Grundlagen der Animation: Die Menüpunkte der Zeitleiste – Das Ansicht-Menü – Teil 4

Tutorials 19. Oktober 2015 – 0 Kommentare

Die Motionebenen und die Motion Clips

Innerhalb des Ansicht-Menüs und auch als Icon in der Kopfzeile der Zeitleiste finden Sie noch einen dritten Modus für die Zeitleiste, nämlich den Motionmodus. Diese Art zu animieren wird für Sie immer dann interessant, wenn Sie komplexere Animationen aus einfachen Animationsfragmenten kombinieren möchten. Stellen Sie sich z. B. die Animation einer laufenden Figur vor. Eine andere Animation stellt eine sitzende Figur dar. Wäre es nun nicht schön, diese beiden Animationen einfach abmischen zu können, um die Figur automatisch von der sitzenden und die laufende Bewegung zu überblenden? Solche und ähnliche Aufgaben lassen sich über Motionebenen und Motion Clips realisieren. Schauen wir uns dazu wieder zuerst die Grundlagen an einfachen Beispielen an.

Wie immer lässt sich das Prinzip der Motionebenen bereits gut an einem einfachen Würfel demonstrieren, der von uns nun animiert wird. Den Würfel skalieren Sie so, dass er zu einem senkrecht stehenden Brett wird. Dies ist sinnvoll, da das Objekt gleich rotiert werden soll. Diese längliche Form macht die Rotation besser sichtbar. Die Position des Würfels belassen Sie im Welt-Ursprung. Im ersten Schritt fügen wir dem Würfel nun zwei Rotation-Keyframes hinzu, und zwar eins in Bild 0 und eins in Bild 100, also am Ende der Standard-Projektlänge.

Das erste Keyframe in Bild 0 speichert die aktuelle Ausrichtung des Würfels, also die Winkel 0°, 0°, 0°. Das zweite Keyframe bei Bild 100 erhält die Winkel 0°, 0°, 1440°. Wenn Sie nun die Animation abspielen lassen sollte sich der Würfel wie ein Flugzeugpropeller exakt vier Mal um seine Achse drehen (4*360°=1440°), also eine volle Umdrehung pro Sekunde vollziehen. Da die Standard-Interpolation vom Typ Spline ist und dort Ease Ease-Verhalten aktiviert ist, beginnt und endet die Rotation jeweils langsam. Wir möchten dies ändern, damit sich der Propeller gleichmäßig schnell über die gesamte Zeit hinweg dreht. Dies können Sie z. B. erreichen, indem Sie die Zeitleiste öffnen und die beiden Keyframes in der Spur Winkel.B selektieren. Aktivieren Sie für diese Keyframes im Attribute-Manager die Linear-Interpolation, um die Auswertung von Tangenten an der F-Kurve zu unterdrücken. Der Rotor dreht sich nun über die gesamte Animation hinweg gleichförmig schnell.

Gehen wir nun einmal davon aus, dass diese einfache Animation komplexer gestaltet werden soll. In einem ersten Schritt soll sich z. B. der Rotor, während er sich wie gehabt dreht, auf einer Kreisbahn bewegen. Hört sich machbar an, oder? Lassen Sie uns dabei jedoch in die Thematik der Animationsebenen hineinschnuppern, damit die Animation später individuell abgemischt werden kann. Sie werden gleich verstehen, was damit gemeint ist.

Zuerst selektieren Sie den bereits animierten Würfel und wählen dann im Animieren-Menü von Cinema 4D den Eintrag für Relative Animationsebene hinzufügen aus. Gleich darunter befindet sich ein ähnlicher Befehl, nämlich Absolute Animationsebene hinzufügen. Wir sollten daher schon an dieser Stelle klären, was der Unterschied zwischen diesen Befehlen ist.
Stellen Sie sich ein Objekt vor, das auf der Position 0, 50, 0 platziert wurde. Ein zweiter Würfel wurde auf der Position 0, 100, 0 platziert. Bei der Nutzung von Animationsebenen kommt es zu ganz ähnlichen Situationen, wenn verschiedene Zustände bzw. Animationen gemischt oder überblendet werden. Die Aufgabe besteht nun also darin, die Positionen der beiden Würfel zu überlagern, um daraus eine neue Position zu ermitteln. Wenn Sie mit relativen Animationsebenen arbeiten, werden nur die Unterschiede zwischen den animierten Werten ausgewertet. Je nach Intensität des Mischens ergeben sich dadurch also Positionen zwischen 0, 50, 0 und 0, 100, 0.

Hätten Sie absolute Animationsebenen verwendet, wären die animierten Werte eben auch absolut miteinander verrechnet worden. Die Endposition der vermischten Animation läge somit je nach Stärke des Abmischens zwischen 0, 50, 0 und 0, 150, 0. In der Regel werden Sie daher mit relativen Animationsebenen arbeiten, da nur damit Animationen entstehen, die innerhalb der ursprünglichen Wertbereiche liegen. Ansonsten bewirken beide Befehle exakt das gleiche. Achten Sie nur bei der Auswahl der Befehle darauf, den richtigen bzw. für Ihre Animation passenden zu wählen, da der Typ einer Animationsebene nicht im Nachhinein gewechselt werden kann. Die Ebene müsste in so einem Fall gelöscht und neu erstellt werden. Eine bereits in der Ebene angelegte Animation ginge dadurch verloren.

Wie Sie nun in unserem Propeller-Beispiel nach Auswahl von Relative Animationsebene hinzufügen beobachten können, ergänzt sich dadurch hinter dem Würfel ein neues Tag im Objekt-Manager (siehe auch Abbildung 1.128).

Hinzufügen eines Motion-Tags und einer Animationsebene

Abbildung 1.128: Hinzufügen eines Motion-Tags und einer Animationsebene

Dieses sogenannte Motion-Tag funktioniert wie ein Ebenen-Manager in einem Bildbearbeitungs-programm, nur dass es hier nicht um Bitmaps geht, sondern um animierte Bewegungsabläufe. Wir schauen uns am Motion-Tag zuerst die unteren Einträge im Attribute-Manager an. Wie bereits in Abbildung 1.128 zu sehen, finden wir dort eine Voreingestellte Ebene, welche nun die zuvor angelegte Drehbewegung unseres Rotors enthält.

Direkt darüber finden wir eine Zeile mit dem Begriff Ebene 0. Dies ist die relative Animationsebene, die wir über das Animieren-Menü aufgerufen hatten. Durch Auswahl von Relative Animationsebene hinzufügen und Absolute Animationsebene hinzufügen können auf diese Weise noch weitere Ebenen im Motion-Tag hinzugefügt werden. Jede dieser Ebenen kann mit einer eigenen Animation gefüllt werden. Da hierbei auch absolute und relative Ebenen gemischt werden können, deutet ein kleines Symbol am rechten Rand jeder Zeile auf die Art der Ebene hin. Ein blau unterlegtes r steht für eine relative Animationsebene. Ein orangefarben unterlegtes a steht für eine absolute Ebene (siehe Abbildung 1.129).

Beliebig viele Animationsebenen können kombiniert werden

Abbildung 1.129: Beliebig viele Animationsebenen können kombiniert werden.

Denken Sie beim Hinzufügen neuer Ebenen daran, dass das Objekt selektiert sein muss. Die Auswahl des Motion-Tags allein reicht nicht aus. Die entsprechenden Befehle in Animieren-Menü sind ansonsten ausgegraut.

Bevor Sie nun aber wild mit dem Hinzufügen weiterer Animationsebenen anfangen, sollten wir erst einmal mit der einen relativen Ebene arbeiten. Diese ist nämlich bislang noch leer und verändert die Animation unseres Rotors daher nicht. Haben sie neben dieser noch weitere Ebenen hinzugefügt, selektieren Sie diese überzähligen Ebenen durch Anklicken der Optionen vor den Ebenen-Namen und das Betätigen der Löschen-Schaltfläche im Dialog des Motion-Tags. Übrig bleiben sollten nur die Voreingestellte Ebene und die relative Ebene 0.

Der nächste Punkt, auf den wir nun achten sollten betrifft das Häkchen vor Ebene 0 bzw. Voreingestellte Ebene. Das Häkchen zeigt immer die aktive Ebene an. Nur die Animation einer aktiven Ebene wird später z. B. in der Zeitleiste oder auch unter den Editoransichten in der kleinen Zeitleiste angezeigt. Die liegt daran, dass in der Zeitleiste, unter Ansicht > Anzeigen die Option für Nur aktive Animationsebene anzeigen aktiv ist. Ist diese Option ausgeschaltet werden immer alle Keys des Objekts angezeigt, auch wenn sich diese auf mehreren Ebenen verteilen. Wenn Sie also die Voreingestellte Ebene aktivieren, sollten Sie in der Zeitleiste die beiden Keyframes für die Drehung des Würfel-Rotors erkennen können. Beim Aktivieren der Ebene 0 bleibt die Zeitleiste hingegen vorerst leer, da diese Animationsebene noch keine Keyframes enthält.

Um nun in die Ebene 0 eine Animation abzulegen, muss diese Ebene auch aktiv sein. Dies ist nach dem Aufruf einer neuen Animationsebene automatisch der Fall, damit man gleich loslegen kann, ohne die bereits bestehende Animation zu verändern. Wie bereits vorgeschlagen, soll der sich drehende Rotor nun auf einem Kreis entlangbewegt werden. Wir können diese Bewegung durch ein paar Position-Keyframes anlegen. Beginnen Sie dabei in Bild 0 der Animation und setzen Sie dort ein Position-Keyframe für den Würfel. Denken Sie daran, dass im Motion-Tag die Ebene 0 aktiv ist. Springen Sie nun zum Ende der Animation und setzen Sie in Bild 100 erneut ein Position-Keyframe. Der Rotor steht also am Anfang und am Ende der Animation im Welt-Ursprung auf der Position 0, 0, 0.

Damit der Würfel möglichst exakt auf einem Kreis bewegt werden kann, sollten wir uns als Vorlage einen Kreis-Spline aus den Spline-Grundobjekten abrufen und auf den gewünschten Radius bringen. Die Größe des Radius spielt in diesem Beispiel keine Rolle. Im zweiten Schritt platzieren Sie den Kreis-Spline dann über seine Koordinaten-Rubrik im Attribute-Manager auf der Y-Position, die seinem Radius entspricht. Hat Ihr Kreis also einen Radius von 150 cm, so platzieren Sie ihn auch auf der Position 0, 150, 0. Der untere Kreisbogen läuft dadurch exakt durch die aktuelle Position des Würfels. Damit der Rotor während der Animation exakt einen Kreisdurchlauf zeigt, legt er jede Sekunde ein Viertel des Kreises zurück (siehe Abbildung 1.130).

Die vier Schlüsselpositionen des Würfels auf der Kreisbahn

Abbildung 1.130: Die vier Schlüsselpositionen des Würfels auf der Kreisbahn

Auch dabei können wir uns wieder an dem Radius-Wert des Kreis-Splines orientieren. Bei Bild 25 setzen Sie den Würfel also z. B. auf die Position -150, 150 , 0 (falls der Kreis-Radius 150 cm verwendet wurde) und lassen dafür ein Position-Keyframe erzeugen.

In Bild 50, also der Mitte der Animation, erreicht der Würfel die Mitte des oberen Kreisbogens und wird daher die Position 0, 300, 0 erreichen. Auch dort wird wieder ein Position-Keyframe erstellt. Schließlich fahren Sie noch Bild 75 an und platzieren dort den Würfel auf der Position 150, 150, 0, was ebenfalls wieder in einem Keyframe gespeichert wird. Damit ist der komplette Umlauf animiert. Wenn Sie die Animation nun abspielen lassen, sollten Sie sowohl die Rotation des Würfels als auch seine Kreisbahn erkennen können. Sicherlich können wir die Form der Kreisbahn aber noch verbessern, denn die automatisch gesetzten Tangenten an dieser Position-Animation lassen die Kreisbewegung etwas eckig aussehen. Um erkennen zu können, an welcher Stelle wir die Tangenten anpassen müssen aktivieren Sie im Motion-Tag die Option für Gesamtpfad anzeigen.

Sie sollten nun in der frontalen Editoransicht eine Kurve erkennen können. Wie in der oberen Hälfte von Abbildung 1.131 zu erkennen, lässt sich an dieser Flugbahn sicherlich noch etwas verbessern.

Anpassen der Tangenten an der Position F-Kurve

Abbildung 1.131: Anpassen der Tangenten an der Position F-Kurve

So könnten Sie z. B. die Position.Z-Spur komplett löschen, da dort alle Werte identisch sind. Die verbleibenden Spuren für Position.X und Position.Y haben im Prinzip ja bereits die passenden Keywerte, nur die Tangenten müssen noch etwas angepasst werden. Beginnen Sie dabei mit den Position.X-Keyframes in Bild 0 und Bild 100. Diese zeigen die standardmäßige Ease Ease-Interpolation, die zu stark von der Kreisbahn abweicht. Schalten Sie für diese Keys die Auto-Tangenten aus und passen Sie deren Tangenten manuell so an, dass eine Sinusschwingung dargestellt wird. Verfahren Sie ähnlich mit der Tangente am Position.X-Key in Bild 50, nur dass dort weniger die Richtung als mehr die Länge verändert werden muss.

Da Sie die Veränderung der Animationskurve auch im Editor beobachten können, sollte das Anpassen der Tangenten schnell von der Hand gehen. Abschließend passen Sie noch die Tangenten in Bild 25 und 75 an. Dort müssen die Tangenten der Position.Y stärker editiert werden, da diese für die senkrechte Positionierung des Würfels zuständig sind. Wie Sie unten in Abbildung 1.131 sehen, weichen die Interpolationskurven gar nicht so dramatisch von der ersten Version ab, die Flugbahn schmiegt sich nach dem Anpassen der Tangenten jedoch sehr viel enger an den Kreis-Spline. Damit durch die angepassten Tangenten nicht auch noch das Zeitverhalten des Rotors geändert wird, selektieren Sie abschließend die Position-Ordner-Spur und setzen für diese im Attribute-Manager die Option für Konstante Geschwindigkeit. Sie erkennen diesen Schritt in Abbildung 1.131 bereits an dem Angehängten Kürzel CV hinter den Position-Spuren. Der Rotor zieht dadurch automatisch mit gleichmäßiger Geschwindigkeit seine Kreisbahn.

Hätten wir diese Animation nicht auch ohne Animationsebenen erstellen können? Sicher, aber werfen Sie einen erneuten Blick in den Dialog des Motion-Tags. Hinter der Ebene 0 existiert ein Schieberegler. Damit können wir nun bequem die Wirkung der Kreisbahn-Animation steuern. Versuchen Sie es einmal mit einem Wert von 50% und lassen Sie die Animation erneut laufen. Der Propeller rotiert wie gehabt, folgt nun jedoch einem sehr viel kleineren Kreis. Wie ist dies möglich? Ein Blick in die Zeitleiste sollte Klarheit bringen. Aktivieren Sie dazu die Voreingestellte Ebene im Dialog des Motion-Tags. In der Zeitleiste erkennen wir neben den ursprünglich gesetzten Winkel-Keys nun auch eine Position-Spur (siehe Abbildung 1.132).

Animationen der Voreingestellten Ebene

Abbildung 1.132: Animationen der Voreingestellten Ebene

Das neue Position-Keyframe hat Cinema 4D automatisch in dem Moment erstellt, als wir das erste Position-Keyframe für Ebene 0 gesetzt haben. Dies war nötig, damit beide Animationsebenen gleiche Spur-Typen und eine einheitliche Wertbasis haben, aufgrund der sich Werte mischen lassen. Da sich der Mischregler im Motion-Tag ebenfalls animieren lässt, werden weitere interessante Effekte möglich. Lassen Sie uns auch dies kurz anschauen. Versuchen Sie beispielweise einmal diesen Mischstärke-Regler durch direktes Eintragen des Zahlenwerts auf 200% zu setzen. Dadurch wird im Prinzip unsere Kreisbahn doppelt so groß im Vergleich zur ursprünglichen Keyframe-Aufnahme. Setzen Sie den Zeitschieber der Zeitleiste auf das Bild 0 und führen Sie anschließend einen Klick auf den kleinen Kreis vor dem Misch-Regler aus. Damit ist dieser Wert als Keyframe gespeichert. Am Ende der Animation, also bei Bild 100, setzen Sie den Mischregler auf 0% und erstellen erneut ein Keyframe für diesen Wert. Dies führt bei der Animation dazu, dass sich der Rotor auf einer elliptischen Bahn bewegt. Schön und gut, aber was könnten wir noch probieren?

Wie wäre es z. B. wenn wir der Position-Spur der Voreingestellten Ebene am Ende noch ein weiteres Key hinzufügen. Bei dem die Position in die Mitte des Kreis-Splines verlegt wird (also bei einem Kreis-Radius von 150 cm z. B. auf 0, 150, 0). Wie Sie durch die farbige Bahnkurve auf der rechten Seite der Abbildung 1.133 erkennen können, erhalten wir nun eine leichte Spirale. Um diese Spirale noch ausgeprägter zu gestalten, müsste sich der Würfel nur mehrfach auf der Kreisbahn bewegen. Wie ließe sich dies umsetzen? Die benötigten Keyframes der Kreisbahn haben wir schließlich schon. Uns würde also bereits die Wiederholung dieser Keys ausreichen.

Ein zusätzliches Position-Keyframe der Voreingestellten Ebene formt die Kreiskurve zu einer Zykloiden.

Abbildung 1.133: Ein zusätzliches Position-Keyframe der Voreingestellten Ebene formt die Kreiskurve zu einer Zykloiden.

Bei dem Begriff Wiederholung denken wir natürlich sofort an die Danach-Einstellung der Spuren. Selektieren Sie daher die Position-Spur unserer Animationsebene und aktivieren Sie für diese im Danach-Menü die Wiederholen-Funktion. Im entsprechenden Wiederholungen-Feld tragen Sie 3 ein. Dies führt somit zu insgesamt vier vollständigen Umläufen auf der Kreisbahn, da die Wiederholungen ja die Original Animation ergänzen. Es sollten sich dadurch also bereits genügend Windungen in der Spiralkurve ergeben.

Da unsere komplette Sequenz durch die zusätzlichen Wiederholungen nun aber auch vier Mal so lang wie zuvor wird, müssen wir die wiederholte Sequenz auf ein Viertel der ursprünglichen Länge reduzieren. Klicken Sie dazu auf den Spurnamen Position und nutzen Sie die rechte gelbe Begrenzung im Zeitstrahl der Zeitleiste um die Position-Keyframes so zu skalieren, dass die ursprüngliche Animation zwischen den Bildern 0 und 25 abläuft. Die folgenden drei Wiederholungen enden dann präzise mit Bild 100 der Animation (siehe Abbildung 1.134).

Skalierung und Wiederholung der Kreisbahn-Animation

Abbildung 1.134: Skalierung und Wiederholung der Kreisbahn-Animation

Wenn Sie nun die Animation abspielen, scheint etwas nicht wie gewünscht zu funktionieren, denn wir sehen weiterhin nur eine Umdrehung des rotierenden Würfels. Dies liegt an der Option für die Konstante Geschwindigkeit an der Position-Spur in Ebene 1. Diese Option funktioniert nicht mit Wiederholungen, sondern bezieht sich immer nur auf die tatsächlichen Keyframes. Wir müssen Konstante Geschwindigkeit daher ausschalten (siehe rechte Seite von Abbildung 1.134 und Vergleich in Abbildung 1.135).

Links mit konstanter Geschwindigkeit, rechts ohne diese Option

Abbildung 1.135: Links mit konstanter Geschwindigkeit, rechts ohne diese Option

Sofern Gesamtpfad anzeigen im Motion-Tag aktiv ist, sehen Sie die resultierende Spiralbahn direkt in der frontalen Editoransicht. Ist Ihnen deren Form noch zu ungenau, passen Sie die Tangenten der Ebenenwert-Spur von Ebene 0 und die Tangenten der Position.Y-Spur in der Voreingestellten Ebene beliebig an (siehe Abbildung 1.136).

Anpassung der Spiralform über die Tangenten der Spuren Ebenenwert und Position.Y

Abbildung 1.136: Anpassung der Spiralform über die Tangenten der Spuren Ebenenwert und Position.Y

Die folgende Abbildung 1.137 zeigt Ihnen auf der linken Seite ein mögliches Ergebnis. Es ist doch schon erstaunlich, wie schnell sich derart komplexe Animationsabläufe mit nur ein paar wenigen Keyframes erstellen lassen. Zumal wir über deren Tangenten und über die Möglichkeit des Abmischens der Animationsebenen das Ergebnis mit wenigen Handgriffen grundlegend verändern können. Da sich der Würfel-Rotor während der Animation ebenfalls vier Mal um seine Achse dreht, bleibt er durch die gleichzeitige Spiralbewegung nahezu senkrecht zum Animationspfad. Dies lässt sich gut auf der rechten Seite der Abbildung 1.137 beobachten, wo verschiedene Animationsphasen überlagert in einem Bild dargestellt wurden. Derartige Darstellungen können Ihnen dabei helfen, das Timing und die Bewegungen eines Objekts während der Animation auf einen Blick zu erfassen, ohne die Animation dafür dauernd ablaufen lassen zu müssen. Lassen Sie uns daher an dieser Stelle einen kurzen Einschub vornehmen, wie Sie derartige Überlagerungen im Editor aktivieren können.

Links die resultierende Spiralbahn, rechts die überlagerte Darstellung verschiedener Animationsphasen des Würfels

Abbildung 1.137: Links die resultierende Spiralbahn, rechts die überlagerte Darstellung verschiedener Animationsphasen des Würfels

Über den Autor

Dieses Tutorial ist ein Auszug aus dem CINEMA 4D-Kompendium zur Animation von Arndt von Koenigsmarck. Das komplette C4D-Kompendium mit über 950 Seiten Know-how als Download (PDF) gibt es hier: CINEMA 4D-Kompendium – Die Animation.

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