Lekce 1 - Úvod do Rigid Body a základů fyziky v Blenderu

Vítáme vás u nové série lekcí o základech fyziky v Blenderu. Hned na začátek uvedeme, že celý projekt je dělán ve verzi 3.3.0. Jak už víme, Blender je program, který nám nabízí spoustu možností a způsobů jak něco vymodelovat nebo simulovat. V dnešní lekci si řekneme úvod do základů fyziky a vysvětlíme si, co to je Rigid Body a vyzkoušíme si jednoduché nastavení a simulace.

Minimální potřebná znalost

U tohoto kurzu se vychází z toho, že jsou vyžadovány určité vstupní znalosti:

• základní práce s počítačem je úplná samozřejmost,
• znalost základů Blenderu,
• znalost Blender animace.

Fyzika v Blenderu

Fyzikální systém v Blenderu nám umožňuje vytvořit a nastavit simulaci mnoha různých fyzikálních jevů jako v reálném světě. Můžeme díky nim například vytvořit simulace:

• vody a deště,
• ohně,
• kouře,
• prachu,
• látky,
• a mnoho dalších simulací.

Rigid Body

Rigid Body můžeme použít k simulaci pohybu pevných objektů. Nastavuje a ovlivňuje orientaci, polohu či váhu předmětů a nedeformuje se. Na rozdíl od ostatních simulací v Blenderu, Rigid Body spolupracuje s animačním systémem. To například znamená, že můžeme objektům nastavovat rodičovství, které může zlepšovat plynulost simulace.

Pojďme si ukázat, jak nastavení vypadá a kde ho najdeme.

Nastavení Rigid Body

Než začneme, vložíme si objekty Cube a Plane. Objekty najdeme v menu Add a kategorii Mesh, které si otevřeme pomocí klávesové zkratky Shift+A. Objekty si vložíme a objekt Cube si pomocí klávesy G posuneme nad objekt Plane. Dále si zvětšíme objekt Plane pomocí klávesy S:

Označíme si objekt Cube a na pravé straně máme editor Properties. V něm si rozklikneme menu Physic Properties s ikonou kruhu a kružnice. Můžeme zde vidět druhy simulací, které jdou na objekt nastavit. My si zvolíme Rigid Body:

A to samé nastavíme i u objektu Plane. S tím rozdílem, že v nastavení Type, které se nachází úplně nahoře, si rozklikneme výběrové menu a místo Active klikneme na Passive:

Nastavení Active a Passive

V nastavení Rigid Body máme dvě možnosti, jakou funkci objektu nastavíme, a to Active a Passive.

• Active - tato možnost nastaví objektu simulaci.
• Passive - tato možnost nastaví objekt na statický.

Tudíž objekt, který bude mít nastaveno Active a dopadne na objekty, které budou mít nastaveno Passive, tak se od nich například odrazí.

Obě tyto možnosti lze ovládat animačním systémem, pokud máme povolené nastavení Animated.

Teď když zmáčkneme klávesu mezerník, kostka nám spadne na plochu:

A tím jsme si vytvořili primitivní simulaci🙂

Objekty samozřejmě reagují na sebe, i když jsou různě natočené, nebo se od sebe dokážou odrážet. Vložíme si více objektů, například Icosphere a Cone. Objekty se nachází v menu Add a kategorii Mesh, stejně jako Plane a Cube. Objektům Icosphere a Cone nastavíme simulaci Rigid Body a ponecháme nastavení Active. Objekty si otočíme pomocí klávesy R. Poté zmáčkneme klávesy Shift+←, tím se nám timeline vrátí na začátek. Poté zmáčkneme klávesu mezrník pro spuštění simulace:

Nastavení Friction a Bounciness

Pro nastavení, aby se nám objekt odrážel nebo klouzal po povrchu, slouží nastavení Friction (pro klouzání) a Bounciness (pro odrážení), které nalezneme v menu Surface Response:

Abychom pořádně viděli, jak nastavení fungují, tak si na objektu Plane nastavíme hodnotu 1 u obou nastavení a lehce ho nakloníme pomocí klávesy R:

U objektu Cube si nastavíme Friction na hodnotu 1 a Bounciness na hodnotu 0. Tohle nastavení způsobí, že když kostka dopadne na povrch, tak se nebude hýbat a bude k ploše "jak přilepená":

Objektu Icospehre nastavíme oběma možnostem hodnotu 0. Když objekt dopadne na povrch, tak se po něm sklouzne dolů:

Nakonec objektu Cone nastavíme Friction hodnotu 0,5 a Bounciness hodnotu 1. Díky tomuhle kroku, když kužel dopadne na povrch, tak se od něj bude odrážet:

Opět si přetočíme Timeline na začátek pomocí kláves Shift+← a zmáčkneme klávesu mezerník pro spuštění animace:

Dále si vymodelujeme jednoduchou mísu a ukážeme si problém, který může nastat při vytváření simulace.

Modelování mísy

Pomocí klávesové zkratky Shift+A si otevřeme menu Add a v kategorii Mesh si vložíme objekt UV Sphere. Ten si označíme a zmáčkneme klávesu Tab. To nás přepne do Edit Mode. Poté zmáčkneme klávesu ; a zvolíme si například Front. Dále zmáčkneme klávesu Z a v menu si zvolíme Wireframe. Označíme si větší část objektu a zmáčkneme klávesu X a část vymažeme. Poté se přepneme zpátky do Object Mode pomocí Tab. A přepneme se zpět do zobrazení Solid pomocí Z:

Dále misce nastavíme Rigid Body a Type ji nastavíme na Passive. Vložíme si další objekt například Icospehere a opět nastavíme Rigid Body a necháme nastaveno Active. Poté spustíme animaci:

Vidíme, že objekt nespadl do misky, ale zastavil se na neviditelné hranici. Je to tím, že máme nastaveno v menu Collisions, v nastavení Shape možnost Convex Hull. Toto nastavení se snaží co nejvíce zjednodušovat síť objektu pro simulaci a tím pádem upravené objekty můžou vytvářet tenhle problém:

Když si rozklikneme menu možností Shape, tak si zvolíme možnost Mesh. Toto nastavení počítá síť objektu jako trojúhelníky a bere ho jako celek. To umožňuje detailnější simulace, ale při větších a složitějších simulacích může zpomalovat výkon PC:

Toto nastavení platí i pro objekty s nastavením Active.

Nastavíme tedy míse již zmíněný Mesh a animaci spustíme znova:

Baking Simulation

Proces Bake předběžně vypočítává v našem případě simulaci, kterou máme vytvořenou. Díky tomu můžeme renderovat poté rychleji výslednou animaci. Také si ji můžeme prohlížet přímo v Blenderu a tím také ušetříme výkon. Protože když simulaci spustíme, počítač pokaždé vypočítavá simulaci. Ale když ji "vypečeme", tím se vytvoří data o simulaci a poté ji už jen spouštíme dokola, aniž by počítač znova simulaci vypočítával.

K nastavení se dostaneme v horní části Properties v menu Scene Properties. Zde máme záložku Rigid Body World. A když si rozklikneme Cache, tak níže můžeme vidět tlačítko Bake. To když zmáčkneme, tak se nám simulace vypeče:

V příští lekci, Rigid Body v Blenderu - Pohyb objektů a Cell Fracture , si ukážeme další možnosti nastavení Rigid Body a to Animated a Dynamic. Vytvoříme si simulaci rozbíjení zdi a ukážeme si add-on Cell Fracture a jeho využití.

 

Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.