Charakter-Animation: Das Constraint-Tag – Das Feder-Constraint und Spiegel-Constraint

Das Feder-Constraint: Bei dieser Constraint-Art lassen sich Veränderung an Position, Größe oder Winkel eines Ziel-Objekts wie mit einer mechanischen Feder auf unser Objekt übertragen. Das lässt sich sicherlich am einfachsten an der Übertragung von Positionen ausprobieren. Dabei können Sie sich das Constraint wie eine Dynamics-Feder vorstellen, die die Objekte miteinander verbindet. Am besten gehen Sie so vor, dass Sie zuerst Ihr Objekt passend zu einem Ziel-Objekt platzieren. In der Regel werden Sie zusätzlich Gravitation nutzen. Daher sollte Ihr Objekt tiefer liegen als das Ziel-Objekt, damit es praktisch durch die Feder vom Ziel herabhängend gehalten wird. Anschließend können Sie Ihrem Objekt das Constraint-Tag zuweisen und dort die Option für Feder aktivieren. Wie in Abbildung 6.63 zu erkennen, halten sich die Einstellmöglichkeiten diesmal in Grenzen. Sobald Sie das Ziel-Objekt im Tag zugewiesen haben wird die Länge, also der Abstand zwischen den Positionen beider Objekte, automatisch eingetragen. Die Länge steht also für die Federlänge.

Animation in Cinema 4D - Der An Ursprung-Modus des Klammer Constraint-Tags

Abbildung 6.63: Einstellung eines Feder-Constraints

Der Parameter für die Dehnfestigkeit definiert die Steifigkeit der Feder. Bei hohen Werten kann die virtuelle Feder nicht länger gedehnt oder gestaucht werden. Sie verhält sich wie eine starre Verbindung zwischen den Objekten. Eine zu kleine Dehnfestigkeit führt zu einer zu weichen Feder, die dann eventuell von der Gravitation immer weiter in die Länge gezogen wird. Die Gravitation führt zu einer permanenten Beschleunigung des Tag tragenden Objekts entweder nach oben oder nach unten. Dies hängt vom Vorzeichen und natürlich von der Größenordnung der Gravitation ab. Bei einer Gravitation von -981 cm simulieren Sie die gängige Erdanziehung, also eine Kraft, die senkrecht nach unten wirkt. Die Dämpfung im Feder Constraint-Tag kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn es Richtungswechsel am Ziel-Objekt gibt. Dies kann dann die Bewegungs- oder Drehrichtung betreffen oder natürlich auch einen Wechsel von einer Vergrößerung zu einer Verkleinerung, wenn wir uns die Größenveränderungen ansehen. Eine Starke Dämpfung führt dazu, dass schnelle Veränderungen am Ziel nicht mehr vom Feder-Constraint an unser Objekt weitergegeben werden. Nur noch die niedrigen Frequenzen in der Veränderung dringen durch. Ähnlich wirkt bekanntlich der Stärke-Wert des Constraints, denn auch damit kann eine gewisse Trägheit simuliert werden. Unser Objekt folgt den Zielen und somit der Spannung der Feder bei Einstellungen unter 100% entsprechend schwächer nach. Es vergeht also auch mehr Zeit, bis sich unser Objekt unter einem bewegten Ziel wieder ausgependelt hat.

Schließlich müssen Sie sich mit den Optionen für Position, Größe und Winkel nur noch entscheiden welche dieser Eigenschaften des Ziels mittels der Feder übertragen werden sollen. Die Offset-Einstellungen können dann zusätzlich verwendet werden, um Ihr Objekt und somit auch die Feder zu verschieben oder zu drehen. So sehen Sie z. B. in Abbildung 6.64 eine Kugel, die mittels Feder Constraint unter einem Platonischen Körper aufgehängt wurde. Normalerweise hängt sich die Kugel dabei lotrecht unter dem Platonischen Körper aus, so wie es die schwarze Feder andeutet. Durch den Offset für P.X können wir jedoch die Kugel aus dieser Position heraus seitlich verschieben. Dabei wird auch die virtuelle Feder neu ausgerichtet. Ein Nachwippen und Federn der Kugel erfolgt dadurch schräg, so wie es die weiße Feder in Abbildung 6.64 andeutet. Generell können Sie das Feder Constraint vor allem gut für Winkel einsetzen, da sich damit die manuelle Drehung z. B. eines Null-Objekts über Keyframes zu einem Nachwippen an dem eigentlich darzustellenden Objekt umrechnen lässt. Beachten Sie in diesem Modus besonders die Option für Bild aktualisieren in den Basis-Einstellungen des Tags. Ist diese aktiv, wird nur bei einem Bildwechsel, also z. B. währen des Abspielens im Ansichtsfenster, eine Aktualisierung der Berechnung durchgeführt.

Animation in Cinema 4D - Offset der normalen Federrichtung

Abbildung 6.64: Offset der normalen Federrichtung

Ansonsten kann es bereits durch normale Aktualisierungen des Editors, wie z. B. bei Selektionswechseln zwischen Objekten oder dem Verändern eines Objekt-Parameters, zu einer Aktualisierung kommen, die Feder also noch im gleichen Animationsbild weiter nachschwingen. Beim Rendern der Animation spielt dies jedoch keine Rolle mehr.

Das Spiegel-Constraint

Dieser Modus des Constraint-Tags hat viel mit einem Symmetrie-Objekt gemein, doch hiermit lassen sich alle Objektarten spiegeln. Zudem stehen verschiedene Bezugssysteme zur Verfügung und die Rotation kann optional von der Spiegelung ausgenommen werden. Zuerst wählen Sie über die Optionen Position und Winkel, welche Eigenschaften des oder der Ziel-Objekte Sie auswerten wollen. Für eine Spiegelung von Eigenschaften ist dann natürlich wichtig zu wissen, an welcher 2D-Ebene gespiegelt werden soll. Dies stellen Sie über das Ebene-Menü ein. Welche Ausrichtung dieses System hat und wo dessen Mittelpunkt liegt, geben Sie bei Ursprung an. Welt steht dabei für das ortsfeste Welt-System. Mit Wurzel ist das oberste Objekt der Hierarchie gemeint, in der Ihr Objekt mit dem Constraint-Tag liegt. Bei Überobjekt wird am Tag tragenden Objekt nur eine Hierarchiestufe höher geschaut. Das Achsensystem dieses Überobjekts wird dann für die Symmetrie benutzt. Schließlich kann mit Ursprung Objekt auch ein beliebiges Objekt Ihrer Szene verwendet werden, um damit die Position und Neigung der Symmetrie-Ebene zu definieren. In dieser Einstellung wird ein neues Objekt-Feld freigeschaltet, in das Sie dann ein Objekt aus dem Objekt-Manager ziehe können.

Animation in Cinema 4D - Wirkung des Spiegel-Constraints auf die Position und den Winkel

Abbildung 6.65: Wirkung des Spiegel-Constraints auf die Position und den Winkel

Wenn Sie den Winkel eines Ziel-Objekts spiegeln möchten, geben Sie über ein separates Achse-Menü die Achsen an Ihrem Tag tragenden Objekt an, die an der gewählten Symmetrie-Ebene gespiegelt werden sollen. Die Richtung der jeweils dritten Achse an Ihrem Objekt ergibt sich dann automatisch. Die folgende Abbildung 6.66 gibt die drei möglichen Optionen dafür am Beispiel einer Spiegelung an der Ebene YZ mit dem Ursprung Welt wieder. Die rötliche Kugel ist dabei diejenige mit dem Spiegel Constraint-Tag. Die weiße Kugel ist also unser Ziel-Objekt, dessen Position und Winkel gespiegelt werden.

Die Abbildung 6.66 zeigt Ihnen ganz links die Achse-Einstellungen XY, wobei also die X- und die Y-Achse der weißen Kugel hier an der Welt YZ-Ebene gespiegelt und entsprechend auf die rote Kugel übertragen werden. Achse YZ ist in der Mitte von Abbildung 6.66 zu sehen. Da die Y- und die Z-Achsen der weißen Kugel parallel zu der gewählten Symmetrie-Ebene liegen, übernimmt die rötliche Kugel exakt die gleichen Achsrichtungen. Ganz rechts zeigt die Abbildung schließlich die Achse ZX, was dann zu einer Drehung der Y-Achse nach unten führen muss, da die Z-Achse des Ziels parallel zur Welt YZ-Ebenen verläuft und somit vom der gespiegelten Version übernommen wird.

Animation in Cinema 4D - Auswirkungen verschiedener Achse-Einstellungen auf die Spiegelung der Achsen

Abbildung 6.66: Auswirkungen verschiedener Achse-Einstellungen auf die Spiegelung der Achsen

Schließlich lassen sich auch hier wieder mehrere Ziele zuweisen und zwischen diesen über Wichtung-Werten abmischen. Bewegen sich diese Ziele oder ggf. die Ebenen, falls diese z. B. an einem separaten Objekt ausgerichtet wurden, kann über den Stärke-Wert die Schnelligkeit der Umsetzung eingestellt werden. Sinkt die Stärke unter 100% braucht unser Objekt immer länger während der Animation, um sich an Veränderungen an den Ziel-Objekten oder der Symmetrie-Ebene anzupassen. Es wird also träger. Neue Ziele erzeugen Sie über die Hinzufügen-Schaltfläche. Fälschlich erzeugte Ziele können über Entfernen wieder gelöscht werden. Jedes Ziel kann über einen eigenen Ursprung und eine eigene Ebene für die Spiegelung verfügen. Zudem lässt sich wieder für jedes Ziel separat aktivieren, ob dies für die Position oder den Winkel oder für beides zusammen zuständig sein soll.

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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