Modellierungswerkzeuge und –techniken: Mesh > Verformen

In diesem Menü finden Sie Werkzeuge, mit denen die vorhandene Oberfläche verformt werden kann. Keines dieser Werkzeuge eignet sich daher zum Hinzufügen neuer Strukturen. Achten Sie bei der Benutzung auf die aktuell an Ihrem Objekt selektierten Elemente, denn viele Werkzeuge beschränken sich automatisch z. B. auf aktuell selektierte Punkte. So kann das Pinsel-Werkzeug z. B. nur dann natürliche Glättungen oder Wichtungsverläufe erstellen, wenn keine Selektion an dem Objekt aktiv ist. Ansonsten beschränken sich die Effekte nur auf die ausgewählten Elemente.

Einträge des Mesh > Verformen-Menüs

Abbildung 2.64: Einträge des Mesh > Verformen-Menüs

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Projektentwicklung mit CINEMA 4D

Pinsel

Fast spielerisch vermag das Pinsel-Werkzeug auch mit bereits fein unterteilten Oberflächen umzugehen. Durch einen Mal-Effekt können damit Oberflächen z. B. geglättet, aufgeblasen, wie mit einem Wischfinger verzerrt oder gar mit Punkte-Wichtungen bemalt werden.

Folgende Einstellungen bestimmen das grundsätzliche Verhalten dieses Werkzeugs:

  • Oberfläche: Der Pinsel-Effekt breitet sich nicht dreidimensional um den Mauszeiger herum aus, sondern folgt der angeklickten Oberfläche. So lassen sich dann auch dünne Objekte gut editieren, bei denen sich ansonsten die separate Bearbeitung der Vorder- und Rückseite kompliziert gestaltet.
  • Vorschau: In den Editoransichten erscheint eine kugelförmige Einblendung, die den Aktionsradius des Pinsels verdeutlicht.
  • Abnahme: Es stehen hier diverse Kurvenformen zur Verfügung, die das Abklingen des Pinsel-Effekts mit zunehmendem Abstand vom Mauszeiger definieren. In der Einstellung Manuell kann mit der Splinekurve im unteren Teil des Dialogs eine eigene Abnahmekurve angelegt werden. Sie kennen dieses Dialogelement und dessen Parameter bereits z. B. von der Live-Selektion oder dem Bevel-Werkzeug. Der linke Rand der Kurve steht hierbei für die Kraft des Pinsels direkt am Mauszeiger.
  • Stärke bestimmt die Intensität des Effekts. In der Regel ist es hier sinnvoll, kleine Prozentwerte zu verwenden, um sich ggf. durch mehrmaliges Übermalen mit dem Pinsel-Werkzeug an den gewünschten Effekt heranzuarbeiten. Die Stärke kann bei Bedarf auch negativ oder gar höher als 100% eingestellt werden. Das zusätzliche Halten der Taste Strg bzw. Ctrl negiert beim Bemalen kurzfristig den Betrag der Stärke.
  • Radius gibt den Aktionsradius des Werkzeugs vor. Wird die linke Maustaste im Editor gedrückt, kann der Radius auch interaktiv über die Tasten + und – editiert werden.
  • Breite funktioniert nur bei den Abnahmen Kuppe, Glocke und Nadel. Hierüber kann der konstante Kraftbereich in der Mitte des Werkzeugs verbreitert oder verkleinert werden.
  • Die Option Normalen aktualisieren ist dann von Bedeutung, wenn durch das Bemalen z. B. Flächen in Richtung ihrer Normalen verschoben werden sollen. Wir kommen darauf bei der nachfolgenden Besprechung der Modi zurück.

CINEMA-4D - Einige der Pinsel-Modi

Abbildung 2.65: Einige der Pinsel-Modi

Die Modi bedeuten im Einzelnen:

  • Schmieren: Die Oberfläche verzieht sich in Richtung der Mausbewegung. Der Effekt ähnelt dem des gleich noch besprochenen Magnet-Werkzeugs oder z. B. einer Wischfinger-Funktion in Grafikprogrammen.
  • Ziehen: Die Oberfläche wird auf den Betrachter zu verschoben. Die aktuelle Blickrichtung der aktiven Editoransicht spielt hierbei also eine Rolle.
  • Oberfläche nutzt die Richtung der Oberflächen-Normale unter dem Mauszeiger und verschiebt die Punkte der Oberfläche in dieser Richtung. Ist Normalen aktualisieren angeschaltet, wird die Normale ständig neu berechnet und somit an die veränderte Oberfläche angepasst.
  • Normale funktioniert ähnlich, wertet jedoch für jeden verschobenen Punkt seine eigene Oberflächen-Normale aus. Auch hier sorgt Normalen aktualisieren wieder für eine Neuberechnung aller Normalen während der Benutzung des Pinsels.
  • Abstoßen verdrängt die Punkte von der Position des Mauszeigers.
  • Drehen rotiert die Oberflächenpunkte um die Position des Werkzeugs. Blickt man dabei auf die Vorderseiten der Polygone und benutzt positive Stärke-Werte, erfolgt die Drehung der Punkte gegen den Uhrzeigersinn.
  • Wirbel rotiert die Punkte ebenfalls um das Werkzeug, zieht diese jedoch zusätzlich noch näher zum Mauszeiger, so wie bei einem Wasserstrudel oder Tornado.
  • Strudel rotiert die Oberflächenpunkte um den Mauszeiger und verschiebt diese zusätzlich in Richtung des Betrachters.
  • Glätten führt zu einer Glättung der Oberfläche. Spitzen und Täler werden also abgemildert. Bei Nutzung negativer Stärke-Werte tritt ein gegenteiliger Effekt ein. Unregelmäßigkeiten können dann verstärkt werden. Beachten Sie auch die Parallelen zum noch folgenden Glätten-Werkzeug.

CINEMA-4D - Weitere Pinsel-Modi

Abbildung 2.66: Weitere Pinsel-Modi

CINEMA-4D Pinsel Malen

Die folgenden Modi befassen sich mit der Erzeugung und Manipulation von Punkte-Wichtungen, den so genannten Vertex-Maps, die wir bereits in Verbindung mit der Live-Selektion besprochen haben.

  • Malen: Der Pinsel wird hier erstmals seinem realen Gegenstück gerecht und kann zum Aufmalen von Punkte-Wichtungen benutzt werden (siehe Bild oben). Ist an dem aktuellen Objekt kein Vertex Map-Tag vorhanden oder selektiert, wird automatisch ein neues erzeugt. Der Stärke-Wert gibt die Intensität der Punkte-Wichtung direkt unter dem Mauszeiger an. Im Gegensatz zur bereits besprochenen Live-Selektion, können in diesem Modus auch Wichtungsverläufe aufgemalt werden. Entsprechend der Abnahmekurve werden an den Rändern dann in der Regel geringere Wichtungen aufgemalt als im Zentrum des Pinsels.
  • Weichzeichnen interpoliert die Wichtungen benachbarter Punkte und kann so zum Weichzeichnen von Punkte-Wichtungen benutzt werden (siehe seitliche Abbildungen). Beachten Sie, dass sich Pinsel-Funktionen entweder nur auf selektierte Elemente am Objekt auswirken oder, wenn keine Elemente am Objekt selektiert sind, auf die gesamte Oberfläche innerhalb des Aktionsradius. Achten Sie daher vor dem Malen und Weichzeichnen z. B. im Punkte-Modus besonders darauf, dass keine Punkte selektiert sind.
  • Färben: Der Pinsel übernimmt die Punkte-Wichtung unter dem Mauszeiger und überträgt diese auf alle Punkte im Aktionsradius.
  • Intensität erhöht oder reduziert vorhandene Wichtungen beim Übermalen je nach Stärke-Wert. Dies funktioniert ebenfalls in Verbindung mit der Strg- bzw. Ctrl-Taste zum Invertieren der Pinsel-Stärke. Dies entspricht damit den Modi Addieren und Subtrahieren innerhalb des Live-Selektion-Werkzeugs, sofern dieses im Modus Punkte-Wichtung arbeitet.

CINEMA-4D Pinsel Weich

Glätten

Werden Punkte manuell verschoben oder gesetzt, kann es schnell zu Unebenheiten auf der Oberfläche kommen. Dies lässt sich besonders bei bereits stark unterteilten Oberflächen nur mühsam korrigieren. Mit Hilfe des Glätten-Werkzeugs lassen sich diese Unebenheiten im wahren Sinn des Wortes ausbügeln. Über den Winkel-Wert geben Sie die Neigung benachbarter Polygone an, bis zu der eine Glättung erfolgen soll. Verkleinern Sie diesen Winkel, wenn Sie die Glättung nur auf extreme Täler und Spitzen in Ihrer Geometrie beschränken möchten. Der Prozent-Wert definiert dann die Stärke der Glättung. Ich möchte hier vorschlagen, lieber mit kleineren Werten zu arbeiten und dafür das Werkzeug öfter hintereinander aufzurufen, bis die gewünschte Glättung erzielt wird. Die Auslösung des Glätten-Werkzeugs erfolgt ansonsten über die Werkzeug-Rubrik im Attribute-Manager.

Das Werkzeug lässt sich dabei auch auf Selektionen beschränken (siehe Abbildung 2.67).

CINEMA-4D - Schrittweises Glätten von Unregelmäßigkeiten einer Oberfläche

Abbildung 2.67: Schrittweises Glätten von Unregelmäßigkeiten einer Oberfläche

Wenn Sie das gesamte Objekt glätten möchten, deaktivieren Sie also alle Selektionen vor dem Aufruf von Glätten. Wägen Sie selbst ab, ob die Benutzung des Pinsel-Werkzeugs oftmals nicht besser geeignet ist, denn auch dieses bietet eine Glätten-Funktion an, die jedoch durch individuelles Übermalen inklusive eines Stärke-Übergangs gezielt auf der Oberfläche aufgebracht werden kann.

Magnet

Der Magnet entspricht in weiten Teilen dem Pinsel-Werkzeug (siehe Abbildung 2.68).

CINEMA-4D - Interface des Magnet-Werkzeugs

Abbildung 2.68: Interface des Magnet-Werkzeugs

Auch hier können Bereiche der Oberfläche durch einfaches Ziehen mit der Maus mit weichen Übergängen verschoben werden. Wir werden uns daher hier auf die wenigen Unterschiede zwischen beiden Werkzeugen beschränken. Ist Nächster Punkt aktiv, wird immer der dem Mauszeiger am nächsten liegende Punkt auf der Vorderseite des Objekts als Zentrum der Aktion benutzt. Ohne diese Option kann es auch zur Wahl eines Punkts an der Rückseite des Objekts kommen, falls dieser in der aktuellen Editoransicht optisch näher am Mauszeiger liegt.

Eine Besonderheit ist, dass das Magnet-Werkzeug auch nach dem Lösen der Maustaste noch editiert werden kann. Benutzen Sie hierfür die Prozentwerte X, Y und Z um das Ausmaß des letzten Verformungsschritts entlang dieser Richtungen ggf. zu korrigieren. Welche Achsrichtungen dabei benutzt werden sollten, legen Sie über das Koord.-Menü fest. Zur Wahl stehen dort das Welt-, das Objekt- und das Achssystem der verwendeten Kamera. Beachten Sie auch bei diesem Werkzeug wieder, dass es sich auf Selektionen beschränken lässt. Möchten Sie frei mit der Oberfläche arbeiten können, sorgen Sie vorher dafür, dass z. B. im Punkte-Modus keine Punkte auf der Oberfläche mehr selektiert sind. Dies kann z. B. durch Auswahl von Selektieren > Alles deselektieren erledigt werden.

Spiegeln

Viele Objekte sind symmetrisch aufgebaut. Was liegt also näher, als nur eine Seite zu modellieren und die zweite Hälfte automatisch ergänzen zu lassen. Wir werden zu diesem Thema später noch das Symmetrie-Objekt kennen lernen, aber wenn es z. B. nur um das Spiegeln eines Teilbereichs am Objekt geht, hat das Spiegeln-Werkzeug seine Vorteile. Gespiegelt werden kann generell nur im Punkte- und im Polygone-Modus. Wählen Sie also zuerst die entsprechenden Elemente am Objekt aus, oder lassen Sie alles deselektiert, wenn alle Punkte oder Polygone gespiegelt werden sollen.

Die Einstellung für Koordinatensystem legt fest, welches Achssystem für die Definition der Spiegelebene genutzt werden soll. Bei der Wahl Bildschirm kann nur horizontal oder vertikal zur aktuellen Editoransicht gespiegelt werden.

Beim Klicken und Ziehen oberhalb oder unterhalb des Objekts wird vertikal gespiegelt. Nach einem gezogenen Mausklick neben dem Objekt wird horizontal gespiegelt. Ist Auf Punkte einrasten aktiviert, rastet der Mauszeiger dabei automatisch auf die in der Nähe befindlichen Punkte der Oberfläche ein. Die Objekt- und Welt-Einstellungen im Koordinatensystem-Menü orientieren sich an den gleichnamigen Achsensystemen. Die Lage der Spiegelachse steuern Sie mit gehaltener linker Maustaste im Editor. Beim Lösen der Maustaste wird dann die Spiegelung ausgeführt.

Ist die Option für Punkte duplizieren aktiv, werden vor dem Spiegeln Kopien der selektierten Elemente angefertigt und diese dann erst gespiegelt. Die originale Seite des Objekts bleibt dann also unverändert erhalten. Ansonsten werden die selektierten Elemente aus dem Verbund der nicht selektierten Punkte oder Flächen abgelöst und dann gespiegelt. Sind an Ihrem Objekt bereits Vertex Map-Tags oder Selektion-Tags vorhanden, können diese automatisch aktualisiert werden, sofern Tag-Selektionen duplizieren aktiv ist.

Die Punkte verschmelzen-Option sorgt in Verbindung mit dem angehängten Wert dafür, dass die Positionen gespiegelter Punkte mit den bereits vorhandenen Punkten verglichen werden. Liegen neue und alte Punkte innerhalb der angegebenen Distanz zueinander, werden diese zu jeweils einem einzelnen Punkt zusammengefasst. Ist Symmetrisch zusätzlich aktiv, werden Punkte, die innerhalb der Punkte verschmelzen-Toleranz an der Spiegelebene liegen, ebenfalls auf diese Ebene verschoben. Im Objekt- und Welt-Koordinatensystem wird automatisch auf die Punkte des Objekts eingerastet, sobald Sie den Mauszeiger mit gehaltener linker Maustaste über die Oberfläche Ihres Objekts bewegen (siehe Abbildung 2.69).

CINEMA-4D - Spiegeln der Polygonselektion einer konvertierten Ebene

Abbildung 2.69: Spiegeln der Polygonselektion einer konvertierten Ebene

Sie haben aber auch die Möglichkeit, die Spiegelebene über den Wert-Parameter zu positionieren. Ist z. B. im Objekt-System die ZY-Ebene als Spiegelebene definiert bewirkt der Wert-Parameter eine Verschiebung entlang der X-Achse des Objekts. Ein Klick auf Anwenden führt dann die Spiegelung aus.

Das Spiegeln-Werkzeug kann im Attribute-Manager nicht nachträglich editiert werden. Gefällt Ihnen also das gespiegelte Ergebnis nicht, müssen Sie einen Undo ausführen und erneut spiegeln lassen. Diese Rückgängig- bzw. Wiederherstellen-Funktionen finden Sie im Bearbeiten-Menü von CINEMA 4D, als vorwärts und rückwärts gebogene Pfeil-Icons oben links im Layout oder natürlich unter den gängigen Tastenkürzeln Cmd/MacBef + Z bzw. Cmd/MacBef + Y. Speziell für das Zurücknehmen einer Werkzeugaktion gibt es zusätzlich noch das Tastenkürzel Shift + Z.

Gleiten

Wenn Sie Punkte auf einer Oberfläche verschieben möchten, können Sie natürlich einfach das Verschieben-Werkzeug benutzen. Dabei ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass sich der Punkt von der ursprünglichen Oberfläche des Objekts entfernt. Für diese Fälle bietet sich das Gleiten-Werkzeug an, denn hiermit können Punkte und auch Kanten wie auf Schienen entlang bestehender Kanten verschoben werden (siehe Abbildung 2.70).

CINEMA-4D - Gleiten einer Kante

Abbildung 2.70: Gleiten einer Kante

Für die Funktion des Werkzeugs spielen vorhandene Selektionen am Objekt keine Rolle. Sie erhalten im Editor eine Hervorhebung von Punkten und Kanten sobald sich der Mauszeiger in den entsprechenden Betriebsmodi darüber befindet. Durch Halten der linken Maustaste kann das Element dann entlang der angrenzenden Kanten verschoben werden. Auch nach dem Gleiten kann die Position des zuletzt angeklickten Elements noch über das Wert-Feld im Attribute-Manager editiert werden. Dieser Prozentwert bezieht sich auf die Länge der ursprünglichen Kante, entlang derer verschoben wurde.

Verschieben und Skalieren (entlang Normalen) / Drehen (um Normalen)

Die Grundfunktionen zum Verschieben, Skalieren und Drehen sind Ihnen ja bereits bekannt. Bei diesen Werkzeugen hier handelt es sich jedoch um Spezialisierungen dieser Funktionen, da die Aktionsrichtung nicht frei gewählt werden kann, sondern durch die Normalenrichtungen der Oberfläche definiert wird (siehe Abbildung 2.71).Daher muss auch zwingend im Polygone-Modus gearbeitet werden.

CINEMA-4D - Verschieben, Skalieren und Drehen bezüglich der Normalenrichtung

Abbildung 2.71: Verschieben, Skalieren und Drehen bezüglich der Normalenrichtung

Diese Werkzeuge lassen sich allesamt entweder interaktiv mit der Maus und gehaltener linker Maustaste im Editor oder über direkte Werteingabe im Attribute-Manager und Nutzung der Zuweisen-Schaltfläche steuern.
Durch Verschieben (entlang Normalen) können selektierte Polygone entlang Ihrer Normalen-richtung verschoben werden. Sind mehrere zusammenhängende Polygone ausgewählt, werden die Normalen für die Punktverschiebungen der Polygone interpoliert. Sind keine Polygone selektiert worden, werden automatisch alle Flächen des Objekts beeinflusst. Damit lassen sich Objekte dann virtuell aufblasen und gleichmäßig ausdehnen. Voraussetzung hierfür ist, dass alle Normalen einheitlich ausgerichtet sind. Wie Sie selbst die Richtung der Normalen beeinflussen können, lernen Sie etwas später noch bei der Besprechung des Menüs Mesh > Normalen.

Bei Skalieren (entlang Normalen) werden selektierte Polygone senkrecht zu ihren Normalen vergrößert oder verkleinert. Durch Drehen (um Normalen) können Flächen schließlich um ihre Normalen rotiert werden. Sind mehrere Flächen zusammenhängend selektiert worden, werden die Normalen der Punkte dieser Flächen interpoliert. Der Effekt dieser beiden Befehle nimmt daher ab, wenn mehr Polygone gleichzeitig bearbeitet werden.

HyperNURBS-Wichtung setzen

Besonders aufmerksame Leser haben diese Option vielleicht bereits bei der Live-Selektion entdeckt, denn dort ist die gleiche Funktionalität ebenfalls vorhanden. Das HyperNURBS-Objekt wird noch etwas später besprochen. Es erlaubt Ihnen das automatische Unterteilen und Abrunden von Polygon-Objekten. Um die Stärke der Abrundung zu steuern, kann mit HyperNURBS-Wichtungen gearbeitet werden. Diese können an Punkte, Kanten und Polygone vergeben werden und erlauben Werte zwischen –100% und 100%. Je nach Wichtung eines Elements bildet sich an der entsprechenden Stelle entweder eine harte Kante oder eine weiche Abrundung. In der Praxis wird diese Technik jedoch eher selten verwendet, da die Wichtung keinen Einfluss auf die Verteilung der Unterteilungen an dem HyperNURBS-Objekt hat. Um also z. B. eine Wichtung von 50% qualitativ hochwertig als einen gemischten Zustand zwischen harter Kante und einer Kante mit großer Abrundung aussehen zu lassen, muss oft die Unterteilung des gesamten HyperNURBS-Objekts höher eingestellt werden, was sich natürlich ungünstig auf die Gesamtzahl der Polygone niederschlägt. Wie Sie ja wissen, können hochwertige Rundungen nur durch eine große Zahl kleiner Polygone angezeigt werden. In Einzelfällen mag es dennoch zu guten Ergebnissen kommen, vor allem wenn das Objekt sowieso hoch unterteilt werden muss.

Beginnen Sie damit, die Punkte, Kanten oder Polygone zu selektieren, die mit HyperNURBS-Wichtungen versehen werden sollen. Rufen Sie dann das HyperNURBS-Wichtung-Werkzeug auf und wählen Sie dort den gewünschten Modus. Sie haben die Wahl zwischen dem einfachen Setzen einer Wichtungsstärke, sowie dem Addieren oder Abziehen von Werten. Der Stärke-Wert kann dafür sowohl positiv als auch negativ eingestellt werden. Die Benutzung der Setzen-Schaltfläche führt dann zur Übertragung der Stärke auf die selektierten Elemente (siehe Abbildung 2.72).

CINEMA-4D - Glätten einer einfachen Polygonform mittels HyperNURBS-Objekt. Die untere Zeile zeigt, wie zusätzlich die Stärke der HyperNURBS-Abrundung z. B. an selektierten Kanten variiert werden kann.

Abbildung 2.72: Glätten einer einfachen Polygonform mittels HyperNURBS-Objekt. Die untere Zeile zeigt, wie zusätzlich die Stärke der HyperNURBS-Abrundung z. B. an selektierten Kanten variiert werden kann.

Die Einstellungen für Interaktives Minimum und Interaktives Maximum beziehen sich auf die Bedienung des Werkzeugs ausschließlich mit der Maus in den Ansichtsfenstern. Sie selektieren dort wie zuvor die gewünschten Elemente, halten dann die .-Taste (Punkt) auf Ihrer Tastatur zusätzlich zur linken Maustaste und ziehen die Maus nach links oder rechts. Eine Verschiebung nach links führt zum Setzen kleiner, dass Ziehen nach rechts zum Setzen großer Wichtungswerte. Die Wertvorgaben bei Interaktives Minimum und Interaktives Maximum geben die mögliche Bandbreite dieser Werte vor. Möchten Sie auch Werte unter 0% vergeben, muss daher Interaktives Minimum entsprechend reduziert werden. Grundsätzlich werden alle Wichtungen in einem HyperNURBS-Wichtung-Tag bei Ihrem Objekt im Objekt-Manager gespeichert. Das Löschen dieses Tags entfernt daher gleichzeitig alle Wichtungen des Objekts. Das Prinzip ist somit mit den Punkte-Wichtungen und Vertex Map-Tags vergleichbar.

Die Live-Selektion bietet im Attribute-Manager ansonsten ebenfalls eine HyperNURBS-Rubrik. Die Einstellungen und auch die Funktionalität ist dort mit der des HyperNURBS-Wichtung-Werkzeug identisch. Auch dort kann durch Halten der .-Taste (Punkt) interaktiv im Editor gearbeitet werden. Die eigentliche Wirkung einer HyperNURBS-Wichtung wird erst dann am Objekt sichtbar, wenn dieses einem HyperNURBS-Objekt untergeordnet wird. Das bloße Erzeugen einer HyperNURBS-Wichtung hat also alleine noch keine Wirkung auf das Objekt.

Über den Autor

Dieses Tutorial ist ein Auszug aus dem CINEMA 4D-Kompendium von Arndt von Koenigsmarck. Das komplette CINEMA 4D-Kompendium mit über 850 Seiten Know-how als Download (PDF und ePub) gibt es hier: CINEMA 4D-Kompendium.

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