Thinking Particles: Die Nodes – Thinking Particles > TP Standard

Tutorials 4. Februar 2016 – 0 Kommentare

Bei den Nodes dieser Gruppe geht es hauptsächlich um allgemeine Eigenschaften, wie z. B. die Gruppe, die Größe, die Geschwindigkeit oder natürlich die Form der Partikel. All dies sind Eigenschaften, die natürlich sehr wichtig für die Partikel sind und daher in kaum einer Schaltung fehlen dürfen. Besonders das P Objektform-Node sticht hier heraus, denn über diesen können Sie Objekte an die Partikel heften und somit die Partikel überhaupt erst bei der Bildberechnung sichtbar machen (von der Verwendung mit PyroCluster und anderen Tricks, z. B. über MoGraph einmal abgesehen).

P Abmessung-Node

Die Abmessung eines Partikels kann als eine Art Maßstab oder Skalierungsfaktor für die Objektform verstanden werden, die über einen P Objektform-Node mit dem Partikel verknüpft wird. Dabei funktioniert die Darstellung der Objektform etwas anders, als dies vom Standard-Partikelsystem her gewohnt ist. Dort wurden die angehängten Objekte automatisch in ihrer Originalgröße verwendet. Thinking Particles geht einen anderen Weg, indem die Ursprungsgröße bei der Verknüpfung zwischen Objekt und Partikel mit einem sogenannten Umkugel-Radius abgeschätzt wird. Diesen Radius können Sie selbst vorgeben. Alle anderen Bereiche von Thinking Particles nehmen dann auf diesen Radius als Maßstab Bezug. Wenn Sie also z. B. im P Objektform-Node einen Umkugel-Radius von 100 angegeben haben und die Partikel über einen P Sturm-Node erzeugen lassen, der einen Abmessung-Wert von 10 benutzt, werden die Objekte an diesen Partikeln alle nur ein Zehntel so groß erscheinen. Bei einer Abmessung von 100 wäre die Originalgröße der Objekte wieder hergestellt. Am besten lässt sich dieses System nutzen, wenn Sie den Umkugel-Radius als Prozentwert verstehen und einfach immer auf der Voreinstellung 100 stehen lassen. Überall, wo Sie Abmessung-Parameter finden, können Sie dann ebenfalls 100 eintragen, um die Originalgröße der Objekte zu erhalten. Kleinere Einstellungen führen folglich zu einer entsprechenden Verkleinerung der Objektgröße. Bei einer Abmessung von 20 hätte das Objekt dann also für diesen Partikel nur noch 20% seiner Originalgröße.

Um die Abmessung einer Objektform nicht nur über die diversen Generator-Nodes einstellen zu können, steht Ihnen also dieser P Abmessung-Node zur Verfügung, mit dem Sie z. B. auch sehr einfach die Objektgröße an die Lebenszeit der Partikel koppeln können. Die folgende Abbildung zeigt so eine Schaltung.

In Abbildung 3.34 erkennen Sie auf der linken Seite das Resultat der Schaltung. Ein Emitter stößt Partikel aus, an die ein einfacher Würfel als Objektform gehängt wurde. Über einen P Pass-Node werden diese Partikel fortlaufend ausgegeben und in einen P Abmessung-Node geleitet. Dort wurde eine Abmessung von 10 verwendet. Da im P Objektform-Node ein Umkugel-Radius von 100 eingetragen wurde, nutzen die Partikel also standardmäßig eine auf 10% der Originalgröße verkleinerte Version des Würfels. Dies allein hätten wir ggf. bereits ohne den P Abmessung-Node hinbekommen, denn der emittierende P Sturm-Node dieser Schaltung hat ja ebenfalls einen Abmessung-Parameter, der bereits diese Verkleinerung auf 10% der Originalgröße bewirken könnte. Auch die Variation der Partikel-Abmessungen wird nicht nur im P Abmessung-Node, sondern auch im P Sturm-Node angeboten. Interessant ist der P Abmessung-Node daher vor allem dadurch, dass er die Objektgrößen auch nach der Emission noch verändern kann. Abmessungen z. B. in einem P Sturm-Node gelten ja immer nur für die gerade neu erzeugten Partikel.

Ein weiterer Vorteil des P Abmessung-Nodes ist die bereits in Abbildung 3.34 demonstrierte Abhängigkeit zwischen der Abmessung und der Lebenszeit der Partikel. Aktivieren Sie dazu die Altersabhängig-Option des Nodes und nutzen Sie den Alters-Gradient darunter. Dieser bildet von links nach rechts gelesen die Lebenszeit der Partikel ab. Dieser Gradient kann nur Graustufen darstellen, die über einen Intensität-Wert eingestellt werden können. Sie finden diesen, nachdem Sie das kleine Dreieck vor dem Verlauf angeklickt haben. Dabei sind Sie nicht nur auf Helligkeiten zwischen 0% und 100% beschränkt, sondern können hier bis zu 10000% zuweisen.

Animation in Cinema 4D - Kopplung der Objektgröße an die Lebenszeit der Partikel.

Abbildung 3.34: Kopplung der Objektgröße an die Lebenszeit der Partikel.

Im Beispiel der Abbildung 3.34 wurde auf diesem Wege der Reiter am rechten Rand des Gradienten mit einer Intensität von 200% genutzt. Die Intensitätswerte werden als einfache Multiplikatoren für die Abmessungen der Objektformen benutzt. Eine Intensität von 200% am rechten Rand des Gradienten bedeutet hier also, dass die Partikel am Ende ihrer Lebenszeit den doppelten Wert des Abmessung-Parameters haben werden. Wie üblich bei solchen Gradienten können Sie neue Reiter durch einen Mausklick knapp unter den Helligkeitsverlauf erzeugen. Überzählige Reiter lassen sich mit der Maus nach oben oder unten aus dem Verlauf herausziehen.

Neben dem notwendigen Partikel-Eingang am Node finden Sie über die blaue Farbfläche am Node auch einen An-Port, mit dem der Node über ein TRUE- oder FALSE-Signal beliebig an- oder ausgeschaltet werden kann. Wird dieser Port nicht benutzt, ist der Node automatisch immer aktiv. Zudem steht auch noch der Animations-Zeit-Port zur Verfügung, über den eine eigene Zeit angelegt werden kann. Dafür kann bereits ein Konstante-Node mit dem Datentyp Zeit benutzt werden. Dessen Wert kann schließlich auch über normale Keyframes animiert werden. Dies macht jedoch nur dann Sinn, wenn Parameter im P Abmessung-Node über Keyframes animiert wurden und sie zudem noch das Zeitverhalten dieser Key-Animationen verändern möchten. Ausgänge sind am P Abmessung-Node keine vorhanden. Wie bei allen Nodes, die auf die Form der Partikel einwirken müssen Sie jedoch einerseits selbst über einen P Objektform-Node dafür sorgen, dass so eine Geometrie überhaupt vorhanden ist. Zudem muss ein Partikel-Geometrie-Objekt in der Szene vorhanden sein. Ohne dieses bleiben die Objekte an den Partikeln ebenfalls unsichtbar. Sie finden die Partikel-Geometrie im Cinema 4D-Menü Simulieren > Thinking Particles.

P Ausrichtung-Node

Mit der Ausrichtung ist die Drehung des Achsensystems an jedem Partikel gemeint. Jedes Partikel verfügt nämlich über eine eigene Matrix, also eine Position und die drei üblichen Achsen für die X-, Y- und Z-Richtung. Wird dieses System gedreht oder anders ausgerichtet, verändert dies automatisch auch die Lage der Objektform, die an diesem Partikel hängt. Einige Optionen für die Ausrichtung der Partikel werden bereits von Generatoren, wie z. B. P MatterWaves oder P Sturm angeboten. Dort ging es hauptsächlich um Rotationen, um die Gleichförmigkeit der Partikel-Ausrichtung aufzubrechen. Einige dieser Optionen wiederholen sich beim P Ausrichtung-Node, es kommen aber auch neue Funktionen hinzu.

Die Basis für die Ausrichtung der Partikel-Systeme bietet die Einstellung im Quelle-Menü des P Ausrichten-Nodes. Die hier gewählte Achse ist im Prinzip die Richtung, auf die sich dann z. B. die Ausrichtung auf eine Position im Raum bezieht. Es hängt somit etwas von der Form ab, die Sie an die Partikel hängen, welche Achse hier die richtige ist. Sollen z. B. kleine Flugzeuge an die Partikel gehängt werden, macht es natürlich Sinn die Achse zu wählen, die bei dem Flugzeugmodell nach vorn in Flugrichtung zeigt. Beachten Sie, dass damit nicht das Achsensystem des Objekts gemeint ist. Dessen Ausrichtung spielt überhaupt keine Rolle. Wichtig ist nur durch absolute Lage des Objekts zum Welt-System von Cinema 4D. Bleiben wir bei dem Beispiel des Flugzeugs, so sollten Sie dessen Nase also möglichst parallel zu einer der drei Hauptachsen des Welt-Systems ausrichten.

Eine Abweichung von diesen Welt-Achsrichtungen, können Sie über die Winkel für X-Rotation, Y-Rotation und Z-Rotation kompensieren. Dieser Einstellungen führen also nicht zu einer animierten Drehung der Partikel, sondern fügen der ausgewählten Quelle-Achse nur eine Offset-Drehung hinzu.

Was dann überhaupt mit dieser ausgewählten Achsrichtung passieren soll, legen Sie über das Typ-Menü des Nodes fest. Beim Typ Keine wird dann z. B. keine weitere Veränderung an der Ausrichtung der Objektformen vorgenommen. In diesem Modus bleiben die Ausrichtung der Partikel und deren Formen konstant und unabhängig z. B. von der Flugbahn der Partikel. Die folgende Abbildung 3.35 gibt dieses Verhalten wieder.

Animation in Cinema 4D - Keine Ausrichtung von Flugzeugen an den Partikeln

Abbildung 3.35: Keine Ausrichtung von Flugzeugen an den Partikeln

In Abbildung 3.35 erkennen Sie links oben das Modell des ursprünglichen Flugzeugs. Dessen Z-Achse steht zwar richtig und zeigt vorn aus der Nase heraus, aber das Modell ist zum Welt-System verdreht. Nach der Zuweisung dieser Objektform zu einem P Sturm-Node fliegen die Flugzeuge folglich auch quer aus dem Emitter heraus. In meiner Schaltung sehen Sie, dass ich die Partikel über einen P Pass-Node an den P Ausrichten-Node leite. Ein zusätzlicher P Gravitation-Node sorgt für etwas Erdanziehung, damit die Partikel in einem leichten Bogen fliegen. Im P Ausrichten ist die Z-Achse als Quelle angegeben. Da Typ Keine aktiv ist, findet keine weitere dynamische Ausrichtung der Objekte statt. Die Achse der Partikel wird also parallel zur Welt-Z-Achse ausgerichtet. Die Matrix des Objekts wird darauf nur multipliziert, das Flugzeug bleibt daher schief, egal welche Einstellungen wir an der Quelle vornehmen.

Über die Rotation-Parameter des P Ausrichten-Nodes können wir nun jedoch die Nase der Flugzeuge zumindest wieder in Richtung der Emission drehen. Eine Drehung um die Y-Achse bringt hier den erwünschten Effekt (siehe Abbildung 3.36).

Animation in Cinema 4D - Kompensation der Flugrichtung

Abbildung 3.36: Kompensation der Flugrichtung

Weitere Optionen ergeben sich über die anderen Typ-Einstellungen. Hier kommt es also zu einer zusätzlichen Drehung, die die gewählte Quelle-Richtung und die Rotation-Offsets als Basis hat. Die Abbildung 3.37 stellt Ihnen einige davon vor.

Animation in Cinema 4D - V. l. n. r.: Zufall, Flugrichtung und Welt X

Abbildung 3.37: V. l. n. r.: Zufall, Flugrichtung und Welt X

Ganz links sehen Sie dort den Typ Zufall. Dieser ist leider nicht weiter steuerbar. Die Stärke der Verdrehung kann daher nicht individuell beeinflusst werden. Auch einen Startwert für die Zufallsberechnung suchen wir vergeblich. Die zufällige Drehung der Partikel wird zudem nur einmalig berechnet und ist somit nicht animiert. Die Partikel drehen sich daher einfach in eine zufällige Richtung und bleiben in dieser Ausrichtung. Die mittlere Einblendung in Abbildung 3.37 ist da oft schon interessanter, denn die Partikel können damit automatisch auf die Flugrichtung reagieren. Folglich richtet sich nun auch die Nase der Flugzeuge nach unten, wenn die Partikel ihren Bogen nach unten beschreiben. Die letzte Einblendung ganz rechts in der Abbildung gibt stellvertretend für die drei folgenden Typen die Einstellung Welt X wieder. Die gewählte Quelle-Achse wird hier einfach nur parallel zur Welt-X-Achse ausgerichtet. Die Typen Welt Y und Welt Z funktionieren entsprechend. In diesen Modi bleiben die Partikel in ihrer Ausrichtung also wieder statisch. Zumindest werden bei den Welt- und Flugrichtung-Typen jedoch Variation-Parameter freigeschaltet, mit denen Sie eine Abweichung von dieser Richtung angeben können. Diese Variation wird zufällig pro Partikel berechnet und gibt somit nur einen Maximalwert an.

Beim Typ Manuelle Richtung geben Sie über einen Achse-Vektor selbst eine Richtung vor. Dieser Modus könnte also prinzipiell die früheren Modi für Welt X, Welt Y und Welt Z ersetzen, wenn z. B. der Vektor 0, 0, 1 für die Welt-Z-Achse eingetragen würde. Interessant ist diese Option besonders dadurch, dass diese Achse auch über einen Eingang-Port mit Vektoren gefüttert werden kann. Jedes Partikel könnte daher gezielt in eine bestimmte Richtung gedreht werden. Sie sind schließlich nicht gezwungen, eine Einstellung immer für alle Partikel zu verwenden. Der Variation-Winkel steht zusätzlich für zufällige Abweichungen von der angegebenen Richtung zur Verfügung.

Der letzte Typ nennt sich Manuelle Position und ermöglicht uns eine globale Position im Raum anzugeben, auf die die Quelle-Achse der Partikel zeigen soll. Dies funktioniert also vergleichbar zur Ausrichten-Expression im Objekt-Manager. Auch hier ist besonders die Nutzung des Eingang-Ports für die Achse interessant. Lassen Sie sich dabei nicht vom Namen irritieren. Sowohl der Parameter im Dialog des Nodes als auch der entsprechende Port nennen sich weiterhin Achse, meinen mit Typ Manuelle Position jedoch eine Position im Raum.

Mit Variation können Sie auch in diesem Modus Zufälligkeiten ergänzen, die statisch pro Partikel errechnet werden. Einen Überblick über die beiden letztgenannten Typ-Einstellungen bietet Abbildung 3.38. Auf der linken Seite sehen Sie dort die Vorgabe einer Achse im Typ-Modus Manuelle Richtung. Mit der Achse 0, 1, 1 ist eine Diagonale zwischen der Welt-Y- und der Welt-Z-Achse beschrieben. Entsprechend schräg liegen unsere Flugzeuge im Raum. Die rechte Seite der Abbildung zeigt den Typ Manuelle Position. Dort wurde die globale Position eines Würfels mit dem Achse-Eingang des P Ausrichten-Nodes verbunden. Fortan zeigt die Nase aller Flugzeuge auf die Position des Würfels, der natürlich auch animiert werden könnte.

Animation in Cinema 4D - Manuelle Richtung und Manuelle Position

Abbildung 3.38: Manuelle Richtung und Manuelle Position

Der Übergang beschreibt nun den Zeitraum, den die Partikel für die Veränderung von ihrer ursprünglichen zu der neuen Ausrichtung benötigen. Ich habe hier jedoch Probleme, die Größenordnung des Übergang-Werts einzuschätzen. Es handelt sich dabei offenbar weder um Bilder noch um eine Angabe in Sekunden. Klar ist nur, dass die Ausrichtung bei größeren Werten länger benötigt und bei 0 sofort stattfindet. Am besten, Sie experimentieren selbst etwas mit diesem Wert. Der Effekt an sich ist nämlich recht hübsch, da auf diese Weise auch das Umschalten zwischen verschiedenen Ausrichtungen weich und somit mit einem Übergang gestaltet werden kann.

An Eingängen stehen Ihnen am Node die bereits bekannten An- und Animations-Zeit-Ports zur Verfügung. Über ein Boole-Signal können Sie so die Funktion des Nodes über den An-Eingang manuell ein- und ausschalten. Mit Keys versehene Node-Parameter können über die Animations-Zeit abweichend zur Standardzeit animiert werden.

P Daten setzen-Node

Dieser Node ist sicherlich für die Steuerung der Partikel einer der wertvollsten, denn hiermit können nahezu alle Eigenschaften der eingeleiteten Partikel manuell gesetzt werden. So kann dieser Node z. B. genutzt werden, um Partikel auf eine bestimmte Position zu setzen, die Geschwindigkeit oder Abmessung zu beeinflussen, oder gar eine Art Zeitraffer oder Zeitlupe für die Partikel zu aktivieren.

Dieser Node verfügt ausschließlich über Eingang-Ports und über keine weiteren individuellen Einstellmöglichkeiten im Attribute-Manager. Sie schließen also in der Regel einen P Pass-Node an den Partikel-Eingang an und aktivieren dann über die blaue Schaltfläche in der Titelzeile des Nodes die Eingänge, die Sie setzen möchten. Mit Abmessung ist ein Real-Wert gemeint, der Bezug nimmt auf den Umkugel-Radius, den Sie über den P Objektform-Node festgelegt haben. Haben Sie dort einen Umkugel-Radius von 100 verwendet und setzen dann die Abmessung auf den Wert 50, erscheinen die Objektformen an den Partikeln dann nur noch halb so groß. Das Alter bezieht sich auf den Lebensabschnitt, in dem sich der Partikel befindet. Wie Sie bereits wissen, erhält jedes Partikel bei seiner Geburt eine Lebenszeit, nach deren Ablauf er wieder gelöscht wird. Einige Nodes, wie z. B. der P Alter- oder der P Abmessung-Node können die aktuelle Lebensphase eines Partikels innerhalb dieser Lebenszeit auswerten und dann z. B. die Größe der angehängten Objektform beeinflussen. Wir hatten dies bereits besprochen. Wenn Sie die Lebensuhr eines Partikels individuell verstellen möchten, so können Sie den Alter-Port dafür benutzen. Dieser fragt Sie nach einer neuen Zeit. Dieser Port kann eigentlich nur dann sinnvoll genutzt werden, wenn Sie bereits wissen, wie die normale Lebensphase des Partikels lautet. Wir werden daher später noch den P Daten lesen-Node kennenlernen, über den Sie derartige Informationen gewinnen können.

Über den Ausrichtung-Eingang legen Sie eine Matrix an, die die neue Ausrichtung der Partikel-Achsen festlegt. Der Position-Anteil dieser Matrix spielt dabei keine Rolle und kann daher beliebig sein. Hier bietet sich z. B. an die globale Matrix eines Objekts anzuschließen. Immer wenn Sie dann dieses Objekt drehen, werden die Achsensysteme der Partikel entsprechend mitgedreht. Der Eingang für die Drehung fragt nach einem Wert im Format TP Drehung. Sie können hier also nicht einen beliebigen Real- oder Vektor-Wert einleiten. Für die Berechnung der TP Drehung steht Ihnen in der Gruppe der TP Helfer ein P Drehung konvertieren-Node zur Verfügung, über den Sie die Geschwindigkeit der Drehung und deren Achse direkt eintragen können. Der Ausgang dieses Nodes kann dann mit dem Drehung-Eingang am P Daten setzen-Node verbunden werden.

Der DT Faktor steht für den Begriff Delta Time Faktor und dient als Multiplikator für die interne Zeitberechnung der Partikel. Bei einem DT Faktor von eins läuft die Zeit für die Partikel normal schnell ab. Werte unter eins verlangsamen die Zeit für die Partikel. Die Partikel bewegen sich folglich langsamen. Bei Werten über eins beschleunigen sich die Zeit der Partikel und deren Bewegung. Dies kann z. B. genutzt werden, um Partikel kurzfristig einzufrieren, indem der DT Faktor auf Null gesetzt wird. Beachten Sie, dass sich durch die Veränderung des DT Faktors nicht auch die Lebenszeit der Partikel verändert wird. Diese wird weiterhin normal schnell berechnet.

Der Form-Eingang ermöglicht die Zuweisung einer Objektform, die bereits bei anderen Partikeln verwendet wird. Dazu schließen Sie einen P Daten lesen-Node an die Partikel an, deren Form Sie übertragen möchten. Über den Form-Ausgang an diesem Node erhalten Sie das benötigte TP Form-Datenformat, das Sie dann an den Form-Eingang des P Daten setzen-Nodes anschließen können. Eine direkte Verlinkung eines Objekt-Ports oder eines P Objektform-Nodes ist nicht möglich.

Der Geschwindigkeit-Eingang fragt uns nach einem Vektor. Wie bereits an anderer Stelle in diesem Kapitel erläutert, besteht die Geschwindigkeit nämlich nicht nur aus einem Betrag, sondern auch aus einer Richtung. Sie müssten also eine Normale definieren, die die Bewegungsrichtung der Partikel beschreibt und diese mit dem gewünschten Geschwindigkeitsbetrag multiplizieren. Dies ist z. B. mit dem Gemischte Mathe-Node problemlos möglich. Es steht aber auch seitens Thinking Particles in der Gruppe TP Helfer ein eigener P Geschwindigkeit konvertieren-Node dafür zur Verfügung.
Mit dem Eingang für TP Gruppe kann eine der Partikel-Gruppen zugewiesen werden, die Sie über die Thinking Particles Einstellungen angelegt haben. Sie benötigen hierfür einen P Gruppe-Node, dessen Ausgang Sie dann mit dem TP Gruppe-Eingang am P Daten setzen-Node verbinden können. Sie finden den P Gruppe-Node ebenfalls unter TP Helfer. In der Kategorie TP Standard ist zwar ebenfalls ein P Gruppe-Node zu finden, dieser kann jedoch nur eingeleitete Partikel einer Gruppe zuordnen und bietet keinen Ausgang an. Der Umgang mit Gruppen ist sehr hilfreich, da Sie so Partikel sehr einfach trennen und mit unterschiedlichen Eigenschaften belegen können.

Der Eingang für die Größe funktioniert ähnlich wie die Abmessung, fragt uns jedoch nach einem Vektor. Diesmal ist nicht die Größe der angehängten Objektform gemeint, sondern die Skalierung des Achsensystems an den Partikeln. Dies gibt uns z. B. die Möglichkeit, Objektformen ungleichmäßig zu verzerren, wenn nicht alle drei Vektorkomponenten gleich eingestellt werden.
Die Lebenszeit der Partikel kennen Sie bereits z. B. vom P Sturm- oder P MatterWaves-Node. Dies ist eine Zeitangabe nach deren Ablauf der Partikel wieder gelöscht wird. Soll die Lebenszeit der Partikel individuell verlängert oder gekürzt werden, können Sie dies mit dem Lebenszeit-Eingang am P Daten setzen-Node erledigen. Hier könnten Sie z. B. einen Konstante-Node vom Datentyp Zeit anschließen und dort die neue Lebensspanne in Bildern oder Sekunden eintragen. Beachten Sie, dass eine Verkürzung der Lebenszeit unter die aktuelle Lebensphase des Partikels automatisch zu dessen Löschung führt. Die Lebenszeit ist dann nämlich bereits abgelaufen.

Mit Masse können Sie den Partikeln nun auch erstmals ein individuelles Gewicht verleihen. Standardmäßig besitzen neue Partikel nämlich durchweg die Masse 1. Die Masse kann zu recht unterschiedlichem Verhalten der Partikel führen, wenn Kräfte wie z. B. Gravitation oder Wind wirken. Um ein realistisches Verhalten zu erzielen, können Sie individuelle Massen benutzen, um z. B. einzelne Partikel besonders schwer oder leicht wirken zu lassen. Sogar negative Massen sind erlaubt, können jedoch zu merkwürdigen Effekten führen. So könnte man z. B. meinen, dass eine negative Masse zu einer Art Auftrieb führt, der z. B. gegen ein Gravitationsfeld ankommt. Dem ist jedoch nicht so. Verlässliche Ergebnisse sind nur mit Werten größer oder gleich Null zu erwarten.

Denken Sie dabei daran, dass die Masse erst einmal nichts mit der Objektform zu tun hat, die Sie an die Partikel heften. Die Größe dieser Objekte führt also nicht automatisch dazu, dass die Partikel während der Berechnung als schwerer wahrgenommen werden. Eine Erhöhung der Masse zeigt sich an den Partikelbewegungen vor allem dadurch, dass die Partikel eine größere Trägheit bekommen. Der Widerstand gegenüber einer Veränderung der Flugbahn steigt also an. Die Sensibilität von Kraftfeldern, wie z. B. einer Gravitation gegenüber der Masse kann dann oft noch einmal prozentual geregelt werden. Wir kommen darauf bei der Besprechung der dynamischen Optionen für die Thinking Particles zurück.

Über den Position-Eingang am P Daten setzen-Node lässt sich eine globale Position für die Partikel festlegen. Dies sollte zumindest nur zeitlich begrenzt stattfinden, da sich die Partikel ansonsten nicht mehr bewegen können. Die Abbildung 3.39 gibt dazu ein Beispiel. Sie sehen dort auf der linken Seite dass die Punktanzahl einer Kugel über einen Punkt-Node ausgerechnet und an den Shot-Parameter eines P Quelle-Nodes übertragen wird. Dieser Node hat natürlich auch den Shot-Modus aktiviert, um auf einen Schlag die gewählte Partikelanzahl zu erstellen. Damit wir dieser Partikelanzahl nicht in jedem Bild der Animation aufs Neue erhalten, benutze ich einen Zeit-Node und überprüfe dessen Ausgang, ob dieser Null ist. Nur in diesem Fall, also wenn die Animation in Bild 0 ist, werden die Partikel erzeugt. Der Ausgang des Ist Null-Nodes wird daher mit dem An-Port des P Quelle-Nodes verbunden. Dieser liefert uns an seinen Ausgängen neben den Partikeln auch die aktuelle Indexnummer des jeweiligen Partikels. Indem also diese Partikel Nummer an den Punkt-Index-Eingang eines zweiten Punkt-Nodes verbunden wird, können wir die einzelnen Punkt-Koordinaten der Kugel Punkt für Punkt auslesen und über einen P Daten setzen-Node an die neu geborenen Partikel übergeben. Das Ergebnis ist auf der rechten Seite der Abbildung zu erkennen. Jeder Punkt auf der Oberfläche der Kugel ist mit einem Partikel belegt. Der Vorteil an dieser Technik ist, dass nun im zweiten Schritt Geschwindigkeiten definiert werden könnten, um die Partikel von dieser Startposition aus zu animieren. Die Platzierung findet ja nur am Anfang der Animation statt.

Animation in Cinema 4D - Platzierung von Partikeln auf den Punkten einer Kugel.

Abbildung 3.39: Platzierung von Partikeln auf den Punkten einer Kugel.

Der letzte Eingang am P Daten setzen-Node betrifft den Startwert. Dies ist normalerweise eine hohe Integer-Zahl. Dieser Wert wird für alle Zufälligkeiten und Variationen bei den Partikeln herangezogen. Gleiche Startwerte führen zu einem reproduzierbaren Verhalten, sofern auch gleiche Variation-Parameter benutzt werden. Ein echter Zufall ist ja in der Regel auch nicht erwünscht, da die Animation trotz der Zufälligkeiten bei jedem Abspielen gleich und somit reproduzierbar aussehen soll. Jedes Partikel führt bereits mit seiner Erzeugung einen eigenen, individuellen Startwert mit sich, der z. B. durch den Startwert eines P Sturm-Nodes oder andere Variationseffekte beeinflusst wird.

Schließlich finden Wir am P Daten setzen-Node auch noch einen An-Eingang, über den der Node generell ein- oder ausgeschaltet werden kann. Sie leiten dazu entweder 1 oder 0, bzw. TRUE oder FALSE an diesen Port. Ist dieser Port unbelegt, ist der Node automatisch aktiv.

P Drehung-Node

Einige der hier gebotenen Optionen erinnern an die Einstellungen im P Ausrichtung-Node. Diesmal geht es jedoch nicht um eine statische Ausrichtung, sondern um eine permanente Rotation. Einer der wichtigsten Parameter hier ist die Zeit, denn hierüber definieren Sie indirekt die Geschwindigkeit der Rotation. Die Zeit gibt dabei einen Sekundenwert an, der für eine volle 360°-Drehung benötigt wird. Mit einem Zeit-Wert von vier drehen sich also die Partikel in vier Sekunden exakt ein Mal ganz herum. Welche Drehachse dabei verwendet wird, legen Sie mit den Einstellungen am unteren Ende des Dialogs fest. Der Achsen-Typ bietet Ihnen dafür verschiedene Voreinstellungen an. Bei Flugrichtung rotieren die Partikel um deren jeweilige Flugrichtung herum. Der Vorteil hierbei ist, dass diese Drehachse nicht unbedingt etwas mit der Ausrichtung der Partikel zu tun hat. Wer eher ein zufälliges Trudeln der Partikel bevorzugt, benutzt besser den Achsen-Typ Zufall. Für jedes Partikel wird dann eine zufällige Drehachse errechnet. Bei beiden Modi ist der Vektor für die Achsen zwar freigeschaltet, dieser wird jedoch nicht ausgewertet. Dieser Achsen-Parameter ist nur für den Achsen-Typ Manuell gedacht. Sie können dann selbst eine Drehachse angeben, die für die Rotationen benutzt wird. Beachten Sie, dass diese Drehachse im Welt-System angegeben wird, also nicht im lokalen System jedes Partikels. Sie können dies schön an einem Beispiel beobachten, bei dem die neuen Partikel über einen P Ausrichtung-Node zufällig gedreht werden. Werden diese Partikel dann über einen P Pass-Node in einen P Drehung-Node geleitet, der z. B. die manuelle Achse 0, 1, 0, also die Y-Achse benutzt, drehen sich alle Partikel um eine Achse, die parallel zur Welt-Y-Achse verläuft. In diesem Zusammenhang dürfte für Sie auch wichtig sein, dass P Ausrichtung und P Drehung sinnvoller weise nicht gleichzeitig auf Partikel wirken können. P Ausrichtung bringt die Partikel in eine statische Lage, P Drehung in eine dynamische Rotation. Beides kann nicht gleichzeitig funktionieren.

Was die Variationsmöglichkeiten der Drehung betrifft, so finden Sie direkt unterhalb der Achsen-Einstellung auch einen Variation-Wert, der die maximale Winkelabweichung für die Drehachse definiert. Diese Variation ist als Eingabefeld zwar immer sichtbar, wird jedoch nur bei den Achsen-Typen Manuell und Flugrichtung ausgewertet. Beim Achsen-Typ Zufall ist ja sowieso schon maximale Varianz vorhanden.

Springen wir nun wieder etwas im Dialog des P Drehung-Nodes nach oben, zu den etwas weniger häufig genutzten Einstellungen. Direkt unterhalb der Zeit steht ein weiterer Variation-Parameter zur Verfügung, über den die Drehgeschwindigkeit der Partikel ungleichförmiger gestaltet werden kann. Der Prozentwert gibt dabei die maximal mögliche Abweichung von der durch die Zeit definierten Rotationsgeschwindigkeit an. Mit Phase ist die Startdrehung gemeint, mit der neu geborene Partikel beginnen sollen. Bei einer Phase von 45° und einem Achsen-Typ Flugrichtung werden die gerade geborenen Partikel bereits um 45° gedreht, bevor die Rotation in den folgenden Bildern der Animation weiter zunimmt. Die Drehrichtung ist dabei generell im Uhrzeigersinn, sofern Sie in Richtung der Drehachse auf das Partikel schauen. Auch diese Anfangsdrehung der Partikel kann mit einem eigenen Variation-Prozentwert direkt unterhalb der Phase zufällig gestaltet werden.

Die Reibung ist eine Kraft, die generell der Bewegung entgegensteht. Die Partikel werden dadurch also abgebremst. Dieser Effekt beeinflusst hier jedoch nur die Drehung und nicht auch die Vorwärtsbewegung der Partikel. Die Reibung können Sie z. B. einsetzen, um einen Luftwiderstand zu simulieren. Die beiden folgenden Parameter zielen in die gleiche Richtung und versuchen die Drehgeschwindigkeit der Partikel physikalisch plausibel zu variieren. Geschwindigkeit-Abhängigkeit bezieht sich direkt auf die Flug-Geschwindigkeit der Partikel. Wenn die Partikel mit einer Geschwindigkeit von 100 unterwegs sind und Sie eine Geschwindigkeit-Abhängigkeit von 25 verwenden, drehen sich die Partikel exakt vier Mal so schnell als unter Zeit im P Drehung-Node angegeben. Wenn Geschwindigkeit-Abhängigkeit den gleichen Wert hat wie die Geschwindigkeit der Partikel, wird also exakt die unter Zeit definierte Rotationsgeschwindigkeit eingehalten. Ist Geschwindigkeit-Abhängigkeit doppelt so groß wie die aktuelle Geschwindigkeit der Partikel, drehen sich diese nur mit halber Rotationsgeschwindigkeit. Ich hoffe anhand dieser Beispiele wird die Funktionsweise deutlich. Das Grundprinzip dieser Berechnung geht davon aus, dass sich schneller bewegende Partikel über mehr Energie verfügen und sich daher auch schneller drehen als langsamere Partikel. Eine Geschwindigkeit-Abhängigkeit von Null deaktiviert diese Berechnung. Alle Partikel sind dann exakt so schnell wie über den Zeit-Wert definiert.

Ähnlich funktioniert die Abmessungs-Abhängigkeit. Haben die Partikel z. B. über einen P Sturm-Node eine Abmessung von 10 mitbekommen und Sie benutzen eine Abmessung-Abhängigkeit von 5, drehen sich die Partikel nur mit halber Geschwindigkeit. Mit der Abmessungs-Abhängigkeit 10 wäre die normale Drehgeschwindigkeit, wie über den Zeit-Wert definiert hergestellt. Bei einer Abmessungs-Abhängigkeit von 20 drehen sich diese Partikel doppelt so schnell um die angegebene Achse. Hier ist die Überlegung, dass Partikel, die kleiner als bei Abmessungs-Abhängigkeit angegeben sind, sich schneller drehen, da diese über weniger Trägheit als die größeren Bruchstücke verfügen. Auch hier deaktiviert eine Abmessungs-Abhängigkeit von Null wieder die Berechnung dieses Effekts.

An Ausgängen steht an diesem Node nichts zur Verfügung und auch die Eingänge sind recht übersichtlich. Hier rächt sich etwas die Vielzahl an Variation-Parametern, die alle gleich heißen. Eine eindeutige Zuordnung über die Ports ist auf den ersten Blick nicht möglich. Der oberste Variation-Port definiert die Zufälligkeit der Achsen. Der zweite Variation-Port variiert die Zeit für eine Vollumdrehung, und der letzte Variation-Port in der Liste gehört zum Phase-Parameter. Daneben finden wir den üblichen An-Port, um den Node generell ein- oder auszuschalten. Bleibt dieser Port unbelegt, ist der P Drehung-Node automatisch aktiv. Schließlich steuert die Animations-Zeit das Zeitverhalten animierter Parameter am Node. Ohne diesen Eingang nutzt der Node automatisch die normale Animationszeit Ihres Projekts.

P Gruppe-Node

Wir haben diesen Node bereits mehrfach in Beispielen eingesetzt, da dessen Nutzung nicht allzu kompliziert ist. Im Prinzip leiten Sie hier nur die gewünschten Partikel über den entsprechenden Eingang hinein und weisen diesen eine Partikel-Gruppe zu, die Sie zuvor in den Thinking Particles Einstellungen definiert haben. Per Drag&Drop einer Partikel-Gruppe aus dem entsprechenden Bereich der Thinking Particles Einstellungen in das P Gruppe-Feld des Nodes, kann eine Gruppe ausgewählt werden. Bleibt das Feld für P Gruppe leer, wird automatisch die Alle-Gruppe benutzt.
Alternativ hierzu kann der Name einer Partikel-Gruppe auch direkt per Drag&Drop auf den Node-Bereich unterhalb dessen Titelzeile gezogen werden. Die Abbildung 3.40 macht dies schematisch deutlich. In diesem Beispiel sehen Sie auch den wohl einfachsten Fall einer Zuordnung von Partikeln zu einer Gruppe. Die an einem P Sturm-Node neu generierten Partikel werden direkt in eine eigene Partikel-Gruppe namens Neue Partikel verfrachtet.

Animation in Cinema 4D - Zuweisung einer Partikel-Gruppe per Drag&Drop

Abbildung 3.40: Zuweisung einer Partikel-Gruppe per Drag&Drop

Ein An-Port ermöglicht das gezielte Ein- und Ausschalten dieses Nodes. Nur bei einem angeschalteten Node findet die Einordnung der Partikel in die Gruppe statt. Über einen P Gruppe-Eingang kann ggf. auch die Gruppe bereits existierender Partikel in diesen Node geleitet werden. Dazu könnten Sie z. B. einen P Daten lesen-Node verwenden.

P Größe-Node

Wir hatten bereits kurz über die Größe von Partikeln gesprochen. Damit ist nicht die Abmessung der angehängten Objektform gemeint, sondern die Skalierung des Partikel-Achsensystems. Der Vorteil bei der Größe liegt u. a. darin, dass hier auch ungleichmäßige Skalierungen und Verzerrungen der Partikel möglich sind. Diese übertragen sich natürlich auch auf die Objektform des Partikels.

Los geht es mit dem Größe-Parameter, der in Prozent angegeben wird. Hierüber können Sie das Partikel-Achsensystem gleichmäßig skalieren. Eine Kombination mit den Werten für X-Größe, Y-Größe und Z-Größe ist ebenfalls möglich. Diese beziehen sich auf die einzelnen Partikel-Achsen und ermöglichen das ungleichmäßige Skalieren. Mit der Variation lassen sich Zufälligkeiten zu dem Größe-Wert hinzufügen. Das eigestellte Längenverhältnis der X-, Y- und Z-Achsen bleibt dabei also erhalten. Die Größe wird nur gleichmäßig variiert. Wie beim P Abmessung-Node kann optional eine Abhängigkeit der Größe von der Lebensphase der Partikel aktiviert werden. Ist Altersabhängig angeschaltet, steht Ihnen ein Größe-Gradient zur Verfügung. Der linke Rand steht für die Geburt, der rechte Rand des Verlaufs steht für den Tod eines Partikels. Die Farbreiter arbeiten mit Intensität-Werten, die Sie nach einem Klick auf das kleine Dreieck vor dem Verlauf einsehen können. Die Intensität multipliziert die eingestellte Größe. Da auch Intensitäten über 100% möglich sind, können auch stärkere Skalierungen als bei Größe angegeben umgesetzt werden. Das Prinzip wurde bereits beim P Abmessung-Node vorgestellt. Lesen Sie dort bitte bei verbliebenen Unklarheiten nach.

Der P Größe-Node bietet die bekannten Eingänge für An und Animations-Zeit. Über den An-Port kann die Funktion des Nodes gezielt ein- und ausgeschaltet werden. Dazu reicht das Anlegen von 1 bzw. TRUE zum Einschalten und von 0 bzw. FALSE zum Ausschalten. Ist der An-Port nicht angelegt oder verbunden, ist der Node automatisch aktiv. Ähnlich verhält es sich mit der Animations-Zeit. Ist hier keine eigene Zeit verbunden, nutzt der Node automatisch die aktuelle Animationszeit. Nur wenn Parameter am Node über Keyframes animiert wurden, kann das Anlegen einer eigenen Zeit z. B. zur individuellen Verlangsamung oder Beschleunigung interessant sein.

P Masse-Node

Bei der Besprechung des P Daten setzen-Nodes hatten wir die Möglichkeit kennengelernt, Partikeln eine individuelle Masse mit auf den Weg zu geben. Standardmäßig beträgt die Masse jedes Partikels bei seiner Geburt 1. Sofern später dynamische Kraftfelder bei der Beeinflussung der Flugbahnen eingesetzt werden, kann der Masse eine entscheidende Rolle zukommen. Partikel mit größerer Masse verfügen dann nämlich über eine stärkere Trägheit und widersetzen sich somit z. B. abrupten Richtungswechseln. Die aktuelle Geschwindigkeit und Flugrichtung wird bei großer Trägheit länger beibehalten.

Die Einstellungen des P Masse-Nodes sind recht übersichtlich und ähneln in vielen Bereichen z. B. dem P Abmessung- oder P Größe-Node. Die Masse kann direkt als Zahlenwert vorgegeben werden. Stellen Sie sich darunter z. B. Kilogramm vor, wobei nicht ganz klar ist, welche Größenordnung diese Art Masse tatsächlich besitzt. Über Variation kann die übliche Zufälligkeit bei der Massenverteilung an die in den Node geleiteten Partikel eingestellt werden. Auch eine Altersabhängig-Option samt dazugehörendem Alters-Gradient wird wieder angeboten. Das Gewicht der Partikel kann darüber in Abhängigkeit zum Lebensalter variiert werden. Lesen Sie bitte einfach beim P Abmessung- oder P Größe-Node nach, wie dieser Gradient funktioniert. Das Prinzip ist hier identisch. Gleiches gilt für die optionalen Eingänge für An und Animations-Zeit. Diese wurden ebenfalls bereits mehrfach bei anderen Nodes besprochen und sollten daher bekannt sein.
Abschließend zur Besprechung dieses Nodes sehen Sie eine beispielhafte Verwendung in Abbildung 3.41. Dort werden Partikel über einen P Sturm-Node emittiert und dann über einen P Pass- in einen P Masse-Node geleitet.

Animation in Cinema 4D - Variation der Partikel-Massen

Abbildung 3.41: Variation der Partikel-Massen

Dort erhalten alle Partikel die Masse 15 mit einer Variation von 100%. Ein ebenfalls angehängter P Gravitation-Node zieht die Partikel nach unten. Da im P Gravitation-Node die Massenabhängigkeit auf 100% gesetzt wurde, werden Partikel mit großer Masse langsamer nach unten gezogen. Sie wollen ihre ursprüngliche Flugrichtung beibehalten. Partikel mit kleinerer Masse werden folglich bereits früher nach unten gezogen, obwohl alle Partikel ursprünglich die gleiche Geschwindigkeit hatten. Das Ergebnis in Abbildung 3.41 zeigt daher eine weite Auffächerung des Partikelstrahls bedingt durch die unterschiedliche Beeinflussung durch die Gravitation.

P Objektform-Node

Ohne diesen Node werden Sie nur in wenigen Fällen auskommen, denn P Objektform verbindet die Partikel mit einem Objekt aus dem Objekt-Manager. Sie ziehen dazu das gewünschte Objekt einfach aus dem Objekt-Manager in das Objekt-Linkfeld des Nodes hinein oder stellen über den Objekt-Eingang eine Verbindung zu einem Objekt-Node her. Alle an dem Partikel-Eingang eingeleiteten Partikel werden dann automatisch mit dieser Objektform verbunden. Wichtig ist es, im nächsten Schritt über den Umkugel-Radius nachzudenken. Im Prinzip können Sie diesen generell auf dem Standardwert 100 belassen. Wenn Sie sich diesen Wert als 100% der Objektgröße vorstellen, funktionieren alle Abmessung-Eingaben in anderen Nodes entsprechend. Ein P Sturm-Emitter, der Partikeln eine Abmessung von 10 gibt, wird dann dazu führen, dass die Formen an diesen Partikeln nur ein Zehntel so groß wie am Original sind. Beachten Sie nur in jedem Fall, dass in Ihrer Szene ein Partikel-Geometrie-Objekt vorhanden sein muss. Ohne dieses können die Objektformen nicht gespeichert oder angezeigt werden. Eine typische Fehlerquelle. Sie finden das Partikel-Geometrie-Objekt im Cinema 4D-Menü Simulieren > Thinking Particles.

Mag es zunächst umständlich wirken, ein separates Objekt aufrufen zu müssen, so gibt es auch Vorteile. Das Partikel-Geometrie-Objekt kann nämlich wie ein normales Objekt auch z. B. von Deformatoren beeinflusst werden. Damit lassen sich also die Formen an den Partikel zusätzlich verzerren. Zudem können Sie dem Partikel-Geometrie-Objekt auch Materialien zuweisen. Da Sie im Dialog der Partikel-Geometrie auch eine Partikel-Gruppe angeben können, lässt sich auf diese Weise ein Materialwechsel der Objektformen realisieren, obwohl die Form vielleicht identisch bleibt. Es können beliebig viele Partikel-Geometrie-Objekte in der Szene vorhanden sein. Ist darin keine Partikel-Gruppe eingetragen, wird automatisch die Alle-Gruppe benutzt. Sofern die Option für Untergruppen aktiv ist, enthält die Partikel-Geometrie dann alle Formen, die an Thinking Particles hängen. Ansonsten ziehen Sie die gewünschte Partikel-Gruppe aus den Thinking Particles Einstellungen in das Partikel-Gruppe-Feld hinein.

Die Option für Renderinstanzen kann interessant werden, wenn Sie sehr viele Partikel in der Szene haben und diese mit komplexeren Geometrien belegen möchten. Eine Renderinstanz kostet uns bei der Berechnung des Bilds oder der Animation kaum zusätzlichen Speicher, unterliegt dafür aber auch einigen Beschränkungen. So müssen die Zustände der Objektformen bei Renderinstanzen bis auf wenige Ausnahmen tatsächlich identisch sein. Unterschiedlich variierte Animationszustände sind damit also z. B. nicht möglich. Drehung, Ausrichtung, Größe oder Abmessung können jedoch problemlos variiert werden. Beachten Sie jedoch, dass die Originalform, die über den P Objektform-Node verlinkt wurde, zumindest für das Rendering sichtbar sein muss. Ansonsten kann diese nicht angezeigt werden.

Ohne die Renderinstanzen-Option spielt dies hingegen keine Rolle. Das Original kann dann problemlos für den Editor und das Rendering unsichtbar geschaltet werden. Die Formen an den Partikeln bleiben weiterhin sichtbar, weil diese wie unabhängige Kopien des Originals behandelt werden. In beiden Fällen spielt es keine Rolle, ob das Objekt ein Polygon-Objekt oder ein Generator-Objekt, wie z. B. ein Grundobjekt ist. Erst wenn eine Fragmentierung der Objektformen in Ihrer Schaltung vorkommt, dürfen Sie nur Polygon-Objekte benutzen. Renderinstanzen sind in so einem Fall ebenfalls tabu, da durch die Fragmentierung jedes Partikel eine andere Form zeigen müsste, was generell bei Renderinstanzen nicht möglich ist.

Wie üblich verfügt auch der P Objektform-Node über einen An-Eingang, der das individuelle An- und Ausschalten des Nodes erlaub. Auf diese Weise könnten Sie z. B. mehrere Objektformen auf einen Partikelstrom verteilen. Die Abbildung 3.42 gibt dazu ein passendes Beispiel. Dort wird die aktuelle Partikel-Nummer über einen Mathe-Node mit dem Modulo 3 berechnet. Heraus kommen also generell nur noch die Werte null bis zwei. Über Vergleich-Nodes können diese drei Werte überprüft und in Boole-Signale umgewandelt werden, die dann drei individuelle Objektformen aktivieren. In diesem Fall werden dadurch Kugeln, Würfel und Kegel gemischt. Natürlich ist dies weitaus weniger intuitiv als beim Standard-Partikelsystem gelöst, aber dafür können Sie derartige Aktionen über alle nur denkbaren mathematischen Regeln steuern und viel leichter Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Animationsphasen herstellen.

Animation in Cinema 4D - Verteilung von drei Objektformen auf einen Partikelstrom

Abbildung 3.42: Verteilung von drei Objektformen auf einen Partikelstrom

Übrigens finden Sie bereits bei den mitgelieferten XPresso- und Thinking Particles-Schaltungen im XPool einige Beispiele, die sich ebenfalls mit der zufälligen Verteilung von Objektformen zu Partikelströmen beschäftigen. Sie finden diese dort unter System Presets > Thinking Particles.

Schließlich findet sich auch am P Objektform wieder einen Animations-Zeit-Port, um eine eigene Zeit verwenden zu können. Diese wird jedoch nur ausgewertet, wenn an dem Node über Keyframes animierte Parameter vorhanden sind. Selbst dann ist die Belegung dieses Ports nur selten nötig, denn der Node benutzt automatisch die normale Animationszeit von Cinema 4D wenn kein Anschluss erfolgt ist.

P Rollen-Node

Dieser Node hat zwei verschiedene Modi, Rollen und Bewegungsrichtung, die über sein Typ-Menü ausgewählt werden. Beim Rollen handelt es sich um eine Rotation des Partikels um eine seiner Achsen. Das hört sich auf den ersten Blick an wie der Effekt, der auch mit dem P Drehung-Node generiert werden konnte. Der Unterschied bei dieser Rotation liegt darin, dass deren Geschwindigkeit automatisch abhängig ist von den Abmessungen des Partikels. Der Effekt kann bei richtiger Einstellung so wirken, als würde die Objektform an dem Partikel tatsächlich auf einer Fläche abrollen. Die Abmessung der Objektform wird also intern mit 2*pi multipliziert und auf die zurückgelegte Wegstrecke umgerechnet. Heraus kommt eine schlupffreie Abroll-Bewegung. Voraussetzung hierfür ist, dass Sie bei Achse auch die richtige Partikelachse auswählen, um die dann rotiert werden soll. Ist die Z-Achse des Partikels in Flugrichtung ausgerichtet, wäre dies also z. B. die X-Achse und somit der Achse-Vektor 1, 0, 0. Die zweite Voraussetzung betrifft die Angabe des Umkugel-Radius am P Objektform-Node. Für die korrekte Berechnung des Abrollwinkels muss dieser Radius möglichst exakt an die tatsächliche Objektgröße angepasst werden.

Im Beispiel der Abbildung 3.43 können Sie eine einfache Schaltung erkennen, die über einen P Sturm-Node im Shot-Modus ein einzelnes Partikel in Bild Null der Animation erstellt. An dieses Partikel wird über einen P Objektform-Node ein Würfel-Grundobjekt in Originalgröße gebunden. Der voreingestellte Umkugel-Radius von 100 trifft die Außenabmessung des Würfels zwar nicht ganz aber sei hier einmal als ausreichend genau angenommen und wird unverändert übernommen. Streng genommen müssten wir hier die halbierte Diagonale des Würfels durch Ziehen der Wurzel aus zwei mal der Kantenlänge des Würfels berechnen, also ungefähr 141 für den Umkugel-Radius verwenden.

Animation in Cinema 4D - Unterschiedlich schnelles Rollen eines Partikels

Abbildung 3.43: Unterschiedlich schnelles Rollen eines Partikels

Über einen P Pass-Node wird das erzeugte Partikel in einen P Rollen-Node geleitet, der neben dem Typ Rollen die X-Achse, also die Achse 1, 0, 0 benutzt. Wie die Ghosting-Überlagerung eines Darstellung-Tags auf dem Partikel-Geometrie-Objekt der Szene zeigt, dreht sich der Würfel nun tatsächlich entlang seiner Flugrichtung. Wenn Sie dies selbst nachvollziehen möchten, denken Sie beim Darstellung-Tag daran die Cache-Funktion zu benutzen. Die Flugbahnen von Partikeln werden ansonsten nicht richtig mit Ghostings angezeigt. Wenn Sie mehr zum Darstellung-Tag wissen möchten, lesen Sie ansonsten bitte im ersten Band des Kompendiums oder auch im ersten Kapitel dieses Buchs nach. Es wird dort ausführlich erläutert.

Auf der linken Seite der Abbildung 3.43 erkennen Sie im oberen Teil das Ergebnis mit einer Abmessung von 100 im P Sturm-Node. Direkt darunter sehen Sie die gleiche Szene, bei der die Abmessung im P Sturm auf 50 halbiert wurde. Entsprechend sorgt der P Rollen-Node für eine doppelt so schnelle Rotation des Partikels, ohne dass wir uns selbst darum kümmern mussten. Denken Sie z. B. an unterschiedlich große Fragmente oder Gesteinsbrocken, die einen Abhang herunterrollen sollen. P Rollen würde in diesem Fall automatisch die Drehgeschwindigkeit der Partikel passend zu deren Abmessung anpassen.

Wie bereits erwähnt, bietet der Node aber noch einen anderen Modus, nämlich Bewegungsrichtung. Damit ist eine automatische Skalierung in Bewegungsrichtung gemeint, die sich an der aktuellen Geschwindigkeit des Partikels orientiert. Wenn Sie Band 1 des Kompendiums studiert haben, kennen Sie diese Funktion bereits aus dem PyroCluster-System von Cinema 4D, bei dem sich die Größe von Wolkenstrukturen ebenfalls an die Bewegungsrichtung der Partikel koppeln lies. Auch hier habe ich Ihnen wieder mithilfe der Ghosting-Funktion eines Darstellung-Tags verschiedene Phasen dieses Effekts in einer Abbildung zusammengefasst. In Abbildung 3.44 erkennen Sie links einen Würfel, der von dem P Sturm-Node aus dem letzten Rollen-Beispiel auf die Reise geschickt wird. Zusätzlich lasse ich diesmal eine nach rechts wirkende Gravitation wirken, die zu einer kontinuierlichen Beschleunigung des Würfels führt. Entsprechend erkennen Sie an den gelb markierten Bewegungsphasen des Würfels, wie dieser bei seiner Reise nach rechts immer länger wird.

Animation in Cinema 4D - Verlängerung in Abhängigkeit zur Partikel-Geschwindigkeit

Abbildung 3.44: Verlängerung in Abhängigkeit zur Partikel-Geschwindigkeit

Diese Verlängerung steuern Sie über den Prozentwert bei Verlängern, wobei dessen Einheit aus meiner Sicht etwas ungünstig gewählt ist. Zumindest ist die Umrechnung der tatsächlichen Verlängerung etwas gewöhnungsbedürftig. Der Prozentwert für Verlängern wird nämlich mit der Geschwindigkeit des Partikels multipliziert und ergibt dann den Faktor, der für die tatsächliche Skalierung benutzt wird. Ein Beispiel: Ihr Partikel fliegt mit 100 Sachen durch die Szene und Sie benutzen einen Verlängern-Wert von 100%. Diese 100% werden intern zum Real-Wert 1.0, der dann mit der Geschwindigkeit 100 multipliziert wird. Der Ergebnis ist der Skalierungsfaktor, in diesem Beispiel also 100.

Das Objekt würde also einhundert Mal länger werden. Das ist schon recht heftig. Wir werden daher in der Regel nur recht kleine Werte für Verlängern benutzen. Im Beispiel der Abbildung 3.44 erkennen Sie auf der rechten Seite dass ich den Wert 0,2% benutzt habe. Entsprechend unserer Rechnung wird daraus 0,002*100=0,2. Die Verlängerung muss dabei jeweils zusätzlich zum Originalmaß berechnet werden. Das Partikel-Objekt erhält daher beim Abbremsen auf die Geschwindigkeit 0 immer wieder seine Originalgröße zurück. In unserem Beispielwird das Objekt also bei einer Geschwindigkeit von 100 um 20% länger.

Damit die Verlängerung der Partikelform auch in der zur Bewegung passenden Richtung erfolgt, müssen Sie über das Quelle-Menü am P Rollen-Node nur noch die Achse des Partikel-Systems auswählen, die hauptsächlich in Flugrichtung liegt. Ein Klick auf die Invertiert-Option vermag z. B. auch die negative X-, Y- oder Z-Achse des Partikels zur Flugrichtung zu erklären. Dies hängt also nur davon ab, wie Sie die Partikel zuvor ausgerichtet haben. Beachten Sie in jedem Fall, dass die Kombination dieses Nodes mit anderen Funktionen nicht immer zielführend sein kann. Wir haben bereits mehrere Nodes besprochen, die die Ausrichtung, Rotation oder Skalierung der Partikel beeinflussen können. Wirken mehrere dieser Nodes auf die Partikel ein, wird es zwangsläufig zu Problemen kommen, da diese Funktionen auch gegeneinander arbeiten können. Versuchen Sie sich daher im Vorfeld zu überlegen, welchen Effekt Sie wann benötigen und trennen Sie dann diese Funktionen z. B. durch Partikel-Gruppen voneinander ab. Dies macht den Umgang mit den Schaltungen nicht nur übersichtlicher, sondern ermöglicht Ihnen auch eine gezieltere Steuerung der Partikel mit vorhersehbaren Resultaten.

Schließlich finden wir auch noch einen Übergang-Wert an dem P Rollen-Node, der Ihnen vielleicht bereits z. B. vom P Ausrichten-Node bekannt vorkommt. Dieser definiert einen zeitlichen Übergang vom aktuellen Zustand der Partikel zu dem neuen Zustand, der über den Node berechnet wird. Auf diese Weise kann z. B. nach einem Gruppenwechsel der Partikel der Übergang von einer zufälligen Rotation in ein Rollen entlang der Bewegungsrichtung definiert werden. Der Übergang definiert also einen Zeitabschnitt in Bildern, der benötigt wird, bis der volle Effekt des Nodes die Partikel beeinflusst.

Neben dem sowieso nötigen Partikel-Eingang finden wir wieder einen An-Port vor, über den die Funktion dieses Nodes beliebig ein- oder ausgeschaltet werden kann. Ohne die Nutzung dieses Ports ist der Node immer aktiv. Haben Sie Werte im Dialog des Nodes mit Keyframes animiert, so verwendet der Node automatisch die normale Zeit aus der Zeitleiste für deren Animation. Wenn Sie jedoch eine eigene Zeit verwenden möchten, können Sie diese über den Animations-Zeit-Eingang einleiten. Dafür eignet sich z. B. ein animierter Konstante-Node mit dem Datentyp Zeit.

P Tod-Node

Das Ende ist nah, zumindest für Partikel, die auf diesen Node treffen. Über dessen Zeit-Wert geben Sie eine in Sekunden gemessene Zeitspanne an, die diese Partikel noch überleben sollen. Nach Ablauf dieser Zeitspanne werden die eingeleiteten Partikel gelöscht. Um das Ableben der Partikel etwas variabler zu gestalten, können Sie auch einen Variation-Wert benutzen. Dieser variiert jedoch die verbleibende Zeitspanne nur nach unten. Es wird also kein eingeleitetes Partikel länger leben als bei Zeit eingetragen. Eine kleine Abweichung gegenüber den anderen Nodes hat dieser P Tod dann auch noch zu bieten. Er funktioniert nur, wenn der An-Eingang auf TRUE bzw. 1 geschaltet wird.

Das Anschließen z. B. eines P Gruppe- oder P Pass-Nodes allein reicht also nicht aus, um diese Partikel zu löschen, obwohl ihre normale Lebensspanne vielleicht noch gar nicht abgelaufen ist. Neben dieser Besonderheit findet sich nur noch der altbekannte Animations-Zeit-Port am Node, über den Sie das Zeitverhalten von über Keyframes animierten Parametern im Dialog des Nodes variieren können. Sie kennen diesen Effekt ja bereits von der Beschreibung der übrigen Nodes her.

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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