Deformationen und Partikel: Die Standard Deformationsobjekte

Top-Tutorial, Tutorials 4. Juni 2014 – 0 Kommentare

Haben wir bislang hauptsächlich Objekte und Werkzeuge besprochen, die bei der Modellierung zum Einsatz kommen, so hat die nun folgende Objektgruppe ein noch breiteres Einsatzgebiet. Die Deformatoren lassen sich sowohl bei der Modellierung, als auch während der Animation einsetzen. Sie finden diese Objekte unter dem Menü Erzeugen > Deformer oder über das Icon-Menü rechts neben den Modeling-Objekten (siehe Abbildung 4.1).

CINEMA-4D - Die verschiedenen Deformator-Objekte

Abbildung 4.1: Die verschiedenen Deformator-Objekte

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Wie der Name schon ankündigt, können Deformations-Objekte Geometrien z. B. verbiegen, verdrehen und verzerren. Aber auch komplexere und noch radikalere Verformungen sind möglich, wie z. B. das Explodieren eines Objekts in seine Einzelflächen.

Die Arbeitsweise der Deformatoren ist dabei immer identisch. Um wirken zu können, müssen sie der Geometrie im Objekt-Manager untergeordnet werden. Dabei besteht auch die Möglichkeit, mehrere Objekte gleichzeitig durch das gleiche Deformations-Objekt zu beeinflussen, wenn z. B. ein Null-Objekt als übergeordnetes Objekt benutzt wird (siehe auch untere Abbildung). In diesem Fall können Geometrien und Deformatoren auf der gleichen hierarchischen Ebene unter dem Null-Objekt eingeordnet werden. Zudem müssen zu verformende Objekte nicht vorher zu Polygon-Objekten konvertiert werden. Ein Würfel-Grundobjekt oder ein Extrude-NURBS-Objekt lassen sich also ebenfalls direkt verzerren. Wichtig ist nur, dass das zu verformende Objekt Punkte enthält oder polygonale Geometrie erzeugt.

CINEMA-4D Deformatoren

Deformatoren können nämlich nur auf Punkte wirken. Je mehr Unterteilungen ein Objekt hat, desto exakter und weicher kann z. B. eine Biegung berechnet werden. Achten Sie also bei der Verwendung von Deformationen immer auf genügend Unterteilungen an Ihren Objekten. Verzerrte Objekte können zudem konvertiert werden, um eine Deformation fest in die Geometrie zu integrieren. Das neue Polygon-Objekt kann dann erneut deformiert oder mit Polygon-Werkzeugen weiter bearbeitet werden.

Für diese Übertragung der Deformation auf die Geometrie selektieren Sie das entsprechend verformte Objekt und rufen Mesh > Konvertieren > Aktuellen Zustand in Objekt wandeln auf. Es entsteht dadurch unterhalb des ursprünglichen Modells ein neues, umgerechnetes Objekt im Objekt-Manager. Sind mehrere Objekte unter einem Null-Objekt gruppiert und werden dort von Deformatoren beeinflusst, selektieren Sie zuerst das Null-Objekt und rufen dann Aktuellen Zustand in Objekt wandeln auf. Es erscheint ein neues Null-Objekt, unter dem eingruppiert die verformten Polygon-Objekte zu finden sind.

Deformationen beschränken

Deformationen lassen sich zudem auf gespeicherte Selektionen beschränken und mit Vertex-Maps wichten. Dazu muss dem Deformations-Objekt im Objekt-Manager ein Beschränkung-Tag unter Tags > CINEMA 4D Tags zugewiesen werden (siehe Abbildung 4.2). Dieses Tag stellt mehrere Einträge zur Verfügung, in die Vertex-Map-Tags oder Selektion-Tags gezogen werden können. Zusätzliche Prozentwerte erlauben eine Skalierung und ein Abmischen zugewiesener Tags.

CINEMA-4D - Deformationen lassen sich mit einem Beschränkung-Tag auf Vertex-Maps oder Selektion-Tags beschränken.

Abbildung 4.2: Deformationen lassen sich mit einem Beschränkung-Tag auf Vertex-Maps oder Selektion-Tags beschränken.

Selektion-Tags können Polygon-Objekten bekanntlich durch Aufruf von Selektieren > Selektion einfrieren zugewiesen werden. Die aktuelle Punkt-, Kanten- oder Polygon-Selektion wird dann in diesem Tag gespeichert. Wird so ein Tag in einem Beschränkung-Tag aufgeführt, beschränkt sich die Deformation automatisch nur auf die im Selektion-Tag gespeicherten Selektionen. Ähnlich verhält es sich bei Vertex-Map-Tags. Der Unterschied dort ist nur, dass sich Verläufe erzeugen lassen, der Einflussbereich eines Deformators also z. B. weich ein- oder ausgeblendet werden kann. Punkte mit einer 100% Wichtung folgen dem Deformator dann zu 100% nach, Punkte mit 0% werden nicht vom Deformator beeinflusst. Zwischenwichtungen werden entsprechend ihrer prozentualen Stärke beeinflusst. Derartige Vertex-Maps können z. B. mit dem bereits bekannten Pinsel-Werkzeug oder der Live-Selektion erstellt werden.

Einige Deformatoren bieten zudem räumliche Abnahmeformen an und lassen sich so auf ein gewisses Volumen beschränken. Mehr dazu erfahren Sie bei der folgenden Beschreibung der einzelnen Deformatoren.

Deformationen kombinieren

Noch komplexere Verformungen lassen sich durch das Kombinieren mehrerer Deformatoren erzielen. Dies wird möglich, da auch die Berechnung mehrerer Deformator-Objekte pro Objekt oder Objektgruppe unterstützt wird. Hierbei ist zu beachten, dass die Reihenfolge der Deformatoren in der Hierarchie eine Rolle spielt. Deformationen werden der Reihe nach, von oben nach unten abgearbeitet. Die Umsortierung von Deformation-Objekten wird daher in der Regel auch zu anderen Ergebnissen führen, wenn z. B. ein Objekt zuerst verdreht und dann gebogen wird oder eben in umgekehrter Reihenfolge.

Die Standard Deformationsobjekte

Die Objekte dieser Kategorie funktionieren alle nach dem gleichen Prinzip. Es gibt ein quaderförmiges Volumen, über das die Position und Ausdehnung der Verformung gesteuert wird. Die Größe dieses Quaders kann über die Skalierung des Deformations-Objekts im Modell-Modus oder durch Editieren der Größe-Werte im Attribute-Manager beeinflusst werden (siehe Abbildung 4.3).

CINEMA-4D - Die Arbeitsweise eines Deformators am Beispiel eines Biege-Objekts. Auf der rechten Seite sehen Sie die Modi Begrenzt, Innerhalb Box und Unbegrenzt.

Abbildung 4.3: Die Arbeitsweise eines Deformators am Beispiel eines Biege-Objekts. Auf der rechten Seite sehen Sie die Modi Begrenzt, Innerhalb Box und Unbegrenzt.

Die Richtung der Deformation folgt immer der Y-Achse des Deformationsobjekts und beginnt am Boden des Deformationsquaders. Diesem Boden gegenüber liegt ein Anfasser, wie Sie ihn bereits von den parametrischen Grundobjekten, wie z. B. dem Würfel-Objekt her kennen. Durch Verschieben dieses Anfassers kann je nach Typ des Deformations-Objekts die Richtung und die Stärke der Deformation gesteuert werden. Wie gewohnt, stehen diese Eigenschaften aber auch noch einmal numerisch im Attribute-Manager zur Verfügung. Zudem wird dort ein Modus-Menü angeboten, über das die Anwendung der Deformation auf die Geometrie beschrieben wird.

Im Modus Begrenzt beschränkt sich die Deformation auf den Bereich zwischen Boden und oberer Deckfläche am Deformator. Die Bereiche der Geometrie, die oberhalb der oberen Deformator-Deckfläche liegen, werden entweder nicht weiter beeinflusst oder folgen z. B. bei einer Biege-Deformation dem natürlichen Verlauf der Form (siehe Abbildung 4.3).

Die Geometrie unterhalb der Bodenfläche des Deformators wird in jedem Fall nicht beeinflusst. In diesem Modus ist ansonsten eine exakte Anpassung der Deformator-Größe nicht notwendig. Einzig die Y-Größe spielt eine Rolle, da diese bei einer Biegung z. B der Radius definiert. Seitlich kann die Geometrie also problemlos den Deformator überlappen.

Im Modus Innerhalb Box wird die Deformation ausschließlich auf die Geometrie innerhalb des Deformationsquaders begrenzt. Geometrie, die seitlich, oben oder unten aus diesem Quader herausragt, wird nicht beeinflusst. Die kann daher z. B. bei einer Biegung zu einem harten Abriss an der Geometrie führen, erleichtert aber auch die Begrenzung der Deformation auf einen bestimmten Bereich der Geometrie.

Der Modus Unbegrenzt funktioniert wie der Modus Begrenzt, führt die Deformation jedoch auch außerhalb des Deformationsquaders fort. Eine Biegung oder Verdrehung erfasst dadurch immer das gesamte Objekt, ohne dass die Größe des Deformations-Objekts dafür extra angepasst werden müsste.

Das Biege-Objekt

Mit diesem Deformator kann ein Objekt gebogen werden, so wie es auch schon beispielhaft mit einem entlang der Y-Richtung stark unterteilten Würfel in Abbildung 4.3 zu sehen war. Der Radius der Biegung wird über den Y-Anteil der Größe definiert. Der Biegewinkel lässt sich beim Parameter Stärke im Attribute-Manager einstellen. Gleiches gilt für die Richtung der Verbiegung. Beide Eigenschaften lassen sich aber auch interaktiv mit der Maus durch Verschieben des Anfassers am Deformator steuern.

Die Option Y-Länge beibehalten legt fest, ob sich die Kanten auf der Außenseite der Biegung auseinanderziehen sollen oder nicht. Ist die Option ausgeschaltet, kommt es durch die Biegung zu einer Verlängerung des Objekts. Ansonsten wird die Gesamtlänge soweit möglich beibehalten (siehe Abbildung 4.4).

CINEMA-4D - Hier biegt der Biege-Deformator eine Gruppe von Würfeln. Links ohne, rechts mit Y-Länge beibehalten.

Abbildung 4.4: Hier biegt der Biege-Deformator eine Gruppe von Würfeln. Links ohne, rechts mit Y-Länge beibehalten.

Das Verdreh-Objekt

Dieser Deformator verdreht die Geometrie um die Y-Achse des Deformator-Objekts. Die Stärke der Verdrehung kann über den Anfasser oder über den Richtung-Wert eingestellt werden. Auf diese Weise lassen sich einfach schraubenförmige Strukturen erzeugen (siehe Abbildung 4.5).

CINEMA-4D - Hier wird ein mit einem Atom-Array berechneter Würfel verdreht

Abbildung 4.5: Hier wird ein mit einem Atom-Array berechneter Würfel verdreht

Das Bulge-Objekt

Dieses Objekt fügt der Geometrie entlang der Y-Achse des Deformators eine Ausbeulung oder Einschnürung hinzu, je nachdem, ob ein positiver oder negativer Wert für die Stärke eingetragen wird. Ebenso können Sie aber wieder direkt den Anfasser am Deformator benutzen um diese Eigenschaft zu steuern. Die Krümmung beschreibt die Kurve, die bei der Ausbeulung oder Einschnürung verwendet wird. Eine Krümmung von 0% führt zu einer linearen Berechnung, während bei 100% eine weich abgerundete Form erzeugt wird. Auch Werte über 100% sind möglich und führen dann zu einer interessanten doppelten Ausbeulung oder Einschnürung. Die Rundung-Option schließlich bezieht sich auf den Übergang zur unveränderten Geometrie über und unter der Ausbeulung oder Einschnürung (siehe Abbildung 4.6).

CINEMA-4D - Das Bulge-Objekt schnürt Objekte ein oder bläht sie auf

Abbildung 4.6: Das Bulge-Objekt schnürt Objekte ein oder bläht sie auf

Der Scheren-Deformator

Von einer Verscherung spricht man, wenn das eine Ende eines Objekts gegenüber dem anderen seitlich verspringt. Ein senkrecht stehender Zylinder erscheint anschließend also z. B. schräg geneigt. Dabei bleiben die waagerechten Ebenen eines Objekts jedoch weiterhin waagerecht. Es handelt sich daher nicht um eine einfache Rotation oder Biegung.

Der Stärke-Wert legt den beschriebenen Versatz im Objekt fest. Auch hierbei wird die Y-Achse des Deformators wieder als Bezugsrichtung genutzt. Ein Anfasser am Deformator erleichtert die intuitive Einstellung des Effekts. Über dessen Lage wird zusätzlich noch die Richtung der Scherung gesteuert, alternativ zur Eingabe eines Zahlenwerts im Richtung-Feld des Attribute-Managers.

Wie bereits beim Bulge-Objekt, legt der Krümmung-Wert auch hier die Abrundung der Deformation fest. Bei einer Krümmung von 0% erfolgt nur eine lineare Berechnung. Größere Werte führen dagegen zu einem abgerundeten Verlauf der Deformation. Die Rundung-Option definiert den Übergang zwischen verformten und nicht verformten Abschnitten am Objekt (siehe auch untere Abbildung).

CINEMA-4D Scheren

Das Stauchen-Objekt

Der Name ist etwas missverständlich, da es hier nicht um ein Zusammenstauchen geht, was zu einer Verkürzung des Objekts führen würde, sondern um eine Einschnürung oder Ausdehnung am Ende eines Objekts. Dies unterscheidet diesen Effekt dann auch vom Bulge-Objekt, das eher für die beschränkte Nutzung innerhalb eines Abschnitts der Geometrie vorgesehen ist. Die Parameter ähneln sich ansonsten in ihrer Funktion.
Die Stärke kann auch hier wieder sowohl positiv als auch negativ angegeben werden, um das Ende des Deformationsquaders einzuschnüren oder auszudehnen. Dieser Effekt erstreckt sich entlang der Y-Achse des Deformationsobjekts und erreicht sein Maximum an der oberen Deckfläche des Deformationsquaders. Dort finden Sie auch wieder einen Anfasser, über den ebenfalls die Stärke der Deformation justiert werden kann.
Der Krümmung-Wert steht wieder für den Übergang zwischen dem Boden und der oberen Deckfläche des Deformators. Eine Krümmung von 0% führt auch hier zu einer linearen Umsetzung. Die Rundung aktiviert alternativ einen weichen Übergang zwischen verformten und nicht verformten Teilen (siehe auch untere Abbildung).

CINEMA-4D Stauchen

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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