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Tutorialbeschreibung

Neu in Release 20 – Volumenbasiertes Modelling mit OpenVDB

Neu in Release 20 – Volumenbasiertes Modelling mit OpenVDB

Das neue volumenbasierte Modelling in Cinema 4D Release 20 könnte als eine Mischung aus Metaballs und Booleans durchgehen. Dabei ermöglicht es Formen, die zuvor nur unter großem Modelling-Aufwand zu realisieren gewesen wären, in einem Bruchteil der Zeit. Dazu arbeitet es nicht-destruktiv, sodass Änderungen auch im Nachgang problemlos möglich sind. OpenVDB gehört zum Umfang der Cinema 4D-Varianten Broadcast, Visualize und Studio.

... übrigens findest du die komplette Serie hier: Neue Funktionen in Cinema 4D – R12 bis R18, R19 und R20
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Dieses Tutorial wollen wir nicht zu theoretisch angehen – die Arbeitsweise beim volumenbasierten Modelling zeigt sich am besten an einem konkreten Praxisbeispiel. Sehen wir uns aber als Erstes in einem kurzen Crash-Kurs die Komponenten bei der Arbeit mit Volumen an.

 

Modellieren mit Volumen – in aller Kürze

Für das Volumen-Modelling wurde in Cinema 4D Release 20 ein neues Menü Volumen in die Bedienoberfläche integriert. Hier finden wir die beiden wichtigsten Funktionen für die Volumen – den Volumenerzeuger, der aus den ihm zugewiesenen Objekten das Volumen generiert, sowie den Volumenmesher, der daraus das eigentliche Mesh erzeugt.

Für das Feintuning bzw. die Individualisierung des Meshes stehen außerdem noch zwei Filter bereit. Mehr dazu in Kürze.

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Um aus zwei Objekten ein gemeinsames Volumen zu generieren, legen wir diese einfach als Unterobjekt in einen Volumenerzeuger bzw. ziehen wir die Objekte per Drag-and-drop in das Feld Objekte im Attribute-Manager des Volumenerzeugers.

Das hellgrau gefärbte Ergebnis zeigt die in Voxel (Volumen-Pixel) umgesetzte gemeinsame dreidimensionale Form. Je nach Voxelgröße fällt die Voxelstruktur gröber bzw. feiner aus.

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Damit aus den Voxeln auch ein renderbares Mesh generiert wird, benötigen wir einen Volumenmesher. Ihm ordnen wir den Volumenerzeuger über den Objekt-Manager unter. Nun hat sich auch die hellgraue Voxelstruktur in ein brauchbares Mesh verwandelt.

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Das Besondere am Volumenmesher ist, dass bei der Generierung des Meshes ein ausschließlich aus Vierecken bestehendes, sehr sauberes Polygon-Mesh entsteht. Über den Regler Adaptiv im Einstellungsdialog des Volumenmeshers lässt sich die Auflösung des Meshes regulieren.

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Wie bei einer Polygonreduktion können wir durch Erhöhung des Adaptiv-Wertes die Anzahl der Polygone des Meshes senken. Dabei versucht der Volumenmesher sein bestes, die Grundform des Objektes beizubehalten.

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Modellieren eines Motorrad-Griffes – Aufbau der Grundobjekte

Nach diesem kurzen Crash-Kurs machen wir uns an ein echtes Praxisbeispiel – das Modellieren eines Motorrad-Griffes, bestehend aus einer Metall-Konstruktion und dem eigentlichen Drehgriff aus Gummi. Um in diesem Tutorial nicht ständig Parameter von Grundobjekten zu zeigen, lege ich das Augenmerk eher auf die Arbeit mit dem Volumenmesher. In den Arbeitsmaterialien zu diesem Workshop findet ihr den fertigen Griff mit allen enthaltenen Elementen sowie die aus dem Aufmacher-Bild bekannte Szene.

Den Anfang macht ein Zylinder-Objekt, an dessen beiden Enden gleich weitere parametrische Grundobjekte gesetzt werden, um ein gemeinsames Volumen für die Metallform zu erzeugen. Wichtig für ein gutes Mesh ist bei jedem der Grundobjekte eine ausreichende Unterteilung bzw. Segmentierung. Wir müssen hier nicht unnötig sparsam sein, denn das spätere Volumen-Objekt zieht in erster Linie die Form, aber nicht die Auflösung für die Generierung des Volumens heran.

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Für die Formung der linken, inneren Seite des Griffes habe ich ein Zylinder-Objekt, ein Ring-Objekt sowie ein Kegel-Objekt mit breiter „Spitze“ zusammengestellt. Zur besseren Übersicht zeige ich die drei Objekte nebeneinander aufgereiht.

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Um aus diesen drei Grundobjekten sowie dem Basis-Zylinder später eine gemeinsame Form zu generieren, schiebe ich sie einfach so zusammen, wie ich mir die spätere Form des Griffes vorstelle. Überlappungen bzw. Überschneidungen sind dabei vollkommen unproblematisch, es geht nur um die sichtbaren Oberflächen.

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Gleiches Vorgehen auf der anderen Seite des Griffes. Für den Anfang stelle ich hier zwei Grundobjekte bereit – ein stumpfes Kegel-Objekt sowie eine Kopie des Ring-Objekts von der linken Seite des Griffes.

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Wieder schiebe ich beide parametrischen Grundobjekte wunschgemäß zusammen und setze sie an das rechte Ende des späteren Griffes.

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Modellieren eines Motorrad-Griffes – Erzeugen eines vereinigten Volumens

Im Moment besteht der Griff aus unabhängigen, einzelnen Grundobjekten. Um aus diesen Einzelelementen ein gemeinsames Volumen generieren zu lassen, holen wir aus dem Menü Volumen einen Volumenerzeuger und ordnen ihm alle Grundobjekte des Griffs unter. Um auch gleich ein Mesh zu erhalten, erzeugen wir zusätzlich einen Volumenmesher und ordnen ihm den Volumenerzeuger unter.

Im Einstellungsdialog des Volumenerzeugers finden wir alle Grundobjekte im Feld Objekte versammelt. Deren Modus steht standardmäßig auf Vereinigen, weshalb wir bereits ein gemeinsames Volumen-Objekt erhalten. Mit einer Voxelgröße von 3 cm erreichen wir eine feinere Auflösung des Volumens, die wir für die weitere Arbeit am Modell benötigen.

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Im Moment wirkt das Mesh trotz reduzierter Voxelgröße speziell an den Übergängen zwischen den Grundobjekten noch sehr grob und uneben. Hier können wir den Glättenfilter einsetzen, den wir über den gleichnamigen Button im Einstellungsdialog des Volumenerzeugers anlegen.

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Der integrierte Glättenfilter wird automatisch an die oberste Stelle im Feld Objekte gesetzt und wirkt somit auf alle darunter liegenden Elemente. In den Einstellungen des Glättenfilters setzen wir den Filtertyp auf Laplace-Fluss bei 4 Iterationen. Diese Glättungsart bewährt sich bei Formen, die sich stark an den Ausgangsobjekten orientieren sollen. Das Ergebnis sieht schon besser aus – später, wenn wir die endgültige Form des Griffs erzeugt haben, kümmern wir uns um das Feintuning.

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Modellieren eines Motorrad-Griffes – Subtraktion vom Volumen

Für die weitere Ausarbeitung des rechten Griff-Endes lassen wir Grundobjekte vom Volumen abziehen. Dadurch schaffen wir beispielsweise Einkerbungen bzw. Rillen oder auch Löcher.

Eine Kopie des bereits vorhandenen Ring-Objekts soll für eine umlaufende Rille sorgen; ein neu erzeugtes Zylinder-Objekt für ein Loch, in dem eine Schraube am Griff-Ende Platz finden kann.

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Wieder platzieren wir die beiden für die Subtraktion vom Volumen gedachten Grundobjekte an die Stellen, wo wir mit ihnen das Volumen bearbeiten möchten.

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Die beiden Neuzugänge im Feld Objekte des Volumenerzeugers bekommen jeweils den Modus Subtrahieren zugewiesen. Bei der Verarbeitung der einzelnen Einträge spielt auch wieder die Reihenfolge eine Rolle. Damit also das Ring-Objekt eine Rille im Kegel-Objekt hinterlassen kann, muss es oberhalb des Kegel-Objekts stehen.

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Um das Griff-Ende noch ein wenig aufwendiger zu gestalten und die Möglichkeiten des Volumen-Modellings noch besser auszunutzen, bringen wir zusätzliche Einsenkungen rund um das kegelförmige Ende an.

Zur besseren Übersicht schalten wir am besten die Sichtbarkeit und die Berechnung von Volumenmesher und -erzeuger vorübergehend aus und erzeugen ein neues Kapsel-Objekt mit den angegebenen Parametern.

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Das Kapsel-Objekt soll nun um fünf Kopien erweitert und kreisförmig angeordnet werden. Diese Aufgabe erledigt ein Klon-Objekt aus dem Menü MoGraph für uns. Wir legen die Kapsel als Unterobjekt in das Klon-Objekt und wählen im Einstellungsdialog des Klon-Objekts auf der Objekt-Seite den Modus Radial mit der angegebenen Anzahl, dem Radius und der Ausrichtung an der XZ-Ebene.

Auf der Koordinaten-Seite des Klon-Objekts tragen wir einen Banking-Winkel von 90° ein, damit alle Klone für die Verwendung mit unserem Volumen korrekt ausgerichtet sind.

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Nach dem Reaktivieren von Volumenmesher und -erzeuger im Objekt-Manager können wir das Klon-Objekt inklusive Kapsel zu den bereits vorhandenen Objekten im Volumenerzeuger unterordnen.

Im Einstellungsdialog des Volumenerzeugers versetzen wir das Klon-Objekt auf der Objekte-Seite vor die beiden Ring-Objekte am rechten Griff-Ende und setzen den Modus auf Subtrahieren. Damit erhalten wir die gewünschten Einsenkungen rund um das Griff-Ende.

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Um die Einsenkungen leicht anzuschrägen bzw. dem Winkel des Kegel-Objekts anzupassen, selektieren wir das Kapsel-Objekt im Objekt-Manager, aktivieren das Drehen-Werkzeug und rotieren die Kapsel leicht um die X-Achse bzw. durch den Pitching-Winkel.

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Modellieren eines Motorrad-Griffs – Feinabstimmung des Volumens

Alle am Modell beteiligten Elemente sind damit in ihrer Funktion eingerichtet, stimmen wir nun noch den Volumenerzeuger so ab, dass der Eindruck eines technischen Teils entsteht. Da die Oberfläche bereits per Glättenfilter geglättet wird, müssen wir dazu nur die Voxelgröße im Einstellungsdialog des Volumenerzeugers reduzieren. Ein Wert von 1 cm sorgt für eine saubere, ausreichend fein aufgelöste Oberfläche.

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Modellieren eines Motorrad-Griffs – Aufbau der Objekte für den Drehgriff

Da der Drehgriff ein separates Objekt ist, modellieren wir es auch eigenständig – auch hier kommt wieder volumenbasiertes Modelling zum Einsatz. Insgesamt drei Zylinder-Objekte kommen für die Grundform zum Einsatz.

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Damit die drei Zylinder-Objekte zu einem gemeinsamen Volumen verschmolzen werden, benötigen wir wieder einen Volumenerzeuger und einen Volumenmesher aus dem Menü Volumen. Wieder ordnen wir die drei Zylinder über den Objekt-Manager dem Volumenerzeuger unter und legen ihn in den Volumenmesher. Da wir nun bereits die korrekte Auflösung für den Volumenmesher kennen, setzen wir die Voxelgröße in seinem Einstellungsdialog gleich auf 1 cm fest.

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Analog zum Metall-Griffteil erhält der Volumenerzeuger über den Button Glättenfilter eine auf alle Zylinder-Objekte wirkende Glättung. Auch hier verwenden wir den Filtertyp Laplace-Fluss, diesmal reichen allerdings 3 Iterationen.

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Modellieren eines Motorrad-Griffs – Subtraktion von Einkerbungen im Griffgummi

Der Drehgriff benötigt natürlich noch Einkerbungen, damit ein rutschfester Halt gewährleistet ist. Eine spiralförmige Anordnung sorgt zudem für einen sportlichen Look.

Als Objekt für die spiralförmigen Einkerbungen dient ein Helix-Objekt. Wir können dieses Spline-Grundobjekt direkt für die Arbeit am Volumen verwenden, ohne mit ihm vorher ein dreidimensionales Objekt zu erzeugen.

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Wenn wir das Helix-Objekt dem Volumenerzeuger unterordnen, bekommen wir zunächst einen aus vielen Kugeln bestehenden Schlauch generiert. Dies korrigieren wir nun über den Volumenerzeuger.

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Zunächst setzen wir den Modus für das Helix-Objekt auf Subtrahieren, um die gewünschten Einkerbungen zu erhalten. Da die Einkerbungen allerdings lediglich auf dem eigentlichen Griff in der Mitte und nicht an den beiden Zylinder-Objekten am Rand erscheinen sollen, verschieben wir das Helix-Objekt in der Reihenfolge über den Griff-Zylinder.

Nun stört nur noch die schlechte Glättung der Einkerbungen im Griffgummi. Dies liegt an der starken Laplace-Fluss-Glättung des Glättenfilters.

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Um für die Einkerbungen eine andere Glättung anzuwenden, erzeugen wir uns einfach einen zusätzlichen Glättenfilter und setzen ihn oberhalb von Helix- und Zylinder-Objekt der Griffmitte. Diesmal kommt der Filtertyp Gauß zum Einsatz. Mit ihm erhalten wir eine organische, weiche Glättung.

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Fertiges Modell

Nach diesem Schritt ist unser Motorrad-Griff fertig modelliert. Der Vorteil dieser neuen Modelling-Methode in Cinema 4D wird besonders deutlich, wenn wir uns den Arbeitsaufwand mit den herkömmlichen Modelling-Werkzeugen vorstellen.

Und das Beste: Um beispielsweise die Windung der Einkerbungen im Griffgummi oder die Anzahl oder die Breite der Einsenkungen am Griffende zu ändern, müssen wir lediglich an ein paar Parametern drehen.

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Damit sind wir am Ende dieses Tutorials angelangt. Mit ein paar von den neuen node-basierten Material-Presets versehen, wirken die nur aus ein paar Grundobjekten modellierten Motorrad-Griffe recht realistisch. Mehr dazu in einem weiteren Tutorial zu Cinema 4D Release 20.

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Kommentare
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Portrait von peters20
  • 27.09.2018 - 08:29

Vielen Dank für das Tutorial.
Ich wünsche mir ein CINEMA 4D-Video-Training über alle neuen Funktionen in R20 Studio.

Portrait von kanalratte7
  • 25.09.2018 - 22:56

Supertutorial danke dafür,
Ich kenne noch die erste Version, was sich in den Jahren weiterentwickelt hat ist schon beeindruckend

Portrait von hagen-ffm
  • 25.09.2018 - 17:30

Vielen Dank für das Tutorial.

Portrait von yimmi
  • 25.09.2018 - 11:35

Danke!

Portrait von Dineria
  • 25.09.2018 - 11:06

Nette Sache! Und nun sogar schon r20 - wie die Zeit vergeht... :-)

Portrait von Domingo
Portrait von karl_4711
  • 25.09.2018 - 10:02

Danke für das Tutorial

Portrait von Clausthaler
Portrait von mrfreaker
  • 25.09.2018 - 08:36

vielen Dank für das tolle Tutorial

Portrait von Achim_Mihca
  • 25.09.2018 - 08:14

Danke für das Tutorial.

Portrait von renja
  • 25.09.2018 - 08:03

Danke für das Tutorial.

Portrait von alply
  • 25.09.2018 - 06:54

Vielen Dank für das Tutorial :)

Portrait von alfanger
  • 25.09.2018 - 06:27

Danke für das Tutorial.

Portrait von MARIA52
  • 25.09.2018 - 06:15

Danke für das Tutorial.

Portrait von christine99
  • 25.09.2018 - 06:05

Canke für das Tutorial

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teststefan