Charakter-Animation: Der Punkte Cache

Mithilfe eines Punkte Cache lassen sich alle Bewegungen und Verformungen eines Objekts bildweise speichern. Dies bietet sich z. B. für Kleidungssimulationen, aber auch für andere Soft Body-Dynamics an. Durch solche Tricks lassen sich derartige Animationen und Simulationen zuverlässig auch im Netzwerk rendern (z. B. mit Team Render). Alle Simulationen und Deformatoren können nach dem Backen der Animation in einen Punkte Cache deaktiviert oder gar komplett gelöscht werden. Wir besprechen die notwendigen Arbeitsschritte an einem einfachen Beispiel. Erstellen Sie dazu ein Ebene-Grundobjekt und ordnen Sie diesem beliebige Deformatoren unter, die animiert werden.

Animation in Cinema 4D - Vorbereitungen für das Anlegen eines Punkte Cache

Abbildung 6.164: Vorbereitungen für das Anlegen eines Punkte Cache

Hierzu eignet sich besonders der Formel-Deformator, da dieser bereits animiert ist und kreisförmige Sinuswellen über das Objekt laufen lässt (siehe linke Seite von Abbildung 6.164). Sind Sie mit der Deformation zufrieden, schalten Sie den Deformator kurzzeitig aus oder entfernen ihn wieder aus der Gruppierung mit der Ebene und ergänzen an der Ebene ein Punkte Cache-Tag. Sie finden dies in der Gruppe der Charakter Tags. Die Tag-Einstellungen sind anfangs nahezu komplett ausgegraut, da zuerst ein Urzustand des Objekts gespeichert werden muss (siehe rechte Seite der Abbildung 6.164). Dies ist also die Form des Objekts ohne den Einfluss der Deformationen oder Simulationen. Aus diesem Grund musste der Deformator ausgeschaltet werden. Zudem kann das Punkte Cache-Tag nichts mit parametrischen Objekten anfangen. Unsere Ebene muss daher zu einem Polygon-Objekt umgewandelt werden (Mesh > Konvertieren > Grundobjekt konvertieren). Betätigen Sie anschließend die Schaltfläche für Zustand speichern im Dialog des Tags.

Wenn sich das Tag nicht nur die Veränderung der Form, also die Verschiebung der Punkte merken soll, sondern zusätzlich noch die Position, Größe und die Ausrichtung des Objekts, aktivieren Sie die Option für PGW. Dies ist vor allem bei Benutzung von Soft Body Dynamics hilfreich, da sich dabei auch die Lage des Objekts im Raum verändern kann. Legen Sie danach den Zeitraum fest, der im Tag gespeichert werden soll. Soll die gesamte Projektlänge berechnet und im Tag gemerkt werden, lassen Sie die Option für Zeitautomatik aktiv. Ansonsten schalten Sie diese Option aus und tragen Start und Stopp manuell ein, um einen beliebigen Zeitabschnitt im Cache abzuspeichern. Damit ist bereits alles Notwendige am Tag eingestellt und Sie können die Simulations-Tags oder die Deformatoren wieder aktivieren, die auf das Objekt wirken sollen. Starten Sie anschließend die Berechnung des Punkte Cache über einen Klick auf die Berechnen-Schaltfläche. Sie können beobachten, wie die Wiedergabe der Animation im Editor gestartet wird und automatisch bildweise den vorgegebenen Zeitabschnitt durchläuft. Nach dem Erreichen des letzten Animationsbilds endet die Aufnahme automatisch. Im Dialog des Tags sollten Sie nun hinter dem Begriff Speicher: den vom Punkte Cache belegten Speicherplatz ablesen können. Dieser Speicherbedarf hängt direkt von der Anzahl der Punkte am Objekt und der Länge der aufgenommenen Animation ab, kann jedoch auch komprimiert werden. Aktivieren Sie dazu die Komprimieren-Option.

Sie sollten nach einer kurzen Berechnungsphase einen reduzierten Speicherbedarf des Tags ablesen können. Nach der Berechnung des Punkte Caches wird automatisch die Aktivieren-Option des Tags angeschaltet. Dies bewirkt, dass die im Tag gespeicherten Punktpositionen ab sofort auf das Objekt angewendet werden. Eine direkte Folge davon dürfte sein, dass die weiterhin wirkenden Deformatoren intensiver als zuvor auf das Objekt wirken. Im Fall unserer Ebene werden daher die Wellen des Formel-Deformators doppelt so hoch. Wir können daher nun diesen Deformator ausschalten oder sogar ganz löschen. Sinnvoll ist sicherlich das Ausschalten, damit später noch Korrekturen an der Deformation durchgeführt werden können, falls uns die Animation des Punkte Caches doch nicht gefällt.

Die Aufzeichnung des Punkte Cache-Tags kann nun von uns noch manipuliert werden. So können wir den Versatz-Wert benutzen, um die Aufzeichnung zeitlich zu verschieben. Bei einem negativen Wert beginnt dann also praktisch die Wiedergabe bereits vor dem eigentlich bei der Aufnahme verwendeten Start-Bild der Simulation oder Deformation. Entsprechend früher ist dann aber die aufgezeichnete Animation auch wieder zu Ende. Bei einer Aufnahme zwischen den Bildern 0 und 100 führt ein Versatz von -5 B also dazu, dass die Animation in Bild 0 der Animation bereits den Zustand des ehemaligen Bilds 5 darstellt und entsprechend bereits bei Bild 95 endet. Die Animationsbilder 95 bis 100 zeigen dann nur den unbeweglichen Zustand des Objekts aus dem ursprünglichen Bild 100. Ähnlich verhält es sich mit dem Wert für Skalierung. Dieser wirkt wie ein Multiplikator für die Wiedergabegeschwindigkeit der aufgenommenen Simulation oder Deformation. Bei einer Skalierung von 200% bewegt sich das Objekt somit doppelt so schnell und kommt folglich bereit in der Hälfte der ursprünglich aufgenommenen Zeit zum Ende der Animation. Soll die aufgezeichnete Animation mehrfach wiedergegeben werden, tragen Sie die gewünschte Anzahl beim Wiederholen-Parameter ein. Der Punkte Cache springt dann beim Erreichen des letzten aufgezeichneten Objekt-Zustands einfach wieder zum ersten aufgezeichneten Bild zurück und beginnt die Wiedergabe erneut. Auf diese Weise könnten Sie z. B. bei einer Skalierung von 200% mit einer Wiederholen-Vorgabe von 2 wieder die ursprüngliche Animationslänge füllen. Dabei kommt es standardmäßig jedoch zu keiner weichen Interpolation der Punktpositionen zwischen dem Anfang und dem Ende des aufgezeichneten Zeitbereichs. Passen die Objektformen am Anfang und am Ende also nicht zueinander, gibt es einen sichtbaren Sprung in der Darstellung. Sie können dies verhindern, wenn Sie den Mischen-Wert anheben. Dieser führt zu einer weichen Überblendung der Objektformen, was dann jedoch auch zu einer Abweichung zur Original Aufzeichnung führen kann. Falls notwendig sollten Sie den Mischen-Wert testweise in kleinen Schritten anheben, um eine weiche Überblendung zwischen den Wiederholungen zu erzielen. Ansonsten kann sich das Zeitverhalten der ursprünglichen Animation fühlbar verändern.

Möchten Sie zu einem beliebigen Zeitpunkt die Ausgangsform des Objekts wieder herstellen, deaktivieren Sie das Tag über die Aktivieren-Option und betätigen die Wiederherstellen-Schaltfläche am Tag. Möchten Sie in die aufgezeichnete Formveränderung manuell eingreifen, ist dies ebenfalls möglich. Navigieren Sie in der Zeit zu dem Animationsbild, zu dem Sie etwas an der Objektform verändern möchten und schalten Sie dort die Aktivieren-Option des Tags aus. Verwenden Sie anschließend beliebige Werkzeuge, wie z. B. den Pinsel oder den Magnet (beide zu finden unter Mesh > Verformen) um die Punktpositionen am Objekt zu editieren. Betätigen Sie anschließend die Schaltfläche für Aktualisieren am Punkte Cache-Tag. Anschließend schalten Sie die Aktivieren-Option wieder ein.

Möchten Sie die aufgezeichneten Cache-Daten wieder entfernen lassen, betätigen Sie die Schaltfläche Cache leeren.

Anschließend können Sie die ausgeschalteten Deformatoren oder Simulations-Tags an Ihrem Objekt wieder aktivieren, um daran z. B. Veränderungen vorzunehmen und anschließend einen neuen Punkte Cache zu speichern. Ein Punkte Cache kann auch in eine separate Datei gespeichert und aus dieser wieder geladen werden. Hierfür stehen die Schaltflächen für Laden… und Speichern… zur Verfügung. Auf diese Weise könnten z. B. Punkte Caches auch zwischen Objekten ausgetauscht werden, die über die gleiche Punktanzahl verfügen. Der eigentliche Nutzen dürfte jedoch darin bestehen, verschiedene Simulationsparameter für ein Objekt durchspielen zu können.

Da bei der Berechnung eines Punkte Caches durchaus sehr große Datenpakete entstehen können, lässt sich für die Rückgängig-Funktion von Cinema 4D (Bearbeiten > Rückgängig) auch ein Speicherlimit vorgeben. Hierfür ist der Cache-Parameter gedacht. Ist eine gespeicherte Punkte Cache Animation größer als bei Cache angegeben, kann die Verwendung von Rückgängig und Wiederherstellen also dazu führen, dass Teile des Punkte Caches verloren gehen. Verwenden Sie daher bei sehr aufwändigen Animationen besser die Komprimieren-Option oder erhöhen Sie ggf. den Cache-Wert.

Der Punkte Cache-Deformer

Wir konnten direkt nach der Aufzeichnen des Punkte Caches bereits beobachten, dass die dann zu-sätzlich wirkenden Deformationen zu einer Verstärkung der Verformung am Objekt führen, was ja durchaus logisch ist. Es ist jedoch auch möglich, die gespeicherten Daten des Punkte Cache-Tags auf einen eigenen Deformer zu übertragen. Sie finden dieses Objekt im Charakter-Menü unter dem Begriff Punkte Cache. Dieser Kunstgriff macht es möglich, die Aufzeichnung im Punkte Cache erneut mit anderen Deformationen zu überlagern oder zu mischen. Ordnen Sie hierfür das Punkte Cache-Objekt unter dem Objekt ein, das weiterhin das Punkte Cache-Tag trägt. In diesem Tag schalten Sie nun die Option für Deformer benutzen an. Die Aktivieren-Option des Tags verliert dadurch ihre Funktion. Das Tag hat somit keine direkte Wirkung mehr auf das animierte Objekt. Am Punkte Cache-Objekt finden Sie in dessen Objekt-Rubrik im Attribute-Manager ein Tag-Feld. Hier können Sie nun das Punkte Cache-Tag hineinziehen. Dies ist jedoch nur dann notwendig, wenn mehrere dieser Tags an Ihrem Objekt vorhanden sind, was ja durchaus machbar ist. Ist nur ein Tag vorhanden, wird dieses automatisch erkannt. Da das Punkte Cache-Objekt wie ein regulärer Deformator wirkt, lassen sich jetzt auch andere Deformator-Objekte z. B. noch hierarchisch darüber eingruppieren, um zeitlich noch vor der aufgezeichneten Punkte Cache-Wiedergabe auf das Objekt wirken zu können. Zudem verfügt auch der Punkte Cache-Deformator über die übliche Abnahme-Rubrik, über die Sie den Einflussbereich des Deformators räumlich beschränken können. Informationen zu den Abnahme-Einstellungen finden Sie ausführlich z. B. im MoGraph-Kapitel dieses Kompendiums. Damit haben wir im Prinzip bereits fast alle Funktionen und Befehle des Charakter-Menüs ausführlich besprochen. Übrig bleiben nur zwei Einträge, die Sie aber bereits an anderer Stelle benutzt haben. Mit dem Befehl Punkt-Morph hinzufügen erhält das aktuell selektierte Objekt ein Pose Morph-Tag, das bereits für die Aufnahme von Punkt-Morphs konfiguriert wurde. Sie können also direkt mit der Formung des ersten Morph-Ziels beginnen. Nach dem gleichen Prinzip funktioniert PSR-Morph hinzufügen. Auch hierbei entsteht ein Pose Morph-Tag an dem ausgewählten Objekt, das jedoch für die Aufnahme von Positionen, Größen- und Winkelveränderungen konfiguriert wurde. Lesen Sie bitte im Abschnitt zum Pose Morph-Tag nach, sollte die Bedienung oder Funktion dieses Tags noch unbekannt sein.

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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