Charakter-Animation: Der Charakter-Baukasten – Teil 4 – Einen Gang erstellen / Das CMotion-Objekt

Beim Anklicken der letzten verbliebenen Schaltfläche Gang erstellen entsteht ein CMotion-Objekt unterhalb des Charakter-Objekts. Dieses Objekt greift auf die Gehen-Einstellungen der Charakterkomponenten-Tags zurück, die wir bislang nicht konfiguriert haben. Das CMotion-Objekt kann aber auch ohne diese Vorgabe mit Leben gefüllt werden. Aus diesem Grund finden Sie CMotion auch als eigenen Eintrag im Charakter-Menü. Dieses Objekt ermöglicht uns, eine wiederkehrende Abfolge von Bewegungen zu definieren, um z. B. eine Ganganimation für eine Figur zu erstellen. Daher auch der Name der Schaltfläche Gang erstellen. Generell lässt sich CMotion mit beliebigen Objekten kombinieren, ist also nicht nur auf die Animation von Rigs und Figuren beschränkt.

Die Basis-Einstellungen

Neben den üblichen Einstellungen der Basis-Rubrik, wie z. B. dem Namen oder der zugewiesenen Ebene, verfügt das CMotion auch über eine Priorität (siehe Abbildung 6.193). Diese liegt standardmäßig etwas nach der Animation und überschreibt dadurch auch eventuell bereits vorhandene Keyframes an den gesteuerten Objekten. XPresso-Schaltungen und Skript-Tags mit ihrer Expression-Priorität können jedoch diese Berechnung überlagern. Lesen Sie bitte bei Bedarf im XPresso-Kapitel dieses Buchs nach, was es genau mit der Priorität auf sich hat. Die Einstellungen in der Animation-Untergruppe legen fest, wann das CMotion-Objekt aktiv sein soll. Standardmäßig ist die Option Autozeit aktiv und sorgt dafür, dass das CMotion während der gesamten Projektzeit aktiv bleibt. Wenn Sie diese Option ausschalten, können Sie über Start und Stopp aber auch selbst Bildnummern vorgeben, zwischen denen das CMotion aktiv sein soll. Wie Sie gleich noch sehen werden, besteht die Hauptaufgabe von CMotion darin, zugewiesene Objekte über Kurven zu animieren. Dabei lassen sich z. B. die Winkel oder Positionen über manuell gesetzte Splinekurven und Parameter bewegen. Bei einem Rig können dabei recht viele Aktionen und Objekte beteiligt sein. Sie haben daher über die Schaltfläche Preset laden… auch die Möglichkeit, bereits erstellte CMotion-Animationen zu importieren und so z. B. zwischen verschiedenen Figur-Rigs auszutauschen. Es öffnet sich ein Laden-Dialog, über den Sie bereits vorhandene Presets auswählen können. Mittels Rechtsklick auf Einträge in diesem Dialog können vorhandene Presets auch nachträglich noch umbenannt oder auch wieder gelöscht werden.

Animation in Cinema 4D - Die Basis-Einstellungen eines CMotion-Objekts

Abbildung 6.193: Die Basis-Einstellungen eines CMotion-Objekts

Passend hierzu können Sie die Animationen eines CMotion-Objekts auch mit Preset speichern… unter einem beliebigen Namen sichern lassen. Beachten Sie nur, dass beim Laden eines Presets eventuell bereits am CMotion-Objekt erstellte Animationen immer überschrieben bzw. gelöscht werden.

Die Objekt-Einstellungen

In diesem Teil des Dialogs finden Sie das Herzstück des CMotion-Objekts. Die ersten Optionen und Menüs beschäftigen sich mit der generellen Verschiebung und Animation der gesamten Figur, bzw. der zugewiesenen Objekte. So können Sie z. B. über das Gehen-Menü festlegen, ob Ihre Figur später auf der Stelle gehen (Statisch), sich auf einer geraden Linie vorwärts bewegen (Geradeaus) oder sich gar entlang eines separaten Spline-Objekts bewegen soll (Pfad). In jedem Fall erfolgt die Animation der Figur in einem festen Zeitzyklus. Daher legen Sie über den Zeit-Wert fest, wie lang die Figur für einen vollständigen Animationszyklus benötigt. Dies könnte dann z. B. festlegen, wie lange eine links/rechts-Schrittfolge dauern soll. Je komplexer die Bewegungsabläufe sein sollen, bevor sich diese wiederholen, desto mehr Animationsbilder, also Zeit sollten Sie einplanen. Die Schrittlänge kann dann verwendet werden, um die Strecke der Vorwärtsbewegung während dieser Zeit anzugeben. Diese Einstellung hat nur dann eine Relevanz, wenn Sie Gehen Geradeaus oder Pfad verwenden. Die Vorwärtsbewegung ihrer Objekte oder Ihrer Figur erfolgt standardmäßig in negativer Z-Richtung. Bauen Sie daher das Rig Ihrer Figur am besten immer mit Blickrichtung in negativer Welt Z-Richtung, also so, dass Sie die Figur frontal in der XY-Editoransicht sehen. Haben Sie Gehen Geradeaus gewählt, können Sie mit dem Richtung-Winkel die Figur so ausrichten, dass diese in die gewünschte Richtung losmarschiert. Möchten Sie die Figur dabei eine Schräge oder gar eine Treppe hinaufgehen lassen, können Sie mit dem Steigung-Winkel zugleich auch pro Schrittfolge eine senkrechte Verschiebung der Figur hinzumischen. Bei Auswahl von Gehen Pfad entfallen diese Richtungsvorgaben. Stattdessen erhalten Sie ein Pfad-Feld, in das Sie Ihr Spline-Objekt hineinziehen können. Die Figur wird sich dann standardmäßig mit ihrer Z-Achse tangential zu diesem Pfad ausrichten und diesen Weg beginnend am ersten Punkt des Splines ablaufen. Damit die Gehen-Modi Geradeaus und Pfad tatsächlich etwas mit Ihrer Figur anfangen können, muss jedoch noch eine Hub-Option für Position (P.Z) ergänzt werden. Wir kommen gleich noch dazu.

Animation in Cinema 4D - Die Objekt-Einstellungen eines CMotion-Objekts

Abbildung 6.194: Die Objekt-Einstellungen eines CMotion-Objekts

Es bleibt ansonsten in diesem oberen Teil der Dialogseite nur noch das Modus-Menü übrig. Dieses Menü ist nur dann interessant für uns, wenn sich die Schrittlänge oder die Zeit pro Schritt während der Animation ändern soll. Im Modus Interpoliert werden die Animationskurven später so interpoliert, dass Sie beim Navigieren in der Zeitleiste am gleichen Animationsbild auch die gleiche Schrittpose Ihres Rigs sehen werden. Die Animationsbilder sind also fest mit einer bestimmten Bewegungsphase verknüpft. Wenn Sie das Zeitverhalten der Schritte oder deren Abstand später animieren möchten, sollten Sie stattdessen besser Modus Adaptiv wählen. Hierbei basiert die Bewegungsphase immer auf dem zuletzt berechneten Animationsbild. Dies macht jedoch das schnelle hin und her springen in der Zeit problematisch. Ähnlich wie bei dynamischen Simulationen sollten Sie in diesem Modus also die Animation besser nur bildweise abspielen lassen bzw. durchfahren.

Die Route-Einstellungen

Da die Einstellungen in dieser Rubrik unmittelbar mit den bereits besprochenen Vorgaben in der Objekt-Rubrik zusammenhängen, möchte ich diese Dialogseite des CMotion-Objekts kurz vorziehen, bevor wir mit den übrigen Objekt-Parametern fortfahren (siehe Abbildung 6.195). Diese Dialogseite ist nur zu sehen, wenn Sie Gehen Geradeaus oder Gehen Pfad in den Objekt-Einstellungen ausgewählt haben. Mit der Option Bewegung anzeigen können Sie später die Bewegungskurven selektierter Objekte direkt in den Ansichtsfenstern sehen. Dies kann bei der Korrektur von Bewegungskurven praktisch sein, da sich die Figur dabei nicht bewegen muss. So könnte z. B. die Höhe eines Fußes bei einer Schrittbewegung direkt an dieser Bewegungskurve abgelesen werden, ohne die Animation ablaufen lassen zu müssen.

Animation in Cinema 4D - Einstellungen in der Route-Rubrik eines CMotion-Objekts

Abbildung 6.195: Einstellungen in der Route-Rubrik eines CMotion-Objekts

Haben Sie Gehen Pfad gewählt, können Sie über Start und Ende Prozentwerte einschränken, welcher Teil des zugewiesenen Spline-Objekts für den Laufweg benutzt werden soll. Falls es mit der Ausrichtung der Figur auf dem Pfad Probleme geben sollte, können Sie eine Achsrichtung des Splines als vertikale Richtung des Bodens definieren. Standardmäßig orientiert sich dann die Y-Achse der Figur an dieser Richtung und bleibt immer senkrecht dazu. Aktivieren Sie hierzu Richtung anordnen und benutzen Sie das Achse-Menü rechts daneben, um eine Achsrichtung des Splines auszuwählen, die parallel zum gedachten Boden liegt. Hier muss manchmal etwas ausprobiert werden, welche Richtung das beste Ergebnis liefert. Ein einfacher Pfad-Spline kann zusätzlich auf eine Bodengeometrie projiziert werden. Auf diese Weise können Sie z. B. über einen in der XZ-Ansicht gezeichneten Spline die Laufrichtung anlegen, gleichzeitig aber ein Landschaft-Objekt benutzen, um die Figur über eine hüglige Landschaft spazieren zu lassen. Dazu muss der Spline also nicht bereits das Auf und Ab der Landschaft abbilden.

In solchen Fällen aktivieren Sie Pfad auf Oberfläche und weisen z. B. die Landschaft als Oberfläche in den Oberfläche-Einstellungen zu, die ebenfalls in der Route-Rubrik zu finden sind. Hierbei sind auch parametrische Objekte erlaubt. Sie müssen dann jedoch die Priorität des CMotion-Objekts auf Generatoren erhöhen, damit die Kollisionsberechnung mit solchen Objekten funktioniert. Werden einfache Polygon-Objekte benutzt, ist diese Umstellung nicht notwendig. Die Kollisionserkennung mit einer Oberfläche steht Ihnen auch bei Gehen Geradeaus zur Verfügung und erfolgt generell entlang der vertikalen Richtung Ihrer Figur. Bemerken Sie während der Gang-Animation dennoch z. B. Durchdringungen der Füße mit der Oberfläche, erhöhen Sie den Offset-Wert, um einen zusätzlichen Abstand zwischen der Figur und der Kollisionsoberfläche zu erhalten.

Das Projektion-Menü legt in jedem Fall fest, welche Methode für die Kollisionsberechnung verwendet werden soll. Nächste sucht senkrecht zur aktuellen Position der Figur nach dem nächstgelegenen Punkt auf der Oberfläche. Diese Suche erstreckt sich also auch auf den Bereich über der Figur und gibt daher mehr Flexibilität bei der Verwendung komplexer Gelände mit großen Höhenunterschieden. Bei Projektion Herunter wird praktisch nur unterhalb der Figur nach einer Oberfläche gesucht. Dementsprechend sollte hierbei der Bewegungspfad der Figur anfänglich komplett oberhalb der Kollisionsoberfläche liegen. Die Einstellung Projektion Von Pfad benutzt den Bewegungspfad, um die Richtung für die Kollisionsberechnung zu variieren. Die Kollisionsberechnung erfolgt dann also nicht nur senkrecht, sondern könnte z. B. auch robust mit sehr steilen Berghängen funktionieren, bei denen die anderen Verfahren dann zunehmend ungenauer werden.

Je nachdem wie zerklüftet und detailreich die zugewiesene Oberfläche ist, kann es trotz Kollisionserkennung zu Durchdringungen z. B. der Füße mit dem Boden kommen. Dies kann ggf. über das Basis-Menü korrigiert werden, denn hier lässt sich die Genauigkeit der Kollisionsberechnung steuern. Der Punkt-Modus stellt dabei sicher die einfachste, aber auch für die Berechnung schnellste Option dar. Dabei wird nur eine Kollisionsberechnung durchgeführt. Diese punktuelle Messung funktionier ausreichen gut mit Geländen, die eher organisch gerundet sind. Mit Basis Rechteck kann diese Messung der Kollisionsberechnung auf eine Fläche ausgedehnt werden. Es finden dann also mehrere Messungen in diesem Bereich statt. Die Ergebnisse werden interpoliert und können daher in zerklüfteten Bereichen der Oberfläche ein robusteres Ergebnis liefern. Die Größe der Rechteckfläche, in der die Messungen vorgenommen werden, kann über Breite und Länge individuell angepasst werden. Je größer diese Fläche relativ zum Untergrund wird, desto stärker werden dann jedoch auch wieder lokale Details herausgerechnet und geglättet. Nachteilig an diesem Modus ist nur der gegenüber Basis Punkt ansteigende Rechenbedarf für die Kollisionserkennung. Noch genauer geht nur Basis Objekt zu Werke. Hierbei wird tatsächlich immer das gesamte Objekt auf Kollision überprüft, was bei Objekten mit vielen Polygonen entsprechend langsam sein kann. Dennoch haben Sie dadurch natürlich die größte Genauigkeit bei der Kollisionserkennung, sollten die anderen Modi kein brauchbares Ergebnis liefern.

Ohne weitere Vorkehrungen bleibt die Figur immer in ihrer ursprünglichen vertikalen Ausrichtung, selbst wenn steile Hügel erklommen werden. Soll sich die Figur jedoch auch passend zur Oberflächenneigung des Untergrunds neigen, aktivieren Sie die Option für Hubs anordnen. Als Hubs bzw. Hübe werden bei CMotion die Objekte betitelt, von denen andere Objekte abzweigen, die dann wiederum in der Regel über externe Anfasser animiert werden.

Ein typisches Hub-Element in einem Rig ist z. B. das Becken, denn von hier verzweigen sich die übrigen Körperteile. Bei einigen Figurtypen können durchaus auch mehrere Hub-Elemente vorhanden sind, z. B. bei Vierfüßern. Durch Verschiebung oder Drehung eines Hubs werden also in der Regel diverse untergeordnete Elemente mitbewegt. Hubs anordnen wird somit dazu führen, dass sich z. B. Ihre gesamte Figur immer senkrecht zu der Oberfläche ausrichtet, mit der sie gerade kollidiert. Ähnlich funktioniert Ziele anordnen, nur eben bezogen auf so genannte Zielobjekte. Damit sind in der Regel die externen Anfasser gemeint, mit denen z. B. die inverse Kinematik der Füße und Beine kontrolliert wird. Ist Ziele anordnen aktiv, lassen sich dann auch die Ziele der Füße parallel zum Untergrund halten. Läuft die Figur einen Hügel hinauf, bleiben dann z. B. die Füße jeweils plan auf dem Boden, selbst wenn die Figur parallel zur Welt Y-Achse ausgerichtet wird. Die Min. Abstand-Option aktiviert einen weiteren Offset-Parameter, der diesmal jedoch speziell auf die Ziele wirkt, also in der Regel nur die Füße beeinflusst. Hatte der erste Offset-Wert neben dem Oberfläche-Feld noch die gesamte Figur verschoben, sorgt der Min. Abstand-Offset also nur für das Anheben der Füße, ohne das Becken der Figur weiter von der kollidierenden Oberfläche zu entfernen. Hiermit lässt sich also ebenfalls eine Durchdringung an den Füßen effektiv korrigieren.

Eine Figur zum Laufen bringen

Wir haben nun bereits einige Einstellungen besprochen, so dass es Zeit wird, unser Rig in Bewegung zu bringen. Als Beispiel greife ich also auf das einfache Rig zurück, das wir selbst mit Charakterkomponenten versehen und als Charakter-Vorlage gespeichert hatten. Dabei haben wir jedoch die Gehen-Rubrik der Charakterkomponente-Tags übergangen. Dies rächt sich nun etwas, zumindest wenn wir unser Rig mit dem CMotion-Objekt verknüpfen wollen. Diese Rubrik der Tags legt nämlich fest, welche Eigenschaften die Komponenten dem CMotion-Objekt zum Animieren zur Verfügung stellen. Besonders bei den Komponenten der Beine sollten wir daher einen Blick in diese Einstellung werfen. Erstellen Sie daher eine neue Szene (Datei > Neu) und laden Sie dort unserer Charaktervorlage über Charakter > Charakter bauen > Charaktervorlage laden… hinein. Wir beginnen zuerst mit dem Charakterkomponente-Tag des Root Null-Objekts und arbeiten uns von dort die Hierarchie nach unten.

In den Gehen-Einstellungen der Tags finden wir ein Menü für den Gehzyklus. Hier legen wir fest, wie dieses Objekt und seine Hierarchie im CMotion-Objekt interpretiert werden. Bei Keiner wird diese Komponente schlicht ignoriert. Mit Einzelner Hub wird dieses Objekt als Hub definiert. Wie bereits beschrieben ist ein Hub normalerweise ein Objekt innerhalb der Hierarchie, das mehrere andere Objekte mit seiner Position und Ausrichtung beeinflusst. Dies ist hier auf jeden Fall gegeben, denn unter unserem Root Null-Objekt sind beim kompletten Rig ja weitere Ziel-Objekte gruppiert. Diese Art Hub-Objekt erlaubt jedoch keine externen Anfasser oder Ziel-Objekte. Dies ist nur mit Gehzyklus Hub (Ziele) möglich. Über ein Kontrollobjekt-Feld unterhalb des Gehzyklus-Menüs kann nun ein externes Ziel-Objekt zugewiesen werden, das mit diesem Hub in Verbindung steht. Wird das Feld freigelassen, wird das Objekt selbst als sein Ziel-Objekt definiert und kann in CMotion mit Aktionen belegt werden. Der letzte Modus nennt sich Ziel und ist ebenfalls für die Komponenten gedacht, die mit Ziel-Objekten gesteuert werden. Auch hier steht wieder das Feld für Kontrollobjekt zur Verfügung. Als Ziel definierte Komponenten können jedoch später keine weiteren Ziele als Unterobjekte haben. Das ist nur mit Hub (Ziele) möglich.

Am Root Null-Objekt benutzen wir also den Gehzyklus Hub (Ziele), wobei Treiber die Einstellung Pfad verwendet. Das Treiber-Menü legt fest, wie sich die Vorwärtsbewegung der gesamten Figur auf diese Komponente auswirken soll. Die Einstellung Pfad berechnet die Animation basierend auf der manuell wählbaren Schrittlänge und der Zeit, die ein Schritt dauern soll. Beide Parameter finden Sie später am CMotion-Objekt. Mit Pfad wird jedoch nicht gleichzeitig auch die Höhe der Komponente verändert, wie es ansonsten z. B. bei den Füßen wichtig ist, wenn die Figur Bodenkontakt erhalten oder eine Steigung hinauflaufen soll. Für die Hüfte bzw. das Becken ist dieser Treiber daher gut geeignet. Die übrigen Einstellungen z. B. für die Offsets, die Phase oder die Position sind an dieser Stelle nicht so wichtig, denn diese Werte können Sie später auch noch am CMotion-Objekt editieren. Weiter geht es mit den Einstellungen am Handgelenk-Anfasser und dessen Charakterkomponente-Tag. Diesmal benutzen wir Gehzyklus Ziel und Treiber Keiner. Da das Feld für das Kontrollobjekt leer bleibt, wird dadurch das Anfasser-Objekt selbst zum Ziel und kann über CMotion direkt animiert werden. Durch den fehlenden Treiber bleibt die Position dieses Objekts später unbeeinflusst durch die Vorwärtsbewegung der Figur und kann dadurch unabhängig davon animiert werden (siehe auch Abbildung 6.196).

Animation in Cinema 4D - Gehen-Einstellungen der Charakterkomponenten-Tags

Abbildung 6.196: Gehen-Einstellungen der Charakterkomponenten-Tags

Der Anfasser für den Fuß ist das nächste Objekt in der Hierarchie. Auch dieses Objekt ist ein Ziel, nämlich für die IK-Tags der Beine, und daher ist Gehzyklus Ziel die richtige Wahl. Damit jedoch gleichzeitig eine Interaktion mit dem Boden erfolgen kann, z. B. wenn eine Kollision erwünscht ist, wählen wir diesmal Treiber Schritt aus, generell die richtige Einstellung für die Füße einer Figur. Entsprechend verwende ich ebenfalls Gehzyklus Ziel und Treiber Schritt am Oberschenkel Joint-Objekt. Diesmal lasse ich das Feld für Kontrollobjekt jedoch nicht leer, sondern trage hier per Drag&Drop aus dem Objekt-Manager den Fuß-Anfasser ein. Dadurch wird klar, dass meine Komponenten in der Animation zusammengehören und sich nur abhängig voneinander bewegen können. Die folgende Abbildung 6.197 zeigt auch diese Einstellungen noch einmal im Bild.

Animation in Cinema 4D - Gehen-Einstellungen der Fuß- und Bein-Komponenten

Abbildung 6.197: Gehen-Einstellungen der Fuß- und Bein-Komponenten

Dieses Prinzip wiederholt sich nun noch einmal bei der Joint-Hierarchie des Arms. Wie bei der Bein-Hierarchie benutzen wir auch hier Gehzyklus Ziel und ziehen das passende Anfasser-Objekt in das Feld für Kontrollobjekt. Dies wäre beim Arm also der Anfasser am Handgelenk. Einziger Unterschied diesmal ist, dass wir Treiber Keiner für den Arm verwenden. Nur so sind wir bei der Animation der Arme später völlig frei von der Schrittweite und dessen Zeitzyklus.

Bei der Hals-Komponente ist kein Anfasser vorhanden und auch eine Kopplung an die Schritte macht keinen Sinn. Wir benutzen daher Gehzyklus Ziel und Treiber Keiner (siehe auch Abbildung 6.198).

Animation in Cinema 4D - Gehen-Einstellungen der Kopf- und Arm-Komponenten

Abbildung 6.198: Gehen-Einstellungen der Kopf- und Arm-Komponenten

Da das Kontrollobjekt-Feld diesmal leer bleibt, kann später das Hals-Objekt selbst z. B. individuell rotiert werden. Nun fehlt nur noch die Einstellung für das Tag am Becken-Joint. Das Becken ist samt der dort untergeordneten Objekte definitiv ein Hub-Objekt, dem weitere Ziele untergruppiert werden. Aus dem Grund wählen wir Hub (Ziele) für den Gehzyklus. Natürlich muss das Becken dem Takt der Schritte folgen, woraus Treiber Pfad resultiert. Der Becken-Anfasser wird als Kontrollobjekt zugewiesen (siehe linke Seite von Abbildung 6.199). Da dieses Kontrollobjekt in unserem Rig jedoch keine Charakterkomponente trägt, werden wir später das Becken selbst, also das entsprechende Joint-Objekt, mit CMotion animieren müssen. Damit sind alle Charakterkomponenten-Tags ausreichend definiert, damit das CMotion-Objekt seine Arbeit tun kann. Lassen Sie daher nun die aktualisierte Szene erneut mit Charakter > Charakter bauen… > Charaktervorlage speichern sichern. Alle Szenen, die bereits Rigs enthalten, die auf dieser Vorlage basieren, sind damit nicht mehr aktuell. Sie werden daher beim Öffnen solcher Projekte einen Warnhinweis erhalten, dass es Änderungen an der Charaktervorlage gab, und Sie können sich entscheiden, ob Sie die alte Vorlage unverändert benutzen möchten oder eine Aktualisierung vornehmen möchten. Eine Aktualisierung der Vorlage, wenn diese bereits animiert wurde, sollte jedoch vermieden werden. Die Gefahr ist groß, dass es zu einer Veränderung der ursprünglichen Animation kommt. Wenn Sie sich für eine Aktualisierung entscheiden, kann in einem aufspringenden Dialog ausgewählt werden, nach welchen Kriterien die Aktualisierung erfolgen soll (siehe rechte Seite von Abbildung 6.199).

Animation in Cinema 4D - Einstellungen des Becken Charakterkomponente-Tags

Abbildung 6.199: Einstellungen des Becken Charakterkomponente-Tags

Das Abgleich-Menü legt bei so einer Vorlagen-Aktualisierung fest, wie die Proportionen und auch die Pose des alten Rigs an die aktualisierte Vorlage angepasst werden sollen. Bei Auswahl von Welt werden die vorhandenen Positionen und Winkel der Elemente in der neuen Vorlage an die der alten Elemente angepasst. Mit Abgleich Anfasser werden nur die Anfasser-Objekte an die gleichen Positionen gesetzt. Die übrigen Komponenten des Rigs passen sich dann dieser Vorgabe an. Mit Auswahl von Keiner findet keine Übertragung von Winkeln oder Positionen statt. Das alte Rig wird vollständig in den Zustand der neuen Vorlage versetzt. Hierdurch wird sich also besonders ein bereits justiertes Rig beim Aktualisieren der Vorlage verändern.

Das zweite Menü des Charakter aktualisieren-Dialogs nennt sich Kontroll-Objekte und ist nur dann relevant, wenn Sie Kontrollobjekte in Ihrem alten Rig skaliert haben. Mit Größe bleibt auch an den aktualisierten Kontrollobjekten deren Größe, also die Skalierung der Objektachsen, erhalten. Bei Auswahl von Keine wird die Skalierung der alten Kontrollobjekte durch die Größe der Kontrollobjekte in der neuen Charaktervorlage überschrieben. Sollten Sie sich beim Öffnen einer alten Szene versehentlich gegen eine Aktualisierung durch eine eventuell veränderte Charaktervorlage entschieden haben, können Sie jederzeit über Charakter > Charakter bauen… > Charaktervorlage neu laden erneut einen Abgleich mit der neuen Vorlagendatei auslösen. In unserem Fall ist noch keine Animation erzeugt worden und auch die Figur sollte noch in ihrer ursprünglichen T-Stellung zu sehen sein. Die Aktualisierung der Vorlage dürfte daher problemlos sein. Haben Sie beim Einsetzen des Rigs in das Mesh den Justieren-Modus des Charakter-Objekts benutzt, ist es jedoch sicherer, Abgleich Welt zu verwenden, damit sich nichts an den Dimensionen des Rigs verändern kann. Damit können wir nun endlich mit dem zyklischen Animieren beginnen und rufen daher spätestens jetzt über einen Klick auf Gang erstellen im Animieren-Bereich der Objekt-Rubrik des Charakter-Objekts ein CMotion-Objekt auf, falls dieses noch nicht vorhanden sein sollte.

Durch die von uns ausgefüllten Gehen-Einstellungen der Charakterkomponenten, finden wir nun bereits einige Einträge in der Objekte-Liste des CMotion-Objekts (siehe Abbildung 6.200). Ebenso sollten Sie bereits Bewegungen an den Beinen erkennen können, wenn Sie die Animationswiedergabe in den Ansichtsfenstern starten. Die Füße rutschen zwar noch gemeinschaftlich vor und zurück, können jedoch über die Schrittlänge des CMotion-Objekts und dessen Zeit-Wert in Umfang und Geschwindigkeit dieser Bewegung gesteuert werden. Die Fußbewegung ist der Treiber Schritt-Einstellung an den Charakterkomponenten zu verdanken. Damit sich die Füße nun noch abwechselnd, bzw. mit einem zeitlichen Versatz bewegen, benutzen wir die Phase-Einstellung, die Sie finden, wenn Sie Anfasser Fuß links oder Anfasser Fuß rechts in der Objekte-Liste des CMotion-Objekts anwählen. Die Phase verschiebt also die Animation zeitlich nach vorne oder nach hinten, je nach Vorzeichen. Versuchen Sie es einmal mit der Phase +25% für den linken und -25% für den rechten Fuß. Es sollte ein schon recht brauchbarer Gangzyklus resultieren.

Animation in Cinema 4D - Animierfertige Kontrollobjekte und Komponenten im CMotion-Objekt

Abbildung 6.200: Animierfertige Kontrollobjekte und Komponenten im CMotion-Objekt

Damit bei diesem Gang gleichzeitig das Becken auf und ab schwingt, selektieren wir anschließend den Becken-Anfasser in der Liste des CMotion-Objekts. Über ein Aktion-Menü können Sie für ausgewählte Elemente der Liste auswählen, was sich daran während eines Gangzyklus verändern soll. Mit Aktion Lift (P.Y) könnten wir also eine senkrechte Verschiebung der Anfasser hinzufügen, wobei die Fußanfasser automatisch davon ausgenommen werden, da diese Dank Treiber Schritte nicht unter den Boden sinken können. Nach Betätigung der Zuweisen-Schaltfläche wird die Aktion dem Becken hinzugefügt und erscheint als neuer Eintrag für Lift (P.Y) hierarchisch unter dem Becken eingeordnet in der Objekt-Liste (siehe rechte Seite von Abbildung 6.201).

Animation in Cinema 4D - Konfiguration des Gangzyklus am CMotion-Objekt

Abbildung 6.201: Konfiguration des Gangzyklus am CMotion-Objekt

Diese Aktion enthält automatisch eine Sinusschwingung, die sichtbar wird, wenn Lift (P.Y) in der Objekte-Liste angeklickt wird. Diese Kurve kann beliebig editiert werden, indem dort Punkte hinzugefügt, gelöscht oder verschoben werden. Die Bedienung ist mit anderen Spline-Dialogfeldern identisch, die an anderen Stellen in Cinema 4D verwendet werden. Wir haben diese bereits mehrfach besprochen. Die Amplitude der Schwingung wird über den Wert Lift (P.Y) vorgegeben und auch Variationen während der Animation sind möglich, wenn nicht jeder Zyklus wie der vorherige aussehen soll. Zudem sind auch mehrere Aktionen des gleichen Typs an dem gleichen Objekt erlaubt. In solchen Fällen kommen der Mischmodus und der Mischen-Wert zu Einsatz. Mit Absolut werden alle Aktionen des gleichen Effekts separat berechnet und entsprechend ihrer Reihenfolge im Objekt-Bereich des CMotion-Objekts überlagert. Der Mischen-Wert entspricht dabei einem Deckkraft-Regler. Mit Mischen 100% würde also nur die letzte Aktion eines Typs ausgewertet und die vorherigen würden davon schlicht überdeckt. Bei den Mischmodi Addieren kommt es zu einer Addition der Aktionen eines Typs. Entsprechend wird die Wirkung der Aktion beim Mischmodus Subtrahieren von den vorherigen in Abhängigkeit vom Mischen-Wert abgezogen.

Mit dem Mischmodus Multiplizieren kommt es zu einer Multiplikation der Effekte eines Aktions-Typs. Wichtig ist bei der Benutzung von Addieren, Subtrahieren und Multiplizieren, dass die Aktionen eines Typs direkt nacheinander in der Objekt-Liste folgen müssen. Bei zwei Lift (P.Y)-Aktionen z. B. an einem Kontrollobjekt könnte dann z. B. die untere davon den Mischmodus Addieren verwenden, um die Lift (P.Y)-Aktion direkt darüber betragsmäßig zu ergänzen.

Dieses Prinzip wiederholt sich identisch auch für die Aktionen Shift (P.X) und Push (P.Z), um das Element auch entlang der X- und der Z-Richtung zu bewegen. Diese Achsrichtungen werden indirekt vorgegeben durch das oberste Charakterkomponenten-Tag unserer Hierarchie, können in der Pose-Rubrik des CMotion-Objekts aber über die Menüs Vorwärts und Vertikal auch individuell gewählt werden.

Die Pose-Rubrik

In dieser Pose-Rubrik finden Sie übrigens auch Einstellungen, welche die Höhe des Bodens für die Schritte definieren. Das Basis-Menü legt dabei das Bezugssystem fest. Mit Basis CMotion wird das Achsensystem des CMotion-Objekts selbst entsprechend der Richtungen für Vorwärts und Vertikal zum Boden, auf dem die Füße kollidieren ausgerichtet. Dies ist die Standardeinstellung. Durch das Absenken des CMotion-Objekts kann so also die Figur in einen „Entengang“ gezwungen werden, ohne das Becken dafür absenken zu müssen. Auch eine kleine Drehung des CMotion-Objekts zeigt seine Wirkung. Die Figur kann dann z. B. so wirken, als würde sie eine Treppe oder einen Berg hinaufgehen. Mit der Autom. Boden-Option wird die Höhe des simulierten Bodens automatisch aus der Ruhepose des Rigs, bzw. der Höhe der dort mit Treiber Schritte markierten Komponenten heraus berechnet. Mit dem Parameter Basis-Offset kann in jedem Fall die berechnete Höhe des simulierten Bodens noch individuell nach oben oder unten verschoben werden. Auch hiermit wäre also der „Entengang“ möglich, diesmal ganz ohne eine Verschiebung des CMotion-Objekts. Alternativ hierzu kann der Boden über das Basis-Menü auch parallel zum Welt-System oder zu einem beliebigen Objekt-System ausgerichtet werden. Dieses Objekt muss dann manuell in das Objekt-Feld innerhalb des Pose-Bereichs am CMotion-Objekt zugewiesen werden. Diese Option erleichtert die Animation des Bodens, wie es z. B. hilfreich sein kann, wenn die Figur auf einem wackligen Surfbrett stehen soll. Nicht immer muss es ja beim Animieren über ein CMotion-Objekt um einen klassischen Gang gehen.

Weitere Einstellungen im Pose-Dialog des CMotion-Objekts betreffen u. a. die Ausrichtung der Figur beim Ablaufen eines Pfads. Mit der Folgen-Option wird die Figur immer automatisch tangential zur Bewegungsrichtung ausgerichtet, was in der Regel sinnvoll sein dürfte. Die Figur blickt dann also immer in Laufrichtung. Der Anordnung-Wert ist nur dann relevant, wenn Ihr Rig mehr als einen Hub enthält. Wir sprachen bereits darüber, dass in der Regel das Becken einer Figur als Hub-Komponente dient. Bei Vierbeinern können aber durchaus zwei Hübe, für die Vorder- und die Hinterläufe enthalten sein. Die Anordnung steuert dann, wie stark sich diese räumlich ja voneinander getrennten Elemente z. B. in engen Kurven eines abzulaufenden Pfads verhalten. Die Neigen-Option führt in abgelaufenen Kurven dazu, dass die Figur nicht mehr unbedingt senkrecht zum Boden bleibt, sondern sich praktisch in die Kurve legt und somit auch schräg zum Boden ausgerichtet werden kann. Dies dürfte bei normalen Gangbewegungen unnötig sein.

Das Bias-Menü schließlich legt fest, wie sich die Bewegung und Positionierung des Hubs (in der Regel also des Beckens) durch die Schritte (in der Regel die Füße) beeinflussen lässt. Bei Bias Keiner findet keine Beeinflussung statt. Mit Mitte wird der Hub immer mittig zwischen den Schritten platziert. Diese Zentrierung erfolgt jedoch nur seitlich und sorgt somit dafür, dass der angenommene Massenschwerpunkt der Figur immer zentral über den Füßen bleibt, selbst wenn diese z. B. unregelmäßig nach außen gesetzt werden. Mit Bias Vertikal wird das Becken automatisch mit angehoben, wenn die Füße nach oben wandern. Dies ist z. B. hilfreich, wenn die Figur einen Berg hinaufgehen soll, damit der Abstand zwischen dem hochgezogenen Knie und dem Becken automatisch korrigiert wird. Bei Bias Gewichtet kann diese Verschiebung des Hubs individuell erfolgen. Dazu muss z. B. dem Becken die Aktion Bias Weight hinzugefügt werden. Über eine dann sichtbare Kurve kann die Zentrierung des Beckens zeitlich individuell auf die Schritte angepasst werden.

Die Bewegung verfeinern

Wir haben bereits gesehen, wie sich der Kniewinkel durch eine Anhebung des Bodens, der für die Schritte benutzt wird, verändern lässt. Natürlich können wir aber auch einfach das Becken pauschal absenken, um den ursprünglichen Boden unverändert zu benutzen, die Figur aber dennoch stärker in die Knie gehen zu lassen. Derartige Verschiebungen der Komponenten und Anfasser können über die Parameter vorgenommen werden, die beim Selektieren eines Eintrags in der Objekt-Liste des CMotion-Objekts sichtbar werden (siehe auch Abbildung 6.202). Der Pos.-Wert verschiebt ein Element in Blickrichtung der Figur vor oder zurück. Der Vert.-Parameter ist für die senkrechte Verschiebung zuständig. Mit dem Horiz.-Wert kann ein Element seitlich verschoben werden. Sind an der Komponente bereits andere Aktionen, wie z. B. Lift (P.Y) zugewiesen, orientieren sich diese an den korrigierten Werten. Ein Auf und Ab des Beckens kann also mit dem Vert.-Parameter insgesamt nach oben oder unten verschoben werden. Die linke Seite der Abbildung 6.202 zeigt dies für unseren Becken-Anfasser, damit die Knie während des Gangzyklus nie komplett durchgedrückt erscheinen.

Animation in Cinema 4D - Individuelle Positions-Anpassungen

Abbildung 6.202: Individuelle Positions-Anpassungen

Die gleichen Parameter könnten aber auch z. B. für die Anfasser der Arme verwendet werden, damit diese in eine Grundstellung gebracht werden, bei der die Arme seitlich am Körper herabhängen. Dies ist beispielhaft auf der rechten Seite der Abbildung 6.202 zu sehen. Neben den bereits besprochenen Aktionen für Positionsveränderungen können auch Winkel zyklisch animiert werden, um z. B. den Kopf auf und ab wippen zu lassen, oder eine Drehung des Rückens darzustellen. Hierfür werden uns die Aktionen Pitch (R.X), Twist (R.Y) und Roll (R.Z) geboten. Die Drehpunkte für Rotationen um die X- und die Z-Achsen lassen sich mit den Aktionen Roll Pivot und Pitch Pivot individuell verschieben. Zudem stehen noch diese speziellen Aktionen zur Verfügung:

Bei der Motion-Aktion erscheint ein Motion-Feld, dem Sie eine vorhandene Motionquelle aus der Zeitleiste zuweisen können. Dies könnte hilfreich sei, wenn Sie eine bereits zuvor über Keyframes oder Expressions gebackene Animation auf eine Komponente übertragen möchten. Ein Stärke-Wert erlaubt die Intensität dieser Aktion zu reduzieren, um sie z. B. besser mit anderen Aktionen abmischen zu können. Bei der Aktion Spline kann die ansonsten verwendete Splinekurve im Dialog durch ein echtes Spline-Objekt ersetzt werden, das Sie aus dem Objekt-Manager in das Spline-Feld hineinziehen müssen. Durch diese Aktion kann jedoch nur die Position eines Hubs oder Ziels animiert werden. Das Element folgt dann während eines Gangzyklus dem zugewiesenen Spline. Da anschließend diese Animation wieder von vorn beginnt, eignen sich geschlossene Splines am besten für diese Aktionsart. Die Definition der Geschwindigkeit ist bei dieser Aktion eher schwierig. Bei Auswahl und Zuweisung der Aktion Parameter erscheint ein Parameter-Auswahlmenü, aus dem ein zu dem Element gehörenden Parameter ausgewählt werden kann. Bei einfachen Objekten werden dies vor allem die üblichen lokalen und globalen Koordinaten sein. Da sich aber auch beliebige Objekte mittels CMotion animieren lassen, die in die Objekt-Liste gezogen wurden, können dies z. B. auch die Parameter eines Grundobjekts, wie z. B. der Abrundungsradius eines Würfels oder die Unterteilungsstärke eines Subdivision Surface-Objekts sein.

Die Python-Aktion ermöglich Ihnen das Verhalten eines Elements über ein Skript zu steuern. Der Eingabebereich dafür ist jedoch recht klein, sodass diese Aktion vorrangig für einfache Formeln gedacht ist. Ein Stärke-Parameter ermöglicht auch hier wieder, die Aktion ggf. in ihrer Wirkung zu reduzieren oder zu verstärken. Die Aktion Reference zeigt ein Reference-Menü an, über das Sie eine bereits bestehende Aktion an diesem CMotion-Objekt auswählen können. Eine Aktion lässt sich damit also praktisch als Instanz auf ein anderes Element anwenden. Durch diese Abhängigkeit führt eine Veränderung der angegebenen Aktion dann natürlich auch zu einer Veränderung der Reference-Aktion. Eine Variation der Reference-Aktion ist jedoch nicht vorgesehen. Die verlinkte Aktion wird daher mit gleicher Intensität und im gleichen Rhythmus übertragen. Schließlich steht uns noch die Aktion Position (P.Z) zur Verfügung. Diese wirkt auf den Zeitablauf während eines Schritts und kann daher z. B. zur Beeinflussung der Schrittgeschwindigkeit benutzt werden. Die Standardkurve verläuft von links unten nach rechts oben mit einer Spline-Interpolation. Auf die Fuß-Anfasser angewendet, bremsen und beschleunigen diese daher beim Aufsetzen und Abheben leicht. Sie können diesen Effekt durch eine individuelle Kurvenform noch verstärken, um z. B. ein Humpeln zu simulieren. Die Schrittlänge und die für einen Schritt benötigen Animationsbilder bleiben davon unbeeinflusst. Nach einem Rechtsklick auf den Eintrag einer zugewiesenen Aktion erhalten Sie Zugriff auf gängige Befehle, z. B. zum Entfernen, Kopieren oder Einfügen.

Individuell gesetzte Schritte

Wir haben nun gelernt, wie wir über vordefinierte Charakterkomponente-Tags und zugewiesene Aktionen unser Rig in zyklische Bewegung bringen können. Was jedoch, wenn es Abweichungen von diesem immer gleichen Animationszyklus geben soll, z. B. weil während des Ablaufens eines Pfads ein Fuß mit einem Hindernis kollidiert? Dafür steht die Schritte-Rubrik des CMotion-Objekts zur Verfügung. Hier lassen sich die gesetzten Schritte und Hübe als einzelne Objekte für die Animationsdauer berechnen. Diese Objekte können dann individuell verschoben oder gedreht werden, um in den Animationsablauf eingreifen zu können.

Über das Erzeugen-Menü der Schritte-Rubrik am CMotion wählen Sie zuerst aus, für welche Elemente separate Anfasser erstellt werden sollen. Mit Schritte wird für jeden Schritt, also in der Regel für jeden Fuß, eine Gruppe an Objekten erstellt, deren Positionen die Platzierung der Füße während des Gangs wiedergibt (siehe auch Abbildung 6.203). Dazu sollten Sie zuvor im Gehen-Menü der Objekt-Rubrik Geradeaus oder Pfad ausgewählt haben. Bei einem statischen Gang auf der Stelle ist die Erzeugung von Schritt-Anfassern weniger sinnvoll. Alternativ können Sie mit Erzeugen Hubs auch Null-Objekte für jeden abgeschlossenen Hub-Zyklus erzeugen lassen. Bei unserem Rig könnte dadurch u. a. die Höhe des Beckens über dem Boden nachträglich animiert oder korrigiert werden, wobei die Füße nach wie vor den ursprünglichen Fußstapfen folgen. Soll beides nachträglich korrigierbar sein, wählen Sie Erzeugen Schritte & Hubs aus.

Animation in Cinema 4D - Separate Anfasser für alle Schritte erstellen

Abbildung 6.203: Separate Anfasser für alle Schritte erstellen

Das Schritte-Menü definiert den Zeitraum, über den die Schritte-Anfasser erstellt werden sollen. Bei Alle wird der gesamte Zeitraum des Projekts ausgelesen, sofern Autozeit im Basis-Tab des CMotion-Objekts aktiviert ist. Ansonsten werden nur die Bilder zwischen den Start- und Stopp-Angaben aus der gleichen Rubrik berücksichtigt. Mit Schritte Aktuelle werden nur zwei Schritte um das aktuelle Animationsbild herum gesetzt. Hierbei spielt also eine Rolle, an welcher Zeit sich der Zeitschieber in der Zeitleiste befindet. Schließlich können Sie mit Schritte Eigene über den dann freigeschalteten Anzahl-Wert selbst eine Anzahl an Schritten einstellen, die über externe Objekte nachgezeichnet werden sollen. Auch hierbei legt der aktuelle Zeitpunkt in dem Projekt den Start für diese Berechnung fest. Nachdem Schritte erstellen angeklickt wurde, erscheint dann eine Gruppe an zusätzlichen Objekten im Objekt-Manager (siehe rechte Seite von Abbildung 6.203). Diese Objektgruppe wird automatisch über das Schritte-Feld mit dem CMotion-Objekt verknüpft und somit ausgelesen. Ein Wichtung-Wert ermöglicht die Steuerung des Einflusses auf den tatsächlichen Gang der Figur.

Animation in Cinema 4D - Dialog der Anfasser-Objekte

Abbildung 6.204: Dialog der Anfasser-Objekte

Wie Sie in Abbildung 6.204 erkennen können, haben auch die Anfasser-Objekte selbst noch einen kleinen Einstellungsdialog. Über diesen können Sie hauptsächlich deren Form und Größe in den Ansichtsfenstern definieren. So können Sie z. B. auf der rechten Seite der Abbildung 6.204 erkennen, dass dort die Form des Schritt-Anfassers über das Anzeige-Menü und dessen Größe über Weite und Länge frei einstellbar sind. Auch die Ausrichtung könnte verändert werden. Dies alles hat jedoch keinen Einfluss auf die Wirkung. Der untere Teil der Objekt-Einstellungen an solchen Anfassern gibt Auskunft über den Typ des damit gesteuerten Kontrollobjekts oder der Komponente, die damit in Verbindung steht und hat daher eher Informationscharakter. Damit möchte ich dann auch dieses Thema beschließen. Denken Sie in jedem Fall daran, dass das CMotion-Objekt nicht nur mit dem Charakter-Objekt funktioniert, sondern generell für Animationen benutzt werden kann, die über zyklische Kurven erstellt werden sollen.

Die Abbildung 6.205 zeigt so ein Beispiel. Dort wurden ein Kugel-Grundobjekt und ein CMotion-Objekt erstellt. Nachdem das CMotion-Objekt durch Anklicken des roten Kreuzchens im Objekt-Manager aktiviert wurde, können Sie die Kugel einfach in den Objekte-Bereich des CMotion-Objekts hineinziehen. Wenn Sie dort Gehen Geradeaus wählen, sollte sich die Kugel sofort beim Abspielen der Animation in Z-Richtung über die Schrittlänge verschieben lassen. Nach dem Hinzufügen einer einfachen Lift (P.Y)-Aktion können wir die Kugel dabei zum Springen bringen. Wenn Sie die bereits vorhandenen Punkte in der Kurve selektieren und danach einen Rechtsklick in den Graphen ausführen, können Sie im Kontextmenü Punkttypen Weich auswählen, damit Sie normale Tangenten an den Punkten erhalten, um die Kurve noch individueller formen zu können. Dann lassen sich auch die typischen harten Richtungswechsel des springenden Balls beim Kollidieren mit dem Boden leicht umsetzen.

Animation in Cinema 4D - Animation einer Kugel über CMotion

Abbildung 6.205: Animation einer Kugel über CMotion

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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