Blender 095 – Cloth, Grundlagen Stoffsimulation 1

Schon lange hat Blender in seinen Physics-Einstellungen die Stoffsimulation eingebaut. Ob Tücher als Untergrund und Faltenwürfe für Produkt-Präsentationen und/oder Kleidung für Character-Animationen, Fahnen, Banner, für den Einsatz in Games können Cloth-Simulationen einfach verwirklicht werden.

Skills: (2,5 / 5)
Addon: Nein

In diesem ersten Teil geht es um die Grundlagen der Cloth-Simulation. Ein einfaches rotes Stück Stoff soll sich über einen Würfel legen, der auf dem Boden steht. Anschliessend wird die Animation zum Erhalt gebacken, damit die physikalischen Berechnungen nicht immer wieder aufs neue vorgenommen werden müssen (bake).

Blender Cloth Fundamentals 1

Beispiel – Rotes Tuch

Grundsätzliches

Für ein Beispiel dieser Art sind grundsätzlich zwei Arten von Physics anzuwenden: der Stoff selbst mit dem Cloth (-Modifier) und die Umgebung mit Einstellungen zur Collision. Wie im wahren Leben (siehe Bild unten).

Blender Cloth Collision

Cloth und Collision

Beide Eigenschaften werden den Objekten über die Properties-Palette bei dem Reiter Physics zugewiesen (siehe Animation unten).

Blender Physics

Physics – Cloth & Collision

Alle Hindernisse, beziehungsweise starren Objekte die in direkten Kontakt mit dem Stoff kommen, erhalten eine einfache Collision. Der Stoff selbst erhält dann die Cloth-Einstellungen.

 

Einstellungen für den Stoff

In diesem Fall besteht der Stoff aus einer einfachen Plane, mit einem roten Material. Ein rotes Tuch.

Die ersten Einstellungen befinden sich, sobald Cloth der roten Plane zugewiesen wurde direkt im oberen Bereich. Hier kann/könnte ich den Stoff und seine Eigenschaften voreinstellen. Für den Anfang belasse ich diesen Bereich mit den Grundeinstellungen (siehe Bild unten).

Blender Cloth Settings

Cloth Grundeinstellungen

Eine weitere Einstellung die wir gleich vornehmen können ist etwas weiter unten, im Bereich Cloth Collision zu finden. Hier aktiviere ich die Self-Collision (Kollision mit sich selbst). Ausser der Aktivierung nehme ich auch hier noch keine weiteren Änderungen vor (siehe Bild unten).

Blender Cloth Self-Collision

Self-Collision aktivieren

Dem Würfel und dem Ground (Untergrund) werden nun beiden, nacheinander, Collision zugeordnet. Die Einstellungen bleiben auch hier auf Standard (siehe Bild unten).

Blender Object Collision

Würfel, Plane = Collision

Startet ihr nun eure Animation (bitte Ende auf 150 Einstellen), dann schaut das ganze noch nicht so zufriedenstellend aus. Die Plane legt sich wie eine steife Matte auf den Würfel (siehe Bild unten).

Blender Start Animation

Animation starten

 

Stoff unterteilen (Subdivide)

Der Umstand das die rote Plane, das Tuch, noch wie ein Stück Pappe herunterfällt, liegt daran dass die Plane bisher noch aus einem einzigen Polygon (ein einziges Face) besteht.

Um die Fläche aufzuteilen, wechsele ich in den Edit-Mode und drücke W und wähle Subdivide aus (siehe Animation unten).

Blender Subdivide

Subdivide Plane

Wir erhalten zu Subdivide daraufhin Einstellungsmöglichkeiten, wobei ich nur die Einstellung von Number of Cuts (Anzahl der Schnitte) von 1 auf 10 erhöhe. 10 ist der höchste Wert der auf diese Weise zu reichen ist (siehe Animation unten).

Blender Number of Cuts

Number of Cuts

Wechsele ich nun wieder in den Object-Mode und teste die Animation nochmals, sieht das Ganze schon etwas besser aus (siehe Animation unten).

Blender Cloth with Cuts

Etwas besser

In der Zeitleiste, wenn ihr die rote Plane markiert hattet, werdet ihr beim Abspielen der Animation einen blauen Strich in der Zeitleiste bemerken. Das ist die Markierung für die Berechnung, die sich bisher im Arbeitsspeicher befindet (siehe Bild unten).

Blender Animation

Berechneter Bereich

Die Unterteilung reicht mir noch nicht, daher werde ich noch einmal in den Edit-Mode wechseln und die Taste W zum Subdividen anwenden. Geht nicht zu hoch mit dem Wert. Zu viel macht die Animation nicht zwangsläufig schöner und erhöht eventuell nur unnötig den Rechner (siehe Animation unten).

Blender second Subdivide

Zweites Subdivide

Zusärtlich zum Cloth erhält die Plane (rotes Tuch)beim Reiter Modifier noch ein Subdivision Surface, wodurch ein weiteres Mal geteilt und verfeinert wird (siehe Animation unten).

Blender Subdivision Surface

Subdivision Surface zusätzlich

Damit ist das Tuch fein genug. Es kann noch Smooth (im Object-Mode) unter den Tools auf der rechten Seite hinzugefügt werden.

 

Collision einstellen

Nun fällt im oberen Bereich des Würfels und unter dem Untergrund auf, das der Stoff absackt. Dies wird über die Collisions-Einstelleungen koirrigiert (siehe Animation unten).

Blender Collisions Settings

Collisions Settings

Bei beiden Objekten nacheinander ändere ich die Collisions-Einstellungen. Nur den Outer-Wert erhöhe ich auf 2, unter Soft Body an Cloth (siehe Bild unten).

Collision Soft Body and Cloth

Soft Body and Cloth

Jetzt wird der Stoff von den beiden Objekten abgestossen. Ein zu hoher Wert würde allerdings den Stoff unnatürlich aufblähen (siehe Bild unten).

Cool Blender

Cool

 

Stoff Settings

Am Stoff kann natürlich auch noch vieles verändert und verfeinert werden, um einen natürlicheren Faltenwurf zu erzeugen. Unter den Presets finden sich verschiedene Materialien, die ausgewählt werden können. Dann gibt es Einstellungen zum Damping (Dämpfung), die Quality und die Masse (siehe Bild unten).

Blender Cloth Settings

Cloth Settings

 

Animation backen

Hat man eine Animation die gefällt, kann sie gebacken werden. Das Backen (Bake genannt) verwandelt die physikalischen Berechnungen in eine Keyframe-Animation, was den Rechner entlastet.

Unsere Animation besteht aus 150 Frames, also 150 Bildern (siehe Bild unten).

Blender Animation Duration

End 150

Um die Animation erfolgreich backen zu können, muss die Blenderdatei vorher abgespeichert werden. Blender benötigt das Verzeichnis um dort einen Ordner anlegen zu können (siehe Bild unten).

Blender Save Blend-File

Blenderdatei speichern

Nun markiert man noch einmal das rote Tuch und wechselt noch einmal zu den Cloth-Einstellungen. Unter Cloth Cache nimmt man die folgenden Einstellungen vor.

Unsere Animation ist 150 Bilder lang. Daher geben wir auch hier für das Ende 150 ein. Ich nutze den Disk Cache, was bedeutet das die Berechnungen auf dem Rechner abgelegt werden. Anschliessend klicke ich auf Bake all Dynamics (siehe Bild unten).

Blender Cloth Cache

Baken über Cloth Cache

Auf dem Rechner, dort wo ihr auch die Blender-Datei abgespeichert habt, werdet ihr nun einen neuen Ordner vorfinden. Den hat Blender eigenständig angelegt. Er trägt den Titel blendercache, inklusive dem Namen den ihr der Blenderdatei gegeben hattet (siehe Bild unten).

Blender Cache Folder

Cache Ordner

In diesem Ordner befinden sich die Bildeinstellungen zu der Animation, beziehungsweise die physikalischen Änderungen eines jeden Bildes. Genau entsprechend der Länge der Animation, 150 Dateien für 150 Bilder (siehe Bild unten).

Blender  .bphys

150 Dateien für 150 Bilder

Alle Dateien haben die Dateiendung .bphys (Blender-Physics) auf die Blender zukünftig zugreifen kann und die Einstellungen lädt.

Im nächsten Teil werde ich eine Fahne erstellen. Hier wird das Force-Field Wind hinzukommen um den Stoff zu bewegen und wehen zu lassen. Wie im echten Leben muss die Fahne irgendwo befestigt werden. Ihr lernt daher ein wenig über Vertex-Groups, an denen Stoff angepinnt werden kann.

 

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