifen Sie Partikel ab, um ihnen Gravitation beizubringen oder um ihre Position oder Lebenszeit (Abbildung 32.14) zu testen, damit sie in andere Gruppen verschoben und dort wiederum weitergereicht werden können. Abbildung 32.12 Einstellungsdialog P Zeichnen-Node G

Abbildung 32.13 P Pass-Node

E

Der P Pass-AB-Node funktioniert in der gleichen Weise, nur haben Sie hier zwei unterschiedliche Partikelausgänge A und B zur Verfügung, die Sie nutzen können, um die Partikel an den beiden Ausgängen miteinander kollidieren zu lassen. Abbildung 32.14 E P Pass- mit P Alter-Node

540 | 32 Thinking Particles

32.3 Zustand-Nodes Zwei Zustand-Nodes, P Alter und P Licht, gewähren Ihnen sehr bequemen Zugriff auf die Lebenszeit der Partikel sowie die Lichtintensität einer Lichtquelle. Üblicherweise werden Sie den P-Alter-Node dazu verwenden, um die absolute oder relative Lebenszeit der Partikel zu messen, um sie gegebenenfalls in eine andere Gruppe zu verschieben. Abbildung 32.14 zeigt einen Beispielaufbau dazu. Mit dem P-Licht-Node können Sie Partikel von den Eigenschaften einer Lichtquelle abhängig machen. Im Node-Dialog wählen Sie dazu eine Lichtquelle Ihrer Szene aus und definieren den gewünschten Auslöser für die weitere Aktion, die Sie logischerweise als folgenden Node anhängen.

32.4 Standard-Nodes In der Node-Kategorie TP Standard (Abbildung 32.15) finden Sie alles, um die Eigenschaften der Partikel festzulegen. Darunter fallen unter anderem die Objektform, die Drehung, die Masse (wichtig für Dynamik) und die Gruppe, zu der Partikel gehören.

Abbildung 32.15 Thinking-Particles-Nodes G

Abbildung 32.16 P Gruppe- und P Form-Node F

In Abbildung 32.16 sehen Sie eine Beispielkonfiguration für zwei Standard-Nodes, die Sie häufig verwenden werden. Am Partikelausgang des P-Sturm-Emitters liegen die beiden Standard-Nodes P Gruppe und P Objektform. Um die von einem Emitter ausgestoßenen Partikel in eine Gruppe einreihen zu lassen, schließen Sie einfach einen Gruppe-Node mit eingestellter Gruppe an den Ausgang Geborene Partikel an. Der P Objektform-Node kümmert sich um die Form der abgegebenen Partikel. In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 32.17) liegt als Form-Objekt eine parametrische Kugel. Beachten Sie, dass Objekte, die als Partikel fungieren sollen, zwingend dem PartikelGeometrie-Objekt als Gruppe bekannt sein müssen. Andernfalls akzeptiert Thinking Particles das Partikel-Objekt nicht.

Abbildung 32.17 Einstellungsdialog P Objektform-Node G

32.4 Standard-Nodes | 541

32.5 Dynamik-Nodes

Abbildung 32.18 Thinking-Particles-Nodes G

Die Dynamik-Nodes (Abbildung 32.18) ermöglichen, dass Sie Partikel physikalischen Kräften wie Gravitation, Reibung, Wind aussetzen und sie Abstossen/Abprallen lassen können. Für den Anschluss der physikalischen Nodes empfehlen sich die P-Pass-Nodes, da sie die Schaltungen übersichtlich halten. In der Beispielschaltung von Abbildung 32.19 sind sowohl Gravitationsals auch ein Reflektor-Node am P Pass-Node angehängt. Auf diese Weise schränken Sie die Auswirkungen der physikalischen Kräfte sehr gezielt auf bestimmte Gruppen ein.

Abbildung 32.19 E Dynamik-Nodes am P Pass-Node

Dynamik-Nodes werden meist, ähnlich wie der Emitter-Node P Sturm, über die Koordinateninformation eines Träger-Objekts in die Szene eingebunden. Sehen wir uns dazu den Partikelaufbau mit den beiden Dynamik-Nodes einmal im Objekt-Manager an (Abbildung 32.20). Sowohl Reflexions- als auch Gravitationsebene sind lediglich Null-Objekte, deren Position und Achsenausrichtung in den zugehörigen Nodes verwendet wird. Abbildung 32.20 Dynamik-Partikelsystem G

Abbildung 32.21 E Dynamik-Partikelsystem im Editor

Abbildung 32.22 zeigt den P Gravitations-Node im AttributeManager. Neben den allgemeinen Parametern wie Typ, Stärke, Abnahme, Massen- und Grössenabhängigkeit hält sich der

542 | 32 Thinking Particles

Node für die Gravitationsrichtung (–Y) an die Achse des Null-Objekts, das er per Drag & Drop erhalten hat. Auch der P Reflektor-Node (Abbildung 32.23) greift zur Orientierung auf ein NullObjekt zurück. Von Belang sind nur Position und Ausrichtung, denn Reflektor-Typ und -Größe legen die Node-Parameter fest. Reflektor-Objekt und Reflektor-Typ bieten überdies weitaus raffiniertere Anwendungsfälle. Sie können beispielsweise ein beliebiges Polygon-Objekt verwenden, um die Partikel davon abprallen zu lassen. Mit der Option Kollisionstyp bestimmen Sie, ob die Partikel an der Vorder- oder Rückseite des Objekts im Sinne der Normalen-Richtung kollidieren. Damit schicken Sie Ihre Partikel problemlos durch Rohre und Schläuche. Für die genaue Definition der Reflexion haben Sie mit Abprall-, Oberflächen-, Energie-, Reibungsparametern etc. jede Menge Spielraum für Experimente. Die Funktionalität der Dynamik-Nodes P Reibung und P Wind entspricht im Wesentlichen dem, was Sie bereits aus dem BasisPartikelsystem kennen – mit den zusätzlichen Möglichkeiten der Thinking Particles, versteht sich. Im nächsten Beispiel geht es um den Node P Position Folgen in der Dynamik-Kategorie. Wie Sie am Objekt-Aufbau im ObjektManager (Abbildung 32.24) sehen, ist außer einem Emitter mit XPresso-Expression und dem Partikel-Geometrie-Objekt mit Kugel lediglich ein weiteres Null-Objekt namens »Ziel« enthalten. Durch den Position-Folgen-Node folgen die abgestoßenen Partikel des Emitters dem Zielobjekt. Im XPresso-Editor des Partikelsystems (Abbildung 32.25) finden Sie die drei Standard-Nodes des Null-Objekts, des Emitters (P Sturm) und des Partikel-Objekts (P Objektform). Am Geborene-Partikel-Port des P Sturm-Nodes hängt der P Position-Folgen-Node mit seinem Partikeleingang. Damit wissen die Partikel, dass sie einem Ziel folgen sollen. Als Zielposition dient der Positionsport des Ziel-Null-Objekts. Egal, wohin Sie das Zielobjekt verschieben oder animieren, der Partikelstrom richtet sich stets an der Position dieses Objekts aus (Abbildung 32.26).

Abbildung 32.22 Einstellungsdialog P Gravitations-Node G

Abbildung 32.23 Einstellungsdialog P Reflektor-Node G

Abbildung 32.24 Partikelsystem mit Zielobjekt G

Abbildung 32.25 P Position-Folgen-Node F

32.5 Dynamik-Nodes | 543

Abbildung 32.26 E Die Partikel folgen einem Zielobjekt.

Mit dem Node P Geschwindigkeit setzen Sie eine definitive Geschwindigkeit oder/und Richtung, die während der Laufzeit dieses Nodes unbeeinflusst bleibt. Der Node P Blubbern versetzt die emittierten Partikel in Schwingung, ähnlich der Vibrieren-Expression. Partikel können sich auch hervorragend anpassen. Mit dem P Bewegungs-Übernahme-Node bestimmen Sie ein Objekt, dessen Positions- und Rotationsänderung die Partikel zu einem einstellbaren Grad übernehmen. Eine Art »Matrix«-Effekt erzeugt der Node P Einfrieren. Er friert die Partikel während ihres Fluges bis zum völligen Stillstand ein. Nach Aufhebung des Effekts fliegen die Partikel unbeeindruckt weiter, da sie die vor dem Einfrieren gesicherten Parameter wieder zurückerhalten. Zu guter Letzt dient der Node P Abstoßen/Abprallen der Partikelkollision bzw. -abstoßung. Ähnlich dem P Reflektor-Node definieren Sie Abprallelastizität und Masseabhängigkeit.

32.6 Helfer-Nodes

Abbildung 32.27 TP Helfer-Nodes G

544 | 32 Thinking Particles

Helfer-Nodes (Abbildung 32.27) helfen beim Umgang mit anderen Nodes, beispielsweise beim Auslesen von Parametern, Zeiten und Positionen. So dient der P Daten-lesen-Node zum Lesen von Informationen aller Art, um sie auf andere Nodes zu übertragen. Die Nodes P Drehung konvertieren sowie P Geschwindigkeit konvertieren ermitteln einen Wert bzw. Vektor für die Übermittlung an ein Drehungs- bzw. Geschwindigkeits-Node. Der P Gruppe-Node aus der Helfer-Kategorie unterscheidet sich vom P Gruppe-Node aus der Standardriege lediglich in der Funktion. Statt eines Gruppen-Eingangsports liegt ein Ausgangsport an, der eine Gruppe als solche zur Veränderung über weitere Nodes zur Verfügung stellt.

Beim P Zeitmesser-Node stellen Sie eine gewünschte Zeitspanne ein, bei deren Erreichen sich ein Ereignis anschließt. Der P Chronometer-Node ist eine Stoppuhr, mit der Sie eine Ausgangszeit setzen, zu der Sie stets zurückkehren oder aufaddieren können. Für schöne Effekte sorgen die Nodes P Position auf Oberfläche bzw. in Volumen. Beide Nodes errechnen aus den ihnen untergeordneten Objekten wahlweise Polygone, Kanten oder Punkte, die als Partikel- oder sogar Emitter-Positionen fungieren können. Abbildung 32.28 Partikelemission auf Polygonkanten F

In Abbildung 32.28 strömen Partikel aus der Oberfläche des Polygon-Objekts. Abbildung 32.29 zeigt den dazugehörigen Aufbau mit dem Polygon-Objekt als Zielfläche. Im Einstellungsdialog (Abbildung 32.30) sorgt der Verwendungstyp Kante dafür, dass die Polygonkanten zur Positionierung herangezogen werden. Die Produktion der Partikel übernimmt der Thinking ParticlesNode P Quelle. Über den P Pass-Node durchlaufen die geborenen Partikel den P Position-auf-Oberfläche-Node mit dem Polygonobjekt, der die eigentliche Position der Partikel ermittelt. Diese Positionsdaten gelangen in einen P Daten-setzen-Node, der die Partikelstrom-Parameter wieder in den P Pass-Node für alle geborenen Partikel zurückleitet.

Abbildung 32.29 P Position-auf-Oberfläche-Node G

32.7 Partikel-Gruppen Ohne eine systematische Aufgliederung artet die gezielte Ansteuerung und Manipulation von Partikeln schnell in ein undurchschaubares Chaos aus. Mit Gruppen behalten Sie die Übersicht und können parametrische Veränderungen gruppen-, im Prinzip sogar partikelgenau anbringen. Eine Gruppe legen Sie über die Thinking-Particles-Einstellungen im Menü Simulieren • Thin-

Abbildung 32.30 Aufbau und Einstellungsdialog P Position-auf-Oberfläche-Node G

32.7 Partikel-Gruppen | 545

Abbildung 32.31 Thinking-Particles-Manager mit den Gruppeneinstellungen G

Abbildung 32.32 Gruppenwechsel-Prüfung G

king Particles (Abbildung 32.31) an. Weitere Gruppen fügen Sie hinzu, indem Sie mit der rechten Maustaste auf die Gruppe klicken und den Befehl Hinzufügen bestätigen. Für jede Gruppe bestimmen Sie den Namen sowie Farbe und Aussehen der Gruppenpartikel. Partikel weisen Sie einer Gruppe zu, indem Sie einen Partikelausgang (P Sturm oder P Pass etc.) mit einem P Gruppe-Node verbinden. Häufig tritt der Fall auf, dass Sie für eine Partikel-Gruppe einen Gruppenwechsel beim Erreichen eines bestimmten Wertes anordnen wollen. Dabei kann es sich um eine Y-Koordinate, einen Abstand oder auch ein bestimmtes Alter handeln, das die Partikel zu diesem Zeitpunkt innehaben sollen. Der Partikelaufbau in Abbildung 32.32 zeigt einen Emitter-Vertreter P Pass, der Partikel der Gruppe 1 bereitstellt. Im unteren Zweig wird zunächst die Position der Partikel über den P Daten-lesenNode ausgelesen. Weil die Positionsdaten üblicherweise als Vektor vorliegen, wir aber nur den Z-Wert brauchen, sorgt ein Vektor-zuReale-Node aus dem XPresso-Pool für die Aufspaltung in X-, Y- und Z-Wert. Der abgefragte Z-Wert wird zu einem Vergleich herangezogen, er ist mit dem Eingangsport eines Vergleich-Nodes verknüpft. In ihm ist festgelegt, dass bei Überschreitung des Wertes in Eingang 2 ein Signal TRUE (»1«) am Ausgangsport anliegt. Dieses Signal TRUE ist an den An-Port des rechten P Gruppe-Nodes angelegt, der aufgrund des positiven Bescheids die Umsortierung in Gruppe 2 vornimmt.

Abbildung 32.33 Gruppenwechsel in der 3D-Ansicht G

In Abbildung 32.33 sehen Sie das Ergebnis der Umgruppierung im Editor. Die anfangs roten Kugel-Partikel der Gruppe 1 erreichen einen vorgegebenen Z-Wert und wechseln dadurch in die Gruppe 2, deren Partikel blaue Würfel sind. Die Partikel der Gruppe 2 unterliegen außerdem der Gravitation und fallen nach unten.

546 | 32 Thinking Particles

MoGraph

Motion Graphics, dazu gehören animierte Logos, tanzende Buchstaben und alle Arten bewegter, abstrakter Formen, die in der heutigen Zeit aus Trailern, Trennern, Intros, Titelsequenzen und Werbung nicht mehr wegzudenken sind. Speziell für diese Animationsaufgaben stellt die Broadcastund Studio-Version von Cinema 4D MoGraph, ein prozedurales Modelling- und Animationssystem, bereit. Eine Mischung aus Partikelsystem mit verschiedenen Generatoren und Effektoren garantiert schier unendliche Kombinationsmöglichkeiten, verlangt aber auch Abstraktionsvermögen, um die Ideen auf dem Monitor Wirklichkeit werden zu lassen. In diesem Kapitel soll Ihre Neugier auf MoGraph geweckt und gleichzeitig der Einstieg erleichtert werden. Sind die Grundprinzipien der Objekte, Werkzeuge und Effektoren einmal verstanden, steht dem eigenen Experimentieren nichts mehr im Weg.

33.1

KAPITEL 33

33

Abbildung 33.1 Menü MoGraph G

MoGraph-Objekte

Klon-Objekte Zu den Grundfunktionen in MoGraph gehört die Erstellung von Klonen per Klon-Objekt. In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 33.2) finden Sie bereits reichlich Möglichkeiten, die ihm untergeordneten Objekte zu duplizieren, zu platzieren und anzuordnen. Die typischen linearen, radialen und gitterförmigen Klon-Funktionen lassen sich auch mit den spezifischen Klon-Werkzeugen (Abbildung 33.1) interaktiv im Editor erstellen. Als Klon-Träger eignen sich neben parametrischen Körpern und Polygon-Objekten aber auch Splines und Partikelsysteme. Je nach Trägerobjekt verteilen sich die Klone wahlweise zufällig auf Punkte, Kanten, Polygonmitten, Selektionen, Matrix-Objekte und im Objektvolumen. Dafür steht im Einstellungsdialog des Klon-Objekts der Modus Volumen zur Verfügung, wenn ein Objekt als Klon-Typ ausgewählt ist. Zusätzlich können die Klone

Abbildung 33.2 Einstellungsdialog Klon-Objekt G

33.1 MoGraph-Objekte | 547

an der Oberfläche oder per Zufall an bzw. im Objektvolumen platziert werden (Abbildung 33.3). Für die Ausrichtung der Duplikate ziehen Sie wahlweise das Wirtsobjekt oder einen beliebigen Achsen-Up-Vektor heran. Besitzt das Klon-Objekt mehrere Unterobjekte, bestimmen Sie durch die Klon-Art deren Abarbeitung. So werden die Duplikate entweder zufällig, im Paket-Modus stets als Ganzes oder im Wiederholen-Modus nach der Reihenfolge im Objekt-Manager verteilt. Über den Überblenden-Modus morphen Sie parametrische Objekte über den Klonverlauf, der Sortieren-Modus erlaubt die Sortierung durch einen späteren Effektor.

Abbildung 33.3 Klone auf einem Ring-Objekt als Träger G

Abbildung 33.5 Aufbau der Klon-Spirale und des Rail-Splines

G

548 | 33 MoGraph

Abbildung 33.4 Per Rail-Spline in der Größe gesteuerte Klone G

Im Klon-Modus Objekt können Sie bei der Verwendung eines Splines einen Rail-Spline für die Steuerung der Klone verwenden (Abbildung 33.5). Dabei übernimmt die Option Ziel die Ausrichtung der Klone an den definierten Rail-Spline, mit der Option Größe lassen sich die Klone in ihrer Größe steuern. Abbildung 33.4 zeigt verschiedene Klone entlang eines Helix-Splines. Die Steuerung der Größe der Klone erfolgt über den Rail-Spline. Rail-Splines im Klon-Objekt können auch zur Verteilung von Klonen innerhalb eines durch den Spline definierten Volumens dienen. Verantwortlich ist dafür der Eintrag Volumenbereich. Je höher die Prozentzahl, desto stärker orientieren sich die Klone an dem vom Rail-Spline eingeschlossenen Volumen. Die Feinjustierung der platzierten Klone erfolgt mittels Offset-, Wachstums- und Schrittparametern. Ein eigenes Feld namens Transformation (Abbildung 33.6) bietet optische Hilfestellungen über Farben und Wichtungen, einmal aufgebrachte Texturen lassen sich fixieren. Bereits in diesem Stadium der Arbeit lassen sich die Parameter wie gewohnt animieren. Um besser auf die ver-

schiedenen Stadien einer MoGraph-Animation zurückgreifen zu können, bietet das Klon-Objekt verschiedene Animationsmodi. Die Optionen Abspielen bzw. Loop entsprechen dem normalen Verhalten einer einfachen bzw. sich wiederholenden Zeitleistenanimation. Über die Option Fest kann die MoGraph-Animation für einen Zeitpunkt eingefroren oder über Fester Loop gar außerhalb der originalen Animationszeit genutzt werden. Das Matrix-Objekt entspricht in weiten Teilen der Funktionalität des Klon-Objekts, es eignet sich allerdings besser für die Cinema 4D-Deformatoren, da es statt Klonen auch Matrizen erstellen kann. Bruch-Objekt Um geklonte Objekte als Bruchteil oder segmentweise ansprechen zu können, bietet MoGraph das separate Bruch-Objekt an.

Abbildung 33.6 Einstellungsdialog Klon-Objekt, Transformation-Seite G

MoInstanz-Objekt Einfache Nachzieh- bzw. Zwiebelschichten-Effekte realisieren Sie mit dem Instanz-Objekt, das Transformationszustände der KlonObjekte schrittweise sichtbar macht. MoText-Objekt Zu den gebräuchlichsten visuellen Effekten gehören Titelanimationen oder, salopp gesagt, Spielereien mit Text (Abbildung 33.8). Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, besitzt MoGraph ein eigenes, ausgebautes Text-Objekt.

Abbildung 33.7 Animation mit dem Text-Objekt G

Abbildung 33.8 Animierte Buchstaben mit dem Text-Objekt und zwei Effektoren F

Sein Einstellungsdialog (Abbildung 33.7) ähnelt einem Text-Spline mit angebundenem Extrude-NURBS-Generator. Der im Text-Feld enthaltene Text kann ebenenweise (Buchstaben, Wörter, Zeilen oder Alles) angesprochen und mit beliebigen Effektoren animiert werden.

33.1 MoGraph-Objekte | 549

Tracer-Objekt Das Tracer-Objekt generiert automatisch Splines aus den Bewegungspfaden bewegter Partikel bzw. Objektpunkte. Diese sozusagen »unterwegs« entstandenen Spline-Pfade können Sie gleichzeitig zur Animation in NURBS-Generatoren verwenden.

Abbildung 33.9 Aufbau des Tracer-Objekts mit Emitter im Objekt-Manager

G

Abbildung 33.10 Partikelbewegungen in Splines G

Abbildung 33.10 zeigt, wie mit dem Tracer-Objekt springende Fäden realisiert werden können, dazu in Abbildung 33.9 der Aufbau im Objekt-Manager. Im Einstellungsdialog des TracerObjekts wurde als Tracer-Verknüpfung der Emitter definiert. Das Tracer-Objekt wandelt die aus dem Partikelsystem resultierenden Bewegungsspuren automatisch in Spline-Pfade um. Weil es sich innerhalb eines Sweep-NURBS-Generators befindet, werden die ermittelten Spline-Pfade sofort zusammen mit einem Kreis-Spline in Sweep-NURBS-Objekte umgesetzt.

Abbildung 33.11 MoSpline-Objekt im Sweep-NURBS-Generator G

550 | 33 MoGraph

MoSplines Das MoSpline-Objekt ist ein Spline-Generator, der Splines nicht nur selbst erzeugen und klonen, sondern auch bestehende Splines, wie beispielsweise Schriftzüge, modifizieren und mit Effektoren zu Motion-Graphics-Effekten animieren kann. Dabei kann das MoSpline-Objekt entweder ein Spline-Objekt als Basis für die Generierung der Spline-Klone verwenden oder auch ganz ohne fremde Hilfe und nur auf Basis einiger Parameter wie Schritte, Biegungen und Krümmungen auf rein mathematischem Weg vorgehen. Das hierbei entstehende Spline-Gebilde eignet sich hervorragend für (meist) abstrakte 3D-Animationen, beim Einsatz des Turtle-Systems sogar für Aststrukturen. Das MoSpline-Objekt wird dabei wie ein Spline-Objekt als Unterobjekt eines NURBS-Generators verwendet (Abbildung 33.11).

Sehen wir uns zunächst die Funktion des MoSpline-Objekts ohne Zuhilfenahme eines anderen Basis-Splines an. Im Einstellungsdialog des MoSpline-Objekts (Abbildung 33.12) ist dafür der Modus Einfach auf der Seite der Objekt-Eigenschaften gesetzt. Eine der wichtigsten Eigenschaften von MoSplines ist die Steuerung des Wachstums. Dafür lassen sich die Splines zusätzlich über Start und Ende hinaus in ihrer Länge erweitern. Der Wert Offset kontrolliert das Wachstum innerhalb der Grenzen und ist die erste Anlaufstelle für eine Animation des Spline-Gebildes. Die eigentliche mathematische Definition der generierten Splines findet auf der Einfach-Seite des MoSpline-Einstellungsdialogs statt. Neben der Länge sowie der Anzahl der Schritte und Segmente sind hier auch die Winkel für die Ausbreitung der Spline-Klone hinterlegt. Die Form der Splines ergibt sich aus den weiteren Parametern Krümmen, Biegen und Verdrehen. G Abbildung 33.12 Einstellungsdialog MoSplineObjekt im Modus Einfach

Abbildung 33.13 MoSpline-Gebilde F

Dem MoSpline-Objekt nähert man sich am besten über schonungsloses Experimentieren. Die in Abbildung 33.12 gesetzten Parameter führen zum in Abbildung 33.13 gezeigten Ergebnis. Da jeder Parametereintrag animierbar ist, ergeben sich dadurch unzählige Möglichkeiten für spektakuläre Spline-Animationen. MoSpline-Objekte sind aber auch hervorragend geeignet, um bestehende Spline-Formen zu erweitern oder zu verfremden. Dabei kann beispielsweise ein Schriftzug modifiziert oder nachgeschrieben werden. Der für die Generierung gewünschte Spline wird über den Einstellungsdialog referenziert und muss nicht Unterobjekt des MoSpline-Objekts sein (Abbildung 33.14). Richtige Sorgfalt ist dagegen bei der Vorbereitung des Basis-Splines angebracht. MoSpline erkennt beispielsweise nicht automatisch den Beginn bzw. das Ende eines Buchstabenpfads und reagiert auf unglückliche Punktansammlungen eventuell anders als erwartet. Hier ist dann etwas Fleißarbeit im Optimieren der Punktrei-

Abbildung 33.14 MoSpline-Objekt, Sweep-NURBSGenerator und Basis-Spline G

33.1 MoGraph-Objekte | 551

Abbildung 33.15 Einstellungsdialog MoSplineObjekt im Modus Spline G

henfolge bzw. -anzahl gefragt. Um ein Spline-Objekt als Basis für das MoSpline-Objekt zu verwenden, ist im Einstellungsdialog der Modus Spline auszuwählen. Entsprechend erscheint die SplineSeite im Einstellungsdialog des MoSpline-Objekts (Abbildung 33.15). Analog zum einfachen Modus sind auf der Objekt-Seite die Wachstumsparameter für die Erweiterung und Animation des MoSpline-Objekts vorhanden. Auf der Spline-Seite findet sich unter Quellspline das Feld, in das der gewünschte Basis-Spline hineingezogen wird. Ein Rail-Spline zur Verfeinerung des SplineVerlaufs ist ebenfalls möglich. Der Parameter Breite definiert die echte Breite des Sweep-NURBS-Objekts, während das KreisSpline-Objekt lediglich zur Definition der Form des NURBSObjekts dient. Abbildung 33.16 zeigt das Beispiel eines Schriftzugs auf Basis eines einfachen Spline-Pfads. Über die in Abbildung 33.15 gezeigten Parameter für die Verlängerung am Start und Ende des MoSpline-Objekts erhält der Schriftzug sich selbst aufwickelnde, spiralförmige Enden. Dazu wurde das Wachstum am Start und am Ende um jeweils 20 % erweitert.

Abbildung 33.16 Mit dem MoSpline-Objekt verfremdeter Schriftzug G

Abbildung 33.17 Animation des Schriftzugs über den Parameter Offset G

Für eine einfache Animation des Schriftzugs reicht der Parameter Offset auf der Objekt-Seite schon aus. Mit ihm lässt sich der Versatz des Wachstums steuern und auf diese Weise der Schriftzug vom anfänglich aufgerollten Spline-Pfad bis zur vollständigen Lesbarkeit über Keyframes festhalten (Abbildung 33.17). MoSplines mit Turtle-System Seit Cinema 4D Version 12 gibt es das im MoSpline eingebaute Turtle- bzw. L-System, über das Sie ebenfalls Spline-Wachstum

552 | 33 MoGraph

anregen und beispielsweise zur Realisierung von Pflanzenwachstum (Aststrukturen und Ähnliches) verwenden können. Hilfreiche Links für eine tiefer gehende Einführung in L-(Lindenmayer-) Systeme gibt Ihnen die Onlinehilfe von Cinema 4D. Ich möchte Ihnen an dieser Stelle einen kleinen Einblick und Appetitanreger für eigene Experimente geben. Ein Turtle-System basiert auf relativ einfach gehaltenen Befehlen, wie man sie einer Schildkröte (»Turtle«) geben würde, um sie durch den eigenen Garten zu navigieren. So bedeutet ein simples »F« der imaginären Schildkröte, nach vorne (Forward) zu gehen, ein »–« eine Drehung nach links und ein »+« eine Drehung nach rechts. In gleicher Weise, nur mit anderen Befehlen, ist es über das Turtle-System möglich, Drehungen über alle Achsen, Sprünge, Verzweigungen (über weitere Turtles) und spezielle Eigenschaften wie Tropismus zu verleihen. Dabei müssen Sie aber keinen Baum gedanklich in seine Einzelteile zerlegen und in linearen Befehlsfolgen umsetzen. Vielmehr arbeitet ein L-System mit einer eingebauten Austauschlogik, so dass Sie beliebig viele eigene Bauteile miteinander verschachteln und aufeinander, auch rekursiv, verweisen können. Auch wenn also die Anzahl der Eingabefelder im Feld Turtle recht überschaubar ist, haben Sie mit dem Turtle-System von Cinema 4D ein ziemlich mächtiges Instrument zur Hand. Alle Befehle bzw. Anweisungen, die Ihnen dabei im Turtle-System zur Verfügung stehen, finden Sie in der Onlinehilfe von Cinema 4D.

Abbildung 33.18 Einstellungsdialog MoSplineObjekt im Modus Turtle G

Abbildung 33.19 Turtle-MoSpline in einem SweepNURBS-Generator F

Über das Feld Objekt im Einstellungsdialog des MoSpline-Objekts (Abbildung 33.18) ist zunächst der Modus Turtle zu aktivieren, damit die beiden zusätzlichen Felder Turtle und Werte zur Einstellung des Turtle-Systems erscheinen. Dort finden Sie in den Feldern Startstring und Regeln bereits ein erstes Konstrukt, mit dem Sie vorsichtig experimentieren können.

33.1 MoGraph-Objekte | 553

Abbildung 33.20 Einstellungsdialog MoSplineObjekt, Werte-Seite

G

Abbildung 33.21 Beispiel für eine Aststruktur

G

554 | 33 MoGraph

Um die ersten Gehversuche beim Rendering sichtbar zu machen, legen Sie das MoSpline-Objekt entweder zusammen mit einem beliebigen Kontur-Spline (vorzugsweise einem Kreis-Spline) in einen Sweep-NURBS-Generator (Abbildung 33.19). Alternativ bietet Ihnen Cinema 4D mit Sketch & Toon oder auch Hair noch weitere Möglichkeiten zur Darstellung des Turtle-MoSplines. Kommen wir noch einmal zurück auf die Bedeutung der Felder Startstring und Regeln. Als Startstring wird sozusagen eine Basis-Befehlsfolge definiert, die Sie anschließend über die Regeln weiter ausbauen und verfeinern. Sie können dabei auch eigene, neue Unter-Befehlsgruppen eröffnen, dürfen dabei aber natürlich keine Zeichen der Standardbefehle als Namen verwenden. Das Feld Werte im Einstellungsdialog des MoSpline-Objekts (Abbildung 33.20) löst auf, warum der Basis-Ast aus Abbildung 33.19 schon nicht mehr so kahl war. Der Parameter Wachstum bestimmt, wie oft die Befehlsfolge angewendet wird, also wie viele Rekursionen gebildet werden. Damit unsere Schildkröte wenigstens ein paar erste Angaben mit auf den Weg bekommt, stehen hier außerdem Standardwinkel, -dicke und -länge, die Sie über die Anweisungen selbstverständlich auch selbst vorgeben können. Über Tropismus biegen Sie die Verzweigungen nach unten, um die natürliche Biegung von Ästen zu simulieren. Mit diesem Parameter können Sie solche auch schnell zum welken Herabhängen bringen. Weiteren Realismus bietet die Option Zufall, mit der Sie die angegebenen Winkel und Längen etwas variieren. Die weiteren Variationsmöglichkeiten für Längen, Winkel und Dicken wirken nur, wenn Sie für jeden Multiplikatoren den jeweiligen Befehl im String unterbringen: »“« für die Länge, »;« für den Winkel und »!« für die Dicke.

Abbildung 33.22 Baumähnliche Aststruktur G

In Abbildung 33.22 sehen Sie noch ein Beispiel für eine baumähnliche Aststruktur, die dazu verwendeten Parameter zeigt Abbildung 33.21. Wie so oft, gibt es auch bei L-Systemen mehrere Herangehensweisen und verschiedene richtige Wege zum Ziel. Überfordern Sie das in Cinema 4D integrierte Turtle-System aber nicht mit allzu forscher und großzügiger Befehlsvorgabe, denn durch die Verschachtelung und Rekursion ergeben sich schnell immense Mengen an Spline-Punkten. Extrudier-Objekt Das Extrudier-Objekt von MoGraph arbeitet ähnlich wie ein Deformations-Objekt (Abbildung 33.23), es wird dem zu extrudierenden Objekt untergeordnet. Dafür bietet es die Optionen, Extrusionen über einen Sweep-Spline zu steuern, parametrische Objekte zu extrudieren und die Extrusionen über MoGraphEffektoren zu beeinflussen.

Abbildung 33.23 Einstellungsdialog Extrudier-Objekt G

PolyFX Das PolyFX-Objekt generiert Klone aus einem dafür vorgesehenen Ausgangsobjekt. Auf diese Weise lassen sich Objekte polygonal auflösen (Abbildung 33.24), über Effektoren modifizieren und schließlich – wenn gewünscht – wieder zusammenbauen. Abbildung 33.24 Über PolyFX aus einem EbeneObjekt generierte Klone F

Der Logik in Cinema 4D entsprechend, arbeitet das PolyFXObjekt wie ein Deformator und ist dem Objekt untergeordnet, aus dem die Klone generiert werden sollen (Abbildung 33.25). Zwar muss der Klon-Spender kein Polygon-Objekt sein, für eine ausreichende Unterteilung müssen Sie aber in den Einstellungen des Objekts auf jeden Fall sorgen. Die wichtigsten Parameter für die Erzeugung der Klone aus dem Überobjekt sind auf der Abnahme-Seite des PolyFX-Einstellungsdialogs zu finden (Abbildung 33.26). Neben der Abnahme,

Abbildung 33.25 PolyFX-Objekt als Unterobjekt des Ebenen-Objekts G

33.1 MoGraph-Objekte | 555

Abbildung 33.26 Einstellungsdialog PolyFX-Objekt

G

G Abbildung 33.27 Ebene-Objekt und Spline-Pfad

Wichtung, Skalierung und den Samplewerten lassen sich über den Parameter Form neben den üblichen Grundkörpern auch eigene Objekte als Abnahmeform Quelle definieren. Für unser Beispiel sollen aus einem Ebene-Objekt über PolyFX Klone entlang eines vorgegebenen Spline-Pfads erzeugt werden. Abbildung 33.27 zeigt das als Untergrund fungierende EbeneObjekt und das daraufliegende Spline-Objekt. Den Aufbau der Objekte im Objekt-Manager kennen Sie bereits aus Abbildung 33.25. Von den erzeugten Klonen ist natürlich erst etwas zu sehen, wenn sie aus dem Ebene-Objekt heraustransformiert werden. Dies geschieht, wie in MoGraph üblich, mit einem Effektor. In unserem Beispiel genügt der Simpel-Effektor, um die generierten Klone in ihrer Position in Z-Richtung um einen bestimmten Wert nach oben zu versetzen.

G Abbildung 33.28 Verschieben des Effektors über den Spline-Pfad

Die Abnahme des PolyFX-Effekts ist zwar bereits in den Einstellungen des PolyFX-Objekts (Abbildung 33.26) geregelt, für die Abnahme des Transformationseffekts können aber zusätzlich auch die Abnahmeparameter des jeweiligen Effektors Verwendung finden. Höchste Zeit also, dass wir uns mit den Effektoren von MoGraph beschäftigen.

33.2 Effektoren Nach dem allgemeinen Überblick über die MoGraph-Objekte kümmern wir uns nun um die Bewegung und Beeinflussung der Elemente und Klone. Dafür sind die Effektoren zuständig. Bei den bisherigen Beispielen und Dialogen von Klonerzeugern haben Sie

556 | 33 MoGraph

sicherlich das Feld mit den zugewiesenen Effektoren bemerkt. Die in dieser Liste (Abbildung 33.29) enthaltenen Effektoren wirken auf das Objekt und werden bei der Animation hierarchisch abgearbeitet. Effektoren nehmen grundsätzlich den Ausgangswert eines Klons, verändern ihn entsprechend ihrer Funktionalität und schreiben ihn wieder zurück. Je nach Transformationsmodus kann dies relativ zum Startwert, absolut oder vom Wert 0 ausgehend (»remap«) geschehen. Im Einstellungsdialog des Effektors bestimmen Sie, welche Parameter der Klone verändert werden sollen. Hierzu gehören neben Position, Skalierung und Winkel unter anderem auch Farbe bzw. Farbmodus, Wichtungen sowie U-/V-Transformationen. Effektoren können natürlich auch zur Bearbeitung und Animation normaler Cinema 4D-Objekte verwendet werden. Im Editor oder per Eingabe im separaten Feld Abnahme definieren Sie dafür die räumliche Form und Ausdehnung des Effektoreinflusses. Insgesamt 13 Effektoren finden sich im MoGraph-Menü. Simpel-Effektor Der Simpel-Effektor (Abbildung 33.30) ist für die reine Steuerung von Klonen durch Abnahme-Parameter bestimmt. Aufgrund seines reduzierten Funktionsumfangs kann er durch sehr schnelle Berechnung glänzen. Kommen wir noch einmal auf das letzte Beispiel zu den PolyFX zurück. Damit der Simpel-Effektor von (aus der Kameraperspektive) rechts oben nach links unten arbeitet, wurde er um 180° gekippt. Schiebt man ihn nun über den Bereich des Spline-Pfads über die Ebene, werden die PolyFX-Klone Stück für Stück aus der Ebene transformiert (Abbildung 33.28).

Abbildung 33.29 Zugewiesene Effektoren G

Abbildung 33.30 Einstellungsdialog Simpel-Effektor G

C.O.F.F.E.E.- und Python-Effektor Mit diesen beiden Effektoren und den entsprechenden Kenntnissen in C.O.F.F.E.E. bzw. Python können Sie die Klone noch besser kontrollieren. Im Prinzip stellt dieser Effektor einen Zugang zu den Klonen bereit, was anschließend mit den Klonen passiert, steht im zugehörigen C.O.F.F.E.E.- bzw. Python-Skript. Verzögerungs-Effektor Unrealistischen, abrupten Bewegungsabläufen durch Effektoren wirkt der Verzögerungs-Effektor (Abbildung 33.31) durch natürliches Nachfedern entgegen. In der Liste der zugewiesenen Effektoren sollte er deswegen stets nach dem Effektor, den er verzögern soll, stehen.

G Abbildung 33.31 Einstellungsdialog VerzögerungsEffektor

33.2 Effektoren | 557

Formel-Effektor Mathematisch veranlagte Naturen können sich im Formel-Effektor (Abbildung 33.32) nach Herzenslust austoben. Die Transformation der Objekte erfolgt dabei über eine mathematische Formel, die Sie in der Zeile Formel eingeben und über Variablen ausbauen können.

Abbildung 33.32 Einstellungsdialog FormelEffektor

G

Abbildung 33.33 Einstellungsdialog Erb-Effektor

G

Abbildung 33.34 Einstellungsdialog ZufallsEffektor G

558 | 33 MoGraph

Erb-Effektor Mit dem Erb-Effektor (Abbildung 33.33) werden Parameter vererbt, was beispielsweise das Morphing von Klonen eines Objekts auf ein anderes Objekt erlaubt. Im Prinzip passiert hier nichts anderes, als dass ein Objekt als »Vorbild« definiert wird, an dem sich die Klone »ein Beispiel nehmen« und dessen Veränderungen sie nachahmen. So lassen sich Klone beispielsweise dazu bewegen, im Takt eines animierten Objekts mitzutanzen. Zufalls-Effektor Mittels Zufalls-Effektor lassen sich absichtlich Unregelmäßigkeiten in arg gleichförmigen Bewegungen, Verteilungen etc. von Effektoren-Effekten einbinden. Nichts wirkt so natürlich wie ein kleines Chaos, mit dem Sie über den Zufalls-Effektor sehr einfach und effektiv Ihre MoGraph-Szene aufpeppen. Bei allem Durcheinander kann trotzdem etwas Ordnung nicht schaden, schließlich wollen Sie sicherlich vermeiden, dass sich Klone zu oft wiederholen. Dafür bietet der Zufalls-Effektor die Option Geordnet. Diese Option sorgt dafür, dass sich die zufällig sortierten Klone nicht innerhalb eines Durchlaufs wiederholen. Abbildung 33.34 zeigt, wie ein Zufalls-Effektor Einfluss auf den Winkel von Klonen nimmt, um einen aus Klonen gebauten Stapel natürlicher und realistischer wirken zu lassen. Shader-Effektor Der Shader-Effektor (Abbildung 33.36) benutzt die Graustufenwerte einer Textur zur Transformation der Objekte und Klone. Er ist wohl einer der meistverwendeten Effektoren, da er relativ einfach einzusetzen ist, gleichsam aber spektakuläre Resultate liefert. Abbildung 33.36 zeigt einen Aufbau mit einem Klon-Objekt im Gitter-Modus, das einen Würfelteppich generiert. Der Würfelteppich wird durch den Shader-Effektor im Feld Parameter • Transformieren in seiner Position und Größe relativ zu den Ausgangsparametern verändert. Die Transformationsinformation generiert ein grober Noise-Shader im Feld Shading.

Das Ergebnis sehen Sie in Abbildung 33.35. Der vormals flache Würfelteppich wellt sich aufgrund des Shader-Effektors. Noch bessere Effekte lassen sich natürlich durch einen animierten Shader erzielen.

Abbildung 33.35 Transformation mit dem Shader-Effektor

G

Abbildung 33.36 Einstellungsdialog Shader-Effektor G

Sound-Effektor Doch nicht nur über Shader, auch über das Frequenzspektrum von Sounddaten lassen sich Objekte und Klone über den SoundEffektor (Abbildung 33.37) beeinflussen, entsprechende Beats vorausgesetzt. Dazu laden Sie einfach eine passende Sounddatei in den Effektor, deren Frequenzgraph anschließend für die Transformation verwendet wird. Spline-Effektor Der Spline-Effektor ist dazu da, Objekt-Klone auf einem beliebigen Spline-Objekt zu positionieren und zu transformieren. Der Unterschied zur Spline-Funktionalität des Klon-Objekts besteht darin, dass Sie exakteren, auf Wunsch auch segmentweisen Zugriff auf die Positions- und Winkeldaten des Splines haben, so dass Sie die Klone entlang des vorgegebenen Spline-Pfads sehr bequem animieren können. Die bereits beim Klon-Objekt beschriebene, verbesserte RailSpline-Funktionalität schlägt sich auch im Spline-Effektor nieder. Neben dem Rail-Spline lassen sich auch ein Up-Vektor zur Ausrichtung der Klone und ein Zielrail für die gezielte Deaktivierung der Rotation installieren. Schritt-Effektor Mit dem Schritt-Effektor (Abbildung 33.38) editieren Sie die Abarbeitung der Interpolation zwischen Ausgangs- und Endklon

Abbildung 33.37 Einstellungsdialog Sound-Effektor G

33.2 Effektoren | 559

in beliebigen Schritten. Für den Verlauf der Transformation wird eine imaginäre Kurve gespannt, die Sie im Einstellungsdialog des Effektors bearbeiten können. Abbildung 33.39 zeigt die über einen Schritt-Effektor erzeugte Anordnung der Objekt-Klone. Zusätzlich lassen sich Schrittlücken einbauen, um die Interpolation mit Grüppchen auszustatten und individueller zu gestalten.

Abbildung 33.38 Einstellungsdialog SchrittEffektor

G

Abbildung 33.39 E Klon-Interpolation mit dem Schritt-Effektor

Ziel-, Zeit- und Gruppen-Effektor Wie der Name schon sagt, richtet der Ziel-Effektor die Klone an einem bestimmten Ziel aus. Der Zeit-Effektor transformiert Klone über eine vorgegebene Animationszeit. In der Praxis erprobte Effektoren-Kombinationen können Sie über einen GruppenEffektor zusammenfassen und weiterverwenden.

Abbildung 33.40 Einstellungsdialog Volumen-Effektor G

Abbildung 33.41 Transformation innerhalb eines Ringobjekt-Volumens G

Volumen-Effektor Wenn Sie Klone durch Polygon-Objekte oder parametrische Grundobjekte (Abbildung 33.41) beeinflussen möchten, ist der

560 | 33 MoGraph

Volumen-Effektor Ihr Freund. Alle Klone innerhalb des im Volumen-Effektor definierten Volumens (Abbildung 33.40) werden dabei der Transformation unterzogen. Dabei drängt sich förmlich auf, den Transformations-Effekt durch Animation der ObjektParameter des Volumenspenders noch weiter aufzuwerten.

33.3 Selektionen Um die erzeugten Klone möglichst genau in MoGraph ansprechen zu können und dadurch noch exakter zu steuern, bieten sich die MoGraph-Selektionen an.

Abbildung 33.42 MoGraph-Selektion-Tag G

Abbildung 33.43 Klon-Selektion mit Effektor F

Mit dem zugehörigen MoGraph-Selektionswerkzeug werden beliebige Klone mit der Maus im Editor selektiert und automatisch in ein spezielles Selektion-Tag (Abbildung 33.42) gespeichert. Diese Klone können Sie anschließend in den Effektoren oder auch mit dem MoGraph-Selektion-Node über die Selektion referenzieren und modifizieren bzw. animieren (Abbildung 33.43).

33.4 Shader, Nodes und Cache-Tag Insgesamt vier MoGraph-Shader, die Sie im Shader-Dialog des Materials finden (Abbildung 33.44), gewähren Ihnen zusätzliche Texturierungsoptionen. So bietet der Farbe-Shader Zugriff auf die im Klon-Objekt und die durch Effektoren veränderten Farben. Rhythmische Vorgänge und Deformationen generiert der Beat-Shader in Zusammenarbeit mit dem Shader-Effektor. Mit dem Kamera-Shader lässt sich das Bild einer Kamera als Textur verwenden. Auf diese Weise können Sie beispielsweise das aufgeklappte Sucher-Display einer

Abbildung 33.44 MoGraph-Shader G

33.4 Shader, Nodes und Cache-Tag | 561

Abbildung 33.45 Einstellungsdialog Kamera-Shader

G

digitalen Kamera simulieren. Sie benötigen dazu eine Kamera mit der gewünschten Szenenperspektive, die später als Textur dienen soll, sowie ein Material, in dessen Farbe-Kanal der Kamera-Shader zum Einsatz kommt. Im Einstellungsdialog des Kamera-Shaders (Abbildung 33.45) wird die Kamera vorgegeben. Das für die Textur gewünschte Seitenverhältnis der Kamera geben Sie über die Horizontale und Vertikale Größe an, im Grunde also die Ausmaße des Materialträgers respektive Displays. In Abbildung 33.46 sorgt der Kamera-Shader für die Textur auf dem Display. Der Multi-Shader erlaubt es, mehrere Shader über den Shader-Effektor anzubringen und auf bestimmte Klonbereiche zu verteilen. In Abbildung 33.47 besitzt das Klon-Objekt einen Multi-Shader mit zahlreichen importierten Abbildungen und bildet daraus, so gut es geht, ein Mosaik, das der im Shader-Effektor vorgegebenen Textur entspricht.

Abbildung 33.46 Szene mit integriertem Kamera-Shader-Display

G

G Abbildung 33.47 Aus Bildern mit dem Multi-Shader kreiertes Mosaik

MoGraph-Cache-Tag Das MoGraph-Cache-Tag dient dazu, Animationen mit MoGraph über einen Cache zu backen. Zwingend erforderlich ist dieser Schritt beispielsweise vor dem NET-Rendering, über den BackenSchritt kann aber auch generell der Editor bei komplexen Szenen entlastet werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, einen Versatz (Offset) für den Start der gebackenen Animation anzugeben sowie die im Cache befindliche Animation über die Option Loop wiederholt ablaufen zu lassen. MoGraph-Nodes Für XPresso-Anhänger gibt es drei MoGraph-Nodes, zum Auslesen der klonerzeugenden Objekte und Effektoren, zum Steuern von Abnahmefunktionen und zum Schaffen von Abhängigkeiten.

562 | 33 MoGraph

KAPITEL 34

34

Dynamics

Zu den Aufgaben einer Dynamics-Engine zählen die Simulation physikalischer Vorgänge, wie zum Beispiel das Verhalten fester und weicher Körper (»rigid« bzw. »soft bodies«) unter Einfluss von Kräften wie Gravitation und Reibung, die Berechnung von Kollisionen sowie die Koppelung und der Antrieb von Objekten durch Federn, Konnektoren und Motoren. Neben einer gewissen Experimentierfreude ist bei Dynamics auch ein wenig technisches Verständnis hilfreich, besonders wenn es um die Installation von Motoren und Konnektoren geht. Ein Gefühl für Massen, Dichten und Kräfte stellt sich relativ schnell ein, so dass Sie die Einarbeitungszeit eher als kreative Spielstunde ansehen dürften. Die Dynamics in Cinema 4D basieren auf der Open-SourceEngine »Bullet«, die schon in zahlreichen Filmproduktionen zum Einsatz kam. In Cinema 4D arbeitet das System intuitiv, trotz umfangreicher Funktionalität unkompliziert und ist darüber hinaus schnell und stabil. Besitzer der Broadcast-Version von Cinema 4D verfügen über den Umfang der vormaligen MoDynamics. Soft Bodies, Konnektoren, Motoren und Federn sowie die Cache-Funktionalität sind nur in der Studio-Variante enthalten.

Abbildung 34.1 Menü Simulieren • Dynamics G

34.1 Allgemeines Alle an einer Dynamics-Simulation beteiligten Objekte müssen mit den notwendigen dynamischen und physikalischen Eigenschaften ausgerüstet sein. Hinzu kommt die Einrichtung der vorherrschenden Kräfte wie Reibung oder Wind. Hier bieten sich natürlich die Modifikatoren aus dem unkomplizierten StandardPartikelsystem an. Die zu Dynamics gehörenden Objekte liegen im Menü Simulieren • Dynamics (Abbildung 34.1). Dynamische Eigenschaften verleihen Sie über ein Dynamics Body Tag aus dem Menü Tags • Simulations-Tags (Abbildung 34.2) des Objekt-Managers.

G Abbildung 34.2 Menü Tags • Simulations-Tags

34.1 Allgemeines | 563

G Abbildung 34.3 Dynamics-Voreinstellungen

Ob Rigid Body, Soft Body oder Kollisionsobjekt, im Prinzip handelt es sich überall um die gleiche Funktionalität, die Sie über diese Befehle einem Objekt mit einem voreingestellten Dynamics Body Tag verleihen. Als Körper bzw. Objekte, die physikalische Eigenschaften besitzen sollen, akzeptiert Dynamics neben Polygon-Objekten und Splines auch parametrische Grund- und NURBS-Objekte. Die Dynamics sind in Cinema 4D standardmäßig aktiv, dafür sorgen die globalen Grundeinstellungen (Abbildung 34.3), die Sie jederzeit über die Projekt-Voreinstellungen im Feld Dynamics (Tasten (Strg)- bzw. (ctrl) + (D)) aufrufen können. Neben einer global wirkenden Gravitation und Dichte haben Sie über den Zeitmaßstab auch eine Art Zeitlupe bzw. Zeitraffer zur Hand. Die Option Bei zeitlichem Sprung deaktivieren verhindert, dass Sie bei Sprüngen in der Zeitleiste während dem Aufbau der Animation wegen einer Neuberechnung der Simulation warten müssen. Im Feld Cache können Sie die vorbereitete Dynamics-Simulation backen, um die Animation unabhängig von der DynamicsEngine zu speichern bzw. um sie an ein Render-Netzwerk zu übergeben. Die Einstellungen im Feld Experte benötigen Sie in der Regel nur, wenn es Probleme bei der Dynamics-Simulation gibt. Hier können Sie an der Berechnungsgenauigkeit schrauben, wenn beispielsweise Kollisionen zu früh oder zu spät erkannt werden oder bei extremen Szenenmaßstäben ungewollte Effekte entstehen. Wenn Sie bestimmte Elemente der Dynamics-Funktionalität im Editor ein- bzw. ausblenden möchten, finden Sie die zugehörigen Optionen im Feld Visualisierung. Den Aufbau Ihrer Dynamics-Simulation sollten Sie generell beim Zeitpunkt 0 vornehmen. Hier ist für Dynamics der Startbzw. Ruhezustand festgelegt. So können Sie bei Bedarf immer zu diesem Zeitpunkt zurückspringen, wenn Sie bei der Ruhesituation ansetzen möchten.

34.2 Rigid Body Dynamics

G Abbildung 34.4 Aufbau der Rigid Body-Elemente im Objekt-Manager

564 | 34 Dynamics

Nehmen wir uns als erste Dynamics-Funktion die Festkörper, die Rigid Bodies, vor. Das sind grundsätzlich alle Objekte, auf die Kräfte wirken, deren Form sich dabei aber nicht verändert. Rigid Bodies, die zwar an der Simulation teilnehmen, dabei aber keine dynamischen Eigenschaften besitzen, sondern nur für Kollisionen bereitstehen, gelten in Cinema 4D als Kollisionsobjekte. Sehen wir uns beide Objektarten in einem kleinen Anwen-

dungsbeispiel an. Eine Metallkugel soll auf einer schrägen Ebene herabrollen und nach und nach die im Weg stehenden Wände überwinden (Abbildung 34.5). Sie sehen den Aufbau dieser Simulation im Objekt-Manager in Abbildung 34.6.

Abbildung 34.5 Rigid-Body-Dynamics-Simulation

G

Welches sind nun die Rigid Bodies, und welches sind die Kollisionsobjekte? Nur die Kugel soll in Bewegung sein, die Ebene und die orangen Wände dienen lediglich der Kollision. Entsprechend wurde die Kugel mit einem Dynamics Body Tag als Rigid Body, alle anderen Objekte mit einem weiteren Dynamics Body Tag als Kollisionsobjekt definiert. Praktischerweise ist Cinema 4D so intelligent und erkennt ein Szene-Objekt ohne Geometrie wie die Ebene und weist ihm automatisch das richtige Dynamics Body Tag zu. Abbildung 34.6 zeigt dessen Einstellungsdialog, in dem für die Kollision die Form Automatisch und über die Parameter Elastizität und Reibung ein harter, nicht allzu sehr federnder, glatter Untergrund mit relativ geringer Reibung angelegt wurde. Der Kollisionsnoise würde bei vielen kollidierenden Objekten eine realistischere, weil unterschiedliche Kollision berechnen. In unserem Beispiel ist das aber nicht von Belang. Der Einstellungsdialog des Dynamics Body Tags für die Wände sieht schon etwas ausführlicher aus (Abbildung 34.7). Da die dynamischen Eigenschaften über den Dynamics-Abschnitt deaktiviert wurden, wie es sich für ein Kollisionsobjekt gehört, interessiert uns nur noch der Parameter Form im Abschnitt Kollision. Natürlich erfolgt die Berechnung und Animation am exaktesten, wenn das tatsächliche Mesh dafür Verwendung findet. In vielen Fällen reichen aber auch einfachere Formen wie Quader, Zylinder oder auch Ellipsoid. Die Einstellung Automatisch überlässt

Abbildung 34.6 Einstellungen Dynamics Body Tag, Kollisionsobjekt ohne Geometrie G

Abbildung 34.7 Einstellungen Dynamics Body Tag, Kollisionsobjekt mit Geometrie G

34.2 Rigid Body Dynamics | 565

G Abbildung 34.8 Einstellungen Dynamics Body Tag, Rigid Body

Abbildung 34.9 E Dynamics-Simulation mit Rigid Bodies

566 | 34 Dynamics

Cinema 4D die Wahl der am besten geeigneten Kollisionsform. Da die Beispielszene nicht sonderlich komplex aufgebaut ist, habe ich mir die qualitativ beste, aber eben auch rechenaufwendigste Form Statisches Mesh ausgesucht. Über die Option Anderes Objekt können Sie auch ein anderes, vorzugsweise niedrig aufgelöstes Objekt stellvertretend zur Berechnung der Kollisionsform einbringen. Kommen wir zur Metallkugel, die ja als Rigid Body unser einziges dynamisches Objekt im Beispiel ist. Hier können wir uns aufgrund der Kugelform auf eine eindeutige automatische Kollisionserkennung verlassen. Aufgrund der aktiven Dynamik spielen auch die Felder Masse und Kräfte (Abbildung 34.8) eine Rolle. Im Feld Masse können Sie wahlweise die in den Voreinstellungen definierten Massen bzw. Dichten vorgeben oder auch eigene Massenwerte definieren. Die Masse eines Körpers ist zum einen wichtig für das Verhalten bei Krafteinwirkung (Gravitation etc.), zum anderen für das wechselseitige Verhalten zweier Körper. Je größer die Masse eines Körpers, desto mehr Kraft muss für dessen Bewegung aufgewendet werden. Die Rotationsmasse bestimmt im gleichen Sinne, wie viel Kraft für die Rotation eines Körpers aufzubringen ist. Jedes Rigid Body-Objekt besitzt einen Massenschwerpunkt, der als Angriffspunkt für die Krafteinwirkung dient. Sie können den automatisch berechneten verwenden oder ihn manuell setzen. Das Kräfte-Feld reguliert den Einfluss von Kräften auf das Rigid Body-Objekt. Weil auch eine herkömmliche Keyframe-Animation an einer Simulation teilnehmen darf, können Sie mit den Parametern Position bzw. Rotation folgen steuern, wie sehr sich das Rigid Body an diesen Kräften orientiert. Den natürlichen Energieverlust eines bewegten Objekts realisieren Sie über die Dämpfung. Um nur bestimmte Kräfte auf das Rigid Body-Objekt wirken zu lassen, schließen Sie diese über die Kräfte-Liste ein bzw. aus.

Abbildung 34.9 zeigt, wie sich die rollende Metallkugel in unserem Beispielaufbau ihren Weg durch die orangen Wände bahnt. Sehen wir uns noch eine zweite Beispielszene an, diesmal eine Dynamics-Simulation mit MoGraph-Klonen. Rigid Body Dynamics mit MoGraph-Klonen Ein Turm aus Klötzen (Abbildung 34.10), der aus zwei geschachtelten Klon-Objekten und einem Würfel mit Multi-Shadern aufgebaut ist, soll durch eine Metallkugel zum Einsturz gebracht werden. Abbildung 34.10 Beispielszene eines Klötzchenturms F

Abbildung 34.11 Klon-Objekt-Hierarchie G

Das Dynamics Body Tag ist direkt dem Klon-Objekt des Würfels zugewiesen (Abbildung 34.11). Im Einstellungsdialog des Tags (Abbildung 34.12) stehen alle Dynamics-Parameter für die WürfelKlone bereit. Die Dynamics-Seite kennen Sie bereits, hier wird die grundsätzliche Beteiligung der Klone an der Simulation geregelt. Die aktive Option Dynamisch gibt den Klonen ihr physikalisches Eigenleben. Sie können die Klone Sofort, bei der ersten Kollision oder ab einer bestimmten Geschwindigkeit reagieren lassen. In unserem Beispiel gibt das Ereignis der Kollision mit der Metallkugel den Start vor. Dies dürfte auch die meistverwendete Option sein, da unerwünschtes Eigenleben vor der eigentlichen Simulation grundsätzlich vermieden werden sollte. Dafür, dass die animierten Klone am Ende zum Stillstand kommen, sorgen die Geschwindigkeitsschwellwerte. Auf der Kollision-Seite sind die Einstellungen für die Kollisionseigenschaften der Klone versammelt. Da unser Tag auf dem Klon-Objekt liegt, lassen wir es über die Hierarchie-Option Tag an Unterobjekte vererben an unsere Würfel-Klone weitergeben. Dies lässt sich über Individuelle Elemente auch noch verfeinern, wenn beispielsweise verschachtelte Klon-Objekte

Abbildung 34.12 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag, Dynamics- und Kollision-Seite G

34.2 Rigid Body Dynamics | 567

G Abbildung 34.13 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag, Masse- und Kräfte-Seite

vorliegen. Die für die Kollision verwendete Objektform ist nicht schwer zu erraten, deswegen verlassen wir uns auf die automatische Erkennung. Mit den Parametern Elastizität, Reibung und Kollisionsnoise schließlich erhalten die Klone ihre physikalisch-dynamischen Eigenschaften für die Kollision. Im Fall der Würfel-Klone wurde die Elastizität etwas gesenkt und die Reibung erhöht, damit die Würfel nicht zu weit vom Boden zurückschleudern und schnell zur Ruhe kommen. Es fehlt noch die Masse, für die eine eigene Seite im Einstellungsdialog vorgesehen ist (Abbildung 34.13). Die Masse spielt in unserem Beispiel durchaus eine Rolle, weil physikalisch unterschiedliche Objekte miteinander kollidieren sollen. Die Eigene Masse von 8 wird erheblich kleiner als die später für die Metallkugel vergebene Masse sein, damit die Kugel auch entsprechend wuchtig in den Klötzchen-Turm einschlagen kann. Objekte, die lediglich passiv an der Simulation teilnehmen, wie das häufig gebrauchte Boden-Objekt (Abbildung 34.14), erhalten ebenfalls ein Dynamics Body Tag als Kollisionsobjekt. Im abgespeckten zugehörigen Einstellungsdialog sind für uns in erster Linie die Elastizitäts- und Reibungsparameter interessant. Die hier eingetragenen Elastizitäts- und ein hoher Reibungswert werden mit den für die Würfel-Klone definierten Werten kombiniert, so dass sich die physikalische Reaktion aus beiden Wertepaaren ergibt.

G Abbildung 34.14 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag für das Boden-Objekt

Abbildung 34.15 E Position der Metallkugel

Nun fehlt nur noch der Hauptdarsteller, die auf den Klötzchenturm losrollende Metallkugel (Abbildung 34.15). Nachdem sie in ausreichender Entfernung vom Klötzchen-Turm platziert ist, erhält sie zunächst aus dem Menü Tags • Simulations-Tags ein Dynamics Body Tag als Rigid Body, damit sie mit dynamischen Eigenschaften ausgestattet werden kann.

568 | 34 Dynamics

Im Einstellungsdialog dieses Dynamics Body Tags (Abbildung 34.16) ist vorgeschrieben, dass die Simulation sofort beginnen darf. Damit die Kugel auch losrollt (eine Steigung wie im ersten Beispiel haben wir hier ja nicht), bekommt die Kugel eine Startgeschwindigkeit in X-Richtung mit. Relativ niedrige Elastizitäts- und Reibungswerte kommen dem schweren, trägen Charakter der Metallkugel entgegen. Im Vergleich zu den eher leichten Klötzchen besitzt die Metallkugel eine wesentlich höhere Masse. Dies schlägt sich auch im Parameter Masse nieder, der entsprechend höher angesetzt ist. Dank der global vorherrschenden Gravitation in den Dynamics-Voreinstellungen ist alles bereit, und es kann per Klick auf den Abspielbutton gestartet werden. Die Abbildungen 34.17 bis 34.20 zeigen die Kollision der Metallkugel mit dem anschließenden Einsturz des Klötzchenturms.

H Abbildungen 34.17 – 34.20 Dynamics-Animation mit Rigid Bodies aus MoGraph-Klonen

Abbildung 34.16 E Einstellungsdialog Dynamics Body Tag für die Kugel

34.2 Rigid Body Dynamics | 569

G Abbildung 34.21 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag eines Geist-Kollisionsobjekts

Geist-Kollisionsobjekt Bevor wir von den festen zu den weichen, sich verformenden Körpern kommen, soll ein spezielles Kollisionsobjekt nicht unerwähnt bleiben, dass ich Ihnen bisher unterschlagen habe. Sie erzeugen es über ein Dynamics Body Tag Geist-Kollisionsobjekt aus dem Menü Tags • Simulations-Tags des ObjektManagers oder indem Sie die Option Dynamisch im Einstellungsdialog des Tags (Abbildung 34.21) auf Geist setzen. Das Kollisionsobjekt nimmt zwar nun keinen direkten Einfluss auf die dynamische Simulation, bekommt aber sehr wohl mit, wenn Kollisionen stattfinden. Dies können Sie dann beispielsweise über ein Dynamics-Node in XPresso auswerten und entsprechende Konsequenzen folgen lassen.

34.3 Soft Body Dynamics

G Abbildung 34.22 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag, Soft Body

570 | 34 Dynamics

Im Gegensatz zu den festen Rigid Bodies sind Soft Bodies Objekte, deren Form sich ändert, sobald Kräfte auf sie einwirken. Aus Dynamics-Sichtweise können Sie sich einen Soft Body als eine Ansammlung von Punkten vorstellen, deren Zusammenhalt durch viele kleine Federn gewährleistet ist. Um aus einem Objekt einen Soft Body zu erzeugen, verwenden Sie analog zu den Rigid Bodies ein Dynamics Body Tag Soft Body aus dem Menü Tags • Simulations-Tags des ObjektManagers. Ein Blick in den Einstellungsdialog des dem Objekt daraufhin zugewiesenen Dynamics Body Tags (Abbildung 34.22) zeigt viel von den Rigid Bodies Bekanntes. Wir konzentrieren uns deshalb an dieser Stelle auf die für die Soft Bodies relevanten Parameter in den Feldern Kollision und Soft Body. Im Feld Kollision sind die Soft Bodies beispielsweise von der Selbstkollision betroffen. Im Gegensatz zu den festen Körpern kommt es bei den weichen Körpern, insbesondere bei Schläuchen oder Fahnen, durchaus vor, dass ein Objekt mit sich selbst kollidiert. Bei nicht aktiver Selbstkollision wären also Durchdringungen die Folge. Die Option Soft Body Form fixieren ermöglicht es, die Verformungen eines Soft-Body-Objekte in ein Rigid Body-Objekt zu übernehmen. Weil sich Rigid Bodies von Soft Bodies ja nur durch die entsprechend angehakte Funktion im Feld Soft Body unterscheiden, können Sie durch das Abschalten der Soft-Body-Eigenschaften die verformte Geometrie festzurren. Über das Feld Soft Body können Sie außerdem entscheiden, ob die Polygone bzw. Linien des Trägerobjekts oder ein vorhandenes Klon-Objekt für die Soft-Body-Struktur sorgen soll.

Wie Sie bereits wissen, speichern die Cinema 4D Dynamics beim Zeitpunkt 0 die Ruhezustände für die dynamischen Objekte ab. Für Soft Bodies können Sie auch eigene Ruhezustände definieren, dazu ziehen Sie das gewünschte Objekt in das Feld Ruhezustand. Wie Sie in Abbildung 34.23 sehen, können Sie für die meisten der Feder-, Form- und Druckparameter des Soft Bodies Maps vorgeben. Dadurch ist es möglich, innerhalb eines Soft Bodies unterschiedliche Materialeigenschaften zu realisieren. Stellvertretend für alle weiteren Maps sehen wir uns in einem einfachen Beispiel an, wie Sie an einem Soft-Body-Objekt unterschiedliche Massen punktgenau anbringen. Da parametrische Objekte keine Punkte für eine Vertex Map besitzen, ist das Objekt natürlich zunächst in ein Polygonobjekt umzuwandeln. Die Punkte-Wichtung kann anschließend entweder direkt mit dem Selektions-Werkzeug oder auch über die direkte Werteeingabe nach Aufruf des Befehls Punkte-Wichtung setzen aus dem Menü Funktionen erfolgen. Der rote Bereich an der Kugel aus Abbildung 34.24 steht für 0 % Einfluss, der hellgelbe Bereich bekommt also 100 % der Masse verliehen. Diese VertexMap der Kugel wird per Drag & Drop in das Feld Massen-Map des Soft-Body-Einstellungsdialogs (Abbildung 34.23) gezogen. Damit wir den Einfluss der Masse an der Soft-Body-Kugel gut erkennen können, besitzt die Kugel eine eigene Masse von 300. Die weiteren Feder- und Form-Parameter ergeben eine sehr weiche, dehnbare Soft-Body-Eigenschaft, die wir uns gleich noch genauer ansehen werden.

Abbildung 34.24 Punkte-Wichtung für die Massen-Map G

Abbildung 34.23 Soft Body mit zugewiesener Massen-Map G

Abbildung 34.25 Unterschiedlich schwere Punkte am Soft Body G

Nach Start per Klick auf den Abspielbutton ziehen die schweren Masse-Punkte die Soft-Body-Kugel so weit nach unten (Abbildung 34.25), dass die Kugel sogar mit dem Boden-Objekt,

34.3 Soft Body Dynamics | 571

Abbildung 34.26 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag, Federn G

natürlich als Kollisionsobjekt angelegt, kollidiert. Nur die in der Vertex-Map mit der Masse 0 definierten Punkte bleiben davon unberührt an Ort und Stelle. Jetzt wollen wir uns die Eigenschaften der Soft-Body-Objekte näher ansehen, die Sie über die Bereiche Federn, Formbewahrung und Druck im Dynamics Body Tag bestimmen können (Abbildung 34.26). Wie bereits erwähnt, ergibt sich der flexible Aufbau eines Soft Bodys durch den Zusammenhang vieler einzelner Federn, die zwischen die Objektpunkte gespannt sind. Die physikalischen Eigenschaften genau dieser Federn legen Sie im Bereich Federn fest. Insgesamt drei Federarten sind dabei für einen Soft Body vorgesehen: Struktur-, Scherungs- und Biegungsfedern. Jede dieser Federarten kann nicht nur separat in ihrer Wirkung eingestellt, sondern auch über eine Map gesteuert werden. Die in den Federn auftretenden Schwingungen können je nach gewünschtem Materialverhalten schnell bzw. eher langsam abklingen. Um dieses Nachfedern wunschgemäß einzustellen, erhöhen bzw. verringern Sie den Parameter Dämpfung für jede Federart. Im Ausgangsstadium wird für jede Feder zum Zeitpunkt 0 die Ruhelänge bestimmt. Über den Ruhelänge-Wert können Sie die Federn auch gleich verkürzen oder verlängern, um die Form des Soft Bodys von Anfang an zu verändern.

Abbildung 34.27 E Unterschiedliche Federhärten

Zur besseren Vergleichbarkeit besitzen die drei Ringe in Abbildung 34.27 alle die gleichen Formbewahrungs- und Druck-Parameter (Abbildung 34.26). Sie unterscheiden sich lediglich in ihren Feder-Werten. Während der rote Soft-Body-Ring während des Aufpralls auf den Boden noch knapp bis zur Hälfte unversehrt bleibt, haben sich die jeweils um die Hälfte reduzierten Federstärken beim

572 | 34 Dynamics

orangen Ring schon bemerkbar gemacht. Die nochmal um die Hälfte verringerten Federhärten beim gelben Ring lassen von der ursprünglichen Form nur noch wenig erkennen. Mit den beschriebenen drei Federarten lassen sich Soft-BodyObjekte schon recht gut realisieren. Allerdings ist allein mit den Federn noch keine echte Formstabilität gegeben. Schließlich sollen weiche Körper auch in der Lage sein, sich nach der Verformung vollständig zu rehabilitieren. Dem trägt der Abschnitt Formbewahrung auf der Seite Soft Body des Einstellungsdialogs (Abbildung 34.28) Rechnung. In dieser Abbildung finden Sie auch schon unseren dafür vorbereiteten Beispielaufbau. Drei schwere Metallkugeln (Rigid Bodies) fallen von oben auf drei Würfel-Soft-Bodies herab. Zur besseren Vergleichbarkeit der Formbewahrungs-Parameter wurden alle Federstärken der drei Würfel-Soft Bodies angeglichen, so dass nur der Formbewahrungs-Wert zum Tragen kommt.

Abbildung 34.28 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag, Formbewahrung G

F Abbildung 34.29 Verschiedene FormbewahrungsHärten

Der blaue Soft-Body-Würfel besitzt mit 80 die höchste Härte und gibt dem Druck der Metallkugel auch nur leicht nach. Während die Kugel beim violetten Würfel (Härte 50) schon ein wenig mehr eintauchen kann, hat sie beim grünen Würfel (Härte 10) leichtes Spiel. Der Volumen-Parameter sorgt für zusätzliche Stabilität, wenn die Federhärten einmal nicht ausreichen sollten. Sehen wir uns zu guter Letzt an, welche Auswirkung der Bereich Druck auf die Soft Bodies haben kann. Auch hierzu dient uns ein eigener Versuchsaufbau, bei dem die drei Soft-Body-Würfel zwischen zwei Schienen gequetscht werden. Alle drei Würfel besitzen identische Federhärten und Formbewahrungs-Parameter. Abbildung 34.30 zeigt den Aufbau der Soft-Body-Würfel und der Schienen im Objekt-Manager. Die beiden Schienen sind mit einem Dynamics Body Tag als Rigid Body integriert und wandern über eine Keyframe-Animation langsam aufeinander zu.

34.3 Soft Body Dynamics | 573

Abbildung 34.30 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag, Druck G

Bevor wir aber die Soft-Body-Würfel malträtieren, sehen wir uns noch kurz die Parameter im Abschnitt Druck an. Mit dem gleichnamigen Eintrag können Sie einen Druck auf die Oberflächen des Soft Bodys ausüben. Bei positiven Werten steigt der Druck von innen an, also bläht sich das Soft Body auf, bei negativen Werten sinkt der Druck, was sich in einem Zusammenziehen des Soft Bodys bemerkbar macht. In unserem Beispiel ist dieser Druck konstant, dafür haben alle drei Soft-Body-Würfel eine unterschiedliche Volumenbewahrung. Mit diesem Parameter verleihen Sie dem Soft Body eine Kraft, die mit dem als Wert angegebenen Nachdruck versucht, in den Ausgangszustand zurückzukehren. Je kleiner dieser Wert, desto weniger Mühe gibt sich das Soft-Body-Objekt, sich an anderer Stelle wieder zu entfalten. Abbildung 34.31 zeigt die Ausgangssituation, die drei Würfel liegen zwischen zwei Metallschienen. In Abbildung 34.32 sind die beiden Metallschienen zueinander gewandert und quetschen die drei Soft-Body-Würfel zusammen. Während sich der blaue Würfel mit einem niedrigen Volumenbewahrungs-Wert von 10 seinem Schicksal nahezu ergibt, leistet der violette Würfel mit einem Wert von 50 schon etwas mehr Widerstand. Der grüne Würfel wehrt sich aufgrund seines Wertes von 100 am tapfersten und hat sich schon fast aus seiner Zwanglage befreit.

G Abbildung 34.31 Soft-Body-Würfel zwischen Rigid-Body-Schienen

Abbildung 34.32 Volumenbewahrung beim Quetschen G

34.4 Kräfte, Federn und Motoren Nachdem wir uns nun ausführlich mit den festen und weichen Körpern sowie deren Eigenschaften befasst haben, kümmern wir uns um die Kräfte, die wir auf sie wirken lassen können. Das

574 | 34 Dynamics

können natürliche Gegebenheiten, wie Gravitation und Reibung, aber auch eigene Anziehungskräfte, Federn und das Drehmoment durch Antriebsmotoren sein. Partikel-Modifikatoren Solange Sie an den Dynamics-Voreinstellungen nichts ändern, herrscht in Cinema 4D mindestens die Gravitationskraft. Das Partikelsystem und Thinking Particles bieten ebenfalls Kräfte und Modifikatoren, mit denen Sie Ihre Simulation gestalten können. Kräfte aus dem Partikelsystem lassen sich auch gezielt statt der globalen Gravitation einsetzen. Der Beispielaufbau in Abbildung 34.33 besteht aus einer Wand von bunten Klötzen, die über ein Klon-Objekt mit gitterförmig arrangierten Quadern entstanden ist. Die Klone stehen exakt Kante zu Kante aufeinander, und auch die gesamte Klon-Wand steht bündig mit dem Boden-Objekt.

Abbildung 34.33 Aufbau der Klon-Wand G

Abbildung 34.34 Wand aus bunten Klon-Quadern F

Startet man die Animation, stürzt die bunte Wand zusammen – zwar hübsch, aber ungewollt und unkontrolliert. Aufgrund der Vielzahl der Klone und der damit verbundenen Kraft- und Kollisionsberechnungen ist bei jeder Simulation irgendwann ein Limit der Genauigkeit erreicht. Nun könnte man den Auslöser des Einsturzes über das Dynamics Body Tag einfach an der ersten Kollision eines Klons festmachen. Trotzdem würden alle anderen Klone danach der Gravitation nachgeben. Besser ist es, die Gravitation über ein eigenes Gravitations-Objekt zu kontrollieren. Dafür muss aber die global herrschende Gravitationskraft deaktiviert sein. In den Projekt-Voreinstellungen im Feld Dynamics (Abbildung 34.35) ist dazu der Parameter Gravitation auf den Wert 0 gesetzt. Das Gravitations-Objekt aus dem Standard-Partikelsystem wird ohne weiteres Zutun von Dynamics erkannt und für die Simulation berücksichtigt. Im Einstellungsdialog des Gravita-

Abbildung 34.35 Deaktivieren der globalen Gravitation über die DynamicsVoreinstellungen G

34.4 Kräfte, Federn und Motoren | 575

Abbildung 34.36 Einstellungsdialog Gravitations-Objekt G

tions-Objekts (Abbildung 34.36) liegen die wichtigen Objektund Abnahme-Parameter, damit die Gravitation nur räumlich begrenzt wirken kann. Die Abnahmeform ist Linear eingestellt und in ihrer Größe mit etwas Spielraum auf die Höhe und Breite der Klon-Wand angepasst. Position und Ausdehnung des Gravitations-Objekts sind im Editor sichtbar, so dass die Gravitation durch Verschieben des Objekts komfortabel gesteuert werden kann (Abbildung 34.37). Die Aktivierung der Option Dynamics: Masse berücksichtigen gewährleistet, dass auch der Modifikator aus dem StandardPartikelsystem mit den über die Dynamics-Funktionalität vergebenen Massen arbeiten kann. Nach dem Start der Simulation fallen die Klon-Reihen, sobald sie von der Gravitationskraft des Objekts erfasst werden, der Reihe nach um (Abbildung 34.38).

G Abbildung 34.37 Gravitations-Objekt am Ausgangspunkt

Abbildung 34.39 Einstellungsdialog Kraft-Objekt 1

G

576 | 34 Dynamics

Abbildung 34.38 Kollision und Einsturz der Klon-Wand G

Kraft-Objekt Das Kraft-Objekt ermöglicht die Anziehung bzw. Abstoßung von Klonen untereinander. Nach der Erzeugung gilt es zunächst für alle vorhandenen Dynamics-Objekte bzw. -Klone. Das KraftObjekt wirkt also nicht auf, sondern in jedem Objekt, dem es zugewiesen wurde. Im Einstellungsdialog des Kraft-Objekts (Abbildung 34.39) sind auf der Objekt-Seite alle verfügbaren Parameter des KraftObjekts aufgelistet. Über den Parameter Stärke regulieren Sie die Stärke der Anziehung bzw. Abstoßung. Ein positiver Wert bewirkt eine Anziehung, ein negativer Wert eine Abstoßung der Objekte untereinander. Der Dämpfungswert sorgt dafür, dass die Kraftwirkung über die Zeit nachlässt, die Objekte sich berühren können und zum Stillstand kommen.

Körper unterschiedlicher Masse verhalten sich unter Krafteinwirkung ebenfalls unterschiedlich. Soll die Masse der Objekte berücksichtigt werden, schalten Sie die zugehörige Option dafür ein. Wie für jede Kraft, kann auch für das Kraft-Objekt eine Abnahme definiert werden. Dynamics-Objekte, die weiter als der angegebene Außenradius voneinander entfernt sind, haben keinerlei Einfluss aufeinander. Die Möglichkeit zum Ein- bzw. Ausschluss der Wirkung von Kraft-Objekten bietet Ihnen das Dynamics Body Tag. Auf der Seite Kräfte seines Einstellungsdialoges (Abbildung 34.40) wählen Sie hier zunächst den Kräftemodus aus. Anschließend ziehen Sie alle Kraft-Objekte, die ihre Wirkung an die Dynamics-Objekte weitergeben sollen, in die Kräfteliste. Dazu wieder ein Beispiel: In Abbildung 34.42 sehen Sie eine Klon-Ebene mit schwarzen und weißen Rigid-Body-Kugeln. Damit die Klone unterschiedliche Kraftverhaltensweisen annehmen können, besitzen sie eigene Dynamics Body Tags (Abbildung 34.40). Zwei Kraft-Objekte sorgen für eine Anziehungskraft für die weißen sowie Abstoßungskräfte für die schwarzen Kugeln. Jede der Kugeln verweist über ihre Kräfteliste auf das ihr zugehörige Kraft-Objekt. Abbildung 34.39 und Abbildung 34.41 zeigen die Parameter der beiden Kraft-Objekte, die sich nur im Vorzeichen beim Parameter Stärke unterscheiden. Nach dem Start der Simulation entfernen sich zunächst die außen liegenden weißen Kugeln von der Klon-Gruppe. Die nach innen bzw. zusammendrängenden schwarzen Kugeln machen längere Zeit nicht für alle Kugeln den Weg frei (Abbildung 34.43). Je nach Stärke der eingestellten Anziehungs- bzw. Abstoßungskraft und Berücksichtung der anliegenden Massen bleiben manche Kugeln eingeschlossen.

Abbildung 34.42 Ausgangssituation der Kraft-Klone

G

G Abbildung 34.40 Einstellungsdialog Dynamics Body Tag, Seite Kräfte

Abbildung 34.41 Einstellungsdialog Kraft-Objekt 2 G

Abbildung 34.43 Animation der Kraft-Klone G

34.4 Kräfte, Federn und Motoren | 577

Feder-Objekt Mit Federn schaffen Sie einen dynamischen Verbund zwischen zwei Objekten. Je nachdem, wie straff oder lose die Feder eingestellt ist, reagiert das angehängte Objekt sofort oder eher träge auf Bewegungen. Um Federn zwischen zwei Objekten zu spannen, verwenden Sie ein Feder-Objekt aus dem Menü Simulieren • Dynamics. In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 34.44) haben Sie die Verknüpfungsfelder komfortabel vor sich, in die Sie die jeweiligen Objekte legen. Mit dem Feder-Objekt können Sie Spiral- und Winkelfedern sowie beide Federtypen in Kombination realisieren. Wie üblich, brauchen auch die per Feder verbundenen Objekte, wenn Sie an der Simulation teilnehmen sollen, ein Dynamics Body Tag.

G Abbildung 34.44 Einstellungsdialog Feder-Objekt

Abbildung 34.45 E Spiral- und Winkelfedern

Für die Verbindung der Federenden mit den Objekten können Sie je nach Objekt und Feder per Auswahlmenü bestimmen, ob eine der Objektachsen, der Massenschwerpunkt, eine Punktselektion und anderes mehr verwendet werden soll. Jede Feder besitzt eine Ruhelänge, bei deren Wert keine Kraftausübung bzw. -übertragung stattfindet. Um diese Ruhelänge nach der Positionierung der Objekte festzusetzen, verwenden Sie den Button Ruhelänge setzen. Außerdem legen Sie die Härte (Federkonstante) und Dämpfung (Reibung) für jede Feder fest. Wie die Feder im Editor erscheint, definieren Sie auf der Seite Darstellung. In den meisten Fällen werden Sie Federn in Kombination mit Konnektoren verwenden, da ja auch eine positionelle Fixierung der dynamischen Objekte gewährleistet sein muss. Motor Mit dem Motor haben wir die typische Antriebskraft bzw. ein Drehmoment, natürlich prädestiniert für alle bewegten mechanischen Konstruktionen. Ein Motor kann linear als Schubkraft

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entlang seiner Z-Achse wirken, aber auch über den Winkel als Drehmoment um seine Z-Achse. In seinem Einstellungsdialog (Abbildung 34.46) legen Sie zunächst diesen Motortyp fest. Analog zu den Verbindungen beim Feder-Objekt haben Sie auch beim Motor zwei Felder, über die Sie zwei Objekte über den Motor miteinander verbinden können. Dabei ist es zwingend erforderlich, dass die beiden Objekte ein Dynamics Body Tag besitzen. Wie Sie im Aufbau des Beispiels in Abbildung 34.46 und auch in der Editor-Ansicht (Abbildung 34.47) sehen, kann auch nur ein einzelnes Objekt durch den Motor angetrieben werden. Das zweite Objekt dient aber auch gleichzeitig der korrekten Abstimmung der Simulation, weil es die physikalische Gegenkraft zur Antriebskraft bildet. Auch der Motor bietet für beide BindungsObjekte die individuelle Bestimmung des Bezugspunkts an.

Abbildung 34.46 Einstellungsdialog Motor-Objekt G

Abbildung 34.47 Antrieb von Zahnrädern über einen Motor F

Über den Modus stellen Sie ein, wie die Motorkraft auf die angetriebenen Objekte wirken soll. Während der Modus Geschwindigkeit regeln gewährleistet, dass nach einer kurzen Beschleunigungsphase die vorgegebene Winkelgeschwindigkeit gehalten wird, hält sich Kraft aufbringen stur an das definierte Drehmoment und dreht je nach Belastung schnell oder langsam. Die Position des Motors in der Szene bzw. in der Baugruppe ist eigentlich nicht relevant, die korrekte axiale Ausrichtung dagegen natürlich schon.

34.5 Konnektoren Konnektoren haben zwei Aufgaben. Zum einen schränken sie die Bewegungsfreiheit von Objekten ein – hier ähneln Sie den Constraints, die Sie aus der Character-Animation kennen. Zum anderen schaffen Sie Verbindungen – zwischen Körpern und Kräften,

34.5 Konnektoren | 579

G Abbildung 34.48 Einstellungsdialog Konnektor

zwischen mehreren Körpern oder auch zwischen Körpern und Konnektoren etc. Im Beispiel in Abbildung 34.47 sind insgesamt drei Konnektoren dafür zuständig, dass die Zahnräder an Ort und Stelle bleiben, dabei aber die Z-Achse zur Rotation freigeben. Da es unterschiedliche Aufgabenstellungen für Konnektoren gibt, bietet Dynamics insgesamt zehn verschiedene KonnektorenTypen an. Vom Scharnier über die Schiene bis hin zur kompletten Radfederung. Das Konnektor-Objekt finden Sie im Menü Simulieren • Dynamics. Damit der Konnektor mit Rigid- und SoftBody-Objekten kooperiert, benötigt er ein Dynamics Body Tag. Die Funktion eines Konnektors entscheidet sich im Einstellungsdialog des Konnektors (Abbildung 34.48). Wieder haben Sie dort zwei Felder zur Verfügung, mit denen Sie die Verbindung dieser Objekte über den Konnektor in Betrieb nehmen. Über die Parameter Referenzachse bestimmen Sie die für die Einschränkung von Drehwinkeln verwendete Ausrichtung. 8 V

6 V

7 V 5 V

9 V 1 V

2 V

G Abbildung 34.49 Die verschiedenen Konnektoren

580 | 34 Dynamics

3 V

4 V

So unterschiedlich die Bauart der Konnektoren sein mag, ihre Aufgaben und damit auch die Einstellungsparameter sind sich relativ ähnlich (Abbildung 34.48). Für jedes verbundene Objekt bestimmen Sie den Bezugspunkt der Bindung, wie Sie es auch vom Feder-Objekt und vom Motor her kennen. Über Kollision ignorieren vermeiden Sie störende Kollisionen der Konnektoren während des Aufbaus. Mit dem FedernWert können Sie dem Konnektor eine interne Federung beim Erreichen seines Winkellimits verleihen. Je nach Konnektortyp haben Sie einen oder auch gleich mehrere Limitierungsparameter für jede Achsausrichtung zur Verfügung.

Sehr häufig kommt das Scharnier 1 (Abbildung 34.49) zum Einsatz, mit dem Sie die Bewegungsfreiheit auf die Rotation um die definierte Achse einschränken. Der Kardan 2 ist im Prinzip eine Kuppelung von zwei Scharnieren (im Fahrzeugbau Wellen bzw. Gelenke), die in Kraftfahrzeugen für die Verbindung von Antriebsachse und Getriebe verwendet wird. Mit dem Kugelgelenk 3 fixieren Sie das Objekt an einen Punkt, um den es sich anschließend ausschließlich rotierend in alle Richtungen bewegen kann. Ein für die menschliche Anatomie bestens geeignetes Kugelgelenk stellt der Konnektor Ragdoll 4 bereit. Die Winkelbeschränkungen lassen sich so einrichten, dass keine unnatürlichen Bewegungen möglich sind. Die Schiene 5 lässt ausschließlich Verschiebebewegungen entlang einer zu bestimmenden Achse zu – vergleichbar mit der Freigabe von nur einer Achse im Editor. Eine Kombination aus Scharnier und Schiene bietet die Drehschiene 6 , sowohl Rotations- als auch Verschiebebewegungen sind an und entlang der vorgegebenen Achse möglich. Fläche 7 und Quader 8 sind weitere Ausprägungen des Schienen-Konnektors. Statt einer Verschiebeachse haben Sie bei der Fläche zwei, beim Quader alle drei Achsen zur Verfügung. Die Radfederung 9 (Abbildung 34.52) kombiniert das Konstrukt aus Feder und Drehschiene. Im Einstellungsdialog des Konnektors (Abbildung 34.51) lassen sich neben den Limits auch die Ruheposition, Härte und Dämpfung der Feder definieren. Fixiert tritt im Editor nur als schwarzer Punkt in Erscheinung und macht weiter nichts, als die miteinander verbundenen Objekte in exakt dieser Stellung zu halten.

G Abbildung 34.50 Einstellungsdialog ScharnierKonnektor

G Abbildung 34.51 Einstellungsdialog RadfederungKonnektor

F Abbildung 34.52 Radfederung-Konnektor im Einsatz

Grundsätzlich sind Konnektoren ganz normale Objekte in Cinema 4D, die Sie auch problemlos verschachteln und – am besten gruppiert – über MoGraph klonen können.

34.5 Konnektoren | 581

34.6 Dynamics-Nodes Trotz allen Komforts, den die Dynamics bieten, ist es manchmal nötig, Objekt-Eigenschaften ereignisbasiert zu steuern – beispielsweise zu einer Kollision. Dafür liegen insgesamt drei DynamicsNodes im X-Pool des XPresso-Editors (Abbildung 34.53) unter System-Operatoren • Dynamics • Allgemein bereit. Abbildung 34.53 Dynamics-Nodes

E

Während sich die beiden Nodes Dynamics Annäherung und Dynamics Kollision in erster Linie mit der Abfrage der angegebenen Ereignisse beschäftigen, haben Sie mit dem Node Dynamics Body Status vollen Zugriff auf die Eigenschaften des jeweiligen Dynamics-Objekts. In jedem Fall muss das per Node angesprochene Objekt ein Dynamics Body Tag tragen. Mit dem Dynamics-Annäherungs-Node fragen Sie ab, ob sich ein bestimmtes Dynamics-Objekt in der Nähe eines bestimmten Punkts befindet. Damit auch die Abfrage von geklonten Objekten funktioniert, können Sie über den Port Objektindex einen einzelnen Klon herausgreifen. Noch weiter geht der Dynamics-Kollision-Node. Hier geben Sie an den Eingangsports an, von welchen Objekten Kollisionen erwartet werden. An den Ausgangsports haben Sie dann Zugriff auf die Eigenschaften, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Kraft und Normalenrichtung, der stattgefundenen Kollisionen. Der Dynamics-Body-Status-Node gibt Ihnen die umfangreichsten Einflussmöglichkeiten auf die Dynamics-Simulation. Über diesen Node können Sie alle wichtigen dynamischen Eigenschaften eines Dynamics-Objekts abfragen (über die Ausgangsports) oder auch gezielt steuern (über die Eingangsports). Beachten Sie dabei aber, dass die Werte, die Sie an die entsprechenden Ports übergeben, auch direkt so vom Dynamics-Objekt übernommen werden. Experimentieren Sie hier mit Vorsicht.

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WORKSHOP

D

Animations-Workshops

Auch bei den Animations-Workshops behandeln wir wieder beide Projekte mit den unterschiedlichsten Bausteinen aus Cinema 4D bzw. dessen Varianten. Zunächst kümmern wir uns um den Käfer, dem wir mit den neuen Charaktervorlagen und -Werkzeugen Leben einhauchen. Anschließend testen wir die Geschicklichkeit des Käfers und lassen ihn auf die unterschiedlichsten Hindernisse los. Im zweiten großen Workshop-Projekt geht es um die Animation des Mondfahrzeugs. Hier kommt Dynamics sehr stark zum Einsatz, aber auch XPresso und Python haben bei der Steuerung und bei den technischen Feinheiten ihren Auftritt.

G Abbildung 1 Ausblenden der störenden Elemente im Objekt-Manager

Projekt 1 : Character-Animation des Käfers Schritt für Schritt: Character-Rig für den Käfer

1 Vorbereitung der Objekte Damit Sie sich voll auf die Arbeit konzentrieren können, blenden Sie die nicht benötigten Elemente über die Ampelschalter im Objekt-Manager (Abbildung 1) vorübergehend aus. Für die Character-Animation des Käfers, speziell für die Beine und Fühler, benötigen Sie polygonale Objekte. Wie Abbildung 2 und 3

G Abbildung 2 Aufbau der Käfer-Objekte

F Abbildung 3 Polygone des Käfers

D Animations-Workshops | 583

zeigen, besteht aber der größte Teil der Käfer-Objekthierarchie noch aus parametrischen Objekten. Bevor Sie diese Objekte in Polygon-Objekte umwandeln, passen Sie die hinterlegten Unterteilungsinformationen noch an.

G Abbildung 5 Auswahl der in Polygone umzuwandelnden Objekte G Abbildung 6 Hierarchie der umgewandelten Objekte

Abbildung 4 Optimieren der Unterteilung der Spline-Objekte

G

Abbildung 7 Selektion der zu verbindenden Objekte

G

584 | D Animations-Workshops

Abbildung 4 zeigt die Anlaufstellen, bei denen Sie testen sollten, wie weit Sie die Anzahl der Zwischenpunkte herabsetzen können, um die generierte Polygonzahl so gering wie möglich zu halten. Versuchen Sie Werte um 30 bzw. 40, erhöhen Sie die Anzahl aber, wenn Sie merken, dass die Qualität der Objekte zu sehr darunter leidet. Mit Ausnahme der beiden Augen können Sie nun alle verbliebenen NURBS-Objekte, also die Mandibeln, die Fühler sowie die Beine (Abbildung 5) über den Befehl Grundobjekt konvertieren bzw. Taste (C) in Polygon-Objekte umwandeln. Die konvertierten Objekte liegen nun jeweils als Gruppe (durch Rundungen und Deckflächen) im Objekt-Manager (Abbildung 6). Die separat vorliegenden Rundungen und Deckflächen haben für uns leider keinerlei Vorteil, deswegen können wir Sie mit dem Haupt-Polygon-Objekt verbinden und dabei den Objekt-Manager etwas aufräumen. Klappen Sie dazu die Hierarchien der neuen Polygon-Objekte auf, und selektieren Sie alle Objekte darin (Abbildung 7). Mit dem Befehl Mesh • Konvertieren • Objekte verbinden + Löschen verbinden Sie nun jede der Polygon-Objektgruppen.

Nach diesem Schritt sind alle Elemente des Käfers zu brauchbaren Polygon-Objekten umgewandelt (Abbildung 8), ohne dass Sie dabei mit Einbußen in der Qualität leben müssen (Abbildung 9). Durch die relativ hohe Unterteilung der neuen PolygonObjekte müssen Sie diese Objekte auch nicht per HyperNURBSKäfig zusätzlich glätten. Der Käfer ist damit ausreichend auf die Animation vorbereitet, so dass wir mit der eigentlichen Erstellung des Character-Rigs loslegen können.

G Abbildung 8 Verbundene Objekt-Gruppen

F Abbildung 9 Vorbereiteter Character

2 Aufbau des Character-Rigs per Charaktervorlage Dank der Charaktervorlagen haben wir ein sehr komfortables Werkzeug, um das immerhin sechsbeinige Character-Rig zuzüglich Fühlern für den Käfer zu erstellen. Ausgangsbasis für jedes über diesen Weg gebaute CharacterRig ist das Charakter-Objekt, das Sie im Menü Charakter (Abbildung 10) finden. Obwohl noch gar nicht feststeht, welche Art von Character animiert werden soll, ist am erzeugten Charakter-Objekt bereits die Laufrichtung des Characters zu erkennen (Abbildung 11). Da unser Käfer bereits in die richtige Richtung zeigt, können wir die weiteren Grundeinstellungen vornehmen. G Abbildung 10 Menü Charakter

F Abbildung 11 Laufrichtung des Characters

D Animations-Workshops | 585

G Abbildung 14 Erzeugen des Thorax

Abbildung 12 Auswahl der Charaktervorlage

G

G Abbildung 13 Anpassen der Charakter-Größe

Im Einstellungsdialog des Charakter-Objekts (Abbildung 12) finden Sie nun alle Optionen und Funktionen, um den Character aufzubauen. Zunächst suchen Sie sich im Bereich Aufbauen der Objekt-Seite die passende Charaktervorlage Insect aus. Trotz dieser Vorgabe ist das Charakter-Objekt von seiner Größe her noch nicht auf die sehr kleinen Maße unseres Käfers vorbereitet. Stellen Sie daher auf der Basis-Seite im Einstellungsdialog des Charakter-Objekts (Abbildung 13) eine zu Ihrem Käfer passende Größe ein. Zurück auf der Objekt-Seite des Einstellungsdialogs (Abbildung 14) können wir mit dem Bau des Charakter-Rigs für den Käfer beginnen. Im Bereich Aufbauen fängt dies mit der Erstellung des Thorax per Klick auf den gleichnamigen Button an. Abbildung 15 zeigt den Thorax in der Editor-Ansicht. Abbildung 15 E Thorax in der Editor-Ansicht

586 | D Animations-Workshops

G Abbildung 16 Erzeugen des Abdomen

Abbildung 17 Reduzieren der Körper-Bones

G

Ausgehend vom bereits erstellten Thorax bieten uns die Komponenten-Buttons nun die Erzeugung des Abdomen, des Kopfes, der Beine etc. an. Auch wenn wir nicht vorhaben, den Körper des Käfers über die enthaltenen Joints zu animieren, bauen wir sie der Vollständigkeit und Flexibilität halber ein. Wählen Sie dazu den Button Abdomen (Abbildung 16), und reduzieren Sie die Anzahl der enthaltenen Bones (Abbildung 17) auf 2. F Abbildung 18 Abdomen mit zwei Bones

Abbildung 18 zeigt den aktuellen Stand des Character-Rigs. Natürlich passen die momentan erzeugten Bestandteile des Aufbaus noch nicht zu unserem Käfer, diese Anpassung nehmen wir erst nach der Erzeugung des Kopfes vor. Hierzu wechseln Sie im Objekt-Manager zurück zur Thorax-Komponente (Abbildung 19) und klicken auf den Button Head.

G Abbildung 19 Erzeugen des Kopfes

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Ausgehend vom Thorax wurde der Kopf-Bone, wie gewünscht, auf die andere Seite des Character-Rigs gesetzt (Abbildung 20). Richten Sie nun die erzeugten Komponenen korrekt aus. Abbildung 20 E Angesetzter Kopf-Bone

Abbildung 21 Justieren der Komponenten

G

Abbildung 22 Verschieben der Komponenten

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Wie der Name schon verrät, müssen Sie hierzu in den Bereich Justieren des Einstellungsdialogs des Charakter-Objekts wechseln (Abbildung 21). Da wir die Komponenten justieren möchten, stellen Sie sicher, dass die Komponenten per Menü als Objekte ausgewählt sind. Die Darstellung der Komponenten im Editor erfolgt nun über gut erreichbare punktförmige Anfasser (Abbildung 22) die Sie, am besten per Achsanfasser, überallhin verschieben können.

G Abbildung 23 Platzieren der Kopf-Komponenten

Fangen Sie am besten beim vordersten Kopf-Anfasser an, und verschieben Sie diesen Punkt in etwa auf die Mitte des Kopfes. Fassen Sie als Nächstes den Kopf-Anfasser für den Hals an (Abbildung 23 und verschieben Sie ihn, wie in der Abbildung gezeigt, zum Halsansatz des Käfers.

588 | D Animations-Workshops

Nachdem die Anfasser des Kopfes positioniert sind, wenden wir uns dem Halsschild zu. Platzieren Sie den Thorax-Hauptanfasser auf dem Ende des Halsschilds, und setzen Sie den AbdomenAnsatz knapp dahinter nach vorne (Abbildung 24). Mit dem mittleren Abdomen-Anfasser ziehen Sie den gesamten Restbereich des Abdomens so weit nach vorne wie nötig (Abbildung 25).

G Abbildung 24 Verschieben des Abdomen-Ansatzes

G Abbildung 25 Verschieben des mittleren Abdomen-Bones

G Abbildung 26 Verschieben des hinteren Abdomen-Bones

G Abbildung 27 Anfasser von Thorax, Abdomen und Kopf

Mit ein paar letzten Anpassungen haben wir dann auch schon die bis jetzt erstellten Komponenten an den Käfer angepasst. Ziehen Sie den hinteren Anfasser des Abdomens per Achsanfasser so weit nach unten, bis er zwischen den Flügeln aufliegt (Abbildung 26). Wechseln Sie nun auch einmal in die Ansicht von oben (Abbildung 27), und überprüfen und korrigieren Sie gegebenenfalls den Stand der einzelnen Komponenten-Anfasser.

D Animations-Workshops | 589

Alle bislang verbauten Komponenten der Thorax-Hierarchie wären damit eingerichtet (Abbildung 28). Bauen wir nun den gesamten Rest der Komponenten des Käfers auf. Dazu schalten Sie wieder in den Bereich Aufbauen des Einstellungsdialogs. Abbildung 28 E Komponenten der ThoraxHierarchie

Abbildung 29 Erzeugen der Beine

G

Als Nächstes steht die Erzeugung der Beine, ausgehend vom Thorax-Überobjekt, (Abbildung 29) an. Damit die Käfer-Beine gleich symmetrisch angelegt und aufgebaut werden, halten Sie die (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste gedrückt, während Sie auf den entsprechenden Button Leg im Einstellungsdialog des CharakterObjekts klicken. Bevor Sie aber die Beine in der Editor-Ansicht korrekt einrichten, blenden Sie noch alle störenden Elemente des Käfer-Objekts aus (Abbildung 30). Hier geht es in erster Linie um die anderen Beinpaare, die beispielsweise in der Ansicht von vorne den Blick versperren würden.

Abbildung 30 Ausblenden der Bein-Objekte

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Abbildung 31 E Symmetrisch erzeugte Bein-Komponenten

Abbildung 31 zeigt das erste symmetrisch erzeugte Beinpaar.Um nicht ständig zwischen den Zuständen Aufbauen und Justieren hin- und herwechseln zu müssen (was speziell bei IK-Hierarchien

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zu leichten Veränderungen führen kann), legen wir bei dieser Gelegenheit auch gleich die beiden anderen Beinpaare sowie die Fühler und Mandibeln an. Achten Sie darauf, bei der Erstellung der beiden noch ausstehenden Beinpaare jeweils die (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste gedrückt zu halten, um auch wirklich Paare zu erhalten. Abbildung 32 zeigt die durchnumierten weiteren Beinpaare des Käfer-Characters im Objekt-Manager, in Abbildung 33 sehen Sie die nunmehr insgesamt drei Beinpaare aus der Editor-Ansicht von oben. Damit die Beinpaare nicht zu nahe beieinanderliegen und bei der weiteren Arbeit stören, verschieben Sie sie aus der Ansicht von oben schon einmal an die richtige Höhe der Oberschenkel (Abbildung 34).

G Abbildung 33 Beinpaare im Editor

G Abbildung 32 Erzeugen der restlichen Beine

G Abbildung 34 Verschieben der Beinpaare auf die korrekte Höhe

Da die Mandibeln und die Fühler (hier: Antenna) keine Unterobjekte des Thorax, sondern des Kopfes sind, müssen Sie zu deren Erstellung die Komponente Head Ihrer Charaktervorlage bemühen. Im zugehörigen Einstellungsdialog bleiben Sie im Bereich Aufbauen und erzeugen ein Fühlerpaar Antenna (IK) bei gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste (Abbildung 34). Nach diesem Schritt präsentieren sich die Fühler als neue Komponenten unterhalb der Kopf-Komponente im Einstellungsdialog des Charakter-Objekts (Abbildung 37). Auch hier wird die Anzahl der zu verwendenden Bones abgefragt. Je nachdem, wie viele Fühlersegmente Sie für Ihren Käfer modelliert haben, setzen Sie hier die entsprechende Anzahl der Bone-Elemente ein. Bedenken Sie allerdings, dass Sie pro Bone einen KomponentenAnfasser für die Justierung erhalten. Mit zunehmender Zahl der Komponenten-Anfasser wird deren Justierung auch mühsamer.

G Abbildung 35 Erzeugen der Fühler

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Abbildung 36 zeigt die paarweise erzeugten Fühler mit insgesamt fünf eingestellten Bones. Wie gut, dass wir die Justierung symmetrisch vornehmen können. Abbildung 36 E Symmetrisch erzeugte Fühler

Abbildung 37 Erzeugen der Mandibeln

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Verschieben Sie auch diese Komponenten der Übersichtlichkeit halber in etwa an die spätere Position am Käfer. Bleiben wir gleich auf Höhe der Kopf-Komponente, wo uns per Button schon die Erzeugung der Mandibeln angeboten wird (Abbildung 37). Wie der Name verrät, handelt es sich hier bereits um ein Mandibelpaar, so dass Sie diesmal auf die (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste bei der Erstellung verzichten können.

Abbildung 38 E Alle Komponenten des KäferCharacters

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Abbildung 39 Ausblenden der Komponenten

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Justieren der Komponenten Jetzt sind alle für den Käfer benötigten Komponenten im Charakter-Objekt aufgebaut (Abbildung 38), so dass wir uns nur noch um deren Justierung kümmern müssen. Um den Überblick bei der Arbeit mit den Komponenten nicht zu verlieren, blenden Sie einfach alle im Moment nicht relevanten Komponenten über den Objekt-Manager aus, und aktivieren Sie den Justieren-Modus für die Komponenten (Abbildung 39).

Da die Justierung der Beine selbstredend für alle drei Paare identisch ist, zeige ich Ihnen in diesem Schritt exemplarisch die Anpassung des mittleren Beinpaares. Die anderen Beinpaare justieren Sie einfach auf die gleiche Art und Weise.

G Abbildung 40 Justierung des Femur-Anfassers

G Abbildung 41 Justierung des Patella-Anfassers

G Abbildung 42 Justierung des Tibia-Anfassers

G Abbildung 43 Justierung des Metarsus-Anfassers

Da wir uns beim Modelling auf die wesentlichen bzw. sichtbaren Körperteile des Käfers konzentriert haben und die Charaktervorlage des Insekts dafür zu aufwendig ausfällt, passen wir die Anfasser einfach an die nicht ausmodellierten Gelenke des Käfers an. In den Abbildungen 40 bis 43 sehen Sie, wie sich die Komponenten ausgehend vom Coxa-Anfasser bis hin zum Metarsus-Anfasser aufbauen. Die Patella-Komponente liegt dabei am Oberschenkel-Gelenk (Abbildung 41), die Metarsus-Komponente (Abbildung 43) sozusagen am Kniegelenk. Da die Komponenten symmetrisch arbeiten, ist es Ihnen überlassen, welche Seite Sie bearbeiten.

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Weiter geht es mit den Füßen des Käfers, den sogenannten Tarsen (Abbildung 44). Achten Sie darauf, dass die Komponente exakt hinter der abgesetzten Verdickung liegt. Die letzten beiden Komponenten bilden den eigentlichen Fuß des Käfers. Die Claw-Komponente (Abbildung 45) positionieren Sie dabei in die Mitte des Fußes, hier wird auch für jeden Fuß ein Kontrollelement für die Animation liegen. Als letzte Komponente setzen Sie die Tarsenspitze an das äußerste Ende des Käferbeins.

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Abbildung 44 Justierung des Tarsus-Anfassers

G Abbildung 45 Justierung des Claw-Anfassers

Abbildung 46 Justierung der Anfasser von oben

G Abbildung 47 Fertig justiertes mittleres Beinpaar

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Nach der Justierung aus der Ansicht von vorne wechseln Sie in die Ansicht von oben (Taste (F2)) und passen die verteilten Komponenten auch noch aus dieser Perspektive an die Beine des Käfers an (Abbildung 46). Um vollen Zugriff auf die weit innen liegenden Komponenten zu haben, blenden Sie während dieser Arbeit am besten auch zeitweise den Körper und die Flügel des Käfers über den Objekt-Manager aus.

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Noch eine letzte Kontrolle aus der Zentralperspektive (Abbildung 47), und wir können uns den anderen Beinpaaren des Käfers widmen. Blenden Sie die Polygon-Objekte der Beine über den ObjektManager paarweise zusammen mit den dazugehörenden Komponenten der Charaktervorlage ein bzw. aus, und justieren Sie die beiden anderen Beinpaare passend zur Anatomie unseres modellierten Käfers (Abbildungen 48 und 49).

G Abbildung 48 Justierung des vorderen Beinpaares

G Abbildung 49 Justierung des hinteren Beinpaares

G Abbildung 50 Justierung der Anfasser von oben

Nachdem die Bein-Komponenten des Käfer-Characters erledigt sind, stehen noch die Fühler und Mandibeln aus. Konzentrieren Sie sich auch hier wieder auf die Justierung jeweils eines Körperteils, und blenden Sie die an dieser Stelle störenden Elemente über den Objekt-Manager aus (Abbildung 51). Arbeiten Sie auch hier zunächst vornehmlich aus einer Editor-Ansicht, und ziehen Sie anschließend die Anpassungen in einer zweiten Perspektive

G Abbildung 51 Fühler- und MandibelKomponenten

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nach. Bei der Justierung der Fühler- und Mandibel-Anfasser geht es in erster Linie darum, die Anfasser – die späteren Joints – an den Ansatzstellen zwischen den einzelnen Gliedern zu positionieren (Abbildungen 52 und 53). Dem äußersten Anfasser der Fühler wird später automatisch ein Kontrollobjekt für die Animation der Fühler-IK spendiert. Nach diesem letzten Justierungsschritt sind alle Komponenten der Charaktervorlage des Insekts an unseren Käfer angepasst (Abbildung 54), so dass wir uns um die Anpassung der Kontrollobjekte kümmern können.

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Abbildung 52 Justieren der Fühler-Anfasser

G Abbildung 53 Justieren der Mandibel-Anfasser

Abbildung 54 Fertig justierte Komponenten

G Abbildung 55 Ansicht der Kontrollobjekte

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4 Justieren der Kontrollobjekte So praktisch die Arbeit mit den bunten Anfassern der Komponenten ist: die eigentliche Ausrichtung der späteren Joints bleibt dabei außen vor. Für den Character selbst ist dies im Prinzip ganz natürlich und sogar erwünscht, nur bei den Kontrollobjekten

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führt das zu etwas unhandlichen Achsausrichtungen (Abbildung 55). Um für die Animation aber möglichst komfortabel mit »sauberen« Winkeln arbeiten zu können, justieren wir einfach auch die Kontrollobjekte etwas nach. Das Charakter-Objekt erleichtert uns dabei die Arbeit, indem es den extra dafür ausgelegten Justierungs-Modus für die Kontrollobjekte anbietet (Abbildung 56). Auch hier können Sie sich auf eine Seite des Käfers konzentrieren, denn auch die Kontrollobjekte für die Charaktervorlagen arbeiten auf Wunsch symmetrisch.

G Abbildung 56 Justieren der Kontrollobjekte

G Abbildung 57 Kontrollobjekt des linken vorderen Beins

G Abbildung 58 Absolute Werte für das Objekt

G Abbildung 59 Zurückgesetzte Winkel

F Abbildung 60 Justiertes Kontrollobjekt

Selektieren Sie das Kontrollobjekt für das linke vordere Bein (Abbildung 57), und lassen Sie sich im Koordinaten-Manager (Abbildung 58) die absoluten Werte für das Objekt anzeigen. Da es sich hier lediglich um das Kontrollobjekt handelt, können wir die anliegenden Winkelwerte unbeschwert einfach auf Null zurücksetzen (Abbildung 59), um anschließend ein gut handhabbares Kontrollobjekt vorliegen zu haben (Abbildung 60).

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Wiederholen Sie diesen Justierungsschritt anschließend für das Kontrollobjekt des hinteren Beins des Käfers, so dass alle wichtigen Kontrollobjekte mit sauberen Winkelwerten bereitstehen (Abbildung 61). M Abbildung 61 E Fertig justierte Kontrollobjekte

Schritt für Schritt: Bindung und Wichtung des Rigs

Abbildung 62 Komponenten des KäferCharacters

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Abbildung 63 Verriegeln des Attribute-Managers

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1 Binden der Käfer-Elemente an das Character-Rig Damit wir den modellierten und texturierten Käfer über das fertig gestellte Character-Rig animieren können, müssen wir die Geometrie des Käfers per Bindung bzw. Wichtung mit dem Rig verknüpfen. Auch hierfür bieten die neuen Character-Tools von Release 13 einen sehr eleganten und einfachen Weg. Für unseren Käfer werden wir neben diesem oft völlig ausreichenden Arbeitsschritt auch andere, für unseren Fall bessere Möglichkeiten der Verbindung zwischen Geometrie und Rig verwenden. Im Bereich Binden des Einstellungsdialogs des CharakterObjekts (Abbildung 62) sehen Sie grundsätzlich alle mit dem erstellten Rig verbundenen Objekte. Wohlgemerkt, es geht hier um das Charakter-Objekt, nicht um dessen einzelne Komponenten. Damit dieses Feld verfügbar bleibt, wenn wir uns aus dem Objekt-Manager die jeweiligen zur Bindung erwünschten Polygon-Objekte heraussuchen, verriegeln Sie den Attribute-Manager über das Schloss-Symbol am rechten oberen Rand (Abbildung 63). Um die Bindung bzw. Wichtung etwas flexibler zu gestalten, werden wir insgesamt zwei Bindungsschritte durchführen, was uns auf diesem Weg auch zwei separate Skin-Deformer beschert. Die Vorzüge dieser Aufteilung lernen Sie gleich kennen, legen Sie zunächst die erste Bindung für die Beine, Fühler und Mandi-

beln an. Selektieren Sie dazu die erwähnten Polygon-Objekte im Objekt-Manager, und ziehen Sie die Objekte in das Objekte-Feld des Bereichs Binden (Abbildung 64).

G Abbildung 66 Wichtung-Tag für den Körper

F Abbildung 65 Binden des Körpers

Abbildung 64 Binden der Beine, Fühler und Mandibeln

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Der Objektgruppe wurde mit diesem Schritt ein Skin-Objekt eingeordnet, das für die Verformung per Character-Rig sorgt. Wir konnten diese Objekte ziemlich sorglos binden, da es bei den Objekten keine Überschneidungen gibt und auch die Zuordnung der Komponenten problemlos funktionieren dürfte. Für das Körper-Polygon-Objekt (Abbildung 65) führen Sie diesen Bindungsschritt jetzt noch einmal separat durch, damit ein zweites Skin-Objekt entsteht. Da sich Körper und Beine des Käfers durchdringen bzw. sehr nahe beieinanderliegen, können Sie auf diese Weise sehr elegant die Einflussbereiche objektspezifisch trennen und unerwünschte Überschneidungen vermeiden. Sehen Sie sich dazu als Erstes den Inhalt des Wichtung-Tags (Abbildung 66) an, das dem Körper-Polygon-Objekt bei der Bindung an das Character-Rig zugewiesen wurde.

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G Abbildung 69 Vorbereiten des WichtungsWerkzeugs

F Abbildung 68 Deaktivieren des HyperNURBSObjekts

Abbildung 67 Einstellungsdialog WichtungsWerkzeug G

Abbildung 70 E Automatisch erzeugte Wichtungen

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Nach Doppelklick auf das Tag öffnet sich der Einstellungsdialog des Wichtungs-Werkzeugs (Abbildung 67) und zeigt im Abschnitt Joints alle dem Objekt zugewiesenen Komponenten. Da wir den Körper nur durch die Kopf-Joints animieren möchten, entfernen Sie einfach alle nicht benötigten Einträge durch den Kontextmenü-Befehl Entfernen (rechte Maustaste). Um die am Polygon-Objekt anliegenden Wichtungen sehen und bearbeiten zu können, müssen Sie zuvor die Glättung durch das HyperNURBS-Objekt im Objekt-Manager deaktivieren (Abbildung 68).

Die nach dem Löschen der nicht benötigten Joints noch verbliebenen Einträge (Abbildung 69) im Wichtungs-Werkzeug werden nun auch in der Editor-Ansicht farbig sichtbar (Abbildung 70). F Abbildung 71 Auftragen der Wichtung

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Wichtung der Joints der Komponenten Wie Sie in Abbildung 70 erkennen, sind die gewichteten Bereiche für eine Animation des Kopfes nicht ausreichend. Setzen Sie die Stärke des Wichtungs-Werkzeugs im zugehörigen Einstellungsdialog auf 100 %, deaktivieren Sie die Option Nur Sichtbare (Abbildung 69), und wichten Sie das vordere, rot hinterlegte Kopf-Joint im Editor für den gesamten Kopf des Käfers (Abbildung 71). Sehen wir uns nun auch einmal die Wichtungen eines Käferbeins an. Öffnen Sie dazu den Einstellungsdialog des WichtungsWerkzeugs, indem Sie doppelt auf das Wichtung-Tag eines BeinPolygon-Objekts (Abbildung 72) klicken. Auch hier haben sich wieder alle relevanten und nicht relevanten Komponenten der Charaktervorlage eingetragen (Abbildung 73). Wenn Sie Lust haben, können Sie hier wieder für jedes Bein die unnötigen Wichtungen löschen, durch die klare Zuordnung haben Sie aber keine störenden Effekte zu befürchten.

G Abbildung 72 Wichtung-Tag des Bein-Objekts

G Abbildung 73 Einstellungsdialog WichtungsWerkzeug

F Abbildung 74 Wichtungen am Bein

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Wer auch für die Beine auf Nummer Sicher gehen möchte, kann sich durch die einzelnen Bein-Joint-Einträge des Einstellungsdialogs klicken und deren Auswirkung auf die Geometrie überprüfen (Abbildung 74). Aufmerksamen Lesern wird sicherlich aufgefallen sein, dass nun zwar alle Extremitäten und auch der Kopf des Käferkörpers mit dem Rig verbunden wurden, der eigentliche Körper, wie auch Halsschild, Flügel und Augen, haben aber noch keinerlei Verbindung zum Character-Rig. Wir werden die Verbindung auch nicht durch gewichtete Joints erstellen, sondern durch die Verknüpfung dieser Objekte mit einem Joint. Dies ist zum einen sehr schnell erledigt, zum anderen auch wirklichkeitsnäher, denn die Chitin-gepanzerten Teile des Käfers sind starr und nicht elastisch.

3 Binden der Augen per Constraint In der Hierarchie des Charakter-Objekts sind bislang nur die Komponenten sichtbar gewesen. Für die korrekte Anbindung an die enthaltenen Unterobjekte ist es aber notwendig, auf diese Objekte im Objekt-Manager zugreifen zu können. Öffnen Sie dazu den Einstellungsdialog des Charakter-Objekts, und schalten Sie auf der Darstellung-Seite die Manager-Darstellung für den Objekt-Manager auf Komponentenhierarchie (Abbildung 75). Abbildung 75 Einstellungsdialog CharakterObjekt G

G Abbildung 76 Aufgeklappte Komponentenhierarchie

G Abbildung 77 Constraint-Tags für die Augen-Objekte

Beginnen wir mit den beiden Kugel-Objekten der Augen. Sie sollten mit dem Kopf-Joint des Käfers verbunden sein, damit sie beim Drehen bzw. Bewegen des Kopfes folgen.

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In der Komponentenhierarchie bietet sich dafür das Kopf-Joint Head_00_int (Abbildung 76) an. Ihm sollen die beiden AugenObjekte untergeordnet werden. Weil wir die funktionierende Komponentenhierarchie nicht zerstören und außerdem die Geometrie des Käfers als Gruppe zusammenhalten möchten, weisen Sie den beiden Augen-Objekten über die rechte Maustaste per Kontextmenü oder auch über das Menü Tags • Charakter Tags des Objekt-Managers ein Constraint-Tag zu (Abbildung 77). Im Einstellungsdialog des Constraint-Tags (Abbildung 78) legen Sie auf der Basis-Seite die Art des Constraints fest. Da wir die beiden Augen-Objekte virtuell als Unterobjekte des Kopf-Joints anlegen möchten, wählen Sie die Option Überobjekt für das Constraint aus. Auf der nun verfügbaren Überobjekt-Seite des Constraint-Tags (Abbildung 79) müssen Sie neben den zu übernehmenden Parametern noch das eigentliche Überobjekt spezifizieren. Übernommen werden sollen Positions- und Winkeländerungen am Überobjekt, deshalb aktivieren Sie beide Optionen. Nun ziehen Sie abschließend das ausgesuchte Joint-Objekt des Kopfes aus der Komponentenhierarchie des Objekt-Managers in das Ziel-Feld des Einstellungsdialogs. Ob das Constraint-Tag korrekt arbeitet, können Sie leicht durch Testen mit dem Käfer feststellen. Selektieren Sie einfach das Kontrollobjekt des Kopfes im Editor (Abbildung 80), aktivieren Sie das Rotations-Werkzeug, und drehen Sie den Kopf des Käfers in alle Richtungen.

G Abbildung 78 Einstellungsdialog Constraint-Tag

G Abbildung 79 Einstellungsdialog Constraint

F Abbildung 80 Test des Constraints

4 Binden des Körpers per Constraint Was bei den Augen des Käfers funktioniert, soll uns nun auch bei der Anbindung des Käfer-Körpers inklusive Halsschild und Flügel weiterhelfen. Hier müssen Sie allerdings nicht so weit in die Komponentenhierarchie des Character-Rigs einsteigen. Die Darstel-

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lung der Komponenten des Charakters reicht für die Zuweisung völlig aus. Stellen Sie im Einstellungsdialog des Charakter-Objekts also der Übersichtlichkeit halber wieder auf die KomponentenDarstellung um (Abbildung 81).

Abbildung 81 Komponenten-Darstellung

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G Abbildung 82 Constraint-Tag für das GeometrieNullobjekt

Abbildung 83 E Einstellungsdialog Constraint-Tag

Die richtige Komponente für die Anbindung des Käfer-Körpers ist in der verbliebenen Liste schnell gefunden: der Thorax. Dieser Körperteil macht jede Bewegung des Käfers mit, so dass wir die Geometrie des Käfers an diese Komponente anbinden können. Weisen Sie dazu dem Geometrie-Nullobjekt des Käfers ebenfalls ein Constraint-Tag über das Kontextmenü mit der rechten Maustaste zu, und wählen Sie auch für dieses Constraint die Option Überobjekt aus (Abbildung 82). Im Einstellungsdialog des Constraint-Tags (Abbildung 83) definieren Sie wie auch schon bei der Augen-Anbindung die Position und die Winkel zur Übernahme. Nun müssen Sie nur noch die Thorax-Komponente aus der Hierarchie des Charakter-Objekts in das Ziel-Feld des Contraint-Tags ziehen.

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Nun sind alle Körperteile des Käfers mit dem Character-Rig verbunden, so dass wir dessen Funktionalität endlich richtig überprüfen können. Wenn Sie im Einstellungsdialog des CharakterObjekts in den Bereich Animation wechseln, haben Sie in der Editor-Ansicht nur noch die Kontrollobjekte vor sich und können die einzelnen Elemente des Käfers ansprechen und ausgiebig testen (Abbildungen 84 und 85). M

G Abbildung 84 Heben des Käferfußes per Kontrollobjekt

G Abbildung 85 Drehen des Käferkopfes per Kontrollobjekt

Schritt für Schritt: Animation des Käfers mit dem CMotionObjekt

1 Erstellung eines Gehzyklus Bevor wir mit der Animation des Käfers mit dem CMotion-Objekt beginnen, stellen Sie sicher, dass alle Kontrollobjekte der Füße und des Kopfes nach dem Testen wieder in ihrer Ausgangsposition sind. Dank der neuen Character-Tools ist es nun nämlich nicht weiter schwer, den Käfer zum Laufen zu bringen. Den ersten Schritt dazu finden Sie im Einstellungsdialog des Charakter-Objekts (Abbildung 86) im Animieren-Bereich. Über den Button Gang erstellen wird unserem Käfer ein zur verwendeten Charaktervorlage passender Standard-Gehzyklus zugewiesen. Dieser Gehzyklus umfasst natürlich alle sechs Beine eines Insekts, so dass wir buchstäblich per Knopfdruck dem Käfer einen funktionierenden Walkcycle verpassen können. Nach besagtem Knopfdruck befindet sich in der Hierarchie des Charakter-Objekts ein automatisch generiertes und zugewiesenes CMotion-Objekt. Auch beim Käfer in der Editor-Ansicht hat sich etwas getan. Er hat eine Startpose für den Gehzyklus eingenommen, den Sie jetzt unbedingt testweise durch den Abspielbutton

G Abbildung 86 Einstellungsdialog CharakterObjekt, Bereich Animieren

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der Animationspalette starten sollten. Wie Sie sehen, machen die Käferbeine bereits die richtigen Bewegungen, allerdings rührt sich der Käfer noch nicht vom Fleck. Abbildung 87 E Startposition für den Gehzyklus

Bevor uns der Käfer aber noch davonläuft, spendieren wir ihm noch ein paar zusätzliche Bewegungsmerkmale, um den Lauf glaubwürdiger zu gestalten.

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Abbildung 88 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Objekt-Seite G

Abbildung 89 Aktion Drehen für den Thorax

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Individualisierung des Gehzyklus Die naheliegendsten Individualisierungsmöglichkeiten im Einstellungsdialog des CMotion-Objekts (Abbildung 88) bieten die Schrittlänge und die Zeit. Reduzieren Sie die Schrittlänge gleich um etwa 1 cm, damit sich der Käfer keine zu großen Schritte beim Laufen vornimmt. Mit dem Parameter Zeit bestimmten Sie, in welcher Zeit der Käfer einen kompletten Gehzyklus durchläuft. Um den Käfer schneller laufen zu lassen, müssen Sie also diesen Wert reduzieren. Im Feld Objekte des Einstellungsdialogs finden Sie hierarchisch aufgegliedert die bereits vorliegenden Bewegungsinformationen für die Kontrollelemente unseres Käfers. Hier haben wir den richtigen Ansatzpunkt, um dem Käfer etwas mehr Charakter zu verleihen. Selektieren Sie den Eintrag Thorax in der Liste der Objekte, und wählen Sie im Menü Aktion den Eintrag Drehen (W.Y) aus (Abbildung 89). Diese zusätzliche Aktion bewirkt, dass sich der Körper des Käfers, ausgehend vom Thorax, in jedem Gehzyklus leicht um die Y-Achse dreht. Um dem bereits bestehenden Gehzyklus diese individuelle Aktion zuzuweisen, klicken Sie auf den Button Zuweisen neben dem Aktion-Menü (Abbildung 91). Ganz unten in der Liste der Aktionen finden Sie den neuen Eintrag angehängt.

Selektieren Sie die Drehen-Aktion in der Liste, um die zugehörigen Parameter im Einstellungsdialog einzublenden. Reduzieren Sie den Drehungswinkel auf 3°, und setzen Sie die Variation für die Drehung auf etwa 20 %. Die Drehbewegung wird dadurch kleiner und etwas zufälliger, so dass die ganze Bewegung natürlicher wirkt. Nach Klick auf den Abspielbutton der Animationspalette können Sie die Auswirkung der zusätzlichen Aktion schön beobachten (Abbildung 90).

G Abbildung 91 Parameter der Aktion Drehen für den Thorax G Abbildung 90 Drehen des Körpers durch die zusätzliche Aktion

Legen wir gleich noch eine weitere zusätzliche Aktion für den Gehzyklus an. Der Körper des Käfers soll sich bei der Gehbewegung nicht nur leicht um die Y-Achse drehen, sondern auch gleichzeitig etwas zur Seite kippen. Die dafür erforderliche Aktion heißt entsprechend Kippen (W.Z) und liegt ebenfalls im Menü Aktion des Einstellungsdialogs (Abbildung 92). Achten Sie darauf, dass wiederum der Thorax des Characters als Ziel für die Aktion ausgewählt ist, und weisen Sie die Kippen-Aktion dem Thorax per Klick auf den ZuweisenButton zu. Die Liste der Gehzyklus-Aktionen wurde nun um die Aktion Kippen (W.Z) erweitert (Abbildung 93). Rufen Sie die zugehörigen Einstellungen auf, indem Sie die neue Aktion in der Liste auswählen. Das Kippen des Käfers zur Seite sollte ebenfalls nicht zu dramatisch ausfallen, um den Gang natürlich und nicht alkoholisiert wirken zu lassen. Ein Wert von 4° bei einer leichten Variation von 10 % reicht. Natürlich ließe sich die Liste der individuellen Aktionen des Gehzyklus noch beliebig erweitern, für unsere Zwecke sollen diese beiden Individualisierungen aber genügen.

G Abbildung 92 Aktion Kippen für den Thorax

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Testen Sie auch diese zusätzliche Aktion für den Käfer, indem Sie einfach auf den Abspielbutton der Animationspalette klicken. Aus der Ansicht von vorne lässt sich sehr schön beobachten, wie der Körper des Käfers bei jedem Schritt, wie gewünscht, zu den Seiten kippt (Abbildung 94). Lassen wir den Käfer nun endlich loslaufen.

Abbildung 93 Parameter der Aktion Kippen für den Thorax

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G Abbildung 94 Kippen des Körpers durch die zusätzliche Aktion

3 Geradeaus-Lauf Die einfachste Art des Laufs besteht im Geradeaus-Lauf, der vom CMotion-Objekt direkt im Menü Gehen des Einstellungsdialogs (Abbildung 95) angeboten wird. Stellen Sie dort den Gehen-Typ Geradeaus ein, und vergeben Sie eine Zeit von 15 Bildern für den Gehzyklus. Blenden Sie das ausgeblendete Boden-Objekt über den Objekt-Manager wieder ein, und reaktivieren Sie auch alle anderen Szenenelemente. Wenn Sie nun auf den Abspielbutton der Animationspalette klicken, setzt sich der Käfer in Bewegung und marschiert langsam (je nach Zeit-Wert auch schnell) vom Nullpunkt zum Bildrand

Abbildung 95 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Objekt-Seite G

Abbildung 96 E Geradeaus-Lauf des Käfers

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(Abbildung 96). Nicht übermäßig spektakulär, aber verglichen mit dem Arbeitsaufwand, den diese kleine Animation vor Cinema 4D Version 13 für jeden Anwender bedeutet hätte, ein extremer Fortschritt. Sehen wir uns an, was das CMotion-Objekt sonst noch alles zu bieten hat.

G Abbildung 97 Rendering des Geradeaus-Laufs

G Abbildung 98 Spline-Pfad als Laufweg für den Käfer

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Lauf entlang eines Spline-Pfads Unser Käfer kann zwar schon laufen, allerdings haben wir noch keinerlei Einfluss darauf, wohin er eigentlich läuft. Eine Möglichkeit bietet sich durch einen selbst erstellten Spline-Pfad, den wir dem Käfer vorgeben. Zeichnen Sie dazu mit dem Freihand-Spline-Werkzeug aus der Ansicht von oben einen beliebig geformten Spline-Pfad in die Editor-Ansicht (Abbildung 98). Setzen Sie im zugehörigen Einstellungdialog (Abbildung 99) den Typ des Spline-Objekts am besten auf B-Spline, so können Sie viele unnötige Pfadpunkte löschen und erhalten einen geschmeidigen, leicht einstellbaren Kurvenverlauf. G Abbildung 99 Einstellungsdialog Spline-Objekt

F Abbildung 100 Spline-Pfad des Laufwegs

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Da das CMotion-Objekt den Pfad nicht für den zeitlichen Ablauf der Animation heranzieht, ist die Einstellung der Zwischenpunkte an dieser Stelle nicht relevant. Wenn der Spline-Pfad für den Laufweg des Käfers Ihren Vorstellungen entspricht (Abbildung 100), müssen Sie ihn im CMotion-Objekt nur noch als Pfad definieren. Dazu stellen Sie im Einstellungsdialog des CMotion-Objekts (Abbildung 101) im Gehen-Menü die Option Pfad ein. In das nun verfügbare Feld Pfad ziehen Sie anschließend den Spline-Pfad für den Käfer (Abbildung 102). Über die Parameter Schrittlänge und Zeit bestimmen Sie weiterhin die wesentliche Abfolge des Käferlaufs, so dass Sie nun bereits durch Klick auf den Abspielbutton der Animationspalette den Käferlauf starten können (Abbildung 103). Abbildung 101 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Objekt-Seite G

Abbildung 102 Definieren des Spline-Pfads als Bewegungspfad

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G Abbildung 103 Lauf des Käfers entlang eines Spline-Pfads

Wie sieht es nun aus, wenn die Oberfläche nicht glatt, sondern hügelig oder gar mit Hindernissen bestückt ist? Auch dafür bietet das CMotion-Objekt sehr komfortable Lösungen.

Abbildung 104 Einstellungsdialog Landschafts-Objekt G

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4 Lauf auf einer Objekt-Oberfläche Um dies zu testen, benötigen wir als Erstes eine hügelige Oberfläche in unserer Szene. Holen Sie sich dazu ein Landschafts-Objekt aus der Palette der Grundobjekte, und gleichen Sie die Maße des Objekts in etwa an die Werte aus Abbildung 104 an. Je nachdem, wie viel Kletterarbeit Sie unserem Käfer zumuten möchten, setzen Sie den Y-Wert der Größe (also die Höhe der Landschaft) eher hoch oder niedrig an. Vergeben Sie eine hohe Segmentierung an die Landschaft, damit genügend Geometrie für die Hügel bereitsteht. Beim Verhältnis der groben zu den feinen Furchen haben Sie natürlich wieder freie Wahl.

Holen Sie sich ein HyperNURBS-Objekt aus der Palette der NURBS-Objekte, und legen Sie das Landschafts-Objekt als Unterobjekt hinein. Da wir für die Größe der Landschaft eine eher kleine Segmentierung gewählt haben, erreichen wir so eine zusätzliche Glättung der Oberfläche. Im Einstellungsdialog des HyperNURBS-Objekts (Abbildung 105) vergeben Sie für Editor und Renderer eine Unterteilung von höchstens 2. Damit auch die Landschaft die Erdtextur vom Boden-Objekt erhält, duplizieren Sie einfach das Textur-Tag durch Ziehen mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste auf das Landschafts-Objekt (Abbildung 106). Wie Sie vielleicht schon bemerkt haben, hat das CMotionObjekt seit der Erstellung des ersten Gehzyklus den Käfer in fester Hand. Um wieder Kontrolle über den Käfer zu erlangen, beispielsweise um ihn an eine von uns gewünschte Stelle auf der Landschaftsoberfläche zu platzieren, deaktivieren Sie einfach das CMotion-Objekt zeitweise über den Objekt-Manager (Abbildung 107). Selektieren Sie nun das Charakter-Objekt über den Hauptanfasser im Editor bzw. über den Objekt-Manager, und setzen Sie den Käfer knapp über der Oberfläche an eine beliebige Stelle in der Landschaft (Abbildung 108). Eine ungefähre Positionierung reicht, denn sobald das CMotion-Objekt wieder die Kontrolle über den Käfer übernehmen darf, setzt sich der Käfer automatisch auf die Oberfläche.

G Abbildung 105 Einstellungsdialog HyperNURBS-Objekt

G Abbildung 106 Textur-Tag für die Oberfläche

G Abbildung 107 Deaktiviertes CMotion-Objekt

F Abbildung 108 Positionieren des Käfers

Die bereits für den Lauf des Käfers vorhandenen Parameter im Einstellungsdialog des CMotion-Objekts können Sie vorerst beibehalten. Sollten Sie später bemerken, dass der Käfer aufgrund unzureichender Schrittlänge Probleme hat, über die Oberfläche zu laufen, können Sie diese Parameter im Bereich Objekt des Einstellungsdialogs jederzeit anpassen.

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Abbildung 109 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Route-Seite G

Auch für den Lauf des Käfers auf der Oberfläche ist das CMotionObjekt hauptverantwortlich. In dessen Einstellungsdialog finden Sie auf der Route-Seite (Abbildung 109) den Bereich Oberfläche, in den Sie das Landschafts-Objekt aus dem Objekt-Manager ziehen. Damit sich der Käfer auch während des Laufens den Steigungen bzw. Senkungen der Oberfläche anpasst, aktivieren Sie die Optionen Hubs anordnen sowie Ziele anordnen. Der Parameter Offset bewirkt, dass der Character um einen bestimmten Betrag versetzt wird, um Überschneidungen mit der Oberfläche zu vermeiden. In der Regel ergibt sich dieser Wert aus der Distanz zwischen dem Y-Wert des Fuß-Joints und der Unterseite der Fußgeometrie. Gegenenfalls testen Sie diesen Wert einfach mit ein paar Durchgängen, für meinen Käfer habe ich einen Versatzwert von 0,2 cm ermittelt. Aktivieren Sie nun wieder das CMotion-Objekt über den Objekt-Manager, und der Käfer setzt sich automatisch in der für das Gelände benötigten Haltung auf die Oberfläche (Abbildung 110).

Abbildung 110 Automatisches Aufsetzen auf der Oberfläche

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Abbildung 112 Palette der Kamera-Objekte

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G Abbildung 111 Rendering des auf der Oberfläche laufenden Käfers

Lassen Sie den Käfer ruhig etwas auf dem Gelände laufen, bevor Sie die eben erstellte Animation noch mit einer Ziel-Kamera verfeinern (Abbildung 112). Damit der Käfer nicht nach kürzester Zeit einfach aus dem Bild läuft, installieren wir eine Kamera, die den Käfer als Ziel vorgegeben bekommt und ihn während des Laufs dann auch nicht mehr aus dem Auge lässt. Suchen Sie sich dazu über die Editor-Ansicht eine gute Ausgangsposition, die den Käfer zum Startzeitpunkt gut erfasst, und erstellen Sie über die Palette der Kamera-Objekte (Abbildung 112)

für diese Kameraperspektive eine Ziel-Kamera. Aus dieser Position (Abbildung 113) soll die Kamera nun dem Käfer auf Schritt und Tritt folgen. F Abbildung 113 Ausgangsperspektive der Kamera

Netterweise hat uns Cinema 4D beim Erstellen dieser ZielKamera auch gleich ein Null-Objekt als vordefiniertes Ziel erzeugt und eingerichtet (Abbildung 114). Wir haben allerdings unser Ziel bereits: den Käfer. Das Ziel-Objekt ist daher überflüssig und kann über den Objekt-Manager einfach gelöscht werden. Aktivieren Sie die neue Kamera über das Kamera-Symbol im Objekt-Manager, damit wir gleich merken, ob die Kamera ihr neues Ziel korrekt erfasst. Da eine Ziel-Kamera im Prinzip nichts weiter ist als eine Kamera mit zugewiesener Ausrichten-Expression, finden wir im zugehörigen Einstellungsdialog (Abbildung 115) die richtige Anlaufstelle, um den Käfer als neues Ziel zu definieren. Klappen Sie dazu das Charakter-Objekt bis zur Thorax-Komponente auf, und ziehen Sie die Komponente als Ziel in das Feld Ziel-Objekt der Ausrichten-Expression. Jetzt sollte die Kamera den Käfer erfasst haben und ihm stetig folgen (Abbildung 116).

G Abbildung 114 Löschen des Kamera-Ziels

G Abbildung 115 Einstellungsdialog AusrichtenExpression

F Abbildung 116 Verfolgen des Käfers mit der Ziel-Kamera

D Animations-Workshops | 613

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Abbildung 117 Hinzuladen der Hindernisse

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Lauf über Hindernisse durch CMotion-Schritte Nun haben wir unserem Käfer schon ziemlich viel zugemutet, ihm dabei aber noch gar keine richtigen Hindernisse in den Weg gestellt. Wie bringen wir den Käfer dazu, im Weg liegende Hürden, wie beispielsweise Steine, zu überwinden? Falls Sie sich keine eigenen Hindernisse erstellen möchten, die Sie dem Käfer in den Weg legen, finden Sie auf der Buch-DVD im Verzeichnis zu diesem Workshop die Datei Steine.c4d. Laden Sie den Inhalt dieser Datei einfach über den Befehl Datei • Hinzuladen zu unserem Workshop-Projekt hinzu (Abbildung 117). Für dieses Arbeitsbeispiel verwende ich der Übersichtlichkeit halber wieder das Boden-Objekt als Untergrund für den Käfer. Natürlich können sie später diesen Hindernislauf auch aus den bisher gezeigten Animationsmethoden mit dem CMotion-Objekt generieren.

Abbildung 118 E Platzierte Hindernisse

Abbildung 119 Einstellungsdialog CMotionObjekt, Schritte-Seite G

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Positionieren Sie die Steine möglichst hinderlich auf dem Untergrund, und versetzen Sie den Käfer durch Rücksetzen über die Animationspalette auf Bild 0 in die Ausgangsposition (Abbildung 118). Da es sich bei den Hindernissen um willkürlich platzierte Objekte handelt, eignen sich Spline-Pfade oder auch Oberflächen für die Überwindung dieser Hürden nicht. Das CMotionObjekt bietet genau für dieses Problem eine Lösung in Form des Schritte-Generators an. Im Grund lassen wir den Käfer nun unbeeindruckt von den Hindernissen loslaufen und backen die jeweiligen Positionen der Füße in kleine Ziel-Objekte, die sogenannten Schritte. Alle Einstellungen und Funktionen hierfür finden Sie im Einstellungsdialog des CMotion-Objekts auf der Schritte-Seite (Abbildung 119). Auf Basis der auf der Objekt-Seite hinterlegten Laufeigenschaften läuft der Käfer nach Klick auf den Button Schritte erstellen

»virtuell« los und erzeugt auf seinem Weg für jeden Schritt die besagten Fußabdrücke als Schritt-Objekte. Diese Schritt-Objekte sind im Prinzip nichts weiter als Null-Objekte, die als Ziele für die Füße des Käfers im CMotion-Objekt hinterlegt sind, und die sich anschließend nach besonderen Bedürfnissen bearbeiten lassen. F Abbildung 120 Vom CMotion-Objekt erzeugte Schritte

Wenn Sie per Klick auf den Button Schritte erstellen die voreingestellten Schritte für den Vorschau-Bereich erzeugt haben, sollte der Boden durch die immerhin sechs Beine des Käfers mit einer Vielzahl von Schritt-Objekten belegt sein (Abbildung 120). Im Objekt-Manager präsentieren sich die produzierten Schritte zusammengruppiert in unterschiedlichen Paketen für jeden Fuß. (Abbildung 121). Die erzeugten Schritt-Objekte können wir nun an die für die Überwindung der Steine geforderten Trittpositionen anpassen. Somit ist etwas Handarbeit angesagt. Blenden Sie das BodenObjekt der Übersichtlichkeit halber über den Objekt-Manager aus, damit Sie die problematischen Schritte leichter identifizieren können. Abbildung 122 zeigt den ersten Problemfall, bei dem der Fuß einfach im Stein versinken würde.

Abbildung 121 CMotion Schritte im ObjektManager G

F Abbildung 122 Anpassen des Schritt-Objekts für den Tritt auf den Stein

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Um das Problem zu beheben, selektieren Sie einfach das SchrittObjekt in der Editor-Ansicht (oder auch über die Hierarchie im Objekt-Manager), wählen Sie das Verschieben-Werkzeug, und versetzen Sie es so weit nach oben, bis der Fuß des Käfers auf dem Stein aufliegen kann. Prüfen Sie durch Starten der KäferAnimation, ob der Schritt richtig platziert ist und bessern Sie gegebenenfalls nach.

Abbildung 123 Korrigieren des Schrittes für den mittleren Fuß

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G Abbildung 124 Korrigieren der Schritte für die linken Füße

Auf diese Weise lassen Sie den Käfer nun nach und nach Schritt für Schritt erledigen und passen gegebenenfalls die Position der problematischen Schritte durch Modifizieren der Position des jeweiligen Schritt-Objekts an (Abbildungen 123 und 124). Wenn diese handwerkliche Fleißarbeit erledigt ist, können Sie den Käfer fast mühelos die im Weg liegenden Hindernisse bezwingen lassen (Abbildung 125), womit wir am Ende des ersten Workshop-Projekts angelangt sind. M Abbildung 125 E Fertiger Hindernislauf des Käfers

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Projekt 2 : Animation des Mondfahrzeugs In diesem Workshop-Teil kommen die unterschiedlichsten Bausteine aus Cinema 4D zum Einsatz. Weil natürlich nicht jeder Cinema 4D-Anwender über die Studio-Version verfügt, stelle ich Ihnen Alternativen vor, mit denen Sie auch mit Prime, Visualize oder Broadcast zu einem ansehnlichen Ergebnis kommen. Zunächst kümmern wir uns deshalb um die Animation des Mondfahrzeugs mit Bordmitteln. XPresso erledigt dabei die Raddrehung des sich an einem Spline-Pfad fortbewegenden LRVs. Außerdem erstellen wir ein Python-Script, um die Komunikationsanlage fortwährend um die eigene Achse zu drehen. Wie sich der Antrieb mit den neuen Dynamics umsetzen lässt, klären wir im nächsten Workshop. Um dabei das Mondfahrzeug nicht einfach sich selbst zu überlassen, sondern steuern zu können, implementieren wir Kontrollen über XPresso. Mit einer Onboard- sowie zwei zusätzlichen Ziel-Kameras wird aus der Fahrt durch das Gelände eine komplette Animation, die wir schließlich mit dem Stage-Objekt zu einem Film verbinden.

G Abbildung 1 Organisation der Kommunikationsanlage im Objekt-Manager

Schritt für Schritt: Animation des Mondfahrzeugs mit XPresso und Python

1 Organisation der beteiligten Objekte Damit wir uns voll auf die Animation konzentrieren können, räumen wir im Objekt-Manager auf und verbinden bislang nur optisch verbundenes Equipment funktionell miteinander. Dazu gehört das Datenkabel der Kommunikationsanlage. Legen Sie es, wie in Abbildung 1 gezeigt, als Unterobjekt des Gelenks der Kommunikationsanlage an. Benennen Sie dabei auch gleich das Gelenk entsprechend um. Auch am Scheinwerfer hängt ein Kabel, schließlich will auch er mit Strom versorgt sein. Suchen Sie sich dazu das zugehörige Kabel für den Scheinwerfer im Objekt-Manager heraus, und legen Sie es als Unterobjekt in das Gelenk des Scheinwerfers (Abbildung 2). Damit auch das Scheinwerferlicht jede Bewegung des Scheinwerfers bei der Animation mitmachen kann, ordnen Sie dieses Licht-Objekt ebenfalls in die Gruppe der Unterobjekte des Scheinwerfergelenks ein. Deaktivieren Sie außerdem dessen Darstellung im Editor, damit uns die Linien des Lichtkegels nicht bei der Arbeit irritieren. Für die Animation des Mondfahrzeugs benötigen wir außerdem nur die wirklich an der Animation beteiligten Elemente im direkten Zugriff. Gruppieren Sie deshalb alle anderen Bestandteile des Mondfahrzeugs mit Ausnahme der Räder, der Kommunika-

G Abbildung 2 Organisation des Scheinwerfers im Objekt-Manager

G Abbildung 3 Gruppieren der nicht benötigten Elemente

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tionsanlage, des Scheinwerfers und der Achse in eine separate Gruppe (Abbildung 3). Prüfen Sie jetzt noch, ob die Achse der zu Gruppen zusammengefassten Räder mittig liegt (Abbildung 4).

Abbildung 4 Angepasste Achse der Rad-Gruppe

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G Abbildung 5 Per Freihand-Spline gezeichneter Pfad

2 Erstellen der Pfad-Animation Nun geht es darum, dem Mondfahrzeug per Spline einen Animationspfad vorzugeben. Weil der Pfad doch etwas individueller ausfallen soll, kommen wir mit den Standard-Splineformen nicht weiter. Zeichnen Sie stattdessen aus der Ansicht von oben (Taste (F2)) einen Freihand-Spline eines Ihren Vorstellungen entsprechenden Fahrtweges auf (Abbildung 5). Dieser Pfad muss noch nicht perfekt sein, wir werden ihn gleich nachbearbeiten. Abbildung 6 Einstellungsdialog Spline-Objekt

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Abbildung 7 E Ausarbeiten des B-Spline-Pfades

Im Einstellungsdialog des Spline-Objekts (Abbildung 6) setzen Sie den Spline-Typ auf B-Spline und lassen ihn schließen. Sie können nun eine Vielzahl an Spline-Punkten löschen und sich dank B-Spline auf einige wenige Kontroll- bzw. Stützpunkte bei der Ausformung des Spline-Pfades konzentrieren (Abbildung 7).

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Da das Mondfahrzeug seit seiner Modellierung auf dem Nullpunkt liegt, deckt sich die vertikale Position des Spline-Objekts bereits mit dem Mondfahrzeug.

G Abbildung 8 Drehen der Achse

G Abbildung 9 Angepasste Achse des Mondfahrzeugs

Allerdings werden Objekte grundsätzlich über ihre Z-Achse an Spline-Pfaden entlang bewegt. Passen Sie, falls nötig, die Achse des Mondfahrzeugs an, indem Sie im Achse-bearbeiten-Modus die Z-Achse in Fahrtrichtung drehen (Abbildungen 8 und 9). Damit das Mondfahrzeug den Pfad gleichmäßig abfährt, ändern Sie die Option Zwischenpunkte in Gleichmässig. Weisen Sie dem LRV-Objekt über das Menü Tags • Cinema 4D Tags im Objekt-Manager eine Auf-Spline-ausrichten-Expression zu. In dessen Einstellungsdialog (Abbildung 10) definieren Sie den Animationspfad als Spline-Pfad.

G Abbildung 10 Einstellungsdialog Auf-Spline-ausrichten-Expression

F Abbildung 11 Mondfahrzeug auf dem Animationspfad

Aktivieren Sie außerdem die Option Tangential, damit das Mondfahrzeug mit seiner Achse der Biegung der Kurven nachgeht. Wie in Abbildung 11 zu sehen, hat es sich gleich nach der

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Zuweisung des Spline-Pfades auf die Anfangsposition des Splines gesetzt. Erstellen wir eine kleine Animation, um das Mondfahrzeug fahren zu lassen. Abbildung 12 E Anpassen der Animationslänge

Abbildung 13 Key für die Position bei Bild 0

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Ändern Sie zunächst die Animationslänge über die AnimationsPalette auf mindestens 250 Bilder (Abbildung 12), und setzen Sie den grünen Zeitregler auf Bild 0. Über den Einstellungsdialog der Expression nehmen Sie den aktuellen Wert der Position 0 % durch Klick mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste auf das Parameter-Kästchen in einen Keyframe auf (Abbildung 13). Das Ende des Spline-Pfades liegt bei der Position 100 %. Da also dieser Wert bei Bild 250 anliegen soll, brauchen wir dort einen weiteren Keyframe. Schieben Sie den Zeitregler dazu auf Bild 250, ändern Sie den Positionswert im Einstellungsdialog auf 100 % (Abbildung 14), und klicken Sie wieder mit gedrückt gehaltener (Strg)- bzw. (ctrl)-Taste auf das Parameter-Kästchen.

Abbildung 14 Key für die Position bei Bild 250

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Abbildung 15 E Animation des Mondfahrzeugs

Wenn Sie die fertige Animation nun durch Klick auf den Abspielbutton in der Animations-Palette starten, fährt unser Mondfahrzeug brav den vorgegebenen Spline-Pfad ab (Abbildung 15). Leider drehen sich die Räder nicht mit, aber das werden wir gleich beheben.

Abbildung 16 Null-Objekt für XPresso-Expression

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3 Animation der Räder mit XPresso Die Drehung der Räder soll eine XPresso-Expression für uns bewerkstelligen. Der Übersichtlichkeit halber erzeugen Sie als Träger ein neues Null-Objekt. Weisen Sie ihm einen klaren Namen und über das Objekt-Manager-Menü Tags • Cinema 4D Tags eine XPresso-Expression zu (Abbildung 16).

Die Drehung der Räder richtet sich nach dem zurückgelegten Weg. Diesen können wir uns aus der Gesamtlänge des Weges bzw. Spline-Pfades und dem Positionswert in der Auf-Spline-ausrichten-Expression ermitteln lassen. Öffnen Sie den XPresso-Editor per Doppelklick auf das Expression-Symbol, und ziehen Sie als Erstes den Spline-Pfad aus dem Objekt-Manager hinein. Wählen Sie am roten Port-Button den Eintrag Objekt als Informationsspender (Abbildung 17).

G Abbildung 17 Spline-Pfad-Node mit Objekt-Port

F Abbildung 18 Spline-Node

Um die gewünschte Längeninformation aus dem Spline herauszulesen, benötigen wir einen Spline-Node, den Sie sich aus dem Kontextmenü mit der rechten Maustaste in den XPresso-Editor integrieren (Abbildung 18).

G Abbildung 19 Länge-Port am Spline-Node

Verbinden Sie den Objekt-Port des Spline-Pfad-Nodes mit dem Objekt-Port des Spline-Nodes, und erzeugen Sie über den roten Port-Button einen Länge-Port als Ausgang (Abbildung 19). Die herausgelesene Länge soll nun mit dem Positionswert der Auf-Spline-ausrichten-Expression verrechnet werden. Ziehen Sie dazu die Expression aus dem Objekt-Manager als Node in den XPresso-Editor (Abbildung 20), und stellen Sie den Positions-

G Abbildung 20 Positions-Port am Auf-Spline-ausrichten-Node

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Parameter am roten Port-Button als Ausgang bereit. Der Positionswert wird als Fließkommazahl zwischen 0 und 1 ausgegeben, deshalb müssen wir Länge und Position nur miteinander multiplizieren, um die zurückgelegte Strecke zu erhalten. Abbildung 21 Mathe-Node

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Abbildung 22 Mathe-Node-Einstellung

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Integrieren Sie sich dazu einen Mathe-Node aus dem Kontextmenü mit der rechten Maustaste in den XPresso-Editor (Abbildung 21), und setzen Sie seine Funktion im Einstellungsdialog des Nodes auf Multiplizieren (Abbildung 22).

Abbildung 23 Y-Wert der Reifengröße für den Radius des Rades G

Abbildung 24 Formel-Node G

Verbinden Sie den Länge-Port des Spline-Nodes und den Positions-Node der Expression mit jeweils einem Eingang des MatheNodes (Abbildung 23). Um die resultierende Drehung für die jeweilige Strecke berechnen zu lassen, benötigen wir zuerst den Radius eines der Räder. Dazu reicht es, den Wert aus dem Port Grösse.Y einer der vier Reifen herauszulesen. Zur eigentlichen Berechnung dient eine Formel, die Sie über den Formel-Node aus dem Kontextmenü mit der rechten Maustaste in den XPresso-Editor integrieren (Abbildung 24).

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Im Einstellungsdialog des Formel-Nodes (Abbildung 25) geben Sie die Formel zur Berechnung des Winkels an. In der Formel wird die zurückgelegte Strecke Wert1 durch den Kreisumfang (Wert2*Pi) geteilt, um den Kreisabschnitt zu ermitteln.

G Abbildung 25 Formel im Formel-Node

F Abbildung 26 Berechnung des Drehwinkels

Um den Formel-Node mit den benötigten Parametern zu versorgen, verbinden Sie die Ports gemäß Abbildung 26. Weil wir für die Einstellung des Winkels aber nicht Grad, sondern Radians benötigen, lassen wir das Ergebnis über einen Winkel-Node (Abbildung 27) für uns umrechnen. F Abbildung 27 Winkel-Node

Verbinden Sie den Ausgangs-Port des Formel-Nodes mit dem Eingangs-Port des Winkel-Nodes (Abbildung 29), und stellen Sie in dessen Einstellungsdialog die korrekte Umwandlung Grad zu Radians ein (Abbildung 28).

G Abbildung 28 Winkel-Node-Einstellung

F Abbildung 29 Anbindung des Winkel-Nodes

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Der Winkel in Abhängigkeit zur zurückgelegten Strecke wäre damit ermittelt, wir müssen ihn nur noch den Rädern zukommen lassen. Ziehen Sie dazu die vier Rad-Objektgruppen als Nodes in das Fenster des XPresso-Editors, und wählen Sie als EingangsPorts jeweils den Pitching-Winkel aus (Abbildung 29). Abbildung 30 E Fertige XPresso-Schaltung für die Räder

Damit dort die berechnete Information einfließen kann, müssen Sie die vier Eingangs-Ports nur noch mit dem Ausgangs-Port des Winkel-Nodes verbinden (Abbildung 30). Abbildung 31 E Test der fertigen XPressoExpression

Die XPresso-Expression wäre damit fertiggestellt und wartet nur darauf, getestet zu werden (Abbildung 31). Nun wäre es auch schön, wenn sich nicht nur die Räder, sondern auch die Kommunikationsanlage drehen würde.

G Abbildung 32 Null-Objekt mit Python-Tag

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4 Rotation der Kommunikationsanlage mit Python Natürlich wäre ein stetig rotierendes Objekt auch mit einer XPresso-Expression machbar. Aber auch mit Python ist dies mit ein paar Zeilen Code erledigt. Als Träger für die Expression verwenden wir ein passend benanntes Null-Objekt (Abbildung 32) und weisen ihm über das Objekt-Manager-Menü Tags • Skript Tags ein Python-Tag zu.

Bevor wir an die Programmierung gehen, suchen wir uns zunächst das Objekt, um das es sich wortwörtlich bei der Python-Programmierung drehen wird, im Objekt-Manager heraus (Abbildung 33). Alle dem Gelenk-Objekt der Kommunikationsanlage untergeordneten Objekte werden sowieso berücksichtigt.

G Abbildung 33 Organisation und Benennung der Kommunikationsanlagen-Elemente

Abbildung 34 Expression-Editor F

Nach Doppelklick auf das Python-Tag begrüßt uns auch schon der Expression-Editor und wartet auf unseren Code (Abbildung 34). Löschen Sie als Erstes die pass-Zeile, damit Sie hier mit der Programmierung beginnen können. Zunächst definieren wir das Element, um das es in unserem Python-Skript gehen soll. Außerdem benötigen wir zu jedem Zeitpunkt der Animation die aktuelle Bildnummer: Schirm_Obj = doc.SearchObject(„Komm_Anlage_Gelenk“) Schirm_Obj = doc.SchirmObj.GetRelRot()

Mit diesen beiden Zeilen lassen wir nach dem Objekt suchen und es in die von uns definierte Variable schreiben. Anschließend wird aus dem Objekt der Rotationswert gelesen. frame = doc.GetTime().GetFrame(doc.GetFps())

Mit dieser Zeile holen wir aus dem vorliegenden Projekt die Zeit ein. Das aktuelle Bild ergibt sich daraus in Abhängigkeit von der Abspielgeschwindigkeit. Der Rotationswert des Signalschirms liegt in der Variablen als Vektor vor. Das stört uns nicht weiter, denn wir können auch mit Vektoren ganz einfach rechnen und den Inhalt ohne Bedenken durchreichen.

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Der Vektor wäre bereits herausgelesen, doch um welche Rotationsachse müssen wir uns eigentlich kümmern? Sehen wir uns das Gelenk-Objekt noch einmal im Editor an (Abbildung 35). Abbildung 35 E Rotationsachse der Kommunikationsanlage

Um die Kommunikationsanlage um die Y-Achse zu drehen, müssen wir deren X-Winkel ändern. Mit jeder Bildnummer soll die Achse ein kleines Stück weiter rotieren. Wenn wir die Bildnummer direkt übergäben, wäre die Rotation viel zu schnell. Deshalb verlangsamen wir die Drehung, indem wir die Zahl des vorliegenden Bildes durch einen passenden Teiler dividieren: Schrirm_vec.x = float(frame/50.0)

Der X-Eintrag der Kommunikationsanlage soll ein Fünfzigstel der aktuellen Bildnummer betragen. float() sorgt für die Umsetzung des Ergebnisses als Fließkommawert. Nun müssen wir den neu berechneten Vektor für die Kommunikationsanlage nur noch als Rotationswert übergeben: Schirm_Obj.SetRelRot(Schirm_vec)

Abbildung 36 Einstellungsdialog Python Tag

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Im Gegensatz zu GetRelRot(), mit dem wir die Rotation herausgelesen haben, können wir über SetRelRot() die Rotation setzen. Damit wäre unser Python-Skript auch schon fertig. Bevor Sie es im Editor ausprobieren, stellen Sie noch im Einstellungsdialog des Python-Tags sicher, dass Sie die Option Bei Bild 0 zurücksetzen aktiviert haben (Abbildung 36). Dadurch wird der Rotationswert der Kommunikationsanlage bei jedem Neustart der Animation auf den Anfangswert zurückgesetzt. Soweit unser kleiner Ausflug in die Welt von Python, jetzt können Sie die Animation nach Belieben testen. In Abbildung 37 sehen Sie das komplette

F Abbildung 37 Fertiges Python-Skript für die Kommunikationsanlage

Python-Skript in voller Länge. Im folgenden Workshop wird die Drehung der Räder über Dynamics erledigt. Dieses Python-Skript bleibt davon unberührt, da es sich ausschließlich an der Bildnummer orientiert. In Abbildung 38 können Sie die fertige Animation begutachten. M

G Abbildung 38 Fertige Mondfahrzeug-Animation

G Abbildung 39 Überblick im Objekt-Manager

Schritt für Schritt: Animation des Mondfahrzeugs mit Dynamics

1

Vorbereitung der beteiligten Objekte Wenn Sie das Mondfahrzeug über Dynamics animieren möchten, benötigen Sie die XPresso-Expression für die Drehung der Räder und auch den Animationspfad nicht mehr.

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Der Überblick im Objekt-Manager (Abbildung 39) zeigt eingefärbt einige Elemente, die Sie für die Dynamics-Animation nicht mehr benötigen. Je nach Bauart Ihres Mondfahrzeugs können Sie auch auf die beiden Achsen verzichten – ich habe ab dieser Stelle auf die Vorderachse verzichtet.

Abbildung 40 Sitz der Rad-Achse aus der Seitenansicht

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G Abbildung 41 Sitz der Rad-Achse aus der Vorderansicht

Prüfen Sie dafür für alle vier Räder noch einmal von der Seiten- und Vorderansicht den korrekt mittigen Sitz der Achse des Rades (Abbildungen 40 und 41). Dynamics kann hier bei leichten Unwuchten sehr empfindlich reagieren und die Fahrt im Mondfahrzeug zu einem Kamelritt werden lassen. Drehen Sie außerdem im Achse-bearbeiten-Modus die Achse des Mondfahrzeugs wieder in die ursprüngliche Stellung zurück (Abbildung 42). Abbildung 42 E Drehen der Achse des Mondfahrzeugs

2

Definition von Kollisionsobjekten und Rigid Bodies Nachdem wir alle Objekte auf die Animation mit Dynamics vorbereitet haben, vergeben wir über Dynamics-Tags die gewünschten Eigenschaften.

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Beginnen wir mit den Rädern, die nicht nur die Verbindung zwischen Mondfahrzeug und Boden herstellen, sondern auch später den Vortrieb umsetzen werden. F Abbildung 43 Menü Simulations-Tags

Selektieren Sie alle vier Rad-Objektgruppen im Objekt-Manager (Abbildung 43), und weisen Sie ihnen über den Befehl Simulations-Tags • Rigid Body des Objekt-Managers vier als Rigid Body eingestellte Dynamics Body Tags zu. Weil die Parameter für alle vier Räder identisch sein müssen, lassen Sie gleich alle vier Tags selektiert, damit wir sie über den Attribute-Manager nur einmal einstellen müssen. Kümmern wir uns gleich um die wichtigen Kollisionseinstellungen (Abbildung 44). Weil auch die Räder aus vielen Einzelteilen bestehen, setzen Sie die Hierarchie analog zum Mondfahrzeug selbst auf eine Zusammengesetzte Kollisionsform. Weder die Behandlung als individuelle Elemente, noch die Selbstkollision ist bei den Rädern relevant. Dafür können wir Dynamics bei der Kollisionsform weiterhelfen. Für Räder ideal und gleichzeitig ressourcenschonend ist die Form Zylinder X-Achse. Setzen Sie die Elastizität auf 30 %, und erhöhen Sie die Reibung auf 500 %. Diese Parameter bewirken zum einen, dass die Räder beim Aufko