Справка Cinema 4D Cinema 4D Visualize, Broadcast, Studio Динамика Пружины
Функция доступна в CINEMA 4D Studio
Пружина

Общие Координаты Объект Представление

Свойства объекта

Тип

Линейный

При этом типе между объектами будет расположена прямая пружина. Эти объекты вы можете назначить для соответствующих параметров Объект А и Объект В. Позиция пружины в этом случае не имеет значения (за исключением случая, в котором объект не был определён).

Вращение

Здесь вы можете назначить значение для пружины вращения, то есть такой пружины, которая приводит к созданию крутящегося момента (воздействующего всегда на центр тяжести объекта). Раньше такие пружины применялись при создании часов. Позиция пружины должна соответствовать общему крутящемуся моменту, соответствующему участвующим в этом процессе объектам (к примеру, пружину необходимо расположить на участке коннектора с типом Шарнир, то есть визуальная плоскость пружины должна быть расположена в плоскости вращения).

Линейный и Вращение

При этом режиме оба типа названных выше пружин будут установлены активными.

Объект A

Объект B

Оба поля Объект A/B вы найдёте у следующих динамических объектов:

Эти 3 объекта связывают соответственно два объекта, используя для этого различные способы и методы:

Оба объекта можно перетащить в соответствующие поля Объект А и Объект В.

Если одно из этих полей вы оставите пустым, это означает:

Порядок назначения объектов Объект А и Объект В для типа коннекторов при этом не имеет никакого значения. Исключением из этого правила являются типы коннектора Кукла и Амортизатор.

Для мотора является действительным следующее правило при свободно оставленном поле: по закону физики «действие = противодействию» каждое усилие воздействующее на объект или крутящийся момент, имеют противоположные компоненты на другой объект. Этот принцип будет выполнен, если вы заполните оба поля. Оптимальным примером для этого является вертолёт: ротор при этом приводится в движение мотором и совершает при этом как реакцию на это соответствующее вращение. Одновременно воздействует противодействующий момент вращения на корпус вертолёта. Для компенсации этого воздействия у вертолёта имеется рулевой винт. При его отсутствии корпус вертолёта постоянно вращался бы вокруг вертикальной оси.

Ось ссылки A

Ось ссылки B

Ось ссылки необходима на том участке, где происходит измерение углов. Это соответствует случаю при использовании коннектора с пружиной вращения и соответствующим движением. В обоих случаях движения вращения можно ограничивать на определённый участок. Как коннектор так и пружина при этом должны быть расположены в плоскости вращения.

Коннекторы

Посмотрите более внимательно на это изображение. Коннекторы являются ограниченными по углу вращения и имеют соответствующий упор и указатель упора. Обратите внимание на положение указателя упора и его параллельного расположения в соответствии с осью объекта В. Аналогичное правило является действительным и для упора.

Вы видите, что ось Y объекта при этом не имеет смысла, так как не упор, а также его указатель, не могут произвести выравнивание по этому объекту.

Представьте себе теперь такую ситуацию, что коннектор расположен точно на оси Объекта А. Если для параметра Ось ссылки А вы назначили бы режим Направление к объекту, в этом случае вы просто «сбили бы с толку» коннектор, так как коннектор и объект при этом были бы конгруэнтными. В этом случае необходимо производить назначение одной из осей объекта.

Пружина вращения

Ситуация выглядит аналогичным образом с пружиной вращения: обратите внимание на оба синих окончания пружины и их выравнивание в зависимости от назначенной для этого оси. Ось Y объекта в данном случае также не привела бы к разумным результатам.

Для многих случаев вам ненужно производить изменение для осей ссылки. Только для отдельных случаев это является необходимым, для исключения негативных эффектов, таких как «Gimbal Lock». Представьте себе следующее, коннектор или пружина в отличии от изображения являются на 90° опрокинутыми в одну из сторон. Именно на этом участке угла постоянно проявляется негативный эффект «Gimbal Lock». У вас не будет возникать этих проблем, если используемые коннекторы и пружины вращения вы будете выравнивать в окне редактора (а именно в соответствии с направлением вращения).

Возможно это звучит сложно для начала, но в крайнем случае вы можете решить эту проблему на основе простого метода «попыток и ошибок». При изменении обращайте просто своё внимание на упор и его указатель.

Упор и указатель для различных типов коннектора.

Связь A

Связь B

Поднимающийся вверх аэростат удерживается одним коннектором с различными связями. Центр тяжести на это не имеет влияния.

Везде где усилия передаются на объекты, является важным участок объекта на котором это происходит. К примеру, произведение усилия мотора в центре тяжести, вытекает в прямолинейное движение твёрдого тела (если при этом на это тело не производят дополнительное воздействие другие силы). Если воздействие прилагается за пределами центра тяжести, при этом будет автоматически создан крутящийся момент и объект при этом совершит попытку собственного вращения.

Ситуация выглядит несколько иначе с мягкими телами. Каждая точка такого объекта является связанной с другой точкой на основе пружин. Если усилие приложено только для одной точки, это может привести к негативным результатам. В этом случае является возможным и даже необходимым производить создание усилия для участков со значительной площадью поверхности.

Связь A/B является актуальной для следующих объектов динамики:

Центр тяжести

Для этой установки не имеется дополнительных параметров. Усилие при этом производит воздействие по расположению центра тяжести массы. Для мягких тел это не приводит к дополнительной деформации.

Точка полигона

При выборе этой установки возможно производить определение точки объекта, для которой будет создано усилие. Посредством параметра Участок влияния создаваемое воздействие силы может быть расширено на значительно больший участок поверхности, расположенный по периметру этой точки. Это является актуальным только для мягких тел. При комбинации твёрдых тел с коннекторами, эта установки не имеет влияния.

Выделение точек

Создание усилий является также возможно при использовании соответствующих полей карты для тегов (Выделение точек или Карта вершин). При этом имеются некоторые дополнительные параметры, которые регулируют интенсивность изменения внешнего вида для выделенных точек (или точек с назначенным для них значением).

Индекс [-2147483648..2147483647]

Индекс [-2147483648..2147483647]

Это номер индексации объекта. На основе внутреннего алгоритма программы все точки полигонального объекта получат определённые номера. В окне редактора программы это будет показано интерактивно, если вы произведёте здесь запись значений.

Все точки объекта (но только полигонального объекта) будут показаны в определённой последовательности, используя для этого окно Менеджера структуры.

Карта

Карта

Вы можете в это поле перетащить Тег выделения точек или Тег карты вершин.

Участок влияния [1..1000%]

Участок влияния [1..1000%]

Так как процесс обработки создаваемого воздействия на участке отдельной точки объекта является не совсем простой задачей (очень часто это выглядит не вполне реалистично), при использовании параметра Участок влияния по периметру этой точки мы можем определить участок воздействия, на котором будут приложены силы с линейным ослаблением. При значениях 100% весь каркас будет подвергнут влиянию. При этом точка полигона (или выделение точек) получит значение интенсивности = 100% и точка расположенная на максимальном удалении от этого участка, будет иметь значение = 0%. При низких значениях минимальное число точек будет реагировать на прилагаемое усилие и при значении = 1% только одна точка или одно выделение будут подвержены создаваемому воздействию (при использовании внутреннего механизма защиты, в действительности будут использоваться высокие значения).

С другой стороны низкое значение может иметь смысл, если вы намерены произвести связь значительных участков поверхности (к примеру, мягкие тела по форме пожарного шланга) с конекторами, пружинами или моторами.

Сохранение формы [0..+∞]

Сохранение формы [0..+∞]

Выбранные точки мягкого тела вытягиваются пружиной. В то же время на эти точки падает шар. Справа вверху низкое, а внизу высокое значение для Сохранения формы.

Этим значением Вы можете устанавливать насколько выбранные точки, либо описанная картой вершин геометрия деформируются при воздействии силы. Низкие значения допускают сильную деформацию, тогда как высокие - практические не допускают деформацию.

Затухание [0..+∞%]

Затухание [0..+∞%]

Сохранение формы функционирует на основе пружин, растяжение которых вы можете здесь установить. Низкие значения приводят к более медленному процессу снижения движения по сравнению с высокими значениями.

Влиять на

Как уже было изложено в теме Объект A, существует соотношение "Акция = Реакция" для обоих объектов. Если вы намерены использовать для одного из объектов с физической точки зрения некорректные усилия или крутящийся момент, в этом случае вы можете использовать для этого данное меню.

Длина покоя [0..+∞m]

Угол покоя [-∞..+∞°]

Назначить длину покоя

Назначить угол покоя

Длина покоя пружины определяет собой состояние в котором пружина не создаёт воздействия. При использовании кнопки Назначить длину покоя актуальная длина пружины может быть назначена как длина покоя.

Жёсткость [0..+∞]

Жёсткость [0..+∞]

Жёсткость пружины (в физике известна под названием «модуль упругости») определяет усилие создаваемой пружиной, находящейся в состоянии покоя и её переходе при этом в рабочее состоянии с соответственным изменением длины. Чем выше жёсткость пружины, тем выше сопротивление пружины при её растяжении или сжатии (и тем быстрее происходит её растяжение / сжатие).

Затухание [0..+∞%]

Затухание [0..+∞%]

Каждая настоящая пружина на определённом моменте времени полностью прекратит свою деформацию. Это заключается в актуальном трении внутри материала, из которого состоит пружина. Этот эффект вы можете определить при использовании значения для параметра Затухание. Если значение этого параметра установлено на 0, в этом случае деформация пружины может продолжаться до бесконечности. Чем выше значение этого параметра, тем быстрее пружина будет установлена в положение покоя.

Деформируемые и разрушающиеся пружины

Задаваемые здесь значения относятся к отклонению параметра длины покоя пружины. Аналогично функционируют значения для пружин вращения, но относятся к отклонению параметра угла покоя пружины.

Предел эластичности при растяжении
Значение [0..+∞m]
Предел эластичности при сжатии
Значение [0..+∞m]
Предел эластичности при растяжении
Значение [0..+∞°]
Предел эластичности при сжатии
Значение [0..+∞°]

До того момента, пока пружина растягивается в пределах границ устанавливаемых здесь длины и угла (исходя из значений параметров Длина покоя и Угол покоя), её состояние является эластичным и после исчезновения усилия растяжения (воздействующей на неё силы), она возвращается в исходное положение покоя или угла. При превышении максимальных границ происходит пластическая деформация пружины и после исчезновения усилия она остаётся в деформированном состоянии.

Небольшой пример: у вас имеется пружина со значениями для параметров Длина покоя = 100 cm и Предел эластичности при растяжении = 20 cm. Теперь вы изменяете длину пружина на величину = 150cm. После исчезновения усилия растяжения, пружина возвращается в исходное положение с учётом растяжения 150 cm – 120 cm = 130 cm.

Растяжение обрыва
Значение [0..+∞m]
Давление обрыва
Значение [0..+∞m]
Растяжение обрыва
Значение [0..+∞°]
Давление обрыва
Значение [0..+∞°]

При растяжении / сжатии пружины превышающем установленные здесь значения (исходя из начальных значений параметров Длина покоя и Угол покоя) происходит её физическое разрушение. Кроме этого, её поведение будет аналогом отключенного состояния и физического отсутствия.