Справка Cinema 4D Cinema 4D Visualize, Broadcast, Studio Динамика Тег тела динамики
Функция доступна в CINEMA 4D Studio
Тег тела динамики

Общие Динамика Взаимодействие Масса Силы Мягкое тело Кеш

Мягкое тело

Мягкое тело в отличии от жёсткого мы можем деформировать. В то время как жёсткое тело представляет собой жёсткий полигональный каркас, который реагирует как единое целое на создаваемое взаимодействие, мягкое тело в свою очередь состоит из различных и маленьких точек (а именно точек объекта), которые являются взаимно связанными на основе используемых пружин. Если к мягкому телу теперь будет приложено определённое усилие, в этом случае оно на основе локального участка угла будет передано для других точек посредством использования для этого усилия пружин. Мягкое тело таким образом, будет реагировать на этот процесс каждой актуальной точкой и вся конструкция на основе этого может оставаться стабильной. Мягкие тела, как правило используются для реализации тел деформации, то есть для объектов, форма которых должна изменяться. Например, мячи или материалы (обратите при этом ваше внимание на улучшенную составляющую MOCCA Clothilde), тонкие полосы металлов и так далее.

В принципе использование сплайнов как мягких тел, также является возможным, но для более простых вещей. Они не функционируют оптимальным образом с коннекторами и поэтому могут использоваться, к примеру, в качестве троса или каната только ограничено. Но если вы намерены реализовать падение сплайна с включенной для него функцией взаимодействия таким образом, чтобы он изменил при этом свою форму, в данном случае мы можем вполне использовать эту функцию.

Сплайны функционируют оптимальным образом если:

При использовании примитива сферы обратите внимание на то, что Тип используемого примитива Икосаэдр при этом функционирует оптимальным образом. Установка Идеальная сфера в данном случае должна быть отключена.

Мягкое тело

Здесь вы определяете:

Положение покоя

Положение покоя обычно представляет собой конструкцию пружин, определяющую их состояние для кадра анимации = 0.

В этом поле возможно использовать последующие положения покоя (копии мягкого тела в менеджере объектов; при этом необходимо аналогичное число точек). Практически это означает, что мягкие тела могут принимать различные формы в определённой последовательности.

Объект (позиция, направление, видимость которого не имеют значения), который расположен в этом поле, может быть деформирован при использовании для этого определённого деформатора. Это состояние можно передавать впоследствии для мягкого тела, которое с определённой степенью амортизации будет перемещено в это новое состояние. Можно назвать этот процесс динамической метаморфозой.

Скорость этого перемещения в новое состояние зависит от установленного значения жёсткости для пружин. Если вы преимущественно назначаете мягкие пружины, в этом случае мягкое тело примет свою новую форму более плавно и медленно. При использовании жёстких пружин это изменение происходит более интенсивно и быстро.

На основе этого параметра мы можем создавать замечательные эффекты!

Карта массы

Обычно общая масса мягкого тела распределяется на все точки объекта равномерно. Если это не желательно, то на основе тега Выделение точек (при этом действительно правило: точки без выделения имеют массу = 0) или Карта вершин вы можете создавать направленно воздействие.

Обратите внимание на то, что точки объекта с массой = 0 являются жёстко фиксированными (мягкие тела состоящие из клонов вы можете создавать при использовании функции Выделение MoGraph).

Различное распределение массы приводит к соответствующему поведению пружин, а также их центров тяжести.

Стабильность

Активная установка использует более стабильный, но при этом и более продолжительный по времени просчёта алгоритм. Вы можете попробовать отключить эту установку. Если ваша симуляция при этом остаётся стабильной, то вам в данном случае просто повезло. Вы можете попробовать повысить значение для параметра Подэтапы, если в вашей сцене отсутствует достаточный уровень стабильности.

Активное положение установки Стабильность приводит к более интенсивному снижению симуляции и кроме этого, мягкое тело значительно быстрее займёт позицию положения покоя.

Пружины

Расположение пружин различного типа. При этом показаны целые пружины только для видимых точек.

Для создания из простого объекта мягкого тела, все точки объекта будут рассмотрены как маленькие массы, которые связаны между собой на основе использования трёх различных типов пружин (впоследствии также называется на основе классических типов пружин). Каждый тип пружины может регулироваться по отдельности при использовании для этого тега Выделение точек или Карта вершин на уровне точек.

Обычно на кадре анимации = 0 все пружины условно считаются в положении покоя. Именно в этом состоянии мягкого тела, все пружины производят усилие = 0 (естественно только в том случае, если значение параметра Длина покоя установлено на 100%). При протекании симуляции, гравитация производит соответствующее воздействие на точки массы, что влечёт за собой деформацию пружин и созданию определенного усилия.

Для объяснения различных типов пружин используется это мягкое тело, которое является жёстко закреплённым слева при использовании для этого коннектора. Как вы видите на изображении, при этом происходит падение мягкого тела на поперечную балку. Обычно при воздействии всех трёх видов пружин можно получить такой эффект (при высоком уровне разбивки поверхности объекта, необходимо значительно усилить интенсивность пружины для получения аналогичного результата).

Структура [0..+∞]
Карта

При этом типе пружин для каждой точки объекта имеется собственная пружина, которая соединяет эту точку с соседней вдоль линии полигона. Соответствующий параметр определяет жёсткость пружины. Чем выше значение жёсткости, тем меньше будет её подвижность. Оптимальным образом можно это увидеть, если пружины структуры являются отключенными (=0):

Пружины с типом Структура прежде всего обеспечивают сохранение внешнего вида мягким телом. На изображении в правой его части вы видите деформацию объекта, так как пружины определяющие структуру просто отсутствуют. При этом полигоны объекта могут изменять свою форму практически в любом направлении.

Затухание [0..+∞%]
Карта

На основе параметра Затухание вы определяете снижение энергии пружин структуры при их деформации. Чем выше это значение, тем быстрее происходит снижение деформации пружины.

При наличии выделения (Выделение точек или Карта вершин) мы можем производить регулировку этого процесса на уровне точек.

Для имеющегося выделения точек действительным является следующее правило:

и для карты вершин в зависимости от индивидуально нанесённого значения:

Предел эластичности [0..+∞%]
Карта

По аналогии с отдельными пружинами происходит пластическая деформация и для пружин структуры (смотрите материал Предел эластичности при растяжении) после достижения ими определённого растяжения. Эта граница растяжения устанавливается на основе параметра Предел эластичности по отношению к значению длины покоя. Значение = 0 отключает пластическую деформацию.

Подробный материал на тему карт вы найдёте в этом разделе.

Поперечная сила [0..+∞]
Карта

Этот вид пружины для 4-х угольных полигонов, производит соединение точек расположенных напротив друг друга и приводит к увеличению жёсткости, исключая при этом возможность складывания полигонов как простого листа бумаги. Соответствующий параметр определяет жёсткость пружины. Чем выше значение жёсткости, тем меньше будет её подвижность.

Оптимальным образом можно это увидеть, если пружины с типом Поперечная сила являются отключенными (=0):

Обратите внимание на деформацию полигонов показанную справа. Отключенные пружины при этом не могут предотвращать параллельное смещение точек.

Затухание [0..+∞%]
Карта

На основе этого параметра вы определяете для пружин Поперечная сила снижение их интенсивности. Чем выше это значение, тем быстрее происходит снижение колебания пружины.

Для карты является действительный материал изложенный в этом разделе.

Изгиб [0..+∞]
Карта

Пружины изгиба в отличии от других типов пружин не являются пружинами с линейной формой. Они представляют собой пружину вращения, которая расположена на каждой точке объекта с целью сохранения граничащих линий поверхности в зависимости от установленной жёсткости. Кроме этого процесс изгиба можно регулировать абсолютно независимо от поведения объекта при процессе растяжения (в ранних версиях динамики < R 11.5 ситуация выглядела иначе. Для них использовались пружины линейного типа, которые постоянно оказывали воздействие при деформации длины для объекта). Соответствующие параметры позволяют назначить жёсткость пружины. Чем выше это значение, тем ниже будет эластичность пружины и выше её жёсткость.

Оптимальным образом мы можем увидеть поведение пружин изгиба в том случае, если они являются в отключенном состоянии (=0).

Как вы видите, не исключается взаимный изгиб полигонов, если пружины изгиба не производят сохранение угла с граничащими полигонами. При использовании соответственной карты вы можете производить назначение участков, на которых мягкое тело будет иметь складки на поверхности геометрии.

Затухание [0..+∞%]
Карта

На основе этого параметра вы определяете снижение усилия, создаваемого на основе пружины. Чем выше это значение, тем быстрее происходит снижение колебания пружины.

На основе параметра Карта и тега (Выделение точек или Карта вершин) вы можете контролировать этот процесс на уровне точек.

Для параметра Карта действительным является материал, изложенный в этом разделе.

Предел эластичности [0..+∞%]
Карта

По аналогии с отдельными пружинами происходит пластическая деформация и для пружин изгиба (смотрите материал Предел эластичности при растяжении) после достижения ими определённого растяжения. Эта граница растяжения устанавливается на основе параметра Предел эластичности по отношению к значению длины покоя. Значение = 0 отключает пластическую деформацию. В зависимости от сцены необходимо регулировать параметр Предел эластичности для пружин изгиба, чтобы сохранить пластическую деформацию мягкого тела.

Подробный материал на тему карт вы найдёте в этом разделе.

Длина покоя [1..+∞%]
Карта

Карта вершин (чем краснее оттенок цвета, тем ниже является в данном случае назначенное значение. То есть тем меньше будет длина покоя для пружины, назначенная на основе параметра Длина покоя).

В состоянии покоя мягкое тело имеет моделированную и неизменённую внешнюю форму. Все пружины расположенные между точками этого объекта имеют их положение покоя (если для параметра Длина покоя вы определили значение = 100). Если происходит старт симуляции, на точки объекта происходит воздействие усилия гравитации, что в свою очередь приводит к их взаимодействию. На основе этого точки объекта смещаются по отношению к соседним точкам, что приводит к созданию усилия на основе используемого типа (типов) пружин (чем интенсивнее происходит деформация пружины по отношению к её состоянию покоя, тем больше усилия использует она для возможности возвращения в первоначальное положение).

На основе параметра Длина покоя мы можем назначить одну длину отличающуюся от 100%. Если значения ниже чем 100%, при этом будет происходить сокращение для соответствующих пружин и при высоких значениях (выше 100%) мы будем наблюдать противоположный процесс — растяжение. Для параметра Карта действительным является материал, изложенный в этом разделе.

Длина разрыва [1..+∞%]
Карта

Происходящий разрыв конструкции клонов на основе их собственного веса.

Если для параметра Мягкое тело вы определили режим как Клоны, в этом случае дополнительно будут показаны эти два параметра. Параметр Длина разрыва определяет процентуальное значение, при котором происходит разрыв пружины.

Параметр Карта предназначен исключительно для объекта Клон с назначенным Режим как Объект. Значения карты в данном случае будут относиться к точкам объекта, на которых производится размещение клонов.

Фиксировать вращение [0..+∞]
Карта

Если для параметра Мягкое тело вы установили активным режим Клоны, в этом случае на основе этого параметра вы можете определить поведение клонов по отношению к их вращению. Низкие значения допускают создание вращения, в то время как высокие значения соответствуют жёстким пружинам вращения.

Для используемых при этом карт действительной является информация, изложенная в этом материале.

Затухание [0..+∞%]
Карта

На основе этого параметра вы определяете процесс потери кинетической энергии для пружин. Чем выше значение этого параметра, тем интенсивнее происходит возврат пружины в начальное состояние и потеря энергии.

Подробный материал на тему карт вы найдёте в этом разделе.

Сохранение формы

Сохранение формы сохраняет общую форму для объекта мягкого тела в зависимости от значения параметра Жёсткость (за исключением незначительного преобразования при локальном взаимодействии).

Функция сохранения формы создаёт копию оригинала для объекта в недеформированном виде и пытается произвести сохранении этой формы в зависимости от значения параметра Жёсткость. Классический вариант с изложенными выше типами пружин склоняется к направлению потери своего первоначального состояния и общей формы, так как каждая точка объекта при использовании пружин «видит» только своего непосредственного соседа. В принципе возможно создаваемые усилия на основе пружин назначать очень высокими, но создаваемая симуляция в данном случае со временем начнем просто терять свою стабильность. Этот нюанс мы можем удалить при повышении значения для параметра Подэтапы но при этом должны учитывать значительно увеличивающееся время просчёта для создаваемой симуляции.

Сохранение формы позволяет производить свой быстрый и стабильный просчёт. Если ситуация требует сохранения первоначальной формы (или только отдельные участки сохранять стабильными на основе используемых выделений), в этом случае эти установки рекомендуется использовать. Они функционируют максимальным образом, если их использовать одновременно со всеми тремя типами пружин (их значения не равны 0, но могут быть снижены до минимального значения).

В меньшей степени сохранение формы подходит как единое целое для объектов с минимальным или практически отсутствующим у них сопротивлением изгибу, к примеру, различные материалы текстильного характера.

Жёсткость [0..+∞]
Карта

Флавио на асфальте. Слева низкое и справа высокое значение для параметра Жёсткость. Показан кратковременный промежуток состояния покоя, пока не произойдёт его амортизация.

На основе параметра Жёсткость вы устанавливаете отклонение точек мягкого тела от внутренней формы оригинала. Это усилие пружины и чем оно ниже, тем пластичнее будут пружины и тем выше будет уровень деформации при взаимодействии объекта с поверхностью. При высоком значении параметра Жёсткость это процесс имеет абсолютно противоположный результат.

Оптимальным образом можно использовать пружинящее свойство жёсткости (исходя из начального значения = 0), к примеру, для реализации эффекта отскока объектов от поверхности мягкого тела. После процесса деформации мягкое тело очень быстро восстанавливает свое первоначальное состояние, а также свою форму.

Для параметра Карта действительным является материал, изложенный в этом разделе.

На основе этого можно устанавливать жёсткими только отдельные участки мягкого тела, по аналогии с последующим примером. Как вы видите, здесь было произведено моделирование покрышки с ободом колеса для самолёта. Покрышка колеса по стандарту должна изменять свою форму, если она расположена на поверхности и не имеет достаточного давления внутри камеры. С этой целью для точек покрышки было произведено назначение значений в непосредственной близости от обода колеса (на правом изображении по периметру покрышки вы видите жёлтую полосу). На этом примере мы видим максимально возможное и ярко выраженное сохранение формы. Мягкое тело покрышки при этом не деформируется в непосредственной близости от обода, а также при этом не происходит пересечение геометрии этих объектов (при этом обод колеса не является объектом мягкого тела).

Стандартные значения для трёх типов пружин. Справа с дополнительно назначенным значением для параметра Жёсткость и используемым параметром Карта

На заметку:
Если вы намерены создать жёсткость для нескольких участков независимо между собой, в этом случае у вас возникли бы проблемы на основе изложенной выше методики, так как при этом исключается их взаимное движение. Альтернативой для этого была бы пружина, со значением параметра Интенсивность = 0 и параметром Связь A с назначенным режимом Выделение точек. Вы используете при этом как бы не по назначению участок сжатия пружины с целью сохранения формы для мягкого тела.

Объём [0..100%]

Если три классических типа пружин не имеют достаточного эффекта и при этом необходим просчёт сохранения формы, в данном случае не исключается «раздувание» (изменение объёма) объекта. Этот эффект вы можете устранить на основе назначения для параметра Объём более высоких и отличных от стандартного значений.

Затухание [0..+∞%]
Карта

Здесь вы можете установить снижение воздействия пружин (от параметра Жёсткость). Чем выше это значение, тем быстрее происходит данный процесс. При использование поля параметра Карта для тегов (Выделение точек или Карта вершин) вы можете управлять этим процессом на уровне точек.

Для параметра Карта действительным является материал, изложенный в данном разделе.

Предел эластичности [0..+∞m]
Карта

По аналогии с отдельными пружинами происходит пластическая деформация пружин, которые используются для сохранения формы, начиная с определённой длины растяжения. Эта дина определяется на основе параметра Предел эластичности по отношению к неизменённой длине покоя. Значение = 0 производит отключение пластической деформации.

Для мягких тел при использовании этой функции возможно реализовывать эффект остаточной деформации.

Подробный материал на тему карт вы найдёте в этом разделе.

Давление

Показанный слева куб будет надут, на основе чего получается форма расположенная на среднем изображении. Справа объект дополнительно имеет тег Выделение точек для параметра Жёсткость

Эти три параметра являются действительными, если объём объекта имеет закрытую форму. Объект будет раздут на основе использования прилагаемого усилия, имеющего направление по аналогии с нормалями поверхности. Это позволяет нам создавать, к примеру объекты на основе других объектов имеющих складки или впадины.

Давление [-∞..+∞]

Параметр Давление как и в реальности является определённым усилием или силой, которая воздействует на каждую поверхность и приводит к раздутию объекта. Положительные значения приводят к увеличению и отрицательные к снижению объёма (вакуума) объекта. Обратите при этом своё внимание на последующий параметр Сохранение объёма, который в зависимости от давления может производить соответствующее воздействие на объект.

Сохранение объёма [0..+∞]

При сжатии мягкого тела объём объекта при высоком сохранении объёма остаётся одинаковым.

Сохранение объёма производит попытку на основе усилия, произвести сохранение объёма покоя на поверхности объекта. Если актуальный объём является большим по сравнению с объёмом покоя, при этом создаваемое усилие будет направлено во внутреннем направлении. При обратном соотношении усилие направлено во внешнем направлении.

Величина этого усилия может определяться на основе этого параметра.

Чем выше это значение, тем интенсивное происходит деформация содержащегося в объекте корпуса. Если вы производите сжатие мягкого тела, оно пытается при этом сохранить этот объём и произвести аналогичное расширение на другом участке.

Без сохранения объёма не исключается возникновение выходящих из под контроля различных видов деформации. Справа мы видим актуальное выделение точек и деформацию объекта на основе параметра Жёсткость.

Затухание [0..+∞%]

На основе этого параметра вы можете снижать уровень деформации объектов, получающихся на основе эффектов давления. Чем выше это значение, тем быстрее происходит процесс снижения колебания.