Krvinky? Ano, krvinky. - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

13. srpna 2009, 00.00 | Poslední dobou čerpám inspiraci z diskuzí a otázek uživatelů. Nejinak tomu je dnes, kdy se opět budeme věnovat otázce animací a to animací částic, které proudí v nějakém řečišti. Například tepnou. A abychom pokryli co největší možnou obec CINEMY 4D, použijeme pro vytvoření relativně obvyklý, i když málo využívaný, modul Thinking Particles.

Nejdříve k oné inspiraci. Jeden z uživatelů dal do diskuze serveru odkaz s dotazem, „jak to ten dotyčný autor vytvořil“. On totiž, autor onoho videa, byl docela vykuk, a aby vypadal ještě o něco výkonněji, snímal jen pracovní editační okno a vše ostatní co si připravil tak nebylo patrné. Ve výsledku pak jen vytvořil model a ten seskládal do připravené hierarchie a ejhle, ono to funguje a divák žasne.

Abychom ale nebyli nespravedliví, video je to vskutku velmi pěkné a prezentuje, velmi zajímavě, možnosti CINEMY 4D, respektive jejích modulů. Nevíme ale kterých a tak si nastíníme cestu za pomoci modulu Thinking Particles, jakkoliv by se dal použít i modul MoGraph. Mimochodem, pořád jsem neudal odkaz na původní video. Najdeme jej zde http://www.youtube.com/watch?v=lYW16lbBWpQ a uvedený dotaz vznesl uživatel GoIIds.

Příprava scény

Co pro scénu krvinek budeme potřebovat? V zásadě jen dvě věci. Krvinku, slovy jednu, a křivku, také jednu. Krvinku vytvoříme jednoduše z krychle, kterou si zmenšíme, upravíme její hloubku ve směru Z a poté si tuto krychli převedeme na polygony. Vybereme si poté obě podstavy, provedeme vytažení uvnitř, následně malé negativní vytažení a vše dáme pod HyperNURBS. Voila, krvinka je hotová.

Materiál je také velmi prostý, až sprostý. Použijeme pro něj volumetrický shader Cheen, který je de facto „svítivý“ a v kanálu Přechody nastavíme barvu krvinky (přičemž zadání odpovídá přechodu Fresnel efektu, vlevo je okraj, vpravo plochy jejichž normály směřují ke kameře). Aby byl povrch vskutku nezávislý na světlech, jen zkontrolujeme, že v kanálu Difuze je hodnota iluminace povrchu nastavena na 0%. Poslední, co musíme upravit podle požadovaného výsledku, je nastavení nerovnosti povrhu, tedy kanál Drsnost. Já nakonec použil shader/vzorek VLNoise.

Poté si ještě musíme vytvořit křivku. Z pohledu další práce a případně animace křivky – řečiště, či jen její prosté úpravy doporučuji použít jako obvykle jednotnou interpolaci mezilehlých bodů, ale to je asi už obehraná písnička.

Thinking Particles

Abychom neměli tuto cestu až tak obtížnou, použijeme přednastavené objekty a nástroje, které připravil kmenový zaměstnanec Maxonu Bjorn Marl. Knihovna se nazývá stejně jako uvedený modul Thinking Particles a nalezneme ji ve Správci obsahu, tedy nic, co by nás mělo odrazovat.

Začneme tím, že si z adresáře Emitter uvedené knihovny vytvoříme nový objekt TP Rolling emitter. Abychom měli jistotu, že krvinky potečou správným směrem a ze správného místa, pomůžeme si maličkým trikem. Vytvoříme si na objektu editoru vlastnost „Natáčet ke křivce“ (Správce objektů / Vlastnosti / CINEMA 4D vlastnosti / Načet ke křivce. Ujistíme se poté, že v nastavení této vlastnosti je hodnota Pozice nastavena na 0, a že je také aktivní volba Tangenciálně ke křivce se zarovnáním ve směru osy Z. Tím si perfektně srovnáme zarovnání objektu a to skoro bez práce.

Mé krvinky, tedy základní model je velký cca 130 jednotek (avšak tato hodnota není zase tak podstatná, protože editor má své vlastní nastavení velikosti částic, o čemž ale později), proto jsem nastavil velikost editoru v průměru (Diameter) na 200 jednotek. A to bylo, prozatím, vše.

Vytvoříme si tedy nový speciální objekt TP a to objekt, který nám bude přitahovat částice k vytvořené křivce. Použijeme pro tyto účely objekt z položky Interactions / TP Follow spline.

Abychom viděli posléze generované částice, musíme si také vytvořit objekt Geometrie částic pomocí menu Objekty / Thinking particles / Geometrie částic. Tím bychom měli mít vše připravené, protože použijeme jen jednu jedinou skupinu částic, nemusíme se dalším systémovým nastavením vůbec zabývat.

Než abychom testovali emisi s finálními částicemi, které budou přece jen mírně zdržovat, stačí nám pro základní zadání jen prostý „flak“. Tedy jednotlivé křížky, které se emitují jako zástupné modely.

Začneme naše nastavení tak, že si vybereme editor a podíváme se do jeho nastavení. Upravíme rychlost částic a to opět podle představ a Vaší scény. Mně odpovídala rychlost cca 260 a nezapomněl jsem ani na variace, protože ty efektu přidají na přirozenosti.

Další podstatné nastavení editoru je nastavení životnosti částic. Částice musí mít logicky takovou životnost, aby nekončily v půli cesty. Variaci životnosti částic (parametr Life/Variation) jsem ale nechal beze změny, protože jsem nechtěl, aby mi náhodou některé krvinky končily dříve než by měly.

Upravíme také počet emitovaných částic. Použít můžeme dva režimy, počet Count a případně také Rate, v zásadě je to v tomto případě jedno. Tak jako tak bude stačit u obou režimů nastavit počet částic na 10.

Jelikož jsme prozatím nenastavili křivku ani parametry přitahováním ke křivce (objekt TP Follow spline), není efekt takový, jaký bychom očekávali. Vybereme si tedy objekt TP Follow spline a první co uděláme bude, že do pole Spline object přeneseme jméno dříve vytvořené křivky. A můžeme si výsledek zkusit....

Je to docela pěkný „sací“ efekt, ale úplně něco jiného, než bychom potřebovali. Problém je v parametru „Point velocity“. Ten musíme upravit na hodnotu 0 a to by mělo pomoci. Nyní by se již neměly částice přitahovat na tvar křivky, ale jednotlivé částice budou tvar křivky kopírovat.

Další podstatný parametr je volba „Keep speed“, pokud ji vypneme, je vysoké riziko, že částice ustřelí. Mimo to bychom se měli zaměřit i na parametr hraniční vzdálenosti Trigger distance, tato vzdálenost by měla být vždy alespoň tak velká, jako je polovina průměru editoru (Diameter). Jinak se může stát, že částice budou za touto hranicí a uletí pryč, tedy projdou potenciální žilní stěnou. Tedy, můj nastavený průměr byl 200, z toho vyplývá, že bychom měli mít nastavenou hodnotu Trigger distance minimálně na 100.

Než budeme pokračovat, nastavíme si částice, abychom je konečně viděli. Tedy, do objektu editoru, parametru Shape přeneseme jméno vytvořené částice, v mém případě jen objekt HyperNURBS. Můžeme si pustit animaci a jisto jistě zjistíme, že je příliš krátká. Upravíme si tedy délku animace pomocí nastavení ve spodní části editačního okna.

Opět si pustíme animaci. Možná se nám nebudou zdát rotace částic. Pokud nebudete spokojeni se směrem rotace, pak je nutné upravit osy objektu (tedy polygonového objektu pod HyperNURBS, natočit je v nějakém směru o 90 stupňů), pokud jste ale postupovali podle návodu, vše by mělo být v pořádku (výška krvinky byla vlastně její hloubka ve směru osy Z).

Pro daný příklad mám pocit, že by byla vhodnější negativní hodnota rotace částic (parametr Rotation speed) a tudíž jsem nastavil hodnotu zápornou na -4,6. Co je ale opět záhodou je parametr variace, který nám rozbije příliš monotónní vzhled částic. Ten můžeme nastavit na vskutku vysokou hodnotu přes 80%.

Abychom podpořili ještě o něco více přirozený vzhled toku, je dobré se ještě podívat na nastavení Advanced, které je v nastavení editoru prozatím sbalené. Pokud jej otevřeme zjistíme, že obsahuje také možnost zadání velikosti části a variaci této velikosti. Upravil jsem si tedy mírně velikost, protože se mi zdály částice příliš velké na 60 jednotek a použil jsem vysokou hodnotu variace okolo 50%. A voila, perfektní tok krvinek pomocí Thinking Particles je hotový a nebylo to ani tak složité. Skutečně posledním úkonem, který musíme v tomto případě udělat je, že skryjeme původní objekt pro render i editor, aby se nám ve scéně nepletl.

Výsledné kratičké video ke stažení