剛體破碎和Xplode應(yīng)用

【閑話】

? ? ? ?2015年，又漲了一歲。好長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有編寫C4D技術(shù)文章了，不是“黔驢技窮”，而是最近把大量的業(yè)余時(shí)間用來(lái)研究中醫(yī)了。這些日子，認(rèn)真閱讀了清黃元御編寫的《四圣心源》（古文版）一書。讀半，感覺(jué)太好了，他把《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《傷寒》等幾部醫(yī)書理論統(tǒng)一起來(lái)了，建立了一個(gè)完整的天地人“左升右降”的理論模型，解開(kāi)了我讀《皇帝內(nèi)經(jīng)》里很多不明白的問(wèn)題，這本書非常值得愛(ài)好中醫(yī)養(yǎng)生者一讀，等讀完之后，我會(huì)編寫幾篇養(yǎng)生感悟與大家分享。雖然研究中醫(yī)，但計(jì)算機(jī)也沒(méi)閑著，翻看博客的“草稿箱”里面已經(jīng)準(zhǔn)備好的“動(dòng)力學(xué)初探”半成品，都編到十五期了，而現(xiàn)在完成發(fā)布的的僅八期，后面的剛體破碎和布料還沒(méi)有談到；XFROG植物建模，僅寫完兩期，后邊的樹(shù)木和花草還未編寫完成；答應(yīng)吧友編寫的室內(nèi)外建模剛剛編寫二期半成品；角色建模和骨骼綁定還沒(méi)有著手編寫。編寫博客技術(shù)文章是我憑興趣而寫，題目和內(nèi)容很是隨意，但我堅(jiān)信：有計(jì)劃就必須完成這個(gè)道理。所以，我接下來(lái)要繼續(xù)完成動(dòng)力學(xué)這個(gè)系列，雖然現(xiàn)在對(duì)之已經(jīng)不感興趣了。

【目的】

1、研究物體”破碎“及插件Xplode1.3

2、研究剛體“激發(fā)”屬性。

談到剛體，除了以前研究過(guò)的物體相互碰撞，還有物體本身”破碎“問(wèn)題。

一、手工破碎：我們知道動(dòng)畫里的模型實(shí)際上就是一個(gè)“殼”。點(diǎn)組成的線，線構(gòu)成的面，面圍成的體，模型里面是空的。計(jì)算機(jī)為了節(jié)約資源，看到的地方就渲染，看不到的就忽略，（法線便是標(biāo)注面的朝向的矢量）。如果破碎模型物體，只用切刀，而不用特殊的插件，那么分裂開(kāi)的也是“破碎的面”而已，還必須想辦法把這些面，變成獨(dú)立的體，非常麻煩。為了說(shuō)明這個(gè)道理，下面我們手工制作一個(gè)物體“破碎”。

1、首先在場(chǎng)景中制作一個(gè)平面，設(shè)置如下，按C轉(zhuǎn)換可編輯多邊形。

2、選擇“面模式”，按K 切刀，在平面亂切割。

3、你以為，這些面是分開(kāi)的嗎？選一個(gè)面試試，“在一起”。如何能把這些彼此聯(lián)系的面分割開(kāi)來(lái)。

4、添加--運(yùn)動(dòng)圖形--多邊形FX（這個(gè)對(duì)象的功能，在前邊談過(guò)），把這個(gè)對(duì)象放到平面下面，點(diǎn)擊“多邊形FX”，在屬性--變換，位置.X=1，讓這些面錯(cuò)開(kāi)一點(diǎn)。

5、點(diǎn)擊平面對(duì)象--右鍵--浮動(dòng)菜單--“當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)對(duì)象”。選擇面模式，點(diǎn)選一個(gè)面，移動(dòng)一點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)，這些面是分開(kāi)的。但是他們還是一個(gè)物體平面，只不過(guò)是由很多破碎的“面”組成的一個(gè)平面（雖然這些面是分離的，但總的來(lái)說(shuō)還是一體的，如果是分開(kāi)的，那么每個(gè)小面就會(huì)有一物體，一個(gè)名稱，而現(xiàn)在他們是一個(gè)物體一個(gè)名字）。

6、選擇所有面，按D，八面變成體。（這個(gè)物體是由一些獨(dú)立的小物體組成的一個(gè)整體），如何把這些小物體拆分開(kāi)來(lái)呢？

7、點(diǎn)擊菜單-運(yùn)動(dòng)圖形--分裂對(duì)象（這個(gè)對(duì)象能把一個(gè)物體的子物體分離控制），選擇模式：分裂片段。為分裂物體添加剛體標(biāo)簽。再建立個(gè)地面，賦予碰撞體標(biāo)簽。

8、點(diǎn)擊分裂的剛體標(biāo)簽，在下面屬性--碰撞--設(shè)置如下（以前談過(guò)）

9、點(diǎn)擊動(dòng)力學(xué)屬性。

剛體和碰撞體之間相互碰撞，是否發(fā)生動(dòng)力學(xué)動(dòng)畫效果，是由“激發(fā)”選項(xiàng)決定的。C4D系統(tǒng)默認(rèn)為“立即”，那么，當(dāng)點(diǎn)擊播放模擬時(shí)，剛體物體會(huì)在“場(chǎng)”的作用下立即放生效果。為了解決動(dòng)力學(xué)復(fù)雜問(wèn)題，C4D設(shè)立激發(fā)選項(xiàng)，包括以下選項(xiàng)：1、立即；2、在峰速；3、開(kāi)啟碰撞；4、XPRESSO控制。這四種動(dòng)力學(xué)啟動(dòng)方式非常方便制作復(fù)雜的動(dòng)畫。默認(rèn)“立即”。

10、點(diǎn)擊播放測(cè)試，發(fā)現(xiàn)這一個(gè)物體，在分裂對(duì)象的作用下，按照切刀切割生成的子物體，與地面碰撞散開(kāi)了。這就是手工制作碰撞的方法之一，雖然麻煩，但是你能明白不只是動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題吧？

11、手工制作的物體破碎還是太假。如何把一個(gè)物體很自然地破碎開(kāi)來(lái)，再配合動(dòng)力學(xué)制作出漂亮的動(dòng)畫呢？

只能靠第三方插件來(lái)完成。

【補(bǔ)充】

其實(shí)不用這么麻煩，在上面第5步，我們可以這樣：

1、既然這個(gè)面是由彼此獨(dú)立的子物體構(gòu)成，那么我們用到一個(gè)命令，就可以把它們拆分為多個(gè)物體。

2、這個(gè)命令在--菜單--網(wǎng)格-轉(zhuǎn)換-多邊形組到對(duì)象。父物體-平面為原來(lái)的物體，下面的平面1-平面30為拆開(kāi)的子物體，把這些都選出來(lái)，刪掉原來(lái)的“平面”父物體。

3、選擇所有面，按D，擠壓成體。再選擇“對(duì)象”模式，任選一個(gè)物體，延Z拖出看看，不錯(cuò)吧。

（這又是處理多邊形的一種方法，都是基本功，多邊形建模實(shí)際上就是靈活地對(duì)點(diǎn)、線、面的“擺弄”。）

二、破碎插件：

目前在C4D上應(yīng)用的破碎插件按照功能排序有：

Xplode1.3 、Thrausi 1.36 、NtriBlast 1.02 這些破碎插件功能一個(gè)比一個(gè)強(qiáng)大，我會(huì)結(jié)合研究剛體動(dòng)力學(xué)的同時(shí)，分別介紹這些插件的應(yīng)用。這次，首先談?wù)刋plode 1.3。這個(gè)插件可以在網(wǎng)上查到，下載復(fù)制到:

MAXOM\CINEMA4D\PLUGINS\下面。在C4D菜單--插件--可以找到 XPLODE。

random seed ?:隨機(jī)種子，種子數(shù)不同，破碎的形狀不一樣。

no of parts：破碎數(shù)量。

power:?? 強(qiáng)度 能量?? add:添加破碎點(diǎn)， clear :清除破碎點(diǎn)，scatter: 執(zhí)行破碎

triangulate :三角面 ? inside Mat：??拖拉一種材質(zhì)在此,允許指定一種材質(zhì)應(yīng)用于所創(chuàng)建破碎面。

四個(gè)圖標(biāo)為 空物體、克隆、分裂、矩陣 (破碎父物體是什么，你自己定）

part name: ?破碎物體的名字。

下面通過(guò)幾個(gè)練習(xí)，熟悉這個(gè)破碎插件：

第一練習(xí)：

1、在場(chǎng)景中復(fù)制出兩個(gè)一樣的立方體，選擇：立方體1，設(shè)置xpolde 如下圖所示，種子數(shù)為12347，分裂為10，父物體為：空物體；parts name: A。設(shè)置完后，先點(diǎn)擊 ADD按鈕，在立方體1上出現(xiàn)一些分裂點(diǎn)，點(diǎn)擊SCATTER 進(jìn)行分裂。

2、分裂完成。xplode trash 垃圾下為原來(lái)的物體，插件已經(jīng)把它隱藏了。A目錄下的為分裂的子物體碎塊。

3、選擇：立方體，設(shè)置xpolde 如下圖所示，種子數(shù)為-1101，分裂為20，父物體為：分裂對(duì)象；parts name: B。設(shè)置完后，先點(diǎn)擊 ADD按鈕，在立方體上出現(xiàn)一些分裂點(diǎn)，點(diǎn)擊SCATTER 進(jìn)行分裂。

這是B破碎生成的物體。

4、為A\B兩個(gè)父物體添加剛體標(biāo)簽，動(dòng)力學(xué)--激發(fā)--立即。涉及到子物體，必須在：碰撞--設(shè)置如下：

5、為地面添加碰撞體。

6、把B物體移到遠(yuǎn)一點(diǎn)距離，點(diǎn)擊播放測(cè)試。

7、這個(gè)碎片很真實(shí)，左側(cè)B物體為20塊，右側(cè)A物體為10塊。

8、發(fā)現(xiàn)物體會(huì)散開(kāi)很遠(yuǎn)，如何能讓物體散開(kāi)范圍小一點(diǎn)呢？增加摩擦力，減小反彈，這是個(gè)辦法。但效果不明顯。

9、點(diǎn)擊B物體的剛體標(biāo)簽---力。提高線性阻尼和角度阻尼的數(shù)值，這兩個(gè)選項(xiàng)能使阻礙物體的散開(kāi)的距離和散開(kāi)的旋轉(zhuǎn)，好像在粘油里一樣。

10、測(cè)試看看，B物體果然變成一堆了。

11、再提高一點(diǎn)，效果更明顯。

第二練習(xí)：

左邊的立方體勾選了 Triangulate ,右邊的沒(méi)有勾上。

第三個(gè)練習(xí)： 二次破碎。

1、建立一個(gè)立方體，首先破碎30塊。選擇工具，可以隨機(jī)選擇任意一塊。

2、選擇其中一塊，xplode設(shè)置如下，點(diǎn)擊scatter ,進(jìn)行二次破碎。

3、生成為a的空物體，下面有50個(gè)子物體。

4、同理，選擇幾塊物體，進(jìn)行二次破碎，名稱為b,c。

5、把a(bǔ) b c 父物體拖入 pieces物體中。點(diǎn)選 a父物體---右鍵（浮動(dòng)菜單）--刪除（不包含子集）命令。這個(gè)命令就把a(bǔ) 父物體下面的所有子物體釋放出來(lái)， a被刪除。

6、建立剛體標(biāo)簽。注意設(shè)置如下：

7、增大-力--阻尼設(shè)置，阻止碎塊的擴(kuò)散。

8、點(diǎn)擊播放測(cè)試，哇！一堆石頭啊。

第四個(gè)練習(xí)：控制破碎范圍

1、在場(chǎng)景中建立一個(gè)立方體和一個(gè)小球。

2、點(diǎn)擊小球，點(diǎn)擊xplode插件的add, 添加破碎點(diǎn)。xpode是以球體的大小范圍進(jìn)行布點(diǎn)。

3、把小球半徑增大，點(diǎn)擊add 再增加破碎點(diǎn)。

4、把小球半徑再增大，點(diǎn)擊add 再增加破碎點(diǎn)。

5、現(xiàn)在刪除小球，他的用途就是告訴破碎插件產(chǎn)生破碎點(diǎn)的范圍。

6、點(diǎn)擊立方體，再點(diǎn)擊xplode 的破碎命令。

7、這些破碎點(diǎn)在立方體上生成了中間密集，外邊稀疏的碎塊。點(diǎn)擊插件的clear，清除破碎點(diǎn)。

8、為破碎的物體添加剛體標(biāo)簽，做如下設(shè)置：

9、把破碎物體的動(dòng)力學(xué)標(biāo)簽--動(dòng)力學(xué)--激發(fā)--“開(kāi)啟碰撞”【新的知識(shí)點(diǎn)】，點(diǎn)擊播放測(cè)試，物體一動(dòng)不動(dòng)。這個(gè)設(shè)置必須有物體碰撞觸發(fā)它，他才會(huì)有作用。

10、添加地面（碰撞體)。

添加一個(gè)小球?yàn)閯傮w，用來(lái)沖擊觸發(fā)破碎的墻體。設(shè)置其初始線速度為2000CM,延Z軸方向，正對(duì)破碎物體。

11、點(diǎn)擊播放，小球撞擊破碎墻體，觸發(fā)碰撞，墻體開(kāi)始破碎，由于速度很大，整個(gè)墻體四分五裂。

12、如何控制墻體的破碎范圍呢？

在激發(fā)--激發(fā)速度預(yù)置--300cm ,發(fā)現(xiàn)墻體不在四分五裂，而是撞開(kāi)一個(gè)大洞。

13、在激發(fā)--激發(fā)速度預(yù)置--928cm ,，而是撞開(kāi)一個(gè)小洞。你明白了嗎？

繼續(xù)增大，小球被彈回來(lái)，墻體中間碎了一點(diǎn)。

第五個(gè)練習(xí)：

在場(chǎng)景中制作一個(gè)立方體。制作兩個(gè)材質(zhì)一個(gè)是灰色的賦予給這個(gè)立方體，另一個(gè)紅色材質(zhì)的拖給xplode的內(nèi)部材質(zhì)（inside mat)，破碎數(shù)目為20，點(diǎn)擊ADD添加，再點(diǎn)擊破碎。xplode trash父對(duì)象下隱藏的原物體，a父對(duì)象下是20個(gè)破碎的物體。我們移動(dòng)一個(gè)物體，發(fā)現(xiàn)紅色的材質(zhì)在里面。

xpolde插件生成的內(nèi)外不同材質(zhì)，是通過(guò)面選擇集實(shí)現(xiàn)的。

第六個(gè)練習(xí)：

XPOLED插件支持C4D的TP粒子，組名為"XplodeGroup“。正在研究中........

【后記】

? ? ? 上邊講解了xpolde插件的應(yīng)用，同時(shí)進(jìn)一步繼續(xù)研究了動(dòng)力學(xué)的其他控制參數(shù)。如何靈活應(yīng)用是關(guān)鍵，好比老師教你各種公式，你必須用之去解決不同問(wèn)題，這必須動(dòng)腦。

【思考】

? ? ? ?通過(guò)這個(gè)xplode插件，我們可以制作一個(gè)玻璃酒杯破碎的動(dòng)畫：一個(gè)鋼球擊碎透明的玻璃酒杯。可是，如果我們先把酒杯破碎，雖然酒杯是完整的，但在渲染時(shí)，能看到?jīng)]有被擊破的酒杯裂紋，如何解決？如果我們制作動(dòng)畫的時(shí)候，鋼球擊碎酒杯的瞬間，如何能制作出慢動(dòng)作效果呢？