Blender 073 – Rigid Body Stability, Tips, Tuning (Update)

Bei Türmen mit zunehmender Anzahl an Objekten sollte man ein wenig Überblick über die Einstellungen haben, mit denen man die Stabilität positiv beeinflussen kann. Hier gebe ich Tips zu unterschiedlichen Möglichkeiten und hilfreichen Optionen.

Skills: Basics+ (3 / 5)
Addons: Nein

Update: Im Prinzip habe ich den Artikel etwas umgestellt und die empfohlenen Grundeinstellungen, gleich zu Beginn habe ich neu hinzugenommen. Darauf aufbauend folgen die weiteren Settings und weitere mögliche Optionen.

Download

Die Arbeitsdatei mit den empfohlenen Einstellungen könnt ihr euch von unserem Mediafire-Account downloaden.

Eine Beispiel-Datei ohne Rigid Body-Einstellungen zum sofortigen loslegen, könnt ihr euch hier, ebenfalls von unserem Mediafire-Account  downloaden.

Empfohlene Einstellungen

Die hier empfohlenen Einstellungen beziehen sich auf diese Aufgabe, das bauen von Türmen. Sie müssen nicht grundsätzlich auch auf andere Gebilde/Gebäude übertragbar sein! Um mehr Klarheit zu schaffen, habe ich die verschiedenen Bereiche der Rigid Body-Einstellungen gesplittet.

Blender Rigid Body Settings

Rigid Body komplett

Ich beginne ganz oben. Im Arbeitsbereich ist das Objekt markiert das Physics-Einstellungen, hier Rigid Body erhalten soll. Aktiviert wird das Ganze über einen Klick auf Rigid Body. Im Bild wurde Rigid schon aktiviert. Ein weiterer Klick bei gecrosstem Rigid Body würde es wieder beseitigen (siehe Bild unten).

Blender Rigid Body Settings

Rigid Body aktivieren/deaktivieren

Die Cubes des Turm sind die aktiven Parts, daher erhalten sie die Einstellung Activ. Beim Boden, da wo die Cubes aufschlagen sollen (auch Projektile, Abrisskugel etc.), würde Passiv gewählt. Die Masse ist entspricht sozusagen dem Gewicht (siehe Bild unten).

Blender Rigid Body Settings

Active/Passiv

Im Falle eines Turm der einstürzen soll empfinde ich Covex Hull als die beste Wahl. Die Friction (Reibung) ist natürlich Materialabhängig und die Friction-Einstellungen des Boden wirkt sich ebenfalls aus. Hier gehe ich von einem Verhalten wie Gestein aus, daher wähle ich einen Wert von 3. Collision Margin hält künstlich einen kleinen (oder keinen, bei Null) Abstand aufrecht. Ein Wert von Null bis 0.001 (ein Tausendstel) kann hilfreich sein und sich positiv auf das Verhalten auswirken (siehe Bild unten).

Blender Rigid Body Settings

Rigid Body Collisions-Einstellungen

Die Setting im Bereich Rigid Body Dynamics beeinflussen einmal das Damping (die Dämpfung). Ist die Dämpfung zu gering kommt es unter den Steinen gerne noch zu Bewegungen wo gar keine mehr sein sollten/könnten). Zu hoch eingestellt kann es dazu führen, dass die Steine, zum Beispiel beim Abrollen, zu schnell abstoppen.

Aktiviert man Deactivation sollte der Turm mit Bewegungen warten bis ein Ereignis, wie beispielsweise ein Einschlag stattfindet. Anmerkung zu Deactivation: Man sollte dennoch schauen, dass der Turm auch ohne Deactivation relativ stabil steht. Denn deaktiviert sich Deactivation beispielsweise beim kleinsten Einschlag und der Turm fällt daraufhin mangels Stabilität komplett in sich zusammen, schaut das natürlich nicht sonderlich gut aus 😉

Blender Rigid Body Settings

Rigid Body Dynamics

Der Untergrund erhält ebenfalls ein Rigid Body, denn sonst kann es zu keinem Aufprall kommen Der Boden ist allerdings Passiv. Auch hier kann/sollte man Einstellungen zu Friction vornehmen. Sollte der Untergrund zum Beispiel eine Eisfläche sein, könnte die Einstellung gegen Null gehen, ansonsten ansteigen (siehe Bild unten).

Blender Rigid Body Settings

Boden Rigid Body

Die oben vorgenommenen Einstellungen könnte man als Ausgangsbasis verwenden. Wie schon erwähnt, bei Türmen und dergleichen. Andere Objekte erfordern individuelle Settings.

Achtung: In den nächsten Abschnitten starte ich sozusagenb neu und nehme gehe von anderen Einstellungen aus. Unter anderem verwende und beschreibe ich auch Rigid Body World-Einstellungen. Die oben vorgenommenen Settings vertragen sich nicht mit den unten beschriebenen der Rigid Body World! Unser schön still stehende Turm würde unkontrolliert explodieren und sind daher für das Beispiel oben unbrauchbar.

Metric (Metermaß)

Blender ist es in der Regel egal in welcher Maßeinheit gearbeitet wird. Stellt man allerdings die Blender-Einstellungen auf Mertic (Metrisch), dann erhält man auch bei Physics-Einstellungen stellenweise Werte in Kg (Kilogramm). Das kann manchmal helfen Verhältnisse zueinander besser einschätzen zu können.

Blender Rigid Tips

Scene-Einstellungen auf Metrisch

Blender Rigid Tips

Rigid Body mit Kilogramm

Einstellungen auf Metrisch können unter Umständen zur allgemeinen, besseren Orientierung helfen.

Nachträgliches Ändern der Physics Werte

Möchte man gleiche Rigid Body-Werte an mehreren Objekten (nachträglich) ändern, muss man dazu nicht jedes zu Objekt bearbeiten. Bei mehreren hundert oder tausend Cubes hätte man viel zu tun.

Man klickt nur einen Cube, zum Beispiel ganz unten und trägt für diesen neue Werte ein. Dieser Würfel bleibt markiert. Dann geht man in eine Front- oder Seitenansicht, drückt die Taste B für die Rechteck-Auswahl und zieht zum Beispiel von links oben einen Rahmen um alle gewünschten Objekte.

Blender Rigid Tips

Seiten-Palette mit T öffnen/schliessen

Links neben dem Arbeitsbereich findet man den Reiter Physics, wo man den Button Copy from Active klickt. Schon haben alle 3500 Würfel die gleichen Einstellungen (siehe Bild oben).

Gewicht

Im Zusammenhang mit weiteren Einstellungen kann das Gewicht von Objekten Einfluss nehmen. Im Beispiel werden mehrere Balken mit Grundeinstellungen übereinander prasseln. Von Haus aus ist das Gewicht eines Objekt in den Rigid Body-Einstellungen 1. Auf Metric umgestellt, wären das 1 Kilogramm. Recht wenig für einen Balken.

Im Beispiel unten wurden 22 Lagen übereinander gesetzt. Jede Lage hatte Zwischenraum. Jeder Balken hat 1 Kg (Kilogramm). Auch alle anderen Einstellungen sind Standard.

Der Turm sackt leicht zusammen, federt wieder ein nach und bleibt dann stabil. Ganz oben versetzen sich die Balken. Der Turm steht, wirkt dadurch aber (optisch) ein wenig instabil (siehe Animation unten).

Blender Rigid Tips

Gestapelt mit Rigid Body

Zunächst erhöhe ich einfach einmal das Gewicht, die Mass (Masse) auf 250 Kilgogramm, pro Balken 🙂 Der Turm federt jetzt noch mehr, weil mehr Gewicht. Das Federn ist sogar so stark, dass einer der oberen Balken nach unten fällt (siehe Animation unten).

Blender Rigid Body Tips

250 kg pro Balken

Die 250 kg pro Balken lasse ich stehen, verlasse aber den Physics-Bereich und wechsele auf die Scene Einstellungen.

Rigid Body World-Einstellungen

Ich lasse bei Rigid Body alle Einstellungen wie sie bisher sind. Auch die 250 pro Balken lasse ich stehen.

Weiter links befindet sich der Reiter Scene. Dort gibt es den Bereich Rigid Body World, wo ich zusätzliche Werte einstelle. Übrigens sieht man im Bild unten auch die Auswirkungen die die Umstellung auf Metric hat: Im Bereich Gravity erscheinen die Werte in Meter und Sekunden, statt nur Zahlen. Die Werte bei Gravity entsprechen übrigens den G-Kräften. G-Kräfte kennt man ja, eigentlich. Sie sind die Belastung des Körpers bei einer Achterbahnfahrt, bei Raketenstarts und Beschleunigungen überhaupt und so weiter (siehe Bild unten).

Blender Rigid Tips

Rigid Body World

Am Wert von Speed ändere ich vorerst nichts. Schauen wir einmal bei Steps per Second und Solver Iterations. Die Steps per Second erhöhe ich auf 300. Das schaut ganz gut aus. Der Stapel federt kaum noch und die oberen Planken verschieben sich noch etwas, bleiben aber liegen.

Blender Rigid Body Tips

Relativ stabil

Bei einem Wert von 500 Steps per Second kommt es im Beispiel der 22 Lagen Balken zu keinen Verschiebungen mehr. Das ist also schon mal eine Möglichkeit solche Gebilde zu stabilisieren.

Steps per Second auf 1000 hält auch höhere Türme stabil, wie das Beispiel mit 88 Langen und 267 Cubes zeigt. Der recht schmale, aber hohe Turm hält (siehe Animation unten).

Blender Rigid Tips

88 Floors – 264 Cubes

Aber: Der Rechenvorgang steigert sich. Kopiert einfach einmal den kompletten Turm aus der Beispieldatei mehrmals und ihr werdet den schlagartigen Anstieg der Rechenzeit bemerken.

Speed

Der Turm aus dem Beispiel beginnt mit Lücken. Das Gebäude soll dann in seine endgültige Position gleiten. Hier kann die Einstellung Speed als Trick nicht angewendet werden, weil die Vorlaufzeit zum Aufbau vorhanden ist.

Beginnt man mit einem starren Gebäude, was ja meistens der Fall ist, dann kann der Speed sogar auf einen Wert von 0.000 beziehungsweise 0.002 reduziert werden. Der Wert von Speed lässt sich animieren, wodurch er kurz vor einer Aktion (Einschlag, Explosion) wieder erhöht werden kann. Aber bis dahin erscheint der Turm (Gebäude…) still und fast starr, bis man in den Einstellungen einen neuen Keyframe für den Speed setzt.

Um die eingegebenen Werte in der Palette zu ändern, bleibt ihr mit der Maus über dem Eingabefeld und drückt I (i). Das setzt dann einen Keyframe für den Wert. Durch das setzen eines Keyframe verfärbt sich das Eingabefeld, um auf ein Schlüsselbild hinzuweisen (siehe Bild unten).

Blender Rigid Body Tips

Mit Speed regulieren

Objekt Größe

Es gibt User die auf ihre Objekte gerne gewisse Größen anwenden. Von 20 cm Kantenlänge ist da die Rede. Bei Blender-Einheiten würde das einem Wert von 0.20 entsprechen (siehe Animation unten).

Blender Rigid Body Tips

Blender Cube und kleiner Stein

In jedem Fall sollte man nach dem Skalieren eines Objekt immer mit STRG-A unter Scale den Scale-Factor auf 1 setzen. Natürlich würde ein 88 stöckiger Turm aus original Standard-Cubes außerdem zu groß werden. Hier bietet sich eine Skalierung an.

Konstruktion & Collison Margin

Ich teste gerne immer wieder meine Erfahrungen zu Einstellungen anhand von Türmen und schaue was machbar ist. Dank dem Array-Modifier sind Hochhäuser in Minuten erstellt und so kann man alles mögliche, wie zum Beispiel auch die Werte von Collison Margin testen.

Wie schon einmal erwähnt empfehle bei Collison Margin ich einen Wert von 0.001 (Tausendstel). Aber ich nehme auch 0 (Null). Das hängt auch ein wenig von der Bauweise ab. Alles ist mehr oder weniger voneinander abhängig.

Blender Rigid Body Tips

Luftige Bauweise, stabiler Stand

Mehr Start-Frames einräumen

Manchmal ist es einfach so, dass Tower und andere Gebäude eigentlich super stabil stehen, aber sich das Objekt am Anfang kurz in Position bringt. Dann kann man der Eingangssequenz einige Frames mehr geben und später wieder entfernen (siehe Animation unten).

Blender Rigid Body Tips

Kurzes „Entspannen“ zu Beginn

Im Falle von Einzelbildern kann man diese Frames am Anfang, bei der Nachbearbeitung im Video-Editor einfach weglassen, oder im Falle eines Clips diese halbe Sekunde wegschneiden. Das untere GIF zeigt die Ani, inklusive der halben Sekunde der Startphase. Eine im allgemeinen gute Animation, mit sehr stabilem Turm.

Blender RigidBody Tips

Stabiler Turm, saubere Ani

Bild statt Physics

Natürlich sollte man die Einstellungen so regulieren, das der Turm nicht vor einem Einschlag einstürzt und/oder sich am Anfang der Animation deutlich und mehrmals dehnt, bis er zur Ruhe kommt. Das ist keine Zauberei und mit ein wenig Erfahrung schnell eingestellt.

Letztendlich ist es aber auch möglich, ein Startbild der Ansicht (als Standbild/Still) zu rendern. Erst dann folgt die eigentliche Animation in bewegten Bildern.

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