3DSMax: Padající mince

Tutoriál se zabývá problematikou simulace dynamických jevů. Pro úvod do této oblasti jsem zvolil simulaci pádu a dopadu mince na pevnou plochu.

14.01.2002   Jan Klíma   3D grafika   Tutoriál  

Asi každý už si někdy házel mincí... Naanimovat pád a dopad mince, ve 3D Studiu MAX, se můžeme pokusit pomocí primitivních nástrojů a nikdy nedosáhneme výsledku se kterým bychom mohli být spokojeni. Nebo se nabízí možnost vcelku šikovného uplatnění dynamiky, kterou 3D Studio nabízí. Tento tutoriál se Vám pokusí ukázat, jakým způsobem přistupovat k simulaci dynamických jevů.

 

Nejdříve si připravíme scénu. Zcela postačí vytvořit jakoukoliv desku (Box). Ve zvolené výšce nad touto deskou umístíme minci (nízký Cylinder). Pokud standardní světlo není to pravé, vytvoříme a umístíme i světlo.

Na řadu přichází vytvoření objektu, který vlastně uvede věci do pohybu - vytvoříme tedy gravitaci. V panelu Create - Space Warps - roletové menu Forces - tlačítko Gravity. Vlastní tvorba objektu funguje na základě Drag & Drop - dojde k vytvoření nerenderovaného představitele, u nejž je nejpodstatnější směr šipky - ten totiž určuje směr, kterým gravitace působí. Pro nás bude evidentně nejvhodnější orientace taková, aby mince padala ve směru kolmém na desku.

Představme si nyní, jak bude vypadat průběh animace - předpokládáme, že na minci působí gravitace a mince bude tudíž uvedena do pohybu, kterému říkáme pád. Problém je, že minci nebyl dán žádný prvotní impuls - nekoná v průběhu pádu žádný rotační pohyb.

Jenže tak to ve skutečnosti nevypadá. Zkusíme tedy dát minci, při její "cestě" dolů, nějaký impuls. Tímto impulsem může být objekt, který minci v její cestě stojí. Můžeme tedy vytvořit malý kvádr (Box), který umístíme mezi minci a desku - de facto "pod" minci - tak, aby jí byla udělena rotace (ne aby mince na tomto malém kvádru zůstala ležet). Tento malý kvádr v poslední fázi tvorby animace schováme, aby nedocházelo k jeho renderování.

Přesuneme se nyní do panelu Utilities. Z nabízených utilit vybereme "Dynamics". Rozbalí se nám lišta, pomocí které nadefinujeme veškeré parametry týkající se vytvářené simulace.

Pomocí tlačítka "New" vytvoříme novou simulaci - tím si zpřístupníme následující položky.

Po stisknutí tlačítka "Edit Object List" se objeví okno, ve kterém označíme objekty, které se budou v simulaci vyskytovat.

Pomocí šipky vpravo ( ">" ) přesuneme označené objekty do výběru - tohoto principu se používá i později...

Na liště s dynamikou si ještě povšimneme tlačítka "Edit Object". Dojde k otevření poněkud obsáhlejšího okna:

V levém horním rohu se nalézá roletové menu, pomocí kterého vybíráme ze seznamu objektů obsažených v simulaci. Zvolme nejdříve například objekt reprezentující minci. Vpravo od tohoto roletového menu se nachází oblast nazvaná "Assign Effects/Collisions" obsahující tlačítka "Assign Object Effects" a "Assign Object Collisions". V oblasti nadepsané "Collision Test" zvolíme představitele objektu, který jsme vybrali v roletovém menu - doporučuji používat pro minci "Cylinder", pro kouli "Sphere", atd., v případě složitějších objektů pak "Mesh" - zde je pak brán v úvahu přesný tvar objektu - díky tomu dochází mnohdy ke komplikacím, ale to je velmi specifická záležitost. Použijme nejdříve tlačítko pro přiřazení efektu "Assign Object Effects": zde nastavíme ovlivnění mince gravitací.

Následuje přiřazení kolizních objektů pro minci - těmito objekty jsou pro nás dva kvádry - jeden způsobuje v průběhu pádu rotaci mince, na druhý kvádr mince dopadá. Stejným způsobem jako v okně pro přiřazení efektů (v našem případě pouze gravitace), přiřadíme minci kolizní objekty.

V sekci nadepsané "Dynamic Controls" se nachází velmi důležitá položka. Pokud totiž zaškrtneme položku "This Object is Unyielding", stane se objekt nepohyblivým - i když na žádný z kvádrů v naší scéně nepůsobí gravitace, po nárazu mince do některého z těchto objektů dojde i k jejich uvedení do pohybu a rotace. Zaškrtnutím této položky u obou kvádrů předejdeme tomuto efektu.

Za zmínku rovněž stojí sekce "Material Editor Physical Properties". Pokud zaškrtneme položku "Override Material ...", bude nám dovoleno zadávat odrazový koeficient, smykové tření, atd. - vše v rozmezí 0.0 - 1.0. Doporučuji pohrát si s těmito koeficienty pro dosažení těch pravých vlastností - jinak vypadá pohyb míčku po jeho dopadu a jinak vypadá pohyb mince, to je asi jasné.

V okně "Edit Object" lze nastavit či nechat automaticky počítat spoustu zajímavých parametrů - hmotnost na základě hustoty, objem, povrch...

Ještě zbývá skrytí kvádru udělujícího minci rotační pohyb. Zvolíme tedy kvádr, který hodláme skrýt a například v panelu "Display", pomocí "Hide Selected" skryjeme tento rušící element.

Když nyní budeme posunovat časovou lištou, nebude docházet k žádnému pohybu. Dynamika totiž funguje tak, že každému objektu se kterým se něco děje v rámci simulace, jsou přiřazovány klíčové body. Tyto body je třeba předpočítat ještě před vlastním renderováním. Pro výpočet těchto klíčových bodů použijeme tlačítko "Solve" nacházející se v nabídkové liště sloužící pro nastavování dynamiky: Utilities - Dynamics. Nachází se zde mimo jiné i položka, udávající časový úsek na který bude výpočet aplikován. Pokud zaškrtneme položku "Update Display ...", budeme moci v průběhu výpočtu sledovat pohyb objektu.

Nyní byly tedy vytvořeny klíčové body a při pohybu po časové liště bude docházet i ke změnám ve scéně.

Zbývá už pouze vyrenderování. K dispozici nabízím svůj zdrojový soubor (zabalený ve formátu Zip - 30kB, bohužel bez textur) a video soubor (formát DivX - 41kB). Přeji mnoho úspěchů s dynamikou...