MoGraph: Die Effektoren – Der Python-Effektor und der Zufall-Effektor

Tutorials 29. August 2016 – 0 Kommentare

Der Python-Effektor

Dieser Effektor entspricht vollständig dem C.O.F.F.E.E.-Effektor, nur dass hier eben ausschließlich mit der Programmiersprache Python gearbeitet werden kann. Deren Syntax unterscheidet sich teilweise deutlich von C.O.F.F.E.E.. Einige Schlüsselbefehle, wie z. B. if, return oder for tauchen aber auch hier wieder auf und dürften Ihnen daher den Vergleich mit dem bereits beschriebenen C.O.F.F.E.E.-Effektor erleichtern. Auch hier finden sich wieder unterschiedliche Beispielcodes bereits im Code-Bereich, je nachdem, ob Sie Parameterkontrolle oder Volle Kontrolle als Modus wählen. Lesen Sie daher bitte einfach beim C.O.F.F.E.E.-Effektor nach, was sich alles mit dieser Art Effektor anstellen lässt, sofern Sie die Programmierung nicht scheuen. Einzig neu an diesem Effektor ist die Option für Bei Bild 0 zurücksetzen. Diese bewirkt, dass in dem Code verwendete Variablen automatisch beim Erreichen von Bild 0 wieder auf ihren ursprünglichen Wert zurückgesetzt werden. Dies ist hilfreich, damit z. B. eine mathematische Berechnung jedes Mal beim Abspielen der Animation gleiche Ergebnisse liefert. Der Nutzen hängt jedoch stark davon ab, wie Sie die Variablen in dem Code benutzen. Schaden kann die Aktivierung dieser Option aber in keinem Fall.

Der Zufall-Effektor

Dieser Effektor ist sicherlich fast in jedem MoGraph-Aufbau irgendwo enthalten, denn wir können damit die Klone zufällig in ihrer Position, Skalierung und Winkel, aber auch in Farbe, Wichtung etc. beeinflussen. Auch hierbei soll wieder ein einfaches Beispiel Klarheit bringen. Wir lassen Würfel mit einer Kantenlänge von 20 cm entlang der Welt-X-Achse mit einem Klon-Objekt vervielfältigen und weisen diesem einen Zufall-Effektor zu. Auf dessen Parameter-Einstellungsseite stellen wir P.X und P.Z auf jeweils 0 cm und P.Y auf 50 cm. Alle anderen Optionen für Skalierung und Winkel bleiben ausgeschaltet und die Regler und Werte in der unteren Hälfte der Parameter-Seite bleiben ebenfalls auf ihren Standardwerten bei 0. Somit wirkt sich der Zufall nur entlang der Y-Richtung aus, was es uns erleichtert, die verschiedenen Zufallsmodi auf der Effektor-Einstellungsseite miteinander zu vergleichen (siehe Abbildung 5.97).

Animation in Cinema 4D - Zufällige Verschiebung von Klonen entlang der Y-Richtung

Abbildung 5.97: Zufällige Verschiebung von Klonen entlang der Y-Richtung

Generell erzeugt der Zufall-Effektor nur Werte zwischen 0 und 1. Da hier jedoch standardmäßig der Minimum-Wert bei -100% liegt, werden Werte zwischen +1 und -1 ausgegeben. Alle Zufälligkeiten beruhen auf dem Startwert, den Sie ebenfalls in den Effektor-Einstellungen finden. Eine Veränderung dieses Werts erzeugt somit auch neue Zufallswerte für Ihre Klone. Normalerweise wird für Position, Skalierung und Winkel je ein separater Zufallswert erstellt. Wenn Sie nur einen Zufallswert pro Klone erzeugen möchten, der dann sowohl für die Position als auch für Skalierung und Winkel herangezogen wird, aktivieren Sie die Synchronisieren-Option. Dies kann interessant sein, damit z. B. alle Klone, die nach hinten verschoben werden gleichzeitig auch um die P-Achse kippen und kleiner skaliert werden. Es wird also ein gewisser Zusammenhang zwischen den verschiedenen Manipulationen der Klone sichtbar. Die Umsetzung haben Sie schließlich weiterhin über die Parameter-Einstellungsseite in der Hand, wo Sie dann die Größenordnung der Veränderungen vorgeben. Mit der Indiziert-Option erzwingen Sie, dass auch für den X-, Y- und Z-Anteil von Position, Skalierung und Winkel eigenständige Zufallswerte erstellt werden. Dies ist jedoch nur bei der Verwendung der Zufallsmodi Noise und Turbulenz wichtig. Die übrigen Zufallsmodi erzeugen von Haus aus bereits individuelle Werte, wenn es sich um Vektoren handelt. Wird in diesen Modi Indiziert hinzugeschaltet, verschlechtert sich aus meiner Sicht sogar die Zufälligkeit der Werte und sich wiederholende Strukturen werden sichtbar. Schauen wir uns nun die Wirkung der Zufallsmodi genauer an (siehe rechte Seite von Abbildung 5.97).

Die ursprüngliche Anordnung der Würfel-Klone verlief entlang der grünen Linie, also auf der Welt-X-Achse. Die zusätzlich rechts in Abbildung 5.97 eingeblendeten roten Linien deuten lediglich die theoretischen Obergrenzen der Werte an, die über die Parameter des Effektors vorgegeben wurden. In meinem Fall habe ich für P.Y den Wert 50 cm verwendet. In Kombination mit Minimum -100% und Maximum +100 cm ergeben sich dadurch Grenzen bei +50 cm und -50 cm entlang der Y-Achse. Die oberste Darstellung auf der rechten Seite der Abbildung zeigt den Zufallsmodus Zufall. Die Klone wandern dadurch ohne erkennbares Muster auf und ab und reizen dabei den gesamten Raum zwischen den roten Grenzen gleichmäßig aus. Anders im Zufallsmodus Gauß. Hierbei bleiben die Klone viel stärker bei ihrer ursprünglichen Position. Die Extrema werden kaum ausgereizt. Dies hat mit der Gaußschen Normalverteilung zu tun, der dieser Modus seinen Namen verdankt. Die Zufallsberechnung ebbt dabei automatisch an den Rändern stark ab. Die Zufallswerte konzentrieren sich also um die Mittellage herum, wobei es jedoch auch hier und da Ausreißer geben kann. Die zweite Einblendung von oben auf der rechten Seite der Abbildung 5.97 gibt das Ergebnis wieder.

Etwas geordneter läuft der Zufall beim Modus Noise ab. Hierbei wird intern ein Rauschmuster verwendet, bei dem sich gewisse Übergänge zwischen den Helligkeiten ergeben. Wir erkennen daher bei der Platzierung der Klone ein gewisses Wellenmuster (siehe zweite Einblendung auf der rechten Seite von Abbildung 5.97). Diese Zufälligkeit ist automatisch animiert, was Sie leicht durch einen Klick auf den Abspielen-Knopf der kleinen Zeitleiste überprüfen können. Die Geschwindigkeit, mit der sich das Noise-Muster verändert, können Sie über die Animationsgeschwindigkeit regeln.

Höhere Prozentwerte führen zu schnelleren Fluktuationen im Muster. Die Größe des Musters selbst geben Sie über den Größe-Wert vor, den Sie ebenfalls in den Effektor-Einstellungen finden können. Je kleiner die Größe ist, desto weniger zusammenhängende Strukturen lassen sich in der Klon-Veränderung blicken. Generell reichen die Werte beim Noise nicht ganz bis zu den Maxima und Minima, so wie es beim Modus Zufall noch der Fall war. Schließlich können Sie noch einen Raum auswählen. Bei Raum Global sind die Zufallswerte zusätzlich abhängig von der Lage der Klone in der Szene. Wird also z. B. das Klon-Objekt verschoben, erhalten die Klone dadurch auch neue Zufallswerte. Anders im Raum UV. Hierbei werden die Werte relativ berechnet und sind daher unabhängig von der jeweiligen Klon-Position im 3D-Raum. Auf der rechten Seiten der Abbildung 5.97 gibt das zweite Bild von unten die Verschiebung der Klone mit Zufallsmodus Noise wieder.

Der Zufallsmodus Gauß hat viel mit dem Zufallsmodus Noise gemein. Auch dieser Zufall ist bereits animiert und benutzt eine gewisse Struktur für die Berechnung. Deren Größe und Animationsgeschwindigkeit lassen sich ebenso editieren, wie deren Raum. Generell wirkt die Turbulenz noch etwas wilder als der Noise, bietet also mehr Ausreißer und Variationen. Beide Zufallsmodi sind bis auf diesen Unterschied ansonsten sehr ähnlich in ihrer Struktur, was das Hin- und Herschalten zwischen beiden Modi beweist. Das unterste Bild auf der rechten Seite von Abbildung 5.97 zeigt auch diesen Zufallsmodus in Aktion.

Der letzte Modus nennt sich Geordnet und geht den Zufall sehr strukturiert an. Hier bemüht sich der Effektor nämlich, jeden Zufallswert nur exakt ein Mal zu vergeben. Dies ist für zufällige Platzierungen, Skalierungen und Winkel weniger interessant, aber denken Sie z. B. an die Sortierung von Objekten unter einem Klon-Objekt. Wird in den Parametern Klone ändern auf 100% gestellt und in den Effektor-Einstellungen Minimum auf 0% erhöht, so kann damit die Reihenfolge der geklonten Objekte zufällig durcheinander gewürfelt werden.

Animation in Cinema 4D - Zufällige Auswahl von Objekten für das Klon-Objekt

Abbildung 5.98: Zufällige Auswahl von Objekten für das Klon-Objekt

Damit dies Sinn ergibt ist es ratsam, unter dem Klon-Objekt exakt die Anzahl an Objekten zur Verfügung zu stellen, die auch als Anzahl im Klon-Objekt für die Duplizierung eingestellt wurden. Ein Beispiel dazu sehen Sie in Abbildung 5.98. Dort wurden die Ziffern 0 bis 9 als Text-Splines generiert und einzeln unter einem Klon-Objekt gruppiert. Das Klon-Objekt stellt diese Ziffern in einem passenden Abstand nebeneinander und benutzt Klone Sortieren. Zudem wurde als Anzahl der Wert 10 eingestellt, da wir ja auch zehn verschiedene Spline-Objekte untergeordnet haben. Ein Zufall-Effektor wird dem Klon-Objekt zugewiesen und benutzt den Zufallsmodus Geordnet. Der Minimum-Wert steht bei 0%, Maximum weiterhin bei 100%. In den Parametern ist alles ausgeschaltet bis auf Klone ändern, wo wir 100% verwenden. Die Ziffern werden dadurch neu arrangiert, es bleibt jedoch weiterhin jede Ziffer nur ein Mal sichtbar. Ein Extrudieren-Objekt über dem Klon-Objekt kann die Splines zu Polygon-Objekten umrechnen, sofern die Hierarchisch-Option am Extrudieren-Objekt aktiviert wird (siehe auch rechte Seite der Abbildung 5.98). Das gleiche Prinzip lässt sich z. B. auch auf Wichtungen oder Farben übertragen, die den Klonen mitgegeben werden sollen. In diesem Zusammenhang macht es Sinn, generell über den Farbe der Klone zu sprechen. Diese lässt sich nämlich über spezielle MoGraph-Shader auswerten und sogar zur Verteilung von Shadern oder Bitmaps im Materialsystem nutzen.

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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