Thinking Particles: Die Nodes – Thinking Particles > TP Generator

Tutorials 25. Januar 2016 – 0 Kommentare

Im ersten Band des Kompendiums haben wir bereits das Basis-Partikelsystem von Cinema 4D besprochen, das Sie im Simulieren-Menü finden können. Dieses reicht oft bereits aus, wenn Partikel nur in einfachen Flugbahnen emittiert werden sollen, um z. B. eine Rauchfahne an einem Kamin zu ergänzen. Komplexere Aufgaben, wie z. B. die Aussendung von Partikeln entlang einer Oberfläche oder die Interaktion zwischen den Partikeln ist dort gar nicht möglich. Für derartige Aufgaben ist Thinking Particles viel besser geeignet, wenngleich dessen Bedienung ebenfalls aufwändiger ist. Ohne das im letzten Kapitel beschriebene XPresso-System geht nämlich gar nichts. Alle Emitter, Kräfte und Partikel-Effekte werden ausschließlich über Nodes gesteuert. Wir werden uns daher in diesem Kapitel um die speziellen Nodes kümmern mit denen Sie Thinking Particles erzeugen und steuern können. Dabei lassen sich viele der Thinking Particle-Nodes ebenfalls mit den bereits bekannten XPresso-Nodes kombinieren. Beschreibungen zu deren Bedienung, zum Anlegen einer XPresso-Schaltung und allgemein zum XPresso-Editor werde ich in diesem Kapitel jedoch nicht wiederholen. Schlagen Sie bitte bei Fragen dazu im vorhergehenden Kapitel nach.

3.1 Die Thinking Particles-Nodes

Das, zumindest aus meiner Sicht, Hauptfeature der Thinking Particles ist dessen Gruppen-Funktion. Partikel lassen sich demnach in selbst definierte Gruppen einteilen, zwischen denen auch Wechsel stattfinden können. Diese Gruppen lassen sich mit ganz eigenen Eigenschaften belegen. Im Extremfall können wir auf diese Weise jedes Partikel einzeln steuern. Zudem ist viel mehr Kontrolle im Zusammenspiel mit anderen Geometrien gegeben.

Auch die Nodes der Thinking Particles sind wieder in thematisch sortierten Gruppen zusammengefasst, die wir der Reihe nach durchgehen werden. Sofern Sie einem beliebigen Objekt bereits ein XPresso-Tag zugewiesen haben und dessen XPresso-Editor geöffnet haben, können Sie diese Nodes nach einem Rechtsklick in den Editor unter Neuer Node > Thinking Particles finden. Alternativ hierzu lassen sich diese Nodes auch im XPresso-Pool (X-Pool) unter dem Gruppe der System-Operatoren finden und per Drag&Drop in die Schaltung ziehen.

Viele dieser Gruppen und auch die Nodes selbst nutzen oftmals Abkürzungen in deren Namen. Dabei steht TP immer für Thinking Particles und das Kürzel P steht für Particle.

3.1.1 Thinking Particles > TP Generator

Vielleicht wundern Sie sich, warum ich einige Node-Gruppen überspringe, aber in diesem Fall erleichtert es die spätere Erläuterung der übrigen Nodes. Die anderen Gruppen greifen nämlich in der Mehrzahl auf bereits vorhandene Partikel zu und manipulieren z. B. deren Flugbahn. Es müssen also in jedem Fall erst einmal Partikel vorhanden sein. Exakt dafür stehen die Nodes der TP Generator-Gruppe. Diese Nodes lassen sich daher mit dem Emitter des Standard-Partikelsystems von Cinema 4D vergleichen und sind daher in jeder Schaltung vorhanden, die Thinking Particles erzeugen will.

P Blurb-Node

Dieser Node gehört zu einer Gruppe von Spezialeffekten, wird also eher selten benutzt. Die spezielle Fähigkeit dieses Nodes ist es, eine Polygonform in eine andere überführen zu können. Dabei löst sich praktisch ein Objekt in verschiedene Flächen auf uns setzt sich an anderer Stelle wieder zu einer neuen Form zusammen. Sie benötigen daher mindestens zwei Polygon-Objekte in Ihrer Szene, die Start- und Endzustand dieser Verwandlung wiedergeben. An dem Node finden Sie eine Liste für Objekte, die Sie per Drag&Drop von Polygon-Objekten aus dem Objekt-Manger füllen können. Dabei spielt die Reihenfolge der Objekte eine Rolle, denn diese Liste wird später von oben nach unten abgearbeitet. Im Beispiel der Abbildung 3.1 sehen Sie je ein konvertiertes Kugel- und Würfel-Objekt in dieser Objekte-Liste des Nodes. In diesem Fall wäre die Kugel als erstes Objekt also der Startzustand. Gegen Ende der Animation würden die Partikel die Form des Würfels annehmen. Damit dieser Übergang aber überhaupt animiert wird, müssen Sie über zwei Keyframes für den Parameter Animations-Phase festlegen, ab wann und wie schnell dieser Effekt berechnet werden soll. Sie setzen also zumindest ein Keyframe mit dem Wert 0% und ein weiteres mit dem Wert 100% für diesen Animations-Phase-Parameter. In Abbildung 3.1 habe ich dies bereits erledigt, wie Sie an der rötlichen Markierung vor dem Parameter erkennen können. Wie im ersten Kapitel beschrieben, lassen sich derartige Animationen durch Klicks auf die Kreise vor den Parameternamen erstellen. Lesen Sie dort ggf. nach, falls Ihnen das Animieren von Parametern neu ist.

Animation in Cinema 4D - Der P Blurb-Effekt

Abbildung 3.1: Der P Blurb-Effekt

Nach dem Setzen der zwei Keyframes zu unterschiedlichen Zeitpunkten Ihrer Animation ist automatisch eine Flugbahn für die Partikel errechnet worden. Diese ist unten rechts in Abbildung 3.1 als rötliche Linie zwischen den Objekten zu erkennen. Wenn Sie die Animation im Editor ablaufen lassen, sollten Sie auch bereits erkennen können, wie Partikel in Form kleiner Sternchen zwischen den Objekten wandern.

Die Anzahl dieser Partikel und in welcher Formation diese erzeugt werden, legen Sie über die Einstellungen Von bis und Typ im Dialog des P Blurb-Nodes fest. Bei diesen und auch den folgenden Einstellungen ist jedoch Vorsicht geboten.

Viele der Einstellungen des P Blurb-Nodes beziehen sich nämlich auf den gerade selektierten Eintrag in der Objekte-Liste des Nodes. In der Regel selektieren Sie daher diese Listeneinträge von oben nach unten und nehmen so Schritt für Schritt für jedes Objekt einzeln die gewünschten Veränderungen vor. Gehen wir also einmal davon aus Sie hätten das oberste Objekt, also in meinem Fall die Kugel, in der Liste des Nodes ausgewählt. Die Einstellung Von bis legt dann fest, in welcher Richtung die Auflösung der Kugel verlaufen soll. Bei –Y zu +Y löst sich die Kugel also vom unteren Pol her auf. Wie viele Fläche dabei entstehen, definiert das Typ-Menü. Bei Auswahl von Einzelne Flächen wird jedes Polygon einzeln abgetrennt und animiert. Bei Auswahl von Glättung und Abstand werden die zusätzlichen Parameter Winkel und Radius am Node freigeschaltet. Winkel bezieht sich auf die Neigung der benachbarten Polygone, funktioniert also wie der Glätten bis-Winkel des Phong-Tags. Je größer dieser Wert ist, desto eher können auch Polygone in einer Gruppe bleiben, die einen größeren Winkel zwischen sich haben. Zusätzlich begrenzen lässt sich die Größe dieser Polygoninseln über den Radius-Wert. Kleine Werte führen zu Bruchstücken, die nur aus weniger Flächen bestehen oder sogar nur aus einzelnen Polygonen. Die Basis dieses Prozentwerts ist die Gesamtgröße des selektierten Objekts in der Objekte-Liste des Nodes. Wenn Sie die Anzahl der entstehenden Bruchstücke exakt vorgeben möchten, ist der Typ Anzahl die richtige Wahl. Ein eigenes Anzahl-Feld wird nun freigeschaltet, in das die gewünschte Anzahl der Bruchstücke eingetragen werden kann. Der Node selbst wird jedoch in keinem Fall eigene Unterteilungen an dem Objekt vornehmen. Ein Objekt, das nur aus einem Polygon besteht wird daher auch nicht in eine feste Anzahl von zehn Fragmenten zufallen können. Die zulässige Höchstzahl für Anzahl ist somit immer durch die vorhandene Anzahl an Polygonen am Objekt vorgegeben.

Über den oberen der beiden Dicke-Parameter kann den zwischen den Objekten fliegenden Flächen auch eine Volumen gegeben werden. Auch hier bezieht sich der Prozentwert auf die Originalgröße des Objekts. Was mit dem Objekt geschehen soll, das sich gerade auflöst, legt das Menü für Verbleibender Typ fest. Die Voreinstellung Hohl sorgt dafür, dass die sich lösenden Fragmente das Objekt öffnen und wir an dieser Stelle einen Blick in das Innere werfen können. Um diesem Objektrest ebenfalls eine Wandstärke geben zu können, steht Ihnen ganz unten im Dialog des Nodes ein weiterer Dicke-Parameter zur Verfügung. In der Regel werden Sie diesen genauso groß einstellen wie den ersten Dicke-Wert, der das Volumen der Fragmente definiert, damit beide Bruchstücke passend wirken. Gleiches gilt für Verbleibender Typ Massiv. Dies wirkt, als wenn die Fragmente wir eine Orangenschale abgeschält werden. Darunter kommt eine entsprechend verkleinerte Version des aufgelösten Objekts zum Vorschein. Auch hier kann der Effekt nur glaubhaft wirken, wenn beide Dicke-Parameter gleich groß eingestellt wurden. Der letzte Modus Keiner blendet die Objekte komplett aus. Es werden dann nur noch die Fragmente dargestellt, solange diese zwischen den Formen unterwegs sind. Abschnitte, die noch nicht fragmentiert wurden oder solche, die sich am zweiten Objekt schon wieder zusammengesetzt haben, werden ausgeblendet.

Die Umkehrung dieses Effekts können Sie durch Aktivierung der Option für Keine Fragmente erreichen. Auch diese Option kann wieder für alle beteiligten Objekte individuelle konfiguriert werden. Objekte, für die diese Option aktiviert wurde, zeigen keinerlei Bruchstücke mehr. Die Objekte verlieren einfach nur Flächen oder setzen sich ohne Übergang aus Bruchstücken zusammen. Die Flugphase der Fragmente dazwischen entfällt also teilweise.

Da die bislang genannten Parameter für alle Objekte in der Liste des Nodes einzeln eingestellt werden können, ist es auch kein Problem, die Anzahl der Fragmente von Objekt zu Objekt zu variieren oder deren Dicke zu variieren. Im Fall der Fragmentanzahl wird es dann nur unweigerlich dazu kommen, dass Fragmente während der Flugphase verschwinden oder neue zusätzlich entstehen. Für besonders glaubhafte Übergänge sollten Sie daher schon im Vorfeld darauf achten, dass alle beteiligten Objekte zumindest ungefähr über die gleiche Polygonanzahl verfügen.

Die Flugbahn der Fragmente steuern

Wir haben bereits festgestellt, dass der P Blurb-Node einen eigenen Pfad für die Bewegung der Fragmente zwischen den Objekten berechnet. Die Krümmung dieses Pfads hängt maßgeblich mit der Einstellung im Von bis-Menü zusammen, wie die Abbildung 3.2 deutlich macht.

Animation in Cinema 4D - Tangentensteuerung der Animationskurve

Abbildung 3.2: Tangentensteuerung der Animationskurve

In meiner Beispielszene löst sich die zuerst gelistete Kugel entlang der Y-Objektachse auf, und zwar vom negativen Bereich her. Der Wert für Rechte Tangente gibt dabei generell die Länge der Tangente an, die für die Animationskurve in Richtung des zweiten Objekts zuständig ist. Wie in der Abbildung zu erkennen, habe ich dort den Wert für Rechte Tangente auf 300 erhöht. Als Resultat schwingt der Animationspfad nun sehr viel stärker nach unten, bevor er nach links abdreht. Eine Veränderung am Wert Linke Tangente hätte für die Kugel gar keine Konsequenzen, da der Animationspfad erst bei der Kugel beginnt. Nach der Selektion des Würfels, also des zweiten Objekts in der Liste, können dort nun ebenfalls individuelle Werte für Linke und Rechte Tangente verwendet werden. Hier verhält es sich genau anders herum, denn der Würfel bildet das Ende der Animation. Folglich ändern nur Einstellungen für die Linke Tangente etwas am Verlauf des Animationspfads. Linke Tangente ist schließlich für den Kurvenverlauf in Richtung des vorhergehenden Objekts zuständig.

Da ich für den Würfel das Von bis-Menü auf +Y zu –Y geschaltet habe, ist dessen Linke Tangente senkrecht nach oben ausgerichtet. Eine Reduzierung von Linke Tangente auf Null lässt den Animationspfad hart in die Position des Würfels hineinlaufen (siehe Abbildung 3.3). Ansonsten steht Ihnen natürlich auch noch frei, die Achsensysteme der beteiligten Objekte zu drehen. Dadurch werden ebenfalls die Richtungen der Tangenten und der Bezug des Von bis-Menüs verändert. Noch mehr Kontrolle über den Animationspfad erhalten Sie, wenn Sie weitere Objekte in die Liste des Nodes aufnehmen. Dabei müssen Sie sich nämlich nicht nur auf Polygon-Objekte beschränken. Auch die Auflistung von Null-Objekten funktioniert und hat zudem den Vorteil, dass dadurch die Anzahl und Form der Fragmente nicht verändert werden.

Animation in Cinema 4D - Veränderung der Tangente am zweiten Objekt

Abbildung 3.3: Veränderung der Tangente am zweiten Objekt

Erzeugen Sie daher testweise einmal ein Null-Objekt und ziehen Sie dieses ebenfalls in die Objekte-Liste des P Blurb-Nodes hinein. Sorgen Sie dort ggf. durch Umsortierung der Objekte dafür, dass das Null-Objekt zwischen den Listeneinträgen der Kugel und des Würfels liegt. Durch Drehung und Verschiebung des Null-Objekts in den Ansichtsfenstern können Sie anschließend den Verlauf des Animationspfads beliebig beeinflussen. Sogar die Werte für Linke Tangente und Rechte Tangente stehen Ihnen ebenfalls zur Verfügung um den Durchgang des Pfads am Null-Objekt zu steuern (Siehe Abbildung 3.4).

Animation in Cinema 4D - Einfügung eines Null-Objekts zur Steuerung des Animationspfads

Abbildung 3.4: Einfügung eines Null-Objekts zur Steuerung des Animationspfads

Die Auflösung des ersten Objekts, die Flugphase der Fragmente und das Zusammensetzen der Fragmente zum zweiten Polygon-Objekt nehmen alle zeitlich den gleichen Anteil ein. Auch diese Eigenschaft lässt sich jedoch über den Node verändern. Sie finden dazu die Parameter Warten, Fragmentieren und Nächstes im Dialog des Nodes. Warten steht dabei für die Zeitspanne, die bis zum Beginn der Fragmentierung eines Objekts vergeht. Fragmentieren steuert die benötigte Zeit für das Zerfallen eines Objekts und Nächstes legt die Zeitspanne fest, die von den Fragmenten zur Überbrückung der Distanz zwischen dem sich auflösenden und dem sich zusammensetzenden Objekt benötigt wird. Die Gesamtzeit für die gesamte Animation des Nodes ist in jedem Fall über die zeitlichen Abstände der Keyframes für Animations-Phase festgelegt. Eine Verlängerung z. B. des Prozentwerts Warten hat daher automatisch eine Beschleunigung der Fragmentierung und der Flugphase der Partikel zur Folge. Die Einstellungen für Warten, Fragmentieren und Nächstes können wieder individuell für jedes Polygon-Objekt in der Liste vorgenommen werden.

Die Einstellungen wirken jedoch immer nur in Richtung des nachfolgenden Objekts. Es macht daher auch keinen Unterschied, ob Sie diese Parameter für das letzte Objekt in der Liste verändern oder nicht.

Die Ports des P Blurb-Nodes

Wie es sich für einen richtigen Node gehört, hat auch dieser natürlich noch optionale Ein- und Ausgänge zu bieten. Wie Sie jedoch bereits gesehen haben, tut der Node auch bereits ohne diese seine Dienste. Auf der Eingangsseite steht Ihnen zunächst ein An-Port zur Verfügung, über den Sie die Funktion des Nodes generell aktivieren oder ausschalten können. Ist dieser Port nicht angelegt oder ohne eine Verbindung, so ist der Node automatisch aktiv. Der nächste Eingang nennt sich Animations-Phase und ist mit dem gleichnamigen Parameter aus dem Dialog des Nodes identisch. Hier könnten Sie also auch über andere XPresso-Elemente Zahlen zwischen 0 und 1 hineinleiten, um die Fragmentierung der Objekte zu animieren. Falls Sie mögen, können Sie über den Animations-Zeit-Eingang sogar auch eine eigene Zeit einleiten. Im einfachsten Fall könnte dies ein Konstante-Node mit dem Datentyp Zeit sein, in dem Sie den Zeitwert per Keyframes animiert haben. Auf diese Weise ließe sich die Animation der Fragmente auch problemlos rückwärts berechnen oder phasenweise beschleunigen und abbremsen. Im Prinzip können diese Effekte aber ebenfalls über die Animation des Parameters für Animations-Phase erzielt werden.

Auf der Ausgang-Seite des Nodes stehen Ihnen die Fragment-Anzahl und die Verbleibende Anzahl zur Verfügung. Mit Fragment-Anzahl ist die Gesamtzahl an Partikeln und somit Fragmenten gemeint, die durch den Node generiert werden. Dieser Wert hängt somit hauptsächlich von der Polygonanzahl Ihrer Objekte und dem gewählten Typ der Fragmentierung ab. Diese Anzahl kann sich auch während der Animation ändern, denn in der Regel gibt es unterschiedliche Partikelzahlen zwischen den beteiligten Objekten. Die Verbleibende Anzahl ist von eher zweifelhaftem Nutzen, denn dieser Wert gibt nur die Anzahl der beteiligten Polygon-Objekte wieder. Intern werden diese Objekte ebenfalls als Fragmente bzw. Partikel mitgezählt. Deren Anzahl bleibt während der gesamten Animation konstant.

Fragment-Nummer und Verbleibende Nummer geben bei jeder Aktualisierung eine Zahlensequenz wieder. Dazu müssen Sie wissen, dass Partikel, und dazu zählen auch die hier durch den Node erzeugten Fragmente, intern durchnummeriert werden. Es existieren also Indexnummern für die Partikel, so ähnlich wie wir dies von den Punkten an einem Spline oder Polygon-Objekt gewohnt sind. Die Zuordnung ist bei Partikeln jedoch nicht immer so eindeutig möglich wie bei Punkten, da Partikel von einem Bild zum nächsten entstehen oder auch verschwinden können. Die Suche nach bestimmten Partikeln anhand dieser Nummer ist daher mit Vorsicht zu genießen. Über die beiden genannten Ausgänge Fragment-Nummer und Verbleibende Nummer erhalten Sie also Ziffernfolgen, die der aktuell vorhandenen Liste an Partikeln entspricht. Die eigentlichen Partikel können Sie jedoch nur über die Ports für Fragment-Partikel oder Verbleibende Partikel ausgeben. Sie werden später noch lernen, wie Sie diese Partikel-Ausgänge z. B. zur Verknüpfung mit Partikel-Gruppen oder Polygon-Formen nutzen können. Merken Sie sich nur, dass aus den bereits zuvor genannten Gründen die Ausgänge, die einen Bezug zu Verbleibenden Partikeln haben, an diesem Node weniger hilfreich sind.

Die Partikel-Geometrie

Sie werden sicherlich bemerkt haben, dass außer ein paar Sternchen keine eigentlichen Partikelformen in den Editoransichten zu erkennen sind. Sobald Partikel Polygone mit sich tragen sollen, erwartet Thinking Particles nämlich ein Partikel-Geometrie-Objekt in der Szene. Dies ist eine Art Container, in dem sämtliche Punkte und Flächen gespeichert werden, die von Thinking Particles verwendet werden. Dieser Kunstgriff ist u. a. nötig, da wir ja kein eigentliches Emitter-Objekt in der Szene vorliegen haben, dem wir die gewünschten Objekte einfach unterordnen könnten. Sie finden das Partikel-Geometrie-Objekt im Simulieren-Menü von Cinema 4D unter dem Submenü der Thinking Particles. Allein das Hinzufügen dieses Objekts sollte Ihre Szene nun bereits so verändern, dass Sie beim Abspielen der Animation tatsächlich sehen können, wie die Flächen des einen Objekts zum anderen Objekt wandern (siehe Abbildung 3.5).

Animation in Cinema 4D - Thinking Particles Partikel-Geometrie

Abbildung 3.5: Thinking Particles Partikel-Geometrie

Ein Blick in die Einstellungen des Partikel-Geometrie-Objekts zeigt, dass dort nicht sonderlich viel einzutragen ist. Standardmäßig enthält dieses Objekt immer alle Flächen, die an Thinking Particles gebunden sind. Es können bei Thinking Particles aber auch Gruppen gebildet werden, um z. B. das Verhalten von Teilen der Partikel noch einfacher steuern zu können. In solchen Fällen lassen sich auch mehrere Partikel-Geometrie-Objekte in der Szene nutzen, die dann jeweils nur einzelne Gruppen von Partikeln enthalten. Sie müssen nur die gewünschte Thinking Particles-Gruppe in das Feld für Partikel-Gruppe ziehen. Da Thinking Particles auch Untergruppen von Partikeln kennt, können Sie über die Untergruppen-Option entscheiden, ob auch untergeordnete Partikel-Gruppen in diesem Partikel-Geometrie-Objekt mit eingeschlossen sein sollen.

Das Partikel-Geometrie-Objekt kann innerhalb von Cinema 4D wie ein Generator-Objekt benutzt werden. Sie können hier also direkt Materialien zuweisen oder z. B. auch Deformationen unterordnen, um die Partikel-Geometrien zusätzlich zu verzerren. In Bezug auf Materialien hat der P Blurb-Node übrigens eine Besonderheit, denn er vergibt automatisch Selektionsnamen für bestimmte Abschnitte der Fragmente. Wie Sie an der bunten Darstellung auf der rechten Seite der Abbildung 3.5 erkennen können, habe ich davon bereits ausgiebig Gebrauch gemacht. Beachten Sie auch, dass die eigentlichen Objekte, die dem Anfang und Ende des Effekts die Form geben, selbst nicht unbedingt sichtbar geschaltet sein müssen. Tatsächlich ist es sogar besser, diese für den Editor und das Rendering unsichtbar zu schalten.

Die Materialien und Textur-Tags auf diesen Objekten werden jedoch nach wie vor ausgewertet und automatisch auf die Fragmente übertragen. Dabei sorgt der P Blurb-Effekt zwar nicht automatisch für eine Mischung der Farbwerte, durch die Variation der Fragment-Anzahl und -Größe entsteht jedoch ein gewisser Verlauf. Durch Nutzung des Selektionsnamens FEDGE können die Seitenflächen an den Fragmenten mit einem separaten Material belegt werden. Das sind also die Flächen, die die Dicke der Fragmente darstellen. Über den Begriff FBACK kann ein weiteres Material auf die Rückseite der Fragmente gelegt werden (siehe auch Abbildung 3.6).

Animation in Cinema 4D - Zuweisung von Materialien zu den Fragmenten

Abbildung 3.6: Zuweisung von Materialien zu den Fragmenten

Laut Cinema 4D-Dokumentation existieren auch noch die Kürzel FREDGE und FRBACK für die Seiten und Oberflächen der zurückbleibenden Teile, ich konnte bei mir jedoch kein auf diese Selektionsnamen gelegtes Material sichtbar machen. Vielleicht haben Sie dabei ja etwas mehr Glück. Vielmehr scheint es so zu sein, dass auch FBACK und FEDGE für die Oberfläche des zurückbleibenden Objekts benutzt werden, die z. B. bei der Einstellung Verbleibender Typ Massiv stehenbleibt.

Die Thinking Particles Einstellungen

Die Thinking Particles Einstellungen finden Sie entweder über Simulieren > Thinking Particles oder über das Zusätze-Menü im XPresso-Editor. Dieses Einstellungsfenster ist recht wichtig für Thinking Particles, denn hier legen Sie die bereits mehrfach angesprochenen Gruppen für die Partikel an. Eine Gruppe ist dort immer vorhanden, nämlich die Alle-Gruppe, die Sie links unten im Fenster der Partikel-Gruppen erkennen können. Durch einen Rechtsklick auf den Namen dieser Gruppe öffnen Sie ein Kontextmenü, über das Sie per Hinzufügen weitere Gruppen anlegen können. Diese werden automatisch als Untergruppen der Alle-Gruppe angelegt, erscheinen also unter der Alle-Gruppe eingerückt. Diese neuen Gruppen können wiederum weitere Gruppen enthalten. Dazu führen Sie erneut einen Rechtsklick auf deren Namen aus und wählen wieder Hinzufügen. Überzählige Gruppen lassen sich per Rechtsklick auf deren Namen und die Auswahl von Entfernen auch wieder löschen. Etwaig in diesen Gruppen vorhandene Partikel gehen dabei nicht verloren, sondern landen einfach in der darüber liegenden Gruppe. Die Alle Gruppe enthält also in jedem Fall immer alle Partikel Ihrer Schaltung.

Die jeweils selektierte Partikel-Gruppe kann auf der rechten unteren Seite des Dialogs editiert werden (siehe auch linke Seite der Abbildung 3.7).

Animation in Cinema 4D - Darstellungsoptionen in den Thinking Particles Einstellungen

Abbildung 3.7: Darstellungsoptionen in den Thinking Particles Einstellungen

Sie finden dort u. a. den Namen und auch die Farbe für die Darstellung der Partikel dieser Gruppe. Für die Partikel-Darstellung stehen zusätzlich verschiedene Optionen zur Auswahl. Zuerst wäre da das Darstellung-Menü oberhalb der Partikel-Gruppen zu nennen. Hier wählen Sie einfach die Form aus, die Ihnen am meisten zusagt. Einige dieser Formen sind ebenfalls in Abbildung 3.7 eingeblendet. Ticks und Punkte sind immer gleich groß und kennzeichnen einfach nur die Position jedes Partikels. Die anderen Darstellungsmodi skalieren teilweise zusätzlich mit der Größe der Partikel. Bei der Darstellung Keine entfällt schließlich jede Einzeichnung der Partikelpositionen im Editor. Um zu dem Darstellung-Menü der selektierten Partikel-Gruppen zurückzukehren, auch dort finden Sie die verschiedenen Modi für die Darstellung der Partikel dieser Gruppe wieder. Eine Einstellung hier überschreibt also nur die globale Darstellungs-Auswahl. Mit Darstellung Global wird die in der oberen Hälfte des Dialogs getroffene Darstellungsart auch für die Partikel dieser speziellen Gruppe übernommen.

Die Option für Objekt darstellen kennen Sie vielleicht bereits vom Emitter-Objekt des Standard-Partikelsystems her. Auch dort konnte durch Ausschalten dieser Option die Darstellung von Geometrie an den Partikeln unterdrückt werden. Die Darstellung der Partikel z. B. durch ein Tick-Sternchen bleibt davon unbeeinflusst. Nur die Polygone der Partikel werden nicht länger eingezeichnet. Dies gilt übrigens nur für die Editordarstellung. Beim Rendern im Bildmanager sind wieder alle Flächen zu sehen.

Durch Anhaken der Aktivieren-Option werden alle individuellen Einstellungen der angelegten Partikel-Gruppen bezüglich der Objekt darstellen-Option und Darstellung-Auswahl durch die gleichlautenden Einstellungen aus dem oberen Dialogteil ersetzt. Ist im oberen Teil des Dialogs also Objekte darstellen aktiv, werden alle Polygone an den Partikeln eingezeichnet, selbst wenn in deren Gruppen diese Option ausgeschaltet wurde. Gleiches gilt für die Darstellung-Einstellung. Über die Vorgabe Max. Partikel können Sie schließlich die Anzahl der Partikel in Ihrer Szene begrenzen. Ob dieser Wert überhaupt erreicht wird, lässt sich jederzeit über die Zahlenwerte bei Total, Ast oder Gruppe ablesen. Total gibt zu jedem Zeitpunkt die Gesamtzahl an Thinking Particles-Partikeln wieder. Bei Ast können Sie die addierten Partikel-Anzahlen der gerade selektierten Gruppe und deren Untergruppen ablesen. Bei Gruppe ist schließlich nur die Partikel-Anzahl des aktuell ausgewählten Partikel-Gruppe zu sehen.

.1 Thinking Particles-Kanäle

Die Kanäle der Thinking Particles entsprechen den Benutzerdaten von Cinema 4D. In diesem Tab der Thinking Particles Einstellungen können Sie also unter eigenen Namen und mit beliebigen Datentypen selbst Variablen definieren, die später den Partikeln mit auf den Weg gegeben werden können. Dies ist recht praktisch, um z. B. jedem Partikel eine Position oder Geschwindigkeit als Wert mitzugeben. Diese Information kann für jedes Partikel separat mit einem Wert gefüllt werden und natürlich auch wieder abgefragt werden. Dafür stehen eigene Nodes zur Verfügung, die wir später noch besprechen werden, nämlich P Daten setzen und P Daten lesen.

Zum Anlegen eines neuen Kanals tragen Sie zuerst den gewünschten Namen in das untere Textfeld ein (siehe auch Abbildung 3.8).

Animation in Cinema 4D - Thinking Particles-Kanäle

Abbildung 3.8: Thinking Particles-Kanäle

Anschließend wählen Sie über das Menü darunter den Datentyp aus, den dieser Parameter haben soll. Die Liste ist wie gewohnt sehr umfangreich. In den meisten Fällen werden Sie jedoch entweder eine Real-Zahl oder einen Vektor verwenden wollen. Schließlich betätigen Sie die Hinzufügen-Schaltfläche, um den Benutzerdaten-Kanal tatsächlich zu erzeugen. Dieser erscheint darauf in der Datenkanäle-Liste im oberen Teil des Dialogs. Sollten Sie dabei einen Fehler gemacht haben, selektieren Sie einfach den unerwünschten Eintrag in dieser Liste und betätigen dann die Entfernen-Schaltfläche zum Löschen des Eintrags. Beachten Sie, dass auch Datenkanäle ohne Namen erzeugt werden können. Dies kann immer dann vorkommen, wenn Sie nur einen Datentyp auswählen und ohne einen Namen einzutragen direkt auf Hinzufügen klicken. Dieser Kanal wird zwar ebenfalls funktionieren, ist allerdings von der Handhabung her ungünstig, zumal wenn Sie mehr als einen Datenkanal nutzen möchten. Es ist schon sinnvoller, diese anhand ihrer Namen auseinanderhalten zu können.

Wie bereits im Abschnitt über die Benutzerdaten erläutert, ändert das bloße Anlegen eines Kanals nichts am Verhalten der Partikel. Dafür müssen Sie selbst durch das Füllen und Auslesen dieser Kanäle in der XPresso-Schaltung sorgen.

P Fragment-Node

Mithilfe dieses Nodes können Polygon-Objekte die bereits über Partikel bewegt werden erneut in kleinere Bruchstücke, also Fragmente aufgeteilt werden. Stellen Sie sich z. B. das Objekt einer Vase vor, die an einen Partikel geheftet wurde. Dieses Partikel fällt durch ein Gravitationsfeld nach unten und kollidiert dort mit dem Boden. Durch diese Kollision wird der P Fragment-Node aktiviert, der die Vase dann in kleinere Bruchstücke aufteilt. Diese Fragmentierung wird ganz ähnlich gesteuert, wie beim bereits beschriebenen P Blurb-Node. Sie werden da also einige Parallelen feststellen. Die Abbildung 3.9 zeigt anhand des Vasen-Beispiels einen möglichen Aufbau einer solchen Schaltung. Dort sind natürlich bereits viele Thinking Particles-Nodes verbaut, die Sie vielleicht an dieser Stelle noch nicht kennen, aber ich hoffe Ihnen trotzdem die Bedienung dieses Nodes anhand dieses Beispiels deutlich machen zu können.

Animation in Cinema 4D - Fragmentierung einer Vase über Thinking Particles

Abbildung 3.9: Fragmentierung einer Vase über Thinking Particles

Wichtig ist für uns an dieser Schaltung im Prinzip nur der mittlere Teil mit dem P Fragment-Node. Sie erkennen dort einen P Pass-Node mit dem Begriff Alle, der mit dem Partikel-Eingang des P Fragment-Nodes verbunden ist. P Pass-Nodes geben bei jeder Berechnung der Schaltung alles Thinking Particles aus, die in der jeweiligen Gruppe sind. In diesem Fall werden also alle Partikel ausgegeben und in den P Fragment-Node geleitet. Damit aber nicht sofort alle Partikel in kleinere Fragmente zerfallen, wird in der Regel zusätzlich der An-Eingang am P Fragment-Node benutzt. Über diesen können wir den Effekt durch ein Boole-Signal gezielt ein- oder ausschalten. Im Fall dieser Schaltung warten wir zuerst die Kollision des Vase-Partikels mit dem Boden ab (P Reflektor-Node), um mit diesem Ereignis die Fragmentierung zu starten.

Schauen wir uns daher nun die Einstellungen am P Fragment-Node genauer an (siehe Abbildung 3.10).

Animation in Cinema 4D - Einstellungen am P Fragment-Node

Abbildung 3.10: Einstellungen am P Fragment-Node

Wichtig sind hier vor allem die Einstellungen, die den Umfang der Fragmentierung und die Anzahl der Fragmente regeln. Zuerst wäre in diesem Zusammenhang das Von bis-Menü zu nennen, das Sie bereits vom P Blurb-Node her kennen. Hierüber legen Sie fest, an welchem Ende das Objekt mit der Fragmentierung beginnen soll. Dabei wird das Achsensystem des Partikels herangezogen. Jedes Partikel führt nämlich wie ein normales Objekt auch eine Matrix mit sich, die Position, Größe und Ausrichtung enthält. Die Ausrichtung eines Partikels ist dabei übrigens unabhängig von der Ausrichtung des Emitters. Partikel sind komplett eigenständig und somit selbst nach dem Löschen des Emitters noch vorhanden, sofern es deren Lebenszeit erlaubt.

Nachdem nun also die gewünschte Fragmentierungsrichtung über das Von bis-Menü gewählt wurde, müssen Sie sich mit dem Gewicht-Verlauf und besonders mit dem Schwellwert beschäftigen. Das Gewicht bezieht sich dabei auf die Intensität der Fragmentierung entlang der gewählten Achsrichtung. Weiß steht im Verlauf für komplette Fragmentierung, schwarz für Bereiche, die nicht fragmentiert werden. Damit dieser Verlauf jedoch richtig ausgewertet werden kann, muss zusätzlich der Schwellwert angepasst werden. Der Standardwert 1 ist dabei eher ungünstig, da es dabei in der Regel gar nicht zur Fragmentierung kommt. Der Schwellwert legt fest, wie intensiv die Grautöne unterhalb von weiß in die Berechnung einfliessen sollen. Da alle Helligkeiten unterhalb von weiß für reduzierte Fragmentierung stehen, führt ein Schwellwert von 1 auch dazu, dass in der Regel nichts fragmentiert wird. Das gegenteilige Beispiel, nämlich ein Schwellwert von 0 führt somit dazu, dass selbst die dunklen Bereiche im Gewicht-Verlauf noch hell ausgewertet werden und somit in der Regel das gesamte Objekt fragmentiert wird. Um den Verlauf korrekt auszuwerten, sollten Sie mit Schwellwerten um 0.5 arbeiten. Das folgende Beispiel in Abbildung 3.11 zeigt unsere fallende Vase im Moment der Fragmentierung. Durch die Einordnung der entstehenden Fragmente in eine eigene Gruppe mit roter Färbung kann dort recht gut beobachtet werden, wo die Fragmente bei den verschiedenen Einstellungen im P Fragment-Node entstehen.

Animation in Cinema 4D - Variation des Schwellwerts bei ansonsten gleichen Einstellungen

Abbildung 3.11: Variation des Schwellwerts bei ansonsten gleichen Einstellungen

Durch den Variation-Prozentwert unterhalb des Schwellwerts lassen sich Abweichungen von der ansonsten ziemlich regelmäßigen Fragmentierung erzielen. Ansonsten kennen Sie ja bereits das Typ-Menü vom P Blurb-Node her, um die Art der Fragmente zu wählen. Bei Einzelne Flächen werden die vorhandenen Polygone in den fragmentierten Bereichen als Fragment-Partikel abgetrennt. Beim Typ Anzahl kann über einen Anzahl-Wert eine eigene Menge von Fragmenten gewählt werden. Auch hier gilt wieder, dass in keinem Fall vorhandene Polygone noch feiner unterteilt werden können. Die Anzahl der Fragmente ist daher immer durch die Anzahl an Flächen in dem fragmentierten Bereich begrenzt. Mit Glättung und Abstand haben Sie keine Möglichkeit mehr die Anzahl der Fragmente selbst vorzugeben. Deren Form, Größe und Anzahl wird ausschließlich durch die Form des zerstörten Objekts bestimmt. Der Winkel-Wert definiert dabei die maximale Neigung zwischen Flächen, bei der diese noch als zusammenhängendes Fragment betrachtet werden. Der Radius-Wert gibt dabei prozentual die maximale Größe so eines Fragments vor. Der Prozentwert bezieht sich auf die Gesamtgröße des zu fragmentierenden Objekts. Mit kleinen Prozentwerten erhalten Sie also kleinere Fragmente und somit natürlich auch mehr Bruchstücke. Die folgende Abbildung 3.12 macht diesen Zusammenhang noch deutlicher. Dort wurde nur der Radius-Wert variiert.

Animation in Cinema 4D - Zusammenhang zwischen Radius und Fragment-Anzahl

Abbildung 3.12: Zusammenhang zwischen Radius und Fragment-Anzahl

Durch Anhaken der Option Keine Fragmente werden die Bruchstücke nicht länger berechnet. Dort wo normalerweise Fragmente wären klaffen im Rendering dann also Lücken. Wird das gesamte Objekt fragmentiert verschwindet dieses somit komplett im Rendering. Anders als noch beim P Blurb-Node betrifft dies sowohl die Editordarstellung als auch das Rendering im Bild-Manager.

Die Achsensysteme der entstehenden Fragmente entsprechen normalerweise dem der zerfallenen Partikel. Sie können die Ausrichtung der Fragment-Achsen aber auch mit Ausrichtung korrigieren individueller gestalten. Dabei werden die Oberflächen-Normalen der Bruchstücke interpoliert. Nicht immer lässt sich bei dieser Berechnung jedoch eine eindeutige Richtung z. B. der Z-Achse der Fragmente festlegen. Letztlich erscheinen die Achsen daher recht willkürlich orientiert, besonders bei größeren Fragmenten, die aus vielen Einzelflächen bestehen. Die folgende Abbildung 3.13 stellt die Ergebnisse im Moment der Fragmentierung gegenüber. Links sehen Sie dort eine Ansicht der kollidierenden Vase, wobei Ausrichtung korrigieren aktiviert wurde. Rechts daneben die gleiche Szene, jedoch ohne korrigierte Ausrichtung. Die Ausrichtung der Fragmente wurde durch angehängte Null-Objekte an den Fragment-Partikeln deutlich gemacht.

Animation in Cinema 4D - Links mit korrigierter Ausrichtung, rechts ohne

Abbildung 3.13: Links mit korrigierter Ausrichtung, rechts ohne

Über den ersten Dicke-Parameter können Sie den einzelnen Polygonen der Fragmente eine Dicke zuweisen, also die Fragmente mit einem Volumen belegen. Der Prozentwert bezieht sich dabei wieder auf die Größe des zerfallenen Objekts. Wie vom Standard Partikelsystem von Cinema 4D her bekannt, leben Partikel nicht ewig, sondern entstehen und vergehen innerhalb eines frei wählbaren Zeitraums. Die Entstehung der Fragment-Partikel ist durch den Zeitpunkt der Fragmentierung vorgegeben. Mit dem Lebenszeit-Parameter lässt sich folglich vorgeben, wie lange die Fragmente ab diesem Moment noch existieren werden. Am Ende der Lebenszeit verschwinden die Partikel dann übergangslos. Damit nicht alle Fragmente gleichzeitig verschwinden, kann die Lebenszeit pro Partikel variiert werden. Sie finden dazu einen Variation-Wert direkt unterhalb der Lebenszeit. Nach dem gleichen Prinzip funktionieren die Einstellungen für Geschwindigkeit und Variation. Geschwindigkeit entspricht dabei der Schnelligkeit, mit der sich die Fragmente von der ursprünglichen Position am zerfallenden Partikel entfernen. Dabei werden die Fragmente zufällig relativ zum globalen Achsensystem verschoben. Es gibt also keine Abhängigkeit zur Ausrichtung des Partikel-Achsensystems. Die Partikel bewegen sich daher auf exakt gleichen Bahnen, unabhängig vom Zustand der Ausrichtung korrigieren-Option. Der angehängte Variation-Wert sorgt für unterschiedliche Geschwindigkeiten bei allen Fragmenten.

Das Menü für Verbleibender Typ ist nur dann relevant, wenn nicht das gesamt Objekt fragmentiert wurde. Dies können Sie z. B. über die Nutzung des Gewicht-Verlaufs in Verbindung mit dem Schwellwert steuern. Wir hatten Diese Parameter bereits besprochen. Mit der Einstellung Hohl können Sie an den Stellen, an denen Fragmente abgetrennt wurden, in das Innere des zerfallenden Objekts gucken. Ein nachfolgender Dicke-Parameter kann zur Verdickung der zurückbleibenden Objektteile genutzt werden. In der Regel werden Sie diese Dicke exakt so groß einstellen, wie die Dicke der Fragmente.

Animation in Cinema 4D - Darstellungsoptionen für die Fragmente und die verbleibende Geometrie

Abbildung 3.14: Darstellungsoptionen für die Fragmente und die verbleibende Geometrie

Die Abbildung 3.14 zeigt in der linken Einblendung die Hohl-Einstellung. Rechts daneben finden Sie das Ergebnis nach dem Umschalten von Verbleibender Typ zu Massiv. Das Innere der Vase wird von zusätzlicher Geometrie ausgefüllt. Auch hier wird der Dicke-Parameter benutzt, um den Abstand dieser Füllung von der Außenhülle des Objekts aus zu bemaßen. Damit Ihr Objekt glaubhaft zerfallen kann, sollten Sie daher auf eine doppelwandige Modellierung verzichten. Die verbleibende Lücke zwischen der inneren und der äußeren Wand z. B. einer Vase kann ansonsten durch die Fragmentierung nicht verschlossen werden. Mit Verbleibender Typ Keiner entfällt schließlich jede Darstellung zurückbleibender Teile, selbst wenn das Objekt nicht vollständig in Fragmente zerfällt. Was die Materialvergabe betrifft, so stehen Ihnen mit P Fragment die gleichen Kürzel wie bei P Blurb zur Verfügung.

Animation in Cinema 4D - Links ohne, rechts mit Nach Fragmentierung löschen

Abbildung 3.15: Links ohne, rechts mit Nach Fragmentierung löschen

Wie auf der rechten Seite der Abbildung 3.14 zu erkennen, lassen sich die Seiten der verdickten Fragmente über den Selektionsnamen FEDGE ansprechen. Die Innenseiten der Fragmente können über den Namen FBACK belegt werden. Ich habe hier ebenfalls wieder Probleme, die angeblich ebenfalls erzeugten Selektionen FRBACK und FREDGE anzusprechen. Diese sollen die Seitenflächen und die zuvor verdeckten Bereiche an den verbleibenden Teilstücken beinhalten. Ich kann auch dort jedoch nur die Selektionen für FBACK und FEDGE benutzen. Vielleicht haben Sie da ja mehr Glück.

Schließlich verbleibt nur noch die Option für Nach Fragmentierung löschen. Diese soll verhindern, dass Fragmente erneut in weitere Fragmente zerfallen können. Sofern Sie konsequent Gruppen für die Partikel nutzen, kann dies jedoch sowieso nicht passieren, es sein denn, sie lassen die Fragment-Partikel erneut mittels eines zweiten P Fragment-Nodes weiter zerfallen. Dies geht in jedem Fall nur, wenn die ersten Fragmente über den Typ Anzahl oder Glättung und Abstand erzeugt wurden. Ansonsten bestünden alle Fragmente bereits aus Einzelflächen und ließen sich sowieso nicht weiter zerkleinern. Die Abbildung 3.15 zeigt die Wirkung der Nach Fragmentierung Löschen-Option. Links ist dort die Wirkung bei ausgeschalteter Option zu sehen. Die ursprünglich weißen Partikel fliegen weiter, obwohl sie bereits in rote Partikel zerfallen sind.

Die Ports

Auf der Eingangsseite des Nodes finden Sie den Port für die Partikel, die zerfallen sollen. Sie benötigen also bereits Partikel, damit die Fragmentierung überhaupt stattfinden kann. Sie werden gleich noch genügend Nodes kennenlernen, mit deren Hilfe Partikel erzeugt werden können. Um die Fragmentierung von Partikeln gezielt steuern zu können, ist die Nutzung des An-Eingangs wichtig. Ansonsten würden alle eingeleiteten Partikel immer sofort in Fragment-Partikel zerfallen. Über diesen Eingang und dessen Boole-Signal entscheiden Sie also selbst pro Partikel, ob dieses zerfallen soll oder nicht. Bei der Einleitung von Partikelströmen, also vielen Partikeln auf einmal, muss das An-Signal parallel zu den Partikeln eingeleitet werden. Es muss also z. B. anhand der Position jedes Partikels entschieden werden, ob für dieses der An-Port aktiviert werden soll oder nicht. Für derartige Vergleiche können Sie auch auf die Logik-Nodes aus der XPresso-Gruppe zurückgreifen. Die folgende Abbildung 3.16 gibt dazu ein Beispiel.

Animation in Cinema 4D - Fragmentierung mit vorheriger Überprüfung

Abbildung 3.16: Fragmentierung mit vorheriger Überprüfung

So können Sie in Abbildung 3.16 zwar wieder einige noch unbekannte Nodes sehen, aber deren Wirkung lässt sich einfach umschreiben. Der P Pass-Node gibt die Partikel der Alle-Gruppe aus. Über einen P Daten lesen-Node fragen wir die Position jedes Partikels ab und vergleichen deren Z-Anteil im Vergleich-Node per >= Funktion (größer gleich). Ist der gerade am P Pass-Node ausgeworfene Partikel also über eine gewisse Koordinate hinaus, liefert der Vergleich für diesen Partikel ein TRUE-Signal und löst somit am An-Eingang des P Fragment-Nodes die Fragmentierung dieses Partikels aus. Beachten Sie bei der Nutzung des P Fragment-Nodes immer, dass dieser nur funktioniert, wenn auch Geometrie zum Fragmentieren vorhanden ist. Die eingeleiteten Partikel müssen daher z. B. über einen P Objektform-Node bereits mit einem Polygon-Objekt verknüpft sein. Ein „nackter“ Partikelstrom ohne angehängte Geometrie kann nicht fragmentiert werden! Gleiches gilt für Renderinstanzen, die ebenfalls als Objektform nicht unterstützt werden.

Als letzter Eingang steht Ihnen noch die Animations-Zeit zur Verfügung. Im Normalfall bedient sich dieser Node der Standard Animationszeit von Cinema 4D. Für spezielle Effekte, wie z. B. Verlangsamungen oder gar das komplette Einfrieren der Fragmente können Sie aber auch eine eigene Zeit anschließen. Dafür reicht bereits ein Konstante-Node mit Datentyp Zeit aus, den Sie dann nach Belieben über Keyframes animieren können.

Als Ausgänge bietet der Node die Partikel Anzahl, also die Anzahl der gerade neu erstellten Fragmente an. Dies ist somit nicht die Gesamtzahl aller Fragmente. Zudem liefert Partikel Nummer die interne Nummer des aktuell erzeugten Fragments. Beachten Sie, dass die Fragmente nicht fortlaufend nummeriert werden. Zerfallen zwei eingeleitete Partikel also z. B. in je vier Fragmente, werden Sie am Partikel Nummer-Port zwei Mal die Zahlenfolge von 0 bis 3 erhalten. Bekanntlich fängt die Zahlweise bei derartigen Listen ja bereits bei 0 für das erste Element an. Wenn Sie eine eindeutige Nummerierung benötigen, ließe sich diese z. B. über einen eigenen Kanal realisieren. Wir haben diese Benutzerdaten des Thinking Particles-Systems bereits bei der Besprechung der Thinking Particles Einstellungen behandelt.

Die eigentlichen Fragment-Partikel werden am Ausgang für Geborene Partikel ausgegeben. Beachten Sie, dass hier nur die neuen Partikel ausgeworfen werden. Bereits seit einigen Animationsbildern existierende Partikel können hier also nicht abgefragt werden. Diese können z. B. nur über einen P Pass-Node erreicht werden. Ein Grund mehr, Partikel konsequent in Gruppen zu organisieren. In Abbildung 3.16 erkennen Sie daher auch bereits einen P Gruppe-Node hinter dem P Fragment-Node. Dieser sorgt dafür, dass alle Fragment-Partikel in eine eigene Gruppe sortiert werden. Mehr dazu etwas später.

P MatterWaves-Node

Dieser Node ist ein kleiner Zauberkasten, denn mit seiner Hilfe lassen sich bereits viele Effekte erstellen, die alltäglich benötigt werden. Dazu gehört z. B. das Emittieren von Partikeln auf einer beliebigen Oberfläche (siehe Abbildung 3.17).

Animation in Cinema 4D - Effekt des P MatterWaves-Node

Abbildung 3.17: Effekt des P MatterWaves-Node

Diese Flexibilität wird auch an dem recht umfangreichen Dialog deutlich. Dieser verliert jedoch schnell seinen Schrecken, denn die einzelnen Teilbereiche bieten sich wiederholende Parameter. Beginnen wir also oben im Dialog. Hier geht es erst einmal um das Grundsätzliche, nämlich auf welcher Oberfläche Partikel erzeugt werden sollen. Erlaubt sind hier nur Polygon-Objekte. Splines lassen sich zwar auch in das Feld hineinziehen, aber dann funktioniert der Node nicht mehr. Es werden also echte Polygone benötigt. Beachten Sie zudem, dass das Objekt unbedingt über ein UVW-Tag verfügen muss. Fehlt dieses, können keine Partikel erzeugt werden! Wenn nicht auf der gesamten Oberfläche Partikel entstehen sollen, so gibt es dafür mehrere Lösungen. Sie können z. B. eine normale Polygon-Selektion erstellen, diese per Selektieren > Selektion einfrieren speichern lassen und dann das dadurch entstehende Polygon Selektion-Tag in das Selektion-Feld des Nodes ziehen.

Da einige der nachfolgend noch beschriebenen Eigenschaften der Partikel auch über Texturen, also z. B. Bilder oder Shader beeinflusst werden können, benötigt der Node Informationen über die Anordnung dieser Texturen auf der Oberfläche. Diese Infos zieht sich der Node aus den UVW-Tags am Objekt. Sind mehrere dieser Tags am Objekt vorhanden, ziehen Sie das UVW-Tag in das UVW-Feld am Node hinein, das ausgewertet werden soll. Liegt sowieso nur ein einzelnes UVW-Tag vor, kann ganz auf eine Zuweisung verzichtet werden. Das Menü für UVW-Typ ist nur dann relevant, wenn die im UVW-Tag gespeicherten Koordinaten nicht die gesamte Oberfläche des Objekts abbilden. In der Praxis konnte ich zwischen den beiden dort angebotenen Modi keine Unterschiede feststellen. In der Einstellung Begrenzt soll nur der Teil der Oberfläche in die Berechnung einfliessen, der ebenfalls über die UV-Koordinaten abgedeckt wird. Bei Unbegrenzt sollen auch die übrigen Abschnitte der Oberfläche eingeschlossen werden. Die hat jedoch nichts mit der Verteilung der Partikel zu tun, denn diese erscheinen in beiden Einstellungen natürlich nur dort, wo die Textur dies zulässt.

Da einige Eigenschaften auch über den Lichteinfall auf der Oberfläche des Objekts gesteuert werden können, finden Sie abschließend zum oberen Teil des Dialogs noch eine Liste für Lichter. Ziehen Sie hier Cinema 4D-Lichtquellen aus dem Objekt-Manager hinein, wenn Sie mit deren Licht z. B. die Entstehung oder Flugrichtung von Partikeln beeinflussen möchten. Wenn Sie weder mit Texturen noch mit Lichtern arbeiten möchten, kann der obere Teil des Dialogs also bis auf das Objekt-Feld komplett leer bleiben.

Die Partikel-Erzeugung

Wir haben nun bereits das Objekt und ggf. auch eine Selektion festgelegt, um den Ort der Partikel-Entstehung zu beschreiben. Wie viele Partikel dort entstehen sollen, wird jedoch erst jetzt über das Modus-Menü definiert. Hier stehen verschiedene Einstellungen zur Auswahl. Beim Modus Anzahl wird ein Anzahl-Feld freigeschaltet. Dies gibt die maximale Anzahl an Partikeln an, die an diesem Node gleichzeitig existieren können. Wir haben daher keine direkte Möglichkeit, die Menge an Partikeln festzulegen, die z. B. pro Bild der Animation erzeugt werden. Vielmehr arbeitet dieser Modus so, dass die Anzahl der pro Bild erzeugten Partikel dem Anzahl-Wert geteilt durch die Lebenszeit der Partikel entspricht. Je kürzer die Lebenszeit ist, desto mehr Partikel können also gleichzeitig neu entstehen. Es muss beim Erreichen der vorgegebenen Partikel-Anzahl schließlich immer auf das Ableben eines Partikels gewartet werden, damit ein neues Partikel entstehen kann. Ansonsten wäre die feste Vorgabe einer Anzahl an Partikeln nicht zu halten.

Ganz anders ist das Verhalten beim Modus Rate. Über den Rate-Wert können Sie nun eine feste Anzahl von Partikeln vorgeben, die pro Sekunde der Animation entstehen soll. Beachten Sie hierbei, dass diese Anzahl an Partikeln nicht unbedingt tatsächlich zu sehen ist. Bei der Nutzung einer Textur zur Steuerung der Partikelerzeugung auf der Oberfläche werden die Partikel nur in den hellen Bereichen der Textur zu sehen sein. Wir kommen gleich noch auf diese Steuerungsmöglichkeit zurück. Die ursprünglich auf der gesamten Oberfläche erzeugten Partikel werden in diesen Fällen in der Regel in Ihrer Anzahl reduziert. Die eingestellte Rate wird daher stark von der tatsächlich erzeugten Anzahl an Partikeln abweichen. Bei der Nutzung einer Polygon-Selektion tritt diese Beschränkung übrigens nicht auf. In diesem Fall wird immer die volle Rate an Partikeln erzeugt. Der Modus Shot funktioniert sehr ähnlich, erzeugt jedoch die beim Parameter Shot eingetragene Anzahl an Partikeln pro Bilder der Animation. Die Einschränkungen bei Nutzung einer Textur gelten in diesem Modus genau wie bei der Einstellung Rate. Die tatsächlich erzeugte Partikelanzahl kann dann stark reduziert sein.

Dies bringt uns dann zum Eintrag Neue Partikel, der den Entstehungsort der Partikel auf der zugewiesenen Oberfläche einschränken kann. Bei Auswahl von Konstant erscheinen die Partikel gleichmäßig über die Oberfläche bzw. die Polygon-Selektion verteilt und exakt in der Anzahl, die Sie über den Modus und die Parameter Anzahl, Rate oder Shot vorgegeben haben. Durch die Wahl von Textur können Sie eine Bitmap oder sogar einen Shader laden, dessen Helligkeitswerte die Verteilung der erzeugten Partikel steuern. Der Verlauf bei Neue Partikel-Gradient gibt dabei die Auswertung der Graustufen vor. Ein linearer Verlauf, der links bei schwarz startet und rechts bei weiß endet, wird die Helligkeiten in der geladenen Textur direkt auf die Menge an erzeugten Partikeln übertragen. Weiße Bereiche erzeugen dann die normale Menge an Partikeln, schwarze Stellen werden gar keine Partikel zeigen. Graustufen dazwischen führen zu entsprechend reduzierter Partikeldichte auf der Oberfläche.

Animation in Cinema 4D - Partikelerzeugung auf einer Textur

Abbildung 3.18: Partikelerzeugung auf einer Textur

Wie in Abbildung 3.18 zu erkennen, funktioniert dies tadellos. Ich habe dort einen Tiles-Shader mit einem Linienmuster verwendet. Zusätzlich habe ich eine Kopie dieses Shaders in ein Material geladen und dieses zusätzlich auf die Kugel gelegt, deren Oberfläche ich mit dem MatterWaves-Node benutze. Dies dient hier nur der Übersichtlichkeit, da wir nun direkt im Editor überprüfen können, ob die Partikel tatsächlich nur auf den hellen Bereichen der Textur entstehen. In der Praxis ist dies nicht nötig. Die Oberfläche des Objekts kann also völlig frei mit Materialien gestaltet werden. Die Textur im MaterWaves-Node wird nur für die Partikelerzeugung ausgewertet und nicht zusätzlich auf der Oberfläche angezeigt. Der Neue Partikel-Gradient kann anschließend von Ihnen für die Steuerung des Kontrasts verwendet werden. Wenn Sie z. B. den weißen Farbreiter des Verlaufs weiter nach links verschieben, werden auch die Textur-Bereiche, die eigentlich nur grau sind mehr Partikel erzeugen. Anders herum kann diese Funktion auch nützlich sein. Wenn Sie den schwarzen Farbreiter näher an den weißen Reiter heranrücken, reduziert sich die Menge an erzeugten Partikeln auf die Bereiche mit den intensivsten Helligkeiten in der Textur.

Bei Neue Partikel Licht wird die Helligkeit der Oberfläche durch Lichtwirkung ausgewertet. Hierbei kommen nur die Lichtquellen zum Zuge, die Sie zuvor in die Lichter-Liste im oberen Teil des Dialogs eingetragen haben. In diesem Zusammenhang bieten sich natürlich besonders Spot-Lichtquellen an, da diese einfach begrenzt und gezielt auf bestimmte Abschnitte der Oberfläche ausgerichtet werden können. Wie bei der Nutzung einer Textur werden nur die Helligkeiten des einfallenden Lichts ausgewertet. Zudem kann auch in diesem Modus wieder über den Neue Partikel-Gradienten nachgeholfen werden, um den Kontrast zwischen den Schattierungshelligkeiten auf der Oberfläche zu steuern. Liegt der schwarze Reiter am linken Rand des Verlaufs und der weiße Reiter knapp daneben, wird z. B. der gesamte durch die angegebenen Lichtquellen beleuchtete Bereich gleichmäßig mit neuen Partikeln bedacht. Denken Sie daran, dass auch in diesem Modus die Gesamtzahl der Partikel nicht unbedingt der entspricht, die Sie über Anzahl, Rate oder Shot vorgegeben haben. Je nach Größe und Helligkeit des beleuchteten Bereichs kann diese Anzahl stark nach unten abweichen. Mit Neue Partikel Textur & Licht können die beiden Modi auch kombiniert werden.

Partikel erscheinen dann nur dort, wo eine Neue Partikel Textur helle Bereiche zeigt, die zusätzlich noch von Lichtquellen aus der Lichter-Liste beleuchtet werden. Abschließend zu diesem Dialogblock zur Erzeugung von Partikeln sehen Sie in Abbildung 3.19 noch einmal exemplarisch die Beschränkung von Partikeln auf den durch einen Spot beleuchteten Bereich.

Animation in Cinema 4D - Beschränkung der Partikel auf beleuchtete Bereiche

Abbildung 3.19: Beschränkung der Partikel auf beleuchtete Bereiche

Die Lebenszeit der Partikel

Die Lebenszeit der Partikel wird ab dem Bild gerechnet, an dem das jeweilige Partikel entstanden ist. Nach Ablauf der bei Lebenszeit angegebenen Zeitspanne wird der Partikel übergangslos gelöscht. Die Lebenszeit-Variation führt zu einer prozentualen Verlängerung oder Verkürzung dieser Lebensdauer pro Partikel. Zusätzlich kann die Lebensdauer durch die Einstellungen im Lebenszeit-Menü beeinflusst werden. Die Optionen dort kennen Sie bereits aus den Erläuterungen zur Anzahl und dem Entstehungsort der Partikel auf der Oberfläche. Bei Lebenszeit Konstant werden die Lebenszeit- und Lebenszeit-Variation-Einstellungen auf alle Partikel angewendet. Bei Auswahl von Textur wird die Lebenszeit der Partikel mit dem Helligkeitswert einer geladenen Textur multipliziert. Die Partikel erreichen dann nur dort die volle Lebenszeit, wo am Entstehungsort des Partikels eine weiße Textur vorlag. Ähnlich verhält es sich bei Lebenszeit Licht. Nur wenn der Partikel in einem intensiv beleuchteten Teil der Oberfläche entstanden ist, wird er die komplette Lebenszeit zur Verfügung haben. Die bekannte Kombinationsmöglichkeit aus Textur&Licht ist hier ebenfalls vorhanden. Nur wenn die Oberfläche am Geburtsort des Partikel sowohl hell texturiert als auch beleuchtet wurde, hat er eine Chance auf eine lange Lebenszeit. Der Lebenszeit-Gradient kann zur Steuerung des Kontrasts bei den Modi benutzt werden, die mit Texturen oder Lichtern arbeiten. Lesen Sie ggf. im Abschnitt zur Partikel-Erzeugung nach, falls Ihnen dessen Bedienung noch unklar ist. Beachten Sie, dass auch hier wieder die Lichtquellen in der Lichter-Liste angegeben werden müssen, um für den Licht-Modus der Lebenszeit wirken zu können.
Die Geschwindigkeit- und Richtung-Einstellungen

Wie unschwer zu bemerken, wiederholen sich die nun bereits bekannten Einstellungen und Modi immer wieder. Ich hoffe daher, Sie verzeihen mir, wenn ich Sie an den geeigneten Stellen auf die Erläuterungen am Anfang dieses Abschnitts zum MatterWave-Node verweise. Die Verwendung von Texturen und Lichtquellen zur Steuerung eines Effekts bleibt jeweils identisch.

Die Geschwindigkeit im physikalischen Sinn besteht aus einem Vektor, der sowohl Betrag als auch Richtung einer Bewegung angibt. Diese Eigenschaften sind hier noch einmal getrennt worden. Aus diesem Grund finden Sie hier den Betrag der Geschwindigkeit als einfachen Zahlenwert, der pro Partikel über die prozentuale Geschwindigkeit-Variation variiert werden kann. Die Geschwindigkeit kann wie gewohnt in der Einstellung Konstant auf alle Partikel übertragen werden. Alternativ hierzu gibt es auch wieder Optionen für die Auswertung von Texturen und Lichtern, wie bereits mehrfach beschrieben. Was die Richtung der Partikelbewegung angeht, so finden Sie dazu ein Richtung-Menü am Ende des MatterWave-Dialogs. Bei Richtung Normale bewegen sich die Partikel senkrecht zur Oberfläche, auf der sie entstanden sind. Mit Richtung Textur kann wieder ein Bild oder Shader geladen werden. Dessen Helligkeitswerte werden wie beim Relief-Kanal eines Materials genutzt. Ein Wechsel von hellen zu dunklen Pixeln wird daher als Absenkung interpretiert. Die Bewegungsrichtung der Partikel wird dadurch flacher in Bezug auf die Oberfläche, auf der sie entstanden sind. Bereiche mit konstant hellen oder dunklen Tönungen führen jeweils zu senkrecht abgestrahlten Partikeln. In diesen Bereichen folgen die Partikel also der Oberflächennormalen.

Die Abbildung 3.20 gibt dazu ein Beispiel. Links sehen Sie dort die verwendete Textur, wie sie bei Richtung Textur geladen wurde. Ein einfacher Farbverlauf. In der Mitte der Abbildung sehen Sie das Abstrahlverhalten bei Richtung Normale, rechts daneben mit Richtung Textur. Der Unterschied wird vor allem im Randbereich deutlich, dort wo sich die Helligkeitsübergänge des Verlaufs befinden.

Animation in Cinema 4D - Steuerung der Partikel-Richtung

Abbildung 3.20: Steuerung der Partikel-Richtung

Die übrigen beiden Modi können Sie nur dann nutzen, wenn Sie mindestens eine Lichtquelle in der Lichter-Liste des MatterWave-Dialogs zugewiesen haben. Bei Licht-Richtung fliegen die Partikel auf die Position der Lichtquelle zu. Beachten Sie, dass diese Richtung nur beim Entstehen eines Partikels berechnet und zugewiesen wird. Ist die Position Ihrer Lichtquelle also z. B. animiert, werden die bereits erzeugten Partikel nicht hinter der Lichtquelle herfliegen. Die folgende Abbildung 3.21 macht dies in den beiden linken Einblendungen deutlich. Beachten Sie, dass die Flugrichtung der Partikel nicht automatisch zu einer Ausrichtung der Partikel führt!

Animation in Cinema 4D - Steuerung der Bewegungsrichtung der Partikel

Abbildung 3.21: Steuerung der Bewegungsrichtung der Partikel

So können Sie ganz links in Abbildung 3.21 erkennen, wie die Partikel im Richtung-Modus Licht-Richtung auf die Position der stationären Lichtquelle zufliegen. Die mittlere Einblendung zeigt die gleiche Szene mit einer animierten Lichtquelle. Die Partikel behalten ihre ursprüngliche Bewegungsrichtung bei, die sie bei ihrer Entstehung mitbekommen haben. Der letzte Modus nennt sich Licht-Reflexion. Hierbei wird der Winkel zwischen dem einfallenden Licht und der beleuchteten Oberfläche ausgewertet. Entsprechend dem Leitsatz „Einfallswinkel ist gleich Ausfallswinkel“ werden die Partikel in Richtung des von der Oberfläche reflektierten Lichts abgelenkt. Besonders bei gekrümmten Oberflächen ergibt sich dadurch eine weite Streuung der Partikel, so wie es ganz rechts in Abbildung 3.21 zu sehen ist.

Sie können jedoch in allen Fällen auch selbst noch für eine gewisse Zufälligkeit in der Bewegungsrichtung sorgen, indem Sie den Wert für die Richtungs-Variation erhöhen. Ausgehend von der normalen Flugrichtung kann dann eine Abweichung bis zu einer Größenordnung des hier angegebenen Winkels erfolgen.

Die Abmessungen der Partikel

Partikel selbst haben erst einmal keine Größe. Diese wird für uns erst dann sichtbar, wenn wir eine Geometrie mit den Partikeln verbinden. Thinking Particles geht dabei etwas anders vor, als Sie es vielleicht von den Standard-Partikeln von Cinema 4D gewohnt sind. Die ursprüngliche Größe einer Geometrie wird nämlich bei deren Zuweisung bereits in einen gewissen Maßstab gesetzt. Sie werden dies bei den Erläuterungen zum P Objektform-Node direkt beobachten. Dieser Node wird nämlich für die Verbindung von Partikeln und Objekten benötigt. Die dort angegebene Größe beträgt standardmäßig 100. Die hier im MatterWave-Dialog voreingestellte Abmessung 10 sorgt somit dafür, dass die Objekte an diesen Partikeln um den Faktor zehn kleiner dargestellt werden. Dies mag anfänglich ungewohnt sein. Stellen Sie sich dann einfach die Abmessung-Werte als Prozentzahlen vor.

Über die Abmessung-Variation lassen sich die Größen der Partikel-Geometrien unterschiedlicher gestalten, damit nicht alle Objekte an diesen Partikeln gleich groß erscheinen. Wie bereits gewohnt, kann die gewählte Abmessung samt einer etwaigen Variation pauschal auf alle Partikel des MatterWave-Nodes angewendet werden. Dies ist beim Abmessung-Modus Konstant der Fall. Alternativ hierzu lassen sich die Abmessungen auf über die Helligkeitswerte einer Textur, über die Beleuchtungsintensität eines Lichts oder eine Kombination aus Textur&Licht steuern. Die folgende Abbildung 3.22 gibt dazu ein Beispiel.

Animation in Cinema 4D - Variation der Abmessungen

Abbildung 3.22: Variation der Abmessungen

In Abbildung 3.22 sehen Sie auf der linken Seite den Helligkeitsverlauf, den ich als Farbverlauf-Shader in den Bereich für Abmessung-Textur geladen habe. Den gleichen Shader habe ich über ein Material auf die Oberfläche gelegt, damit wird die verschiedenen Helligkeiten direkt im Editor sehen können. Dies ist ansonsten natürlich nicht notwendig. Die Oberfläche könnte völlig frei gestaltet werden. Über den bislang noch nicht besprochenen P Objektform-Node habe ich einen Würfel als Form für die Partikel definiert. Auf der rechten Seite der Abbildung können Sie erkennen, wie die Größe dieser Würfel durch die Helligkeiten der Textur variiert werden. Nur die weißen Bereiche emittieren Partikel, die dem Abmessung-Wert entsprechen. Dunklere Bereiche führen zu einer weiteren Reduzierung der Größe. Wie aus anderen Bereichen des Dialogs gewohnt, kann auch hier wieder ein Abmessung-Gradient zur Steuerung des Kontrasts in der geladenen Textur benutzt werden. Lesen Sie bei Fragen dazu die ersten Abschnitte zur Beschreibung des MatterWave-Nodes nach.

Die Abstand-Einstellungen

Mit diesem Wert ist nicht der Abstand zwischen den Partikeln gemeint, sondern der Abstand zur Oberfläche in dem die Partikel entstehen sollen. Dies kann recht praktisch sein, sollen die an die Partikel gehefteten Formen anfangs nicht halb in der Oberfläche stecken. Verschieben Sie den Entstehungsort neuer Partikel mit positiven Abstand-Werten einfach entlang der Oberflächennormalen etwas nach außen. Die Abstand-Variation kann dabei wie gewohnt für Abweichungen sorgen, damit nicht jeder Partikel den gleichen Abstand benutzt. Zusätzlich lässt sich der Abstand auch über eine Textur, die Beleuchtung durch eine Lichtquelle oder beides in Kombination steuern. Lesen Sie in den vorangegangenen Abschnitten ggf. die Nutzung dieser Optionen nach.

Wie bereits kurz im Abschnitt über die Richtung der Partikel erwähnt, steht die Flugrichtung der Partikel in keinem Zusammenhang zu der Ausrichtung der Partikel. Die Achsensysteme der Partikel bleiben daher anfangs parallel zum Welt-System, selbst wenn sich die Partikel z. B. entlang der Richtung der Oberflächennormalen bewegen. Dies kann natürlich das Problem der Durchdringung zwischen Partikelform und emittierender Oberfläche verstärken. Sie können dieses Problem entschärfen, indem Sie den beschriebenen Abstand-Wert erhöhen und zusätzliche Nodes verwenden. die die aktuelle Geschwindigkeit der neuen Partikel auswerten und zu einer entsprechenden Neuausrichtung der Achsensysteme führen. Diese Nodes sind bislang noch nicht besprochen worden, werden jedoch in Abbildung 3.23 schon einmal eingeblendet.

Animation in Cinema 4D - Korrektur der Partikel-Ausrichtung

Abbildung 3.23: Korrektur der Partikel-Ausrichtung

Wie Sie Abbildung 3.23 entnehmen können, werden am Ausgang des MatterWave-Nodes die Geborenen Partikel über einen P Daten lesen-Node ausgewertet. Die Geschwindigkeit wird ausgegeben. Wie im Abschnitt zur Geschwindigkeit der Partikel beschrieben, besteht die Geschwindigkeit eigentlich aus einem Vektor, der die Richtung der Bewegung wiedergibt. Die Länge dieses Vektors steht für die Geschwindigkeit der Fortbewegung. Wenn wir also diese Geschwindigkeit über einen P Ausrichtung-Node z. B. auf die Z-Achse der Partikel übertragen, richten sich die Achsensysteme automatisch tangential zur emittierenden Oberfläche aus. Sie können dies an den beiden unteren Einblendungen gut beobachten. Die verwendeten Würfel richten sich dort auf der linken Site der Abbildung bereits richtig aus, sind anfangs jedoch noch halb in die Oberfläche versenkt. Die Anpassung des Abstand-Werts am MatterWave-Node bringt das erwünschte Ergebnis, nämlich dass die neu entstehenden Würfel auf der Oberfläche stehend erzeugt werden (siehe rechte Seite der Abbildung 3.23).

Die Ports

Wie gewohnt bietet auch dieser Node noch einige Ports an, die nicht direkt über den Attribute-Manager bedient werden können. Der An-Eingang kann zum Aktivieren des Nodes genutzt werden. Nur wenn dort ein TRUE-Signal anliegt, werden Partikel erzeugt. Ist dieser Port nicht mit anderen verbunden oder gar nicht angelegt, ist der Node automatisch aktiv. Ein weiterer Eingang steht für die Animations-Zeit zur Verfügung. Im Normalfall verwendet der Node die normale Animationszeit. Es ist also nicht unbedingt nötig, eine eigene Zeit hier anzuschließen. Wer jedoch die Erzeugung der Partikel gezielt steuern möchte, kann hier z. B. einen animierten Konstante-Node mit dem Datentyp Zeit anschließen. Beachten Sie, dass diese Zeit nur die Erzeugung der neuen Partikel beeinflusst. Bereits erstellte Partikel können hierüber nicht länger beeinflusst werden. Sie sind komplett unabhängig vom P MatterWave-Node. Als letzter eigenständiger Eingang steht auch ein Port für Partikel zur Verfügung. Dieser ist jedoch ohne Funktion, denn der Node erzeugt seine eigenen Partikel und greift nicht auf bestehende Partikelströme zurück.

Auf der Ausgang-Seite des Nodes finden Sie den Port für Geborene Partikel. Hier werden nur die jeweils neu erstellten Partikel ausgegeben.

Deren Anzahl kann über den Partikel Anzahl-Port abgefragt werden. Es handelt sich dabei also nicht um die Gesamtzahl aller Partikel, sondern nur um die gerade zu diesem Zeitpunkt neu entstehenden Partikel. Wie üblich, werden die gerade erstellten Partikel durchnummeriert. Die interne Nummer des gerade erstellten Partikels kann über den Port Partikel Nummer ausgegeben werden. Es handelt sich dabei nicht um eine fortlaufende Nummer. Die Zählung beginnt bei jeder Aktualisierung des Nodes und dem Erscheinen eines neuen Schwungs Partikel bei der Ziffer 0.
Da der Node für die Platzierung der neuen Partikel auf die UV-Koordinaten der Oberfläche zurückgreift, können Sie diese Koordinaten über Benutzte UVW auswerten. Es handelt sich dabei um einen Vektor, bei dem der Z-Anteil generell Null ist. Beachten Sie, dass der gesamte Node nur bei Objekten funktioniert, die über ein UVW-Tag verfügen. Bei Objekten ohne dieses Tag werden keine Partikel erzeugt. Folglich bleibt dann auch dieser Port ohne Funktion.

P Quelle-Node

Dieser Node reduziert das Konzept des Emitters auf seine elementarste Eigenschaft: Es werden einfach nur Partikel in einer gewissen Anzahl erzeugt. Als einzige Eigenschaft steht die Lebenszeit zur Verfügung, die den Partikeln mitgegeben wird. Die Partikel verfügen jedoch weder über einen konkreten Entstehungsort, noch über Abmessungen oder Geschwindigkeiten. Ideale Voraussetzungen dafür, die Partikel individuell z. B. auf einer Oberfläche oder innerhalb eines Volumens zu platzieren. Dieser Node wird daher in der Regel zusammen mit den Nodes P Position auf Oberfläche bzw. P Position in Volumen und dem P Daten setzen-Node verwendet. Wir kommen später noch auf diese Nodes zurück. Schauen wir uns zunächst die Einstellungen am Node an. Diese sollten Ihnen bereits großteilig vom P MatterWave-Node her bekannt vorkommen.

Über das Modus-Menü wählen Sie den Entstehungsart der Partikel. Bei Anzahl wird eine Obergrenze für die Anzahl der Partikel an diesem Node vorgegeben. In Verbindung mit der Lebenszeit der Partikel ergibt sich dadurch ein indirekt errechneter Wert für die Anzahl an neu erzeugten Partikeln pro Bild der Animation. Es kann beim Erreichen des Anzahl-Werts schließlich nur noch dann ein neuer Partikel erzeugt werden, wenn ein anderer das Ende seiner Lebenszeit erreicht. Hierdurch wird ein konstanter Partikelstrom erreicht. Bei den anderen Modi steigt hingegen die Anzahl an Partikeln stetig an, sofern dies nicht durch eine kurze Lebenszeit kompensiert wird. Beim Modus Rate geben Sie eine feste Anzahl an Partikel über den Rate-Wert vor, die pro Sekunde der Animation entstehen soll. Ähnlich funktioniert Shot, nur dass Sie dabei über den Shot-Parameter die Anzahl neuer Partikel pro Animationsbild angeben.

Die Lebensdauer der Partikel kann zusätzlich mit Lebenszeit-Variation prozentual variiert werden. Da alle Variationseffekte nicht wirklich zufällig sein können, steht Ihnen ein Startwert in den Node-Eigenschaften zur Verfügung, der durch zusätzliche Eingaben dann auch andere Variationen an den Partikeln hervorruft. Dieses Prinzip finden Sie auch an vielen anderen Thinking Particles-Nodes wieder, sowie an vielen XPresso-Nodes, die wir bereits besprochen haben. Die Nutzung unterschiedlicher Startwerte stellt sicher, dass selbst bei der Verschaltung mehrerer gleicher Nodes unterschiedliche Ergebnisse resultieren können, sofern diese mit Zufälligkeiten arbeiten.

Ohne an dieser Stelle die Nutzung der anderen Nodes vertiefen zu wollen, so erkennen Sie in Abbildung 3.24 eine gängige Nutzung des P Quelle-Nodes. Dieser liefert an seinem Ausgang die gewünschte Anzahl an Geborenen Partikeln. Für diese Partikel werden über einen P Position auf Oberfläche-Node individuelle Positionen berechnet. In diesem Fall benutze ich dafür eine Halbkugel. Diese Positionen können dann mittels eines P Daten setzen-Nodes wieder an die neuen Partikel übertragen werden. Wir erhalten dadurch eine relativ gleichmäßige Verteilung der Partikel auf der zugewiesenen Oberfläche. Einer der Vorteile dieser Technik ist, dass das Objekt dafür nicht über UV-Koordinaten verfügen muss, wie sie der P MatterWave-Node noch zwingend benötigte.

Animation in Cinema 4D - Erstellung von Partikeln auf einer Oberfläche

Abbildung 3.24: Erstellung von Partikeln auf einer Oberfläche

Die Ports

Auf der Eingang-Seite des Nodes steht Ihnen ein An-Port zur Verfügung. Durch Anlegen eines Boole-Signals, also TRUE oder FALSE, bzw. 1 oder 0 können Sie die Funktion dieses Nodes beliebig an- und ausschalten. Ohne die Nutzung dieses Ports ist der Node immer automatisch aktiv. Als zweiter Eingang kann die Animations-Zeit zur Steuerung der Partikel-Generierung genutzt werden. Im Normalfall nutzt der Node die normale Animationszeit von Cinema 4D. Wenn Sie selbst jedoch z. B. die Anzahl der neu generierten Partikel über eine Streckung oder Stauchung der Zeit animieren möchten, können Sie hier z. B. einen Konstante-Node mit dem Datentyp Zeit anschließen und dessen Wert über Keyframes animieren. Beachten Sie, dass bereits erzeugte Partikel immer unabhängig sind von Veränderungen am Node. Die Animations-Zeit kann daher nur auf die gerade erzeugten neuen Partikel wirken. Beachten Sie, dass die Animations-Zeit nur auf Parameter wirkt, die über Keyframes animiert wurden. Sie müssten die Anzahl der erzeugten Partikel also selbst animieren, um ungleichmäßige Partikelströme zu erzeugen. Die Veränderung der Animation-Zeit alleine reicht also nicht aus, um z. B. den Ausstoß von Partikeln zu beeinflussen.

Auf der Ausgang-Seite finden Sie die üblichen Verdächtigen vor. Der Port für Geborene Partikel liefert uns zu jedem Zeitpunkt die gerade neu erzeugten Partikel. Partikel Anzahl gibt die Anzahl der gerade neu erzeugten Partikel wieder. Es handelt sich also nicht um die Gesamtzahl der Partikel, die bislang von diesem Node erzeugt wurde. Bekanntlich werden alle Partikel in der Reihenfolge ihrer Entstehung durchnummeriert. Diese Indexnummer können Sie bei Partikel Nummer abfragen. Diese Nummerierung beginnt jedoch bei jedem Animationsbild neu mit der Ziffer 0 und zählt somit nur die gerade neu entstandenen Partikel durch.

P Sturm-Node

Dieser Node kommt einem normalen Emitter wohl am nächsten, denn hier können wir nahezu alle Eigenschaften der neuen Partikel steuern. Dies geht von der Menge an entstehenden Partikeln über deren Lebenszeit, Geschwindigkeit und Abmessung, bis hin zu spezielleren Eigenschaften, wie z. B. der Rotation während des Flugs. Einzig der Entstehungsort und die Hauptrichtung der Emission müssen über Eingangsports ergänzt werden. Es gibt schließlich kein eigenes TP Emitter-Objekt, das wir im Objekt-Manager benutzen könnten. Eine direkte Animation der Position und Ausrichtung des Emitters wäre daher zumindest umständlich. Der P Sturm-Node benötigt jedoch nur die Matrix und die Position eines beliebigen Objekts, um darüber den Entstehungsort und die Flugrichtung der Partikel zu steuern. Dafür reicht schon ein Null-Objekt aus, das Sie zusätzlich in die XPresso-Schaltung ziehen. Aktivieren Sie die Ausgänge für Globale Matrix und die Globale Position an diesem Null-Objekt-Node. Am P Sturm-Node finden Sie bereits einen Eingang für die Emitter Position vor. Diesen verbinden Sie mit der Globalen Position des Null-Objekts. Damit die Drehung des Null-Objekts auch zu einer Drehung des TP Emitters führt, aktivieren Sie zusätzlich den Eingangs-Port für Emitter Ausrichtung am P Sturm-Node und verbinden diesen mit der Globalen Matrix des Null-Objekts. Jede Verschiebung oder Drehung des Null-Objekts wird somit direkt auf den P Sturm-Node übertragen. Sie können ab jetzt das verbundene Null-Objekt in Ihrer Szene wie einen normalen Emitter verwenden. Die rechte Seite der Abbildung 3.25 zeigt die beschriebene Schaltung und ein mögliches Ergebnis beim Abspielen der Animation im Editor. Die Partikel entstehen um die Position des Null-Objekts herum und fliegen grob in Richtung der Z-Achse des Null-Objekts. Der richtige Zeitpunkt, sich näher mit den Einstellungen des P Sturm-Nodes zu beschäftigen, von denen Ihnen bereits viele bekannt vorkommen werden (siehe linke Seite der Abbildung 3.25).

Animation in Cinema 4D - Der Effekt des P Sturm-Node

Abbildung 3.25: Der Effekt des P Sturm-Node

Emitter-Form und –Modus

Los geht es mit einem Auswahlmenü für die Emitter-Form. Sie können hier zwischen einem Rechteck und einem Kreis wählen. Wenn Sie Partikel also auf einer dreidimensionalen oder hiervon abweichenden Form erzeugen möchten, sollten Sie dafür besser P MatterWaves oder P Quelle benutzen. Die Abmessungen der hier gewählten Form finden Sie weiter unten im Dialog bei den Parametern X-Größe und Y-Größe. Daran erkennen Sie bereits, dass Sie nicht nur auf Quadrate und Kreise beschränkt sind, sondern durchaus beliebig geformte Rechtecke und Ellipsen nutzen können, wenn die beiden Werte unterschiedlich groß eingestellt werden. Sie bekommen in den Editoransichten die gewählte Form und deren Größe eingezeichnet, was die Einstellung erheblich vereinfachen dürfte.

Die Partikel folgen dabei der positiven Z-Richtung des Emitters, treten also einseitig senkrecht zu dieser Fläche aus. Mit den Einstellungen für X-Winkel und Y-Winkel kann eine maximale Abweichung von dieser Emissionsrichtung vorgegeben werden. Das Prinzip entspricht somit dem eines Spotlichts und dessen Öffnungswinkels. Ganz ähnlich geht ja auch der Standard-Emitter von Cinema 4D vor. Über den Distanz-Wert kann der Entstehungsort der Partikel auch vor die Emitter-Fläche verschoben werden. Negative Werte sind hier nicht erlaubt. Mit Distanz-Variation kann eine Zufälligkeit für diese Distanz aktiviert werden. Sie kennen dieses Prinzip bereits vom P MatterWave-Node. Bei Nutzung eines Null-Objekts als Emitter verlieren diese Einstellungen jedoch etwas an Nutzen, denn die Emitterfläche selbst ist ja beim Rendern sowieso nicht zu sehen.

Die Menge an Partikeln wird über das bereits bekannte Modus-Menü oben im Dialog vorgegeben. Sie finden hier wieder die drei Modi Anzahl, Rate und Shot vor, die über gleichnamige Parameter darunter mit Zahlenwerten gesteuert werden. Bei Anzahl wird eine Obergrenze an Partikeln definiert, die nicht überschritten werden kann. Die Anzahl neuer Partikel pro Bild ergibt sich aus der Vorgabe für die Lebenszeit der Partikel und aus dem Anzahl-Wert. Bei einer Lebenszeit von 100 Bildern und einer Anzahl von 1000 Partikeln entstehen so z. B. pro Bild der Animation zehn neue Partikel (Anzahl der Partikel geteilt durch Lebenszeit). Im Modus Rate geben Sie direkt die Anzahl neuer Partikel vor, die pro Sekunde der Animation entstehen soll. Der Modus Shot funktioniert ähnlich. Hier geben Sie die Anzahl an Partikeln an, die pro Bild entstehen soll. Bei den beiden letztgenannten Modi spielt die Lebenszeit also keine Rolle für die Entstehung neuer Partikel.
Weitere Emitter-Einstellungen

In jedem Fall steht die Lebenszeit für die Zeitspanne, während der wir die Partikel nach Ihrer Entstehung in der Szene benutzen können. Nach Ablauf dieser Lebensspanne verschwinden die Partikel. Mit Lebenszeit-Variation kann diese Phase zufällig pro Partikel variiert werden. Die Geschwindigkeit steht hier für die Strecke, die sich die Partikel pro Sekunde der Animation fortbewegen. Mit Geschwindigkeit-Variation kann dieser Wert pro Partikel prozentual variiert werden. Denken Sie immer daran, dass alle diese Eigenschaften nur für gerade neu erzeugte Partikel gelten. Andere Nodes oder Kraftfelder können die Geschwindigkeit, Abmessung oder Flugrichtung jederzeit beeinflussen, nachdem die Partikel durch den P Sturm-Node erzeugt wurden. Auch die Abmessung und deren Abmessung-Variation sind Ihnen bereits von anderen Nodes her bekannt.

Animation in Cinema 4D - Unterschiedliche Einstellungen für den Rotations-Typ

Abbildung 3.26: Unterschiedliche Einstellungen für den Rotations-Typ

Die Abmessung bezieht sich auf die Objekte, die an die Partikel gebunden werden. Dafür ist ein P Objektform-Node nötig, der diese Verbindung zwischen Partikeln und Objekten aus dem Objekt-Manager herstellt. Dessen Basisgröße ist immer mit 100 angegeben. Eine Abmessung von 10 bedeutet daher, dass die Objekte an den Partikeln nur ein Zehntel ihrer ursprünglichen Größe haben. Die Originalgröße der Objekte erhalten Sie daher in der Regel bei einer Abmessung von 100. Wir kommen auf diese Thematik bei der Besprechung des P Objektform-Nodes zurück.

Neu sind die Rotation-Parameter, mit denen Sie den Partikeln eine Drehung mit auf den Weg geben können. Die Angabe des Rotation-Werts ist dabei vielleicht etwas gewöhnungsbedürftig. Dieser gibt nämlich die Anzahl an Sekunden für eine volle 360°-Drehung an. Bei der Rotation 1 drehen sich die Objekte also pro Sekunde ein Mal vollständig um eine gewisse Achse. Größere Werte führen somit zu langsameren Drehungen. Wie gewohnt, steht Rotation-Variation für eine prozentuale Zufälligkeit für die Rotationsgeschwindigkeit pro Partikel. Derartige Variationen werden zu Beginn der Lebenszeit eines Partikels berechnet und daher nicht während des Partikelflugs variiert. Die Drehung jedes Partikels ist daher immer gleichförmig, nur eben im Vergleich zu anderen Partikel unterschiedlich vom Betrag her. Negative Werte für Rotation sind nicht möglich. Die Partikel drehen daher immer gegen den Uhrzeigersinn auf der angegebenen Drehachse.

Wie bereits bei anderen Thinking Particles-Nodes bemerkt, sind die Bewegungsrichtung der Partikel und deren Achs-Ausrichtung generell entkoppelt. So können daher über das Menü für Rot.-Typ selbst wählen, ob Sie eine bestimmte Dreh-Achse oder eine Zufällige Drehrichtung bevorzugen. Beim Rot.-Typ Achse können Sie die gewünschte Drehachse bei Rot.-Achse eintragen. Die Vorgabe 0, 0, 1 entspricht der Z-Achse der Partikel. Die Partikel drehen sich dabei also gegen den Uhrzeigersinn um deren Z-Achse. Sofern Sie selbst nicht über andere Nodes eine eigene Ausrichtung der Partikelsysteme eingestellt haben, entspricht das Achsensystem der Partikel in seiner Ausrichtung dem Welt-System. Beim Rot.-Typ Zufällig wir pro Partikel eine zufällige Drehrichtung berechnet. Gefällt Ihnen das Ergebnis nicht, kann eine Veränderung des Startwerts am Node Abhilfe schaffen. Wie Sie wissen, ist dieser für alle Variationen des Nodes zuständig und bildet die Basis für dessen Zufälligkeiten. Die Abbildung 3.26 stellt beide Rotations-Typen noch einmal gegenüber. Auf der linken Hälfte der Abbildung ist ein nach links abstrahlender Emitter zu sehen, der die Partikel um die Z-Achse, also um 0, 0, 1 rotieren lässt. Deutlich ist zu erkennen, dass diese Z-Achse der Partikel standardmäßig der Welt-Z-Achse entspricht. Die rechte Hälfte der Abbildung zeigt eine zufällige Rotation. Beide Rotationsarten funktionieren in Abhängigkeit zur Zeit. Die Stellung der neu erzeugten Partikel am Emitter ist daher immer gleich.

Die Ports

Auf der Eingang-Seite finden Sie einen An-Port, über den Sie die Erzeugung von Partikeln generell an- und ausschalten können. Sofern dieser Port nicht aufgerufen oder nicht mit einem Boole-Wert verbunden wurde, ist der Node automatisch aktiv und produziert Partikel. Beim Einleiten eines FALSE-Signals oder der Ziffer 0 wird der Node deaktiviert. Die Eingänge für Emitter-Ausrichtung und Emitter-Position hatten wir bereits benutzt. Mit Emitter-Ausrichtung ist eine Matrix gemeint, aus der jedoch nur die Richtungen der Achsen für den Emitter ausgelesen werden. Aus diesem Grund existiert der separate Emitter-Position-Eingang, der nach einem Positions-Vektor fragt. Nur wenn diese beiden Ports bestückt sind, erhalten Sie einen vollständigen Emitter, der z. B. über ein damit verschaltetes Null-Objekt frei bewegt und rotiert werden kann. Generell wird die positive Z-Achse des Emitters dabei als Emissionsrichtung der Partikel genutzt. Die Animations-Zeit kennen wir ebenfalls bereits von den anderen TP-Nodes her. Im Normalfall nutzt der P Sturm-Node die normale Animations-Zeit von Cinema 4D. Der Node funktioniert also bereits ohne dass Sie hier eine eigene Zeit oder den Zeit-Node von XPresso anhängen. Sofern Sie einzelne Parameter des Nodes jedoch über Keyframes animiert haben, können Sie eine eigene Animations-Zeit an diesem Port benutzen, um das Zeitverhalten der animierten Werte zu verändern.

Für die Beschreibung des Emitter Geschwindigkeit-Ports müssen wir etwas weiter ausholen. Partikel entstehen nämlich immer nur von Bild zu Bild. Bei einem sich selbst schnell bewegenden Emitter können dadurch störende Lücken zwischen den Partikeln entstehen, denn der Emitter kann zwischen den Bildern einer Animation große Distanzen zurücklegen. Wenn sie z. B. die Geschwindigkeit des Objekts, an dessen Position Sie den P Sturm-Node gebunden haben an den Port für Emitter Geschwindigkeit leiten, kann der Node auch an den Positionen, die eigentlich zwischen den Animationsbilder liegen Partikel erzeugen. Sie finden dafür bei Objekt-Nodes einen Ausgang für Geschwindigkeit der Position, die Sie direkt mit Emitter Geschwindigkeit verbinden können. Ansonsten müssten Sie selbst den Differenzvektor zwischen der letzten und der aktuellen Position des Emitters berechnen.

Beachten Sie jedoch, dass die Emitter Geschwindigkeit nur bei den Emitter-Modi Anzahl und Rate funktioniert. Beim Modus Shot werden die Partikel immer nur in den Animationsbildern erzeugt. Lücken sind dann bei schnell bewegten Emitterpositionen unvermeidlich. Die folgende Abbildung 3.27 gibt Ihnen dazu ein Beispiel. Sie sehen dort einen zügig von rechts nach links animierten Emitter, der Partikel mit geringer Geschwindigkeit ausstößt. Auf der linken Seite ist deutlich zu erkennen, wie sich dadurch Lücken im Partikelstrom ergeben. Auf der rechten Seite der Abbildung wurde die Geschwindigkeit der Position des Null-Objekts, an dem der Emitter hängt als Emitter Geschwindigkeit eingelesen. Die Partikel füllen dann auch die Lücken auf.

Auf der Ausgang-Seite des Nodes finden wir ansonsten die üblichen Ports. Die neu erzeugten Partikel stehen am Ausgang für Geborene Partikel bereit. Deren Anzahl lässt sich über Partikel Anzahl abfragen. Beachten Sie, dass es in beiden Fällen nur um die bei der aktuellen Berechnung des Nodes neu erzeugten Partikel geht. Bereits vorhandene Partikel werden hier nicht aufgezählt oder ausgegeben. Dafür müssten Sie auf die noch erläuterten P Pass-Nodes zurückgreifen. Schließlich werden die gerade neu erstellten Partikel beginnend mit der Indexnummer Null durchnummeriert. Sie finden die Nummer des gerade neu erstellten Partikels am Ausgang für Partikel Nummer. Dies ist also keine fortlaufende Zählung, die alle Partikel des Nodes enthält, sondern nur die in dieser Node-Berechnung neu entstandenen Partikel.

Animation in Cinema 4D - Ein bewegter Emitter, links ohne, rechts mit Emitter Geschwindigkeit

Abbildung 3.27: Ein bewegter Emitter, links ohne, rechts mit Emitter Geschwindigkeit

P Zeichnen-Node

Wer es ganz individuell haben möchte, kann sich den P Zeichnen-Node ansehen. Dieser funktioniert wie ein Speicher für Partikel, erzeugt also von sich aus erst einmal keine Partikel. Diese müssen wir selbst mit der Maus in die Editoransichten zeichnen. Die Eigenschaften dieser Partikel, wie z. B. deren Lebenszeit können jedoch direkt über den P Zeichnen-Node eingestellt werden. Das Zeichnen selbst erfolgt über ein separates Werkzeug, das über das Simulieren-Menü aufgerufen werden muss. Der gängige Arbeitsablauf sieht daher so aus:
Erzeugen Sie einen P Zeichnen-Node in einer XPresso-Schaltung und wählen Sie dort die Lebenszeit, die Ihre Partikel haben sollen. Zusätzlich können Sie eine Lebenszeit-Variation vorgeben, damit nicht alle Partikel gleich lang sichtbar sind. Für das gleich noch separat aktivierte Zeichenwerkzeug stehen zwei verschiedene Modi zur Verfügung, die Sie über das Typ-Menü am Node auswählen können. Beim Typ Punkt entstehen Partikel nur exakt an der Position des Mauszeigers. Die Menge an Partikeln kann nur indirekt vorgegeben werden. Bei jeder Bewegung des Mauszeigers entsteht ein Partikel. Da beim Zeichnen oft auch in den Standardansichten gearbeitet wird, also z. B. in der frontalen XY-Ansicht oder der XZ-Ansicht von oben, kann die fehlende Information über die dritte Koordinate über den Vektor Zeichnungs-Position vorgegeben werden. Wenn Sie dort z. B. den Vektor 0, 0, 100 benutzen und in der frontalen Editoransicht malen, werden die Z-Anteile der neuen Partikel-Positionen auf den Wert 100 gesetzt.

Die Einstellungen für den Radius und die Anzahl werden erst beim Typ Kugelförmig relevant. Sie malen die Partikel dabei in einem Bereich um den Mauszeiger herum. Die Größe dieses Bereichs, der auch als virtuelle Pinselspitze interpretiert werden könnte, entspricht dabei dem Radius-Wert. Der Anzahl-Parameter gibt hierbei die gleichzeitig neu entstehende Partikel-Anzahl an. Bei jeder auch noch so kleinen Bewegung des Mauszeigers entstehen daher auf einen Schlag Anzahl neue Partikel. Der Radius ist dabei dreidimensional zu verstehen. In die frontale Ansicht gemalte Partikel haben daher auch unterschiedliche Z-Positionen. Dennoch kann trotzdem der Vektor für Zeichnungs-Position benutzt werden, um die Hauptebene des Malwerkzeugs anzugeben. Wer den Radius während des Zeichnens öfter verändern möchte, kann dafür auch die Shift-Taste zusätzlich zur linken Maustaste verwenden. Ein roter Kreis zeigt in den Editoransichten die aktuelle Größe des Malwerkzeugs an. Dazu muss dieses jedoch zuerst aktiviert werden.

Animation in Cinema 4D - Einstellungen des P Zeichen-Nodes und des Malwerkzeugs für Partikel

Abbildung 3.28: Einstellungen des P Zeichen-Nodes und des Malwerkzeugs für Partikel

Sie selektieren dazu zuerst den P Zeichnen-Node und wählen dann im Simulieren-Menü von Cinema 4D den Eintrag Thinking Particles > TP Partikel zeichnen aus. Halten Sie anschließend die Taste Strg/Ctrl zusätzlich zur linken Maustaste gedrückt, während Sie in eine beliebige Editoransicht malen. Die Mausbewegung wird durch neue Partikel nachgezeichnet. Dabei spielt es eine Rolle, in welchem Bilder der Zeitleiste Sie sich befinden. Die gemalten Partikel entstehen nämlich alle gleichzeitig zu exakt dem aktuellen Zeitpunkt. Wenn Sie die Zeit in der Zeitleiste verändern und dann erneut Partikel zeichnen, werden Sie in der Auflistung des Zeichenwerkzeugs einen neuen Eintrag beobachten können. Auf diese Weise können Sie zu jedem Bild der Animation neue Partikel an unterschiedlichen Stellen der Szene entstehen lassen. Diese stehen jedoch standardmäßig alle still und müssten von Ihnen daher zumindest mit Kräften beaufschlagt werden, um etwas Bewegung in diese Partikel zu bekommen. Sie werden dazu noch Nodes kennenlernen.

Die rechte Seite der Abbildung 3.28 zeigt Ihnen, wie so eine Auflistung im TP Partikel zeichnen-Werkzeug aussehen könnte. Das Kürzel F steht dort jeweils für den Begriff Frame, also Bild und gibt die Bildnummer an, an der die Partikel entstehen. Dahinter finden Sie die Anzahl der in diesem Animationsbild neu entstehenden Partikel. Ihnen wird dabei auffallen, dass die Zählweise der Bilder nicht unbedingt der tatsächlichen Bildnummer entspricht, zu der Sie die Partikel gezeichnet haben. Dies liegt daran, dass dieses Malwerkzeug intern mit einer festen Bildanzahl von 30 Bildern pro Sekunde Animation rechnet. Sofern Sie die im deutschsprachigen Raum üblichen 25 Bilder pro Sekunde in den Projekt-Voreinstellungen gewählt haben, wird eine in Bild 25 gezeichnete Partikelwolke in dieser Auflistung also bei dem Eintrag F30 auftauchen.

Haben Sie beim Zeichnen einen Fehler gemacht, kann dieser nur durch das Entfernen aller Partikel in der aktuellen Wolke korrigiert werden. Selektieren Sie dazu den entsprechenden Eintrag in der Partikel festhalten-Liste des TP Partikel zeichnen-Werkzeugs und betätigen Sie die Entfernen-Schaltfläche am unteren Ende der Liste. Der P Zeichnen-Node bietet ebenfalls eine Entfernen-Schaltfläche, damit werden dann jedoch alle Partikel gelöscht, unabhängig vom Zeitpunkt an dem diese erscheinen sollen. Schließlich kennen Sie bereits die Bedeutung des Startwerts. Dieser liefert die Basis für alle Zufälligkeiten eines Nodes, in diesem Fall also vor allem für die Lebenszeit-Variation.

Die Ports

Die Ein- und Ausgänge dieses Nodes entsprechen denen der anderer Thinking Particles Generatoren. Ein Boole-Signal am An-Eingang kann zum Ein- oder Ausschalten des Nodes genutzt werden. Dieser Nutzen ist jedoch hier nicht so groß, da Sie die Entstehung der Partikel ja bereits beim Zeichnen durch die dort aktive Bildnummer in der Animation festgelegt haben. Ähnlich verhält es sich mit dem Eingang für die Animations-Zeit. Der Node enthält eigentlich keine Eigenschaften, für die sich die Anlage von Keyframes lohnen könnte. Er ist schließlich nur eine Art Container für die Partikel.

Die Ausgang-Seite des Nodes ist da schon interessanter, denn an dem Port für Geborene Partikel erhalten Sie die neu entstandenen Partikel. Beachten Sie, dass dieser Port nur dann Partikel liefern kann, wenn Sie sich in dem Animationsbild befinden, in dem Sie auch die Partikel gezeichnet hatten. Dieser Port kann also nicht alle Partikel auf einmal ausgeben, die an verschiedenen Zeitpunkten der Animation entstehen werden, sondern immer nur die aktuell neu entstandenen Partikel. Entsprechend verhält es sich mit den Ausgängen für Partikel Nummer und Partikel Anzahl. Beide Ausgänge sind nur in dem Animationsbild aktiv, in dem die Partikel gezeichnet wurden. Partikel Anzahl liefert dann die Anzahl der neu entstehenden Partikel. Partikel Nummer gibt eine fortlaufende Liste von Indexnummern für die neuen Partikel aus. Diese startet generell mit der Ziffer Null und endet beim Wert von Partikel Anzahl abzüglich eins.

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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