MoGraph: Die Effektoren – Der Spline-Effektor

Tutorials 3. Oktober 2016 – 0 Kommentare

Wir haben bereits gelernt, wie z. B. das Klon-Objekt auch Kopien entlang eines Splines erstellen kann und dabei diverse Optionen zur Animation zur Verfügung stellt. Beim Spline-Effektor wiederholen sich viele dieser Einstellungen erneut. Ich denke, wir müssen dies daher nicht erneut in aller Tiefe besprechen. Interessant ist der Spline-Effektor dadurch, dass er mit anderen Effektoren zusammengemischt werden kann. Zudem gibt es noch andere Objekte, die Effektoren nutzen können, außer einem Klon-Objekt. Diesen Objekten wird dann ebenfalls die Möglichkeit eröffnet, sich an Splines zu orientieren. Beginnen wir mit den offensichtlichen Einstellungen, so wie sie auch in Abbildung 5.129 zu sehen sind. Zuerst finden wir die typische Stärke in den Effektor-Einstellungen, mit der die Wirkung des Effektors gesteuert werden kann. Min/Max-Einstellungen fehlen diesmal, da dieser Effektor keine Graustufen oder z. B. Werte zwischen 0 und 1 erzeugt. Aus diesem Grund fehlen auch viele Parameter an diesem Effektor, wie z. B. die Wichtung- oder Farbe-Einstellungen. Beeinflusst werden können nur die Positionen und Winkel von Klonen. Dafür kennt dieser Effektor verschiedene Modi. Voreingestellt ist der Modus Schritt, der die Klone gleichmäßig auf dem zugewiesenen Spline verteilt. Die Anzahl der Klone wird dabei also z. B. über das mit dem Effektor verbundene Klon-Objekt vorgegeben.

Animation in Cinema 4D - Platzieren von Klonen entlang eines Splines

Abbildung 5.129: Platzieren von Klonen entlang eines Splines

Oft kommt aber auch eine Verbindung mit dem MoText-Objekt zustande, das wir noch besprechen werden. Damit werden Worte oder ganze Texte erstellt, deren einzelne Buchstaben sich dann mithilfe des Spline-Effektors z. B. entlang eines Splines platzieren lassen. Dort wird die Anzahl der Klone schlicht durch die Anzahl der vorhandenen Buchstaben, Worte oder Textzeilen vorgegeben. Der Modus Abnahme funktioniert ganz ähnlich, bezieht jedoch die aktuell eingestellte Abnahme des Effektors mit in die Platzierung mit ein. War es bei Modus Schritt noch egal, wie die Klone ursprünglich lagen, so sollten Sie für den Modus Abnahme z. B. im Klon-Objekt eine passende Platzierung der Klone einstellen, denn ggf. werden nicht länger alle Klone durch den Spline-Effektor beeinflusst. Wir haben es eben mit einer Abnahme zu tun, die den Wirkungsbereich des Effektors in der Regel einschränkt. Die Abbildung 5.130 zeigt so ein Beispiel. Dort sehen Sie auf der linken Seite Würfel, die über ein Klon-Objekt nebeneinander angeordnet wurden. Dort bereits im Hintergrund als rote Linie sichtbar ist der Formel-Spline, auf dem ich diese Klone platzieren möchte. Wir ergänzen also einen Spline-Effektor und verlinken diesen in der Effektoren-Liste des Klon-Objekts. Wir weisen den Formel-Spline als Spline im Effektor zu und aktivieren den Modus Abnahme. Damit dies funktionieren kann, müssen wir im Abnahme-Bereich des Effektors z. B. die Form Linear auswählen und die Richtung und Größe dieses Abnahmebereichs so anpassen, dass die gesamte Länge des Formel-Splines davon erfasst wird. Die folgende Abbildung 5.131 stellt dies beispielhaft dar. Der Prozentwert der Abnahme auf der Abnahme-Dialogseite spielt dabei ebenso eine Rolle, wie auch die Abnahmeänderung, die Sie auf der Effektor-Dialogseite des Spline-Effektors finden (siehe auch rechte Seite von Abbildung 5.130). Wir verwenden hier vorerst eine sehr weiche Abnahme von links nach rechts, nutzen also 100% für die Abnahme.

Animation in Cinema 4D - Versuchsaufbau mit linear platzierendem Klon-Objekt und einem Formel-Spline

Abbildung 5.130: Versuchsaufbau mit linear platzierendem Klon-Objekt und einem Formel-Spline

Auf der linken Seite von Abbildung 5.131 sehen Sie das zu erwartende Ergebnis bei einer Abnahmeänderung des Effektors von nur 1%. Dies bedeutet, dass die Abnahme im Prinzip keinen Effekt auf die Verteilung der Klone und den Spline-Effektor hat. Die Klone werden im gesamten Bereich der definierten Abnahme präzise auf dem Formel-Spline platziert. Wenn wir nun den Wert für die Abnahmeänderung erhöhen, wirkt die Abnahme wie zu erwarten. Die Klone überblenden weich zwischen ihrer ursprünglichen Stellung durch das Klon-Objekt und der neuen Position entlang des Splines. Dies ist auf der rechten Seite der Abbildung 5.131 mit einer Abnahmeänderung von 100% zu erkennen.

Animation in Cinema 4D - Effekt der Abnahmeänderung am Spline-Effektor

Abbildung 5.131: Effekt der Abnahmeänderung am Spline-Effektor

Nun mag es etwas schwierig fallen, die normale Abnahme des Effektors und den Effekt des Modus Abnahme zu trennen, bzw. zu erkennen, welche Unterschiede es gibt. Ich habe Ihnen daher verschiedene Parametereinstellungen in Abbildung 5.132 gegenüber gestellt. In der linken Spalte wurde durchweg eine Abnahmeänderung von 100% benutzt. Die rechte Spalte verwendet eine Abnahmeänderung von 1%. Die erste Reihe der Abbildung 5.132 nutzt eine Abnahme von 20%. Die mittlere Reihe hat eine Abnahme von 50% und die unterste Reihe eine Abnahme von 80%.

Animation in Cinema 4D - Linke Spalte: Abnahmeänderung 100%, Rechte Spalte: Abnahmeänderung 1%

Abbildung 5.132: Linke Spalte: Abnahmeänderung 100%, Rechte Spalte: Abnahmeänderung 1%

Recht deutlich fällt auf, dass die ursprüngliche aufrechte Orientierung der Würfel durch das Klon-Objekt nur durch eine Erhöhung der Abnahmeänderung durchschlägt. Mit einer kleinen Abnahmeänderung lässt sich die Abnahme daher ausschließlich dafür nutzen, die Verteilung der Klone auf dem Spline zu steuern. Generell ist dabei eine stärkere Verschiebung der Klone zum Ende des Splines hin zu beobachten.

Letztlich spielt aber auch die Positionierung und Form der Abnahme eine Rolle. Sicherlich wieder etwas verständlicher ist der dritte Modus des Effektors, Relativ. Hierbei werden eventuell vorhandene Unterschiede in den Abständen zwischen den Klonen bei der Verteilung auf dem Spline berücksichtigt. Dies spielt natürlich vor allem für Texte eine wichtige Rolle, damit die Lücken zwischen den Worten und Buchstaben relativ zur Splinelänge gleich bleiben. Wir modifizieren unsere Szene etwas, um dieses Effekt ausprobieren zu können. Selektieren Sie das Klon-Objekt und rufen Sie einen neuen Zufall-Effektor auf. Dieser wird sich dadurch automatisch mit dem Klon-Objekt verbinden. Allerdings müssen wir auf die Reihenfolge der Effektoren in der Effektoren-Liste des Klon-Objekts achten. Neue Effektoren werden am Ende der Liste angefügt. So würde der Zufall nach dem Spline-Effektor wirken, was hier keinen Sinn macht. Wir wollen die Klone ja weiterhin präzise auf dem Spline entlanglaufen lassen.

Animation in Cinema 4D - Nutzung eines Zufall-Effektors

Abbildung 5.133: Nutzung eines Zufall-Effektors

Wie es auch auf der linken Seite der Abbildung 5.133 zu erkennen ist, nutzen wir den Zufall nur, um die Klone seitlich, also in P.X-Richtung zu verschieben. Dies soll die unregelmäßigen Lücken z. B. zwischen Buchstaben oder Worten simulieren. Die rechte Seite der gleichen Abbildung zeigt die Effektoren-Liste des Klon-Objekts. Dort müssen Sie den Zufall an die erste Stelle, bzw. über den Spline-Effektor verschieben. So etwas lässt sich direkt per Drag&Drop mit der Maus erledigen. Am Spline-Effektor schalten Sie anschließend auf den Modus Relativ um. Die Verschiebungen zwischen den Würfeln bleiben dadurch erhalten. Neben dem Modus-Menü des Effektors finden Sie zudem ein Menü für Achse relatives Offset. Hier wählen Sie die Richtung aus, auf der die unregelmäßigen Lücken zwischen den Klonen beachtet werden müssen. Bei Texten wird dies generell +X sein, also jeweils die Lücke zum nächsten Buchstaben oder Wort, sofern der Text horizontal und in westlicher Schreibweise vorliegt. Die folgende Abbildung 5.134 zeigt Ihnen noch einmal die bereits beschriebene zufällige Verschiebung der ursprünglichen Klone und die relative Anordnung dieser Klone auf dem Formel-Spline.

Immer wenn es zu Problemen mit der Ausrichtung der Klone kommt, können die Rail-Optionen helfen. Wir hatten diese bereits beim Klon-Objekt besprochen. Generell werden die Z-Achsen der Klone tangential an der entsprechenden Splinestelle ausgerichtet.

Animation in Cinema 4D - Wirkung von Modus Relativ

Abbildung 5.134: Wirkung von Modus Relativ

Der Modus Relativ bildet hierbei eine Ausnahme, denn dabei legen Sie mit Achse relatives Offset die Achsrichtung fest, die parallel zum Spline verlaufen soll. Ansonsten lässt die Ausrichtung der Klone über den Up-Vektor stabilisieren. Hier stehen Ihnen drei Felder zur Verfügung, die einen globalen Richtungsvektor definieren. Es kommt daher nicht auf die Größe der eingetragenen Werte an. Der Up-Vektor 1, 0, 0 steht somit für die positive X-Richtung, 0, 1, 0 für die positive Y-Richtung und 0, 0, 1 für die positive Z-Richtung. Welche Richtung für Sie die richtige ist, hängt natürlich vom Achsensystem des Klons ab und lässt sich daher nicht pauschal beantworten. Generell benötigen Sie den Up-Vektor natürlich nur, wenn die Klone ungewünschte Drehungen auf dem Spline zeigen.

Animation in Cinema 4D - Nutzung eines Rail-Splines und Verschiebung der Klone auf dem Spline

Abbildung 5.135: Nutzung eines Rail-Splines und Verschiebung der Klone auf dem Spline

Als visuell etwas angenehmere Variante der Klon-Ausrichtung können Sie aber auch einen separaten Spline als Rail verwenden. So sehen Sie beispielhaft auf der linken Seite der Abbildung 5.135 einen grün gefärbten Kreis, den ich für die auf dem Zahnrad platzierten Klone als Rail benutze. Die Y-Achsen der Klone richten sich soweit möglich auf diesen aus.

Wenn Sie zusätzlich die Option Zielrail verwenden anschalten, werden die Y-Achsen perfekt ausgerichtet und die Z-Achsen der Klone folgen dem Spline nur soweit dann eben noch möglich. Der Kreis-Rail hat dann also Vorrang vor der tangentialen Ausrichtung am Zahnrad-Spline. Die folgenden Parameter beschäftigen sich nun nur noch mit dem Spline, auf dem die Klone platziert werden. So können Sie über Start und Ende einen prozentualen Anteil des Gesamtsplines definieren, der für die Platzierung der Klone benutzt werden soll. Dies ist bereits auf der rechten Hälfte von Abbildung 5.135 zu sehen, wo durch Start 0% und Ende 50% die Klone nur noch auf der vorderen Hälfte des Zahnrads zu sehen sind. Über den Offset-Wert kann dann die Position des jeweils ersten Klons auf dem Spline verschoben werden. Die nachfolgenden Klone werden entsprechend mit verschoben. Klone, die durch den Offset über den Anfang oder das Ende des Splines hinaus verschoben werden, kommen am jeweils anderen Spline-Ende wieder zum Vorschein. Wenn Sie dieses Durchlaufen der Klone nicht wünschen, schalten Sie die Abschneiden-Option ein. Dadurch bleiben die Klone beim Erreichen des Anfangs oder Endes eines Splines dort einfach stehen, wenn der Offset sie normalerweise über dieses Ende hinaus verschieben würde. Die Klone stapeln sich dann praktisch am jeweiligen Spline-Ende auf.

Schließlich kommen wir zum Segmentmodus-Menü. Wie Sie sicherlich wissen, können Spline-Objekte mehrere Segmente enthalten. Bei unserem Zahnrad-Beispiel war z. B. auch ein Innenkreis vorhanden, der gar nicht bei der Platzierung der Klone beachtet wurde. Dies liegt daran, dass mit Segmentmodus Index verwenden immer nur das Segment mit der vorgegebenen Indexnummer berücksichtigt wird. Wenn Sie in diesem Fall Segment also auf 1 erhöhen, würden dann die Klone nur auf dem Innenkreis platziert und die Zähne des Zahnrads blieben unbeachtet. Wie die internen Indexnummern der Segmente an einem zugewiesenen Spline-Objekt zugewiesen wurden, lässt sich wohl am schnellsten durch Ausprobieren herausfinden. Zumindest aber, wie viele Segmente ein Spline überhaupt hat, können Sie direkt über den Attribute-Manager anzeigen lassen. Dazu muss es sich jedoch um einen konvertierten Spline handeln. Selektieren Sie dann dieses Spline-Objekt und rufen Sie im Modus-Menü des Attribute-Managers den Eintrag für Projekt-Info auf. Sie finden dort die Information über die Spline-Segmente in der Selektion-Rubrik (siehe Abbildung 5.136).

Animation in Cinema 4D - Die Anzahl der vorhandenen Splinesegmente abfragen

Abbildung 5.136: Die Anzahl der vorhandenen Splinesegmente abfragen

In der linken oberen Ecke von Abbildung 5.137 sehen Sie noch einmal beispielhaft den Segmentmodus Index verwenden in Aktion. Der nächste Segmentmodus nennt sich Gleicher Abstand und sorgt dafür, dass die verfügbaren Klone zu gleichen Teilen auf die Segmente aufgeteilt werden. Dabei wird zwischen den Klonen eines Segments immer der gleiche Abstand verwendet. Wenn Sie sich die rechte obere Ecke von Abbildung 5.137 genauer ansehen, so können Sie dort durch Abzählen der Klone leicht erkennen, dass auf dem äußeren Kreis sechs und dem inneren nur 5 Klone angezeigt werden, obwohl insgesamt 12 Klone erzeugt wurden. Hierbei handelt es sich um eine Rechenungenauigkeit des Effektors. Erhöhen Sie in solchen Fällen z. B. den Offset leicht auf z. B. 0.1%. Die fehlende Objektkopie taucht dann magisch wieder auf. Ähnliche Fehler können sich bei Kombination mit der Abschneiden-Option ergeben. Die Abstände zwischen den Klonen sind dann auch nicht mehr zwingend identisch.

Animation in Cinema 4D - Die verschiedenen Segmentmodi eines Spline-Effektors

Abbildung 5.137: Die verschiedenen Segmentmodi eines Spline-Effektors

Den Segmentmodus Zufall sehen Sie in Abbildung 5.137 unten links. Die Klone verteilen sich mit zufälligen Abständen auf allen verfügbaren Segmenten. Ein Startwert kann zur Neuberechnung des Zufalls verwendet werden, falls Ihnen die Platzierung der Klone nicht gefällt. Schließlich gibt es noch den Segmentmodus Voller Abstand (siehe rechte untere Ecke in Abbildung 5.137).
Wie bei Gleicher Abstand werden die Klone hier auf allen Segmenten verteilt, aber diesmal wird zuerst die Gesamtlänge aller Splinesegmente ermittelt und durch die Anzahl der Klone geteilt. Daraus ergibt sich ein Abstand zwischen den Klonen, der unabhängig von der Länge der jeweiligen Splinesegmente ist. Auch hier können Sie eventuelle Probleme mit fehlenden Klonen wieder über einen geringen Offset-Wert beheben.

Die Parameter-Einstellungen

Wie hatten bereits angesprochen, dass es in dieser Sektion kaum etwas einzustellen gibt. Dennoch hat der Transformationsmodus einen großen Einfluss auf die Berechnungen dieses Effektors. Lassen Sie uns daher noch einen kurzen Blick auf die Unterschiede werfen. Als Versuchsaufbau verwende ich ein Klon-Objekt, das kleine Figuren entlang der X-Achse nebeneinander stellt und einen Spline-Effektor, die diese Kopien auf einem Kreis platzieren soll. In Abbildung 5.138 erkennen Sie ganz oben diese Ausgangslage der Szene noch ohne den Effekt des Spline-Effektors. Links unten zeigt die Abbildung das Ergebnis im Transformationsmodus Absolut. Die Klone werden direkt auf dem Spline platziert. Dies ist in jedem Fall der verständlichste Modus des Effektors. In der Mitte der unteren Bilderreihe der Abbildung 5.138 ist der Transformationsmodus Relativ zu Node aktiv.

Animation in Cinema 4D - Die verschiedenen Transformationsmodi eines Spline-Effektors

Abbildung 5.138: Die verschiedenen Transformationsmodi eines Spline-Effektors

Der erste Klon des Klon-Objekts dient dabei als Basis und bleibt daher unverändert stehen. Der zweite Klon verschiebt und dreht sich nun relativ zum ersten Klon so, wie es auch im Transformationsmodus Absolut der Fall wäre. Entsprechend verhält sich der dritte Klon usw. Es werden also nur die relativen Verschiebungen und Drehungen jeweils zum vorherigen Klon umgesetzt. Die Splineform kann dabei also ganz woanders im Raum liegen. Die ursprüngliche Reihenfolge der Klone habe ich in der Abbildung durch einen Weiß zu Blau-Verlauf angedeutet. Der dritte Transformationsmodus Relativ zu Spline ist noch etwas schwieriger zu begreifen. Er ist in der Abbildung 5.138 unten rechts zu erkennen. Auch hier bleibt der erste Klon unverändert stehen, sofern keine Offset-Verschiebung oder ein Start ungleich 0% mit im Spiel ist. Von diesem Anfangspunkt aus werden die Länge und Krümmung des Splines analysiert bis zu der Position, an der im Transformationsmodus Absolut der nächste Klon stände.

Diese Veränderung wird dann auf den zweiten Klon aufgebracht und zwar relativ zu seiner ursprünglichen Stellung und Position. Da sich unsere Klonreihe von links nach rechts aufbaut, der Spline jedoch rechts startend gegen den Uhrzeigersinn nach oben verläuft, kompensieren sich diese Verschiebungen. Aus dem Grund finden wir gleich am Anfang der Klonreihe eine Art Schleife, die dann zu einem langgezogenen Bogen wird. Richtig lustig werden die beiden letzten Transformationsmodi aber erst dann, wenn der Offset verändert wird. Die Klone laufen dann in Loopings, kehren aber bei einem Offset von 100% wieder in die ursprüngliche Stellung zurück. Die Ergebnisse sind sicherlich nicht immer planbar, aber dennoch reizvoll, da sie schnell komplex wirken können. Ein interessanter Effekt ist ebenfalls, wenn Sie z. B. Start und Ende auf 0% einstellen und nur den Offset variieren. Die Klone laufen dann jeder für sich relativ zum Node oder Spline und bilden nicht so einen sichtbaren Bogen wie bei den Abbildungen zuvor. Letztlich hängt das Ergebnis aber auch entscheidend von der Form Ihres Spline-Objekts ab.

Deformationen

Schließlich kann auch dieser Effektor wieder ohne MoGraph für die Deformation von Polygon-Objekten oder gar von anderen Splines eingesetzt werden. Die Abbildung 5.139 gibt dazu ein Beispiel. In der Regel funktioniert dies am besten mit Objekten, die bereits in Richtung des verformenden Splines angeordnet wurden. Zumindest wenn Sie auf die Deformation von Punkten oder Polygonen aus sind. Abbildung 5.139 verwendet dazu ein einfaches Ebene-Grundobjekt, dem der Spline-Effektor untergeordnet wurde. Ein Kreis-Spline (in der Abbildung grün eingefärbt) dient dem Effektor als Spline. Damit die Ebene nicht vollständig auf diesen Kreis gezogen wird, benutze ich eine lineare Abnahmeform am Effektor und reduziere Ende auf 30%. Dadurch wirken nur die ersten 30% des Kreis-Splines anziehend auf die Ebene. Die Bildfolge auf der rechten Seite von Abbildung 5.139 zeigt die Wirkung verschiedener Stärke-Werte am Effektor.

Animation in Cinema 4D - Deformationsberechnung eines Spline-Effektors

Abbildung 5.139: Deformationsberechnung eines Spline-Effektors

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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