3ds max: Animace motýlů v Particle View - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

Navigace:  » Úvodní stránka  » Rubriky  » 3D grafika  

29. prosince 2004, 00.00 | Návod pro začínající a středně pokročilé uživatele. Seznámíte se s pokročilými možnostmi animace hejn nebo rojů objektů pomocí Particle View. Dozvíte se také o některých zajímavých operátorech (Keep Apart, Shape Instance nebo Speed By Icon).

Tento návod si klade za cíl přiblížit další operátory v rámci Particle View. Dozvíte se, jakým způsobem zanimovat například roj motýlů nebo hejno ryb. Vzhledem k tomu, že už je nějakou dobu k dispozici verze 3ds max 7, je zdrojový soubor v této verzi. Pokud však budete postupovat podle návodu i ve starších verzích (particle flow je integrován již od verze 5), dosáhnete stejných výsledků. Návod je určen začínajícím a středně pokročilým uživatelům. Čekají nás postupně tyto kroky:

1/ vytvoříme objekt podobný motýlímu křídlu, který zanimujeme na místě.
2/ Vytvoříme zrcadlovou kopii a v Dope Sheet nastavíme hodnoty tak, aby pohyb připomínal pohyb křídel.
3/ Vytvoříte Particle Flow (PF) Source a v Particle View (PV) nastavíme hodnoty tak, aby instance geometrie motýla nahradili standardní částice a pohybovaly se za animovanou ikonou PF Source. 

Budeme zde potřebovat tyto nástroje:

• Model motýlích křídel
• Zdroj Particle Flow (menu Create > Particles > Particle Flow Source).

Začneme s jednoduchým modelováním. Resetujte 3ds max. V horním pohledu vytvořte pomocí Create > Shapes > Line tvar jako na následujícím obrázku. Pro zaoblené rohy obrysu křídla použijte pr.tl. myši a vybírejte přechody Smooth nebo Bezier podle vlastního uvážení. Na přesném reálném tvaru zde nezáleží.

Na jednotkách také příliš nezáleží. Měřítko lze později nastavit přímo v PV. Aplikujte na uzavřenou křivku modifikátor Extrude (Modifiers > Mesh Editing > Extrude) s hodnotou Amount = 0,1. Dále přistoupíme k animaci křídla. Klepnutím pr.tl. myši na tlačítko Play nastavte délku animace v dialogu Time Configuration na Length = 250 snímků a potvrďte OK.

1/ Nastavení Pivotu. S vybranou křivkou křídla na nejvyšší úrovni v zásobníku (záznam v zásobníku modifikátorů není žlutý, pokud jste si ponechali implicitní barvy po instalaci) klepněte na záložku Hierarchy > Affect Pivot Only a přemístěte pivot podle následujícího obrázku. Nastavíme si tak lokální střed otáčení křídla, podle něhož budeme animovat.

2/ Až budete mít pivot nastaven, klepněte znovu na tlačítko Affect Pivot Only, čímž vystoupíte z módu pro posun pivotu (ztratí fialovou barvu).

3/ Stiskněte tlačítko Auto Key a přesuňte časový posuvník na snímek 1 a s aktivním lokálním souřadnicovým  systémem (výsuvné menu napravo od ikony pro změnu měřítka - Scale) otočte křídlo o hodnotu -45 stupnů podle osy Y (zelená osa na předchozím obrázku). Přesuňte posuvník na snímek 2 a otočte křídlo na druhou stranu na hodnotu (přibližně, můžete zkusit jinou hodnotu) +35 stupňů podle osy Y. Nakonec se přesuňte na třetí snímek a hodnotu nastavte na 0 (čímž se vrátíme do vodorovné polohy křídla). Vypněte tlačítko Auto Key a přehrajte si animaci. Křídlo se rychle otočí nahoru a dolů a pak zůstává v horizontální poloze. Můžete také rychlost pohybu křídla snížit tak, že vytvoříte větší rozestupy mezi snímky. Dále vytvoříme v editoru Dope Sheet smyčku pomocí ovladače Out-of-Range (mimo dosah aktuálně vytvořených klíčů).  

4/ Klepněte tedy na křídlo ve výřezu pr.tl. myši a vyberte možnost Dope Sheet. S vybraným snímkem a záznamem pro rotaci podle osy Y (Y Rotation) jako na dalším obrázku klepněte na menu Controller > Out-of-Range Types... a vyberte typ Loop klepnutím na obě šipky, jak vidíte na dalším obrázku.

Tímto jsme vytvořili smyčku pohybu křídel bez fyzického vytvoření klíčů.

5/ Jako předposlední krok animace křídel bude vytvoření zrcadlové kopie pravého křídla. Vyberte jej a pomocí nástroje Tools > Mirror vytvořte instanci podle osy X, jak ukazuje další obrázek.

 

6/ Klepnutím pr.tl. myši na levé, nově vytvořené křídlo (Line02), vyberte znovu Dope Sheet. Nyní postupným klepáním na klíče u levého křídla pro rotaci podle osy Y (modrý záznam na dalším obrázku) přepište hodnoty na opačné znaménko, hodnotu ponechte stejnou. Tj. například klíč na snímku 1 bude mít hodnotu +45 a klíč na snímku 2 bude mít hodnotu -35, jak vidíte na dalším obrázku.

Přehrajte si animaci, křídla by se měla pohybovat správně, zrcadlově. Z obou křídel vytvořte skupinu (vyberte je obě, klepněte na menu Group > Group). Pokud se Vám zdá pohyb příliš rychlý, stačí v Dope Sheet posunout klíče ob jeden snímek (na předchozím obrázku pro vyznačený záznam Y Rotation).

Dále přistoupíme k animaci ve 3D prostoru pomocí Particle Flow Source.

1/ Z menu Create > Particles > Particle Flow Source vytvořte zdroj někde u motýla, jak ukazuje další obrázek.

Poté vyberte ve výřezu PF Source 01 a v modifikačním panelu klepněte na tlačítko Particle View, obdobným způsobem, jak jsme to provedli v minulém návodu o Blobmesh. Otevře se Vám Particle View, kde v hlavním okně uvidíte PF Source 01 a událost Event 01. Nyní ze skladu operátorů (dolní část okna Particle View) přetáhněte operátory podle následujícího obrázku. Všechny si postupně vysvětlíme i s jejich nastaveními.

Začneme odshora, od globálního operátoru Material Static. To, že jsme ho dali na úroveň PF Source 01 znamená, že všechny další připojené události budou dědit tento materiál. Pokud byste měli více událostí, je zbytečné přidávat ke každé události stejný lokální materiál, když to lze učinit pro všechny najednou na globální úrovni. Pokud si v editoru materiálů otevřete prázdný slot, v němž si vyberete libovolný materiál, stačí jej přetáhnout na tlačítko v Particle View s aktivním operátorem Material Static podle následujícího obrázku.

Tím máme provázaný materiál s animovaným motýlím křídlem. Nyní přejdeme na událost Event 01. Prvním elementem je Birth (Rození částic). U něj je nezbytné zadat pouze množství (Amount) emitovaných částic. Nastavte jej na 20, jak je patrné z následujícího obrázku.

Další operátor Position Icon zajistí plození částic z ikony Particle Flow Source. Pokud byste použili operátor Position Object, mohli byste použít libovolný objekt, který bude představovat emitor těchto částic (například práškující letadlo). U operátoru Position Icon ponechte implicitní hodnoty. Pro názornost a porovnání na dalším obrázku vidíte stav vytvoření PF Source s implicitními operátory.

Namísto operátoru Speed 01 máme v našem případě Speed by Icon, který má zajistit rychlost částic podle rychlosti ikony, která se objeví ve výřezu po aplikování tohoto operátoru. Viz bílá ikona se šipkami na dalším obrázku.

Dalším operátorem je Rotation 01, jehož smyslem je kontrolovat rotaci částic. Namísto metody Random 3D (náhodný pohyb ve 3D prostoru) přiřadíme Speed Space Follow - budou sledovat svůj cíl (ikonu Speed by Icon) a otáčet se v jejím směru pohybu. Také byste měli změnit počáteční orientaci motýlů (možná bude třeba zadat do osy Z otočení o 90 stupňů), jak ukazuje další obrázek.

 

Poslední operátory si vysvětlíme v těchto krocích:

- Shape Instance
- Keep Apart
- Display
- Cache

Shape Instance dokáže namísto částic převzít libovolnou geometrii. V našem případě geometrii motýlích křídel (Group01). Další obrázek je samovysvětlující. Stačí klepnout na tlačítko None a klepnout ve výřezu na geometrii křídel. Můžete změnit i velikost motýlů, pokud se Vám nezdá odpovídající a to pomocí Scale %, který vidíte na dalším obrázku.

Ještě před dalším krokem zanimujte ve výřezu ikonu Speed by Icon, kudy chcete, aby motýli letěli (Stiskněte tlačítko Auto Key, přesuňte se na nenulový snímek, posuňte ikonou Speed by Icon - tj. zelená ikona  na obrázku níže...). Poté si přehrajete animaci, motýli by měli vyletět směrem za ikonou. Motýli ještě nehýbají křídly, proto aktivujte volbu Animated Shape, jak ukazuje předchozí obrázek dole. Ukázku z letu motýlů vidíte na dalším obrázku.

Aby každý z motýlů měl náhodný pohyb křídel (nikoli všichni stejný), aktivujte volbu Random Offset u operátoru Shape Instance, jak ukazuje další obrázek.

Operátor Keep Apart zabraňuje vzájemné kolizi částic (v našem případě geometrie motýlů). To je dosahováno korekcí akcelerace a decelerace částic. Čím vyšší je hodnota Force, tím více budou částice vzdáleny od sebe. Obrázek s nastavením tohoto operátoru vidíte na dalším obrázku.

Akcelerační limit definuje maximální přípustnou hodnotu pro zrychlení (například když částice "dohánějí" ikonu Speed by Icon). Hodnotu můžete snížit na 500, aby byla maximální rychlost snížena.

Vzdálenost, kterou částice dodržují mezi sebou budeme v našem případě definovat pomocí relativní vzdálenosti mezi částicemi - Relative Range to Particle Size.

Core % - Vzdálenost kolem částice udaná jako procentuální hodnota poloměru částice, v níž působí síla Force pro akceleraci a deceleraci. Hodnotu ponecháme na implicitních 200%. V případě geometrie je poloměr měřen od pivotu.

Falloff % - Vzdálenost kolem částice udaná jako procentuální hodnota poloměru částice, která se měří až za (nebo od) hodnotou(y) Core (znamená to, že síla působí radiálně až za hranicí 200% poloměru částice a to tak, že síla klesne na hodnotu 0 v radiální vzdálenosti 100 % poloměru částice). Ještě jednou. Síla pro zabránění mezičásticové kolizi působí ve vzdálenosti 200% poloměru částice. Od této hodnoty (radiální hranice) klesá síla na nulu v další vzdálenosti 100% poloměru.

Pro větší variabilitu můžete přidat nějaké to procento variace (Variation).

Operátor Display umožní vidět instance motýlů přímo ve výřezu, pokud vyberete možnost Geometry, jak ukazuje další obrázek.

Poslední operátor je Cache. V rámci Particle View se jedná spíše o pomocný operátor, který umožní urychlit interaktivní práci ve výřezu. Stačí stisknout tlačítko Update, které vidíte u operátoru Cache na dalším obrázku.

Tím jsme dokončili základní postup pro vytvoření efektu rojů a podobných akcí.

Můžete si prohlédnout ukázku animace nebo načíst zdrojový soubor a prostudovat nastavení. Po načtení souboru bude třeba znovu Updatovat Cache operátor, aby bylo přehrání animace rychlejší. Šlo by spočítané hodnoty uložit se scénou, ta by ale měla kolem 55 Mb.

Tip: Zkuste načíst tuto scénu s motýly do našeho prostředí s modelem hor a animovanou vodou.

Animace motýlů se Vám může zdát poněkud "hladká" a přímočará. Pak doporučuji přiřadit animované ikoně Speed By Icon ovladač Noise Float v Dope Sheet, jak ukazuje další obrázek. Hodnotu Strength byste měli trochu "přestřelit", aby byl pohyb motýlů více nespojitý, jak to v přírodě bývá.