Objekt-Eigenschaften

Hardware

Sie können hier auswählen, ob die Simulation auf dem Rechnerhauptprozessor (CPU) oder der Grafikkarte (GPU) berechnet werden soll. Bei hinreichend komplexen Berechnungen (dichtes Mesh, viele Kollisionen) ist die Grafikkarte immer schneller, nur bei sehr simplen Szenen kann die CPU schneller sein.

Beachten Sie auch folgende Limitationen.

Gravitation[-∞..+∞m]

Hiermit stellen Sie die Gravitation - eine in Richtung der negativen Y-Achse gerichteten Kraft - ein. Beachten Sie, dass ebenfalls ein Kraft-Objekt Gravitation (die Kraftwirkung kann hier auch in ihrer Richtung geändert werden) wirken kann. Beide werden dann addiert.

Szenenskalierung[0..+∞m]

In sehr winzigen oder sehr großen Szenen kann es zu merkwürdigem Simulationsverhalten kommen (s.a. Tipps und Tricks), wie z.B. einem “Explodieren” der Szene.

Dieser Faktor übersetzt die CINEMA 4D-Größenverhältnisse in die der zugrundeliegen Simulations-Engine. Halten Sie sich an die einfache Faustregel:

Wenn Sie Objekte durch die Gegend fliegen lassen, die überwiegend 100 CINEMA 4D-Einheiten groß sind, so lassen Sie Szenenkalierung auf "100cm" stehen. Sind die Objekte 1000 Einheiten groß, so geben Sie "1000cm" ein.

Sie müssen diesen Wert sowieso nur ändern, wenn es zu merkwürdigen Verhaltensweisen, also Fehlberechnungen kommt.

Zwischenschritte[1..200]

Dieser Parameter ist ausschlaggebend für die Präzision der Simulation. Je höher die Werte, desto genauer wird gerechnet und desto präziser erfolgt die Kollisionsabfrage (allerdings ist auch die Berechnungszeit größer).

Jedes Animationsbild wird intern zeitlich mit den hier angegebenen Zwischenschritten unterteilt. Für jeden Zwischenschritt wird der Simulationsalgorithmus (Berechnung der Constraint-Wirkung, Objektpunktpositionen und -geschwindigkeiten etc.) komplett durchgerechnet.

Besonders im Falle von Durchdringungen bei hohen Geschwindigkeiten sollten Sie diesen Wert erhöhen. Stellen Sie sich ein schnelles Objekt vor, das mit einem herabhängenden Tuch kollidiert. Angenommen, in Bild 12 ist es links neben dem Tuch und in Bild 13 schon rechts daneben. Cinema 4D würde hierbei keine Kollision feststellen (wenn Zwischenschritte auf 1 stünde). Bei mehreren Zwischenschritten, in denen dann z.B. Bild "12.2" und Bild "12.3" berechnet würden, könnte die Kollision festgestellt und korrekter verarbeitet werden.

Jetzt muss leider ein Nachteil hervorgehoben werden: Zwischenschritte (und nicht nur diese, auch Iterationen) haben einen Einfluss auf die Steifigkeit der zu simulierenden Kleidungsobjekte. Je größer Zwischenschritte/Iterationen, desto steifer - oder anders gesagt, desto genauer, also präziser wird z.B. Biegsamkeit/Dehnbarkeit eingehalten - verhält sich der Stoff.

Vereinfacht gesagt passiert das deswegen: erst bei sehr vielen Zwischenschritten und Iterationen nähert sich das Ergebnis der echten Lösung an. Meistens müssen aus Geschwindigkeitsgründen diese Werte kleiner gestellt werden. D.h. der Solver, der zahllose Constraints berücksichtigen muss, kürzt ab und weicht gegenüber dem echten Ergebnis ab. Diese Abweichung macht sich primär in fehlender Steifigkeit (= gummiartiges Verhalten), aber evtl. auch unpräziserer Kollision etc. bemerkbar.

Hinweis: Sollte es zu vielen Durchdringungen kommen, versuchen Sie zuerst Kollisionsdurchgänge zu erhöhen, bevor Sie das dann mit Zwischenschritten tun. Erstere rechnen schneller.

Beachten Sie, dass es bei sehr hohen Werten (z.B. 200) zu paradoxen Verhaltensweisen kommen kann: anstatt dass die Präzision zunimmt, wird sie schlechter. Der Grund hierfür liegt in der 32-Bit-Rechengenauigkeit der GPU. Probieren Sie stattdessen den nächsten Parameter Iterationen - statt Zwischenschritte - zu erhöhen. Siehe auch Tipps und Tricks für weitere entsprechende Maßnahmen.

Iterationen[1..1000]

Intern wird ein iterativer Algorithmus verwendet, der sich dem mathematisch(!) optimalen Endergebnis (= alle Constraints werden eingehalten) möglichst gut annähert. Iterationen legt dabei fest, wie oft die zahlreich wirkenden Constraints pro Zwischenschritt durchgerechnet werden.

Die praktischen Auswirkungen z.B. auf das Kleidungsverhalten ist: der Stoff wird steifer - weil Constraints besser eingehalten werden.

Höhere Werte können Punktezittern (“Jitter”) zu vermeiden helfen.

S.a. vorherigen Parameter Zwischenschritte, beide Einstellungen sind eng miteinander verküpft und haben ähnliche Wirkungen.

Vermeiden von Punktezittern (“Jitter”)

Die folgenden beiden Einstellungen dienen primär dazu, ein auf kleine Bereiche reduziertes Punktezittern zu reduzieren.

Allgemein kann es auch helfen, Zwischenschritte zu reduzieren und Iterationen zu erhöhen.

Glätteniterationen[0..1000]

Bei den internen Punktberechnungen durch die verschiedenen Constraints, die an diesen “zerren”, kann es zu großen Punktabweichungen kommen, die den Eindruck erwecken können, dass zusätzliche, plötzlich auftretende Impulse wirken.

Mittels Glätteniterationen > 0 werden zusätzliche, mittelnde Berechnungen vorgenommen, wodurch dieser Effekt an Wirkung verliert, es also zu weniger Zittern kommt.

Verwenden Sie diesen Parameter nur, wenn er notwendig ist, da er Nebeneffekte wie etwa sich ändernde Steifigkeiten zur Folge haben kann.

Vor Generatoren simulieren

Wenn Sie feststellen, dass es beim Abspielen einer Simulation mit Generator-Beteiligung zu 1 Bild Verzug (der Generator also zeitlich 1 Bild voraus ist) kommt, so können Sie hier die Option aktivieren, was Besserung bringen sollte. Der Nachteil dabei ist allerdings, dass sich dann aus internen Gründen in anderen Bereichen Verzögerungen um 1 Bild ergeben (z.B. Animationen). In diesem Falle können Sie die Simulation cachen und die Animation z.B. um 1 Bild verschieben.

Dämpfung[0..100%]

Mittels dieses Parameters kann Geschwindigkeit bzw. Energie aus dem System genommen werden. Es sind kleine Werte so bis ca. 3% angeraten. Höhere Werte lassen die Simulation dann zunehmend wie unter Wasser getaucht erscheinen.

Simulationen neigen dazu, gelegentlich zu “explodieren”, dem kann durch vorsichtiges Erhöhen dieses Wertes entgegen gearbeitet werden.

Verbessern der Kollisionserkennung

Die Kollisionsabfrage ist immens wichtig, erstens sieht es unschön aus, wenn es zu Durchdringungen kommt und zweitens: ist das erst mal passiert, haften die durchdrungenen Bereiche zäh aneinander und sind nur noch schwer voneinander zu trennen. Deshalb gibt es im Folgenden eine ganze Reihe von separaten Einstellungen, die nur die Kollision betreffen und schneller berechnet werden können, als alternativ Zwischenschritte und Iterationen hochzusetzen, die sehr rechenzeitintensiv sind und darüber hinaus auch noch wesentliche Eigeschaften wie z.B. die Textilsteifigkeit stark ändern.

Diese Kollisionseinstellungen beziehen sich auf interne Rechenvorgänge und klingen in der Beschreibung kompliziert - und das sind sie auch prinzipiell, obwohl schon möglichst einfach beschrieben. Deshalb sei allgemein geraten, diese Werte bei Kollisionsproblemen vorsichtig zu erhöhen.

Kollisionsdurchgänge[1..1000]

Ein sich schnell bewegendes Textil kollidiert mit einem Zylinder, bei Kollisionsdurchgänge 0 kommt es linker Hand zu Durchdringungen, rechts bei einem Wert von 5 nicht.

Hiermit definieren Sie, wie oft pro Animationsbild eine Kollisionsabfrage vorgenommen wird. Wird eine Kollision erkannt, werden dynamisch und temporär Kollisions-Constraints (deren Präzision mit den nächsten 3 Parametern kontrolliert werden kann) erzeugt, die dann dafür sorgen, dass das Tag-tragende Objekt nicht in andere - oder auch auch seine eigene - Kollisionsgeometrie eindringen kann.

Definieren Sie hier einen Wert von 1, wird am zeitlichen Beginn des Simulationbildes eine Kollisionsabfrage vorgenommen. Die evtl. dabei erzeugten Kollisons-Constraints bleiben bis zur nächsten Kollisionsabfrage erhalten und werden für jeden Zwischenschritt berücksichtig und ausgewertet.

Besonders für schnelle, schnell rotierende oder allgemein nicht geradlinig bewegte Geometrie kann das Hochsetzen dieses Wertes Vorteile bringen. In so gut wie jedem Durchdringungsfall ist das Erhöhen von Kollisionsdurchgänge hilfreich.

Achten Sie darauf, dass Zwischenschritte nicht kleiner als Kollisionsdurchgänge ist, sonst passiert nichts.

Kollisionsdurchgänge Ende[0..10]

Dieser Parameter fügt am zeitlichen Ende des Simulationbildes, bei der eigentlich schon alle neuen Punktepositionen berechnet wurden, zusätzliche Kollisonsabfragen ein. Damit soll verhindert werden, dass existierende Durchdringungen (die dem Algorithmus zunächst durch die Lappen gegangen sind) beim Berechnungsstart des nächsten Simulationbildes vorhanden sind, was sich problematisch auf die Simulation auswirkt. Bei jedem Durchgang werden die dabei neu entdeckten Kollisions-Constraints mehrfach (und zwar so oft wie bei Iterationen definiert) durchgerechnet.

Beachten Sie, dass nur kleine Werte im Bereich von 1-3 einen Nutzen bringen.

Sie könnten alternativ auch Kollisionsdurchgänge hochsetzen, aber Kollisionsdurchgänge Ende ist meist schneller.

Insbesondere auch bei sich bewegenden Kollisionsobjekten kann das Erhöhen von Kollisionsdurchgänge Ende (und auch Durchgänge polieren) zu besseren Ergebnissen führen.

Durchgänge polieren[0..100]

Mittels dieses Parameters werden nur für die vorher von Kollisionsdurchgängen und Kollisionsdurchgängen Ende gefundenen, bereits vorhandenen Kollisions-Constraints noch einmal zusätzliche Iterationen vorgenommen. Auch das hilft, Kollisionen zu vermeiden.

Achten Sie darauf, dass bevor Sie Kollisionsdurchgänge, Kollisionsdurchgänge Ende und/oder Zwischenschritte erhöhen, es erst mit den Werten 5 oder 10 hier bei Durchgänge polieren probieren. Eventuell ist es damit schon getan. Durchgänge polieren lässt sich relativ schnell berechnen.

Andere Einstellungen

Bildbereich Dokument

Bei aktivierter Option läuft die Simulation immer über den gesamten Vorschaubildbereich wie Sie es mittels Vorschau: Min und Vorschau: max (oder interaktiv in der Animationspalette) eingestellt haben. Deaktivieren Sie diese Option, um die Simulationsdauer mit den folgenden beiden Einstellung individuell zu definieren.

Startbild[-2147483648..2147483647]

Endbild[-2147483648..2147483647]

Deaktivieren Sie die vorherige Option, um hier eine individuelle Simulationsdauer einzustellen. Das ist z.B. ganz praktisch, wenn ein schwingendes Seil erst bei Animationsbild 167 mit dem Charakter kollidieren soll - und dann auch erst die Simulation begonnen werden soll.

Elemente

Kräfte

Für die Simulations-Projekteinstellungen gilt: Hier landen alle für eine Simulation relevanten Tags und Objekte bei Neuerzeugung (d.h. diese wirken zunächst szenenweit). Falls Sie diese später explizit einem Simulationsszenen-Objekt zuweisen, wird dieses aus der Liste hier entfernt.

Für das Simulationsszenen-Objekt gilt: Ziehen Sie hier alle Simulations-Tags und -Objekte hinein, die ausschließlich für dieses Simulationsszenen-Objekt wirken soll (s.a. vorherigen Absatz). Mittels der rechts angeordneten Schalter können diese deaktiviert werden.