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Cinema4D-Workshop 2
Teil 1: Objekte modellieren

Cinema4D für Anfänger

In unserem zweiteiligen Workshop lernen Sie, wie Sie mit »Cinema4D« erste Objekte modellieren, ihre Oberflächen gestalten und diese Objekte dann schließlich in eine Szene einbauen. Der erste Teil führt Sie in die Anwendung der verschiedenen Spezialobjekte und in den Gebrauch der Polygone ein.

Konfigurationsfenster

Alle Funktionen und Objekte haben eigene Konfiguratonsfenster, in denen Sie nähere Parameter bestimmen können. Sie gelangen in diese Fenster, wenn Sie Knöpfe mit der rechten Maustaste drücken oder über die Menüs bei zusätzlich gedrückter Shift-Taste.

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Grundobjekte

Der Würfel

Cinema4D verfügt über einige Grundobjekte, simple geometrische Figuren, die zum Erstellen einfacher Gegenstände völlig ausreichen. Das praktischste und meist angewandste Objekt ist der Würfel. Er ist die ideale Ausgangsbasis für Häuser, Tische oder Stühle.

Der Zylinder

Ein anderes nützliches Grundobjekt ist der Zylinder. Hiermit können Sie Röhren, Gitterstäbe, Säulen oder einfache Wolkenkratzer erzeugen. Entscheidend hierbei ist der Grad der Unterteilung, das heißt die Anzahl der »Kreissegmente« (Bild). Je höher die Anzahl, desto glatter die gekrümmte Wand des Zylinders. Wählen Sie die Anzahl immer möglichst gering, um Speicher zu sparen, aber trotzdem hoch genug um den Zylinder rund wirken zu lassen. Zuverlässige Beispielwerte sind: Gitterstäbe: 8-12, Säulen: 20-30, Antennen: 4-8, alles andere sollten Sie je nach Bedarf wählen, Werte bis 200 reichen aber meistens völlig. Überlegen Sie sich vorher, ob Sie ihren Zylinder schließen wollen oder nicht. Denn nachher eine genau passende Schließfläche zu modellieren, ist äußerst schwierig.

Die Kugel

Bei der mathematisch perfekten Kugel läßt sich nur der Radius ändern, sie läßt sich weder strecken, noch nachträglich verformen. Sie ist allerdings sehr speichersparend und perfekt rund. Ideal für Planeten, Luftblasen und ähnliches. Komplett bearbeiten läßt sich aber nur die unterteilte Kugel, die anders als die mathematisch perfekte, aus Flächen, Vierecken, besteht. Auch hier haben Sie die Wahl bei der Anzahl der Segmente. 256 Segmente sind maximal möglich, werden aber fast nie gebraucht.

Die Ebenen

Jede ungekrümmte Fläche ist eine Ebene. In Cinema sind mit Ebenen symetrisch und gleichmäßig unterteilte Vierecke gemeint. Sie können die Anzahl der Breiten- und Tiefensegmente, sowie Länge und Breite der Ebene frei wählen. Eine Ebene ist ein »Rohling«, muß also noch bearbeitet werden. Dieses geschieht im »Punkt-Modus« mit der »Magnet-Funktion«. So können zum Beispiel hügelige Landschaften oder Gebirge erzeugt werden.

Lichtquellen

Lichtquellen sind eigentlich keine normalen Objekte mit Flächen oder Punkten. Aktiviert man eine Lichtquelle, erscheint ein kleines Kreuz mit einer Achse in der Szenenmitte. Dadurch wird die Position des »virtuellen« Lichtes angezeigt. Ab Version 3.0 und 4.0 haben Lichtquellen in Cinema auch direkt sichtbare Eigenschaften (Simulation von Licht im Nebel oder die berühmten Linsenreflektionen).

Andere Grundobjekte

Cinema bietet natürlich noch weitaus mehr Grundobjekte, die aber in der Praxis kaum bis selten eingesetzt werden. Dazu gehören Achsen, Scheiben, Pyramiden, Dreiecke, Vierecke, Tetraeder, Ringe und Kegel. Die oben genannten Grundobjekte reichen fast immer aus, um einfache Gegenstände zu modellieren.

Spezial-Objekte und Polygone

Was sind Spezial-Objekte?

Bei komplizierten und geschwungenen Formen müssen Sie auf andere Hilfsmittel zurückgreifen. Mit sogenannten »Spezial-Objekten« können Sie praktisch jede erdenkliche Form erzeugen. Ihre Handhabung ist jedoch um ein Vielfaches schwerer als bei den Grundobjekten. Spezial-Objekte basieren auf »Polygonen«, aus denen sie ihre Form errechnen. Polygone sind Schablonen, die man ziehen oder drehen kann, um einen gefüllten Körper zu erhalten. Polygone bestehen aus Punkten, die mit Linien verbunden sind. Der Verlauf dieser Linien wird anhand der Punkte durch einen bestimmten mathematischen Algorithmus festgelegt, man spricht von einer »Interpolation«. »Lineare« Interpolation bedeutet, daß die Punkte direkt, also »gerade«, verbunden werden. Der Verlauf eines solchen Polygons ist eckig. Um runde Linienverläufe zu erzeugen, benötigen Sie eine der drei anderen Arten. Die weicheste und best zu beeinflussendste Art ist »Bspline«. Um die Kurve möglichst glatt zu halten verläuft sie nicht immer durch die Punkte, nähert sich ihnen aber so weit wie möglich. »Kubische Kurven« verlaufen immer durch die Punkte, auch wenn Sie dafür große Umwege in Kauf nehmen, schwingen aber oft weit über. »Akima« vereint beide Kurven in sich. Leider sind Akima-Kurven oft »unsauber«, nicht so glatt wie die anderen. Ein Vorteil ist allerdings die Möglichkeit, auch Ecken in eine Kurve miteinzubauen. (Bild)

Das Verschiebe-Objekt

Das einfachste Spezial-Objekt ist das »Verschiebe-Objekt«. Sie brauchen hierfür lediglich ein einziges Polygon. Das Polygon sollte geschlossen sein (Im Info-Fenster muß unter »Parameter« »Polygon schließen« aktiviert sein), wenn Sie gefüllte Objekte mit Schließflächen haben wollen. Cinema nimmt dann das Polygon und zieht es anhand der Werte, die Sie eingegeben haben, relativ zur Polygon-Achse. Achten Sie deshalb genau darauf, wie die Achse ihres Polygons ausgerichtet ist. Gegebenenfalls korrigieren Sie die Achse mit dem Drehwerkzeug im »Achsen-Modus«, so daß die Z-Achse senkrecht zum Polygon steht. Achten Sie auch darauf, daß alle Punkte eines Polygons in einer Ebene (XY) liegen. Im Verschiebeobjekt-Fenster wählen Sie ihr Polygon mit »Kontur auswählen«. Das nun folgende Fenster wird Ihnen immer wieder begegnen, deshalb hier eine kurze Erklärung.

Konturen-Fenster

Im linken Fenster sehen Sie eine Auflistung Ihrer Polygone (Bild). Klicken Sie Ihr gewünschtes Polygon doppelt an, um es auszuwählen. Sie können beliebig viele Polygone auswählen, wobei jedes Polygon einzeln umgesetzt wird (Ausnahme: Schicht- und Morphobjekte. Dort werden alle Polygone zu einem einzigen Objekt verbunden). Wenn Sie mehr als ein Polygon haben können Sie das zweite auch als »Loch« benutzen. Das Loch muß kleiner als das erste Polygon sein, wenn Sie eine Art Röhre erhalten möchten. Da jedes Objekt am Ende aus Flächen besteht, müssen auch die glatten Polygone eckig umgerechnet werden. Sie können die Anzahl der Unterteilungen unter dem rechten Fenster für jedes Polygon wählen (Ausnahme: Morph-Objekte). Wenn Sie viele Polygone haben, und die Unterteilung für alle gleichzeitig ändern wollen, dann klicken Sie auf »Gesamtuntert.«. Der dort eingegebene Wert wird auf alle Polygone angewendet. Wenn die Polygone linear interpoliert werden, erübrigt sich der letzte Punkt.

Deckflächen

Jedes Spezialobjekt können Sie mit Deckflächen versehen. Cinema setzt dabei auf den Anfang und das Ende (sofern vorhanden) eines Objekts perfekt abschließende Flächen, die auch abgerundet sein können. Sie können den Radius der Abrundung und den Grad der Unterteilung selbst bestimmen. Hierfür gibt es leider keine allgemeingültigen Werte, Sie müssen selbst etwas experimentieren. (TIP: Je größer der Radius, desto eher treten Probleme auf. Cinema meldet dann: »Konnte Deckflächen nicht schließen« In so einem Fall den Radius verkleinern!) Schraubobjekte, die um 360° gedreht wurden, sind bereits geschlossen. Dort ist die Funktion überflüssig.

Das Schraub-Objekt

Mit Hilfe des »Schraub-Objektes« können Sie Vasen, Säulen oder runde Flaschen erzeugen. Das Polygone wird dabei um seine Y-Achse beliebig weit gedreht. Wenn Sie Schrauben erzeugen wollen, können Sie zusätzlich zur Drehung auch noch eine Verschiebung angeben. Dann sollte sich das Polygon allerdings mehr als einmal um seine Achse drehen (Wert für 3fache Schraube: 3 x 360° = 1080°, Wert für 4fache Schraube: 4 x 360°= 1440°, und so weiter).

Das Pfad-Objekt

Für das Pfad-Objekt brauchen Sie zwei Polygone: eine Kontur und einen Pfad. Die Kontur ist meistens ein Kreis und der Pfad eine lange geschwungene Linie, je nach Zweck. Denken Sie beim Formen des Pfades immer an die Größe der Kontur, sonst überschneidet sie sich selbst bei engen Kurven. Den Unterteilungsgrad des Pfades stellen Sie im Hauptfenster ein, da für die Auswahl des Pfad-Polygons nur ein normales Objekt-Fenster geöffnet wird. Je länger der Pfad, relativ zur Kontur, desto höher die Unterteilungsrate. Desweiteren können Sie die Kontur während dem Verschieben um einen beliebigen Wert drehen; eine zweite Möglichkeit Schrauben zu erzeugen. Zusätzlich kann das Objekt zum Ende hin dünner oder dicker werden, oder in der Mitte eine »Beule« haben, indem Sie einen »Skalierungspfad« angeben. Dabei handelt es sich um ein drittes Polygon, dessen Punktabstände zur Z-Achse entscheidend für die Skalierung sind. (siehe Anwendungsbeispiel: »Einhorn«)

Schicht- und Morphobjekte

Die Schicht- und Morphobjekte sind die vielfältigste, aber auch schwierigste Art Körper zu erzeugen. Die Funktionsweise beider Spezialobjekte läßt sich in etwa mit der eines Zeltgestänges oder der Rippen vergleichen. Dabei wird über ein Gerüst eine »Haut« gezogen. Die Funktion des Gerüstes oder der Knochen übernehmen hier die Polygone. Cinema zieht dann die Haut über die Polygone. Wichtig ist vor allem die Reihenfolge, mit der die Polygone ausgewählt werden. Beim Schichtobjekte wird die Haut ganz »stramm« über das »Gerippe« gezogen. Die Zwischenräume werden dadurch eben, das Gesamtobjekt jedoch kantig. Man kann auch sagen: Cinema hält sich exakt an die Polygone und läßt keinen Spielraum. Ganz anders das Morphobjekt. Hier werden die Zwischenräume interpoliert, geglättet. Dadurch entstehen weichere und natürlichere Formen, die aber nicht immer genau den eigenen Wünschen entsprechen. (mehr dazu im Anwendungsbeispiel: »Muscheln«)

Anwendungsbeispiel: Stuhl mit Flaschen

In unserem ersten Beispiel gestalten wir eine Szene mit einem Stuhl und mehreren herumliegenden Bierflaschen. Dazu brauchen wir Würfel, Zylinder, Verschiebeobjekte und Schraubobjekte. Gehen Sie zunächst in die Einstellungen (Menü »Datei - Einstellungen - Editor«) und setzen Sie die Grundeinheit auf »cm«. Speichern Sie ab und aktivieren Sie dann das Bodenobjekt. Erzeugen Sie einen Würfel und setzen dessen Größen-Maße im Info-Fenster (»Lage«) auf X=25, Y=1, Z=20 und die Position auf X=0, Y=39, Z=0 (nach der Eingabe mit Return und »t« bestätigen!). Erzeugen Sie jetzt einen Zylinder mit Unterteilungen=24, Radius=2 Höhe=40 und positionieren Sie ihn auf den Koordinaten X=25, Y=20, Z=20. Aktivieren Sie den Objekt-Verwalter (»v« drücken) und dublizieren Sie den Zylinder einmal. Verlassen den Objekt-Verwalter und spiegeln Sie den zweiten Zylinder an der ZY-Achse (Menü + Shift »Werkzeuge - Spiegeln«). Erzeugen Sie einen neuen Zylinder mit einer Höhe von 80 cm. Plazieren Sie ihn auf X=25, Y=40, Z=-20. Auch hier das selbe Spiel wie vorhin: Dublizieren und Spiegeln. Jetzt fehlt nur noch eine Rückenlehne. Diese stellen Sie mit Hilfe des Veschiebe-Objekts her. Zuerst müssen Sie ein Polygon erstellen, das dem auf Bild 7 ähnelt. Das Polygon muß den Zwischenraum zwischen den beiden höchsten Pfosten füllen und muß geschlossen sein. Es stellt den »Querschnitt« der Rückenlehne dar. Erzeugen Sie ein »N-Eck« mit 28 Punkten und einem Radius von 25. Drehen Sie dieses N-Eck 90° um die X-Achse (Info-Fenster -Lage - N=90) und gehen Sie in den Punkt-Modus. Aktivieren Sie mit gedrückter Control-Taste alle Punkte oberhalb der Mitte und drehen Sie sie 180° um die X-Achse. Verschieben Sie die aktivierten Punkte (von Hand, mit dem Symbol 9 auf der Hauptleiste) bis vor die anderen ungeänderten Punkte. Skalieren Sie sie noch ein wenig in X-Richtung und löschen Sie die beiden obersten Punkte, so daß das Polygon auf Bild 7 entsteht. Verlassen Sie den Punkt-Modus, indem Sie in den Objekt-Modus wechseln und passen Sie noch etwas die Länge und Breite des Polygons an, damit es genau zwischen die Pfosten passt. Plazieren Sie es auf eine Höhe von 60 cm. Öffnen Sie jetzt das Verschiebeobjekt-Fenster und wählen Sie das neue Polygon aus. Stellen Sie die Z-Verschiebung auf 20 und aktivieren Sie beide Schließflächen. Wenn Sie auf OK geklickt und alles richtig gemacht haben, dann ist Ihr Stuhl jetzt fertig.

Nun zu den Flaschen. Unsere Beispielflaschen sind rund und können deshalb mit der Schraubobjekt-Funktion erzeugt werden (im Falle eines eckigen Bodens müßten Sie auf die Morphobjekt-Funktion zurückgreifen). Auch hier benötigen wir ein Polygon, diesmal allerdings eine Linie. Für die Linie brauchen wir keine Voreinstellungen, sie wird direkt im Punkt-Modus von Hand bearbeitet. Für die Form stellen Sie sich den Querschnitt einer Flasche vor und teilen diesen in Längsrichtung. Die Mitte des Flaschenbodens muß am Nullpunkt ihrer Achse anliegen (Gegebenfalls korrigieren Sie im Achsen-Modus.). Weil das Polygon um die Y-Achse gedreht wird, muß diese nach oben zeigen. Je nachdem, ob Sie eine undurchsichtige oder eine Glasflasche erzeugen wollen, muß das Flaschenpolygon ein oder zwei Wände haben. Sie müssen die Punkte von Hand anlegen (Klicken Sie auf eine Stelle der Linie bei gedrückter Alt-Taste). Sie können aus drei oder mehr Punkten eine Rundung erzeugen: Selektieren Sie mehrere, aufeinanderfolgende Punkte mit der Control-Taste und klicken Sie auf das Symbol. Die aktivierten Punkte können durch eine Reihe von neuen Punkten ersetzt werden, die nach den verschiedenen Interpolationsverfahren angeordnet sind (»Bspline« wird hier empfohlen). Wenn Ihr Polygon fertig ist, können Sie es im Schraubobjekt-Fenster auswählen. Setzen Sie Unterteilung auf ca. 20-30, Verschiebung auf 0 und die Drehung auf 360°. Da Sie keine Schließflächen brauchen, können Sie jetzt auf OK klicken. Fertig ist die Flasche. Sie können die Flasche beliebig oft dublizieren und in der Szene verteilen. (im 2.Teil erhalten die Flaschen und der Stuhl ihre realistische Oberfläche)

Anwendungsbeispiel: Einhorn

Das Horn eines mystischen »Einhorns« stellt ein interessantes Objekt dar. Es ist gebogen, spitzt sich nach oben zu und besitzt eine spiralförmige Oberfläche. Die Anleitung, wie Sie dieses Objekt konstruieren können, ist natürlich auch für andere Zwecke geeignet, zum Beispiel für Tempel-Säulen oder ähnliches. Für dieses Objekt verwenden wir das »Pfadobjekt«. Sie brauchen einen Pfad, der die Biegung und die Länge des Horns darstellt, einen Skalier-Pfad, der das Horn spitz zulaufen läßt, und ein Polygon, das für die Form des Horns entscheidend ist. Der erste Pfad ist eine Linie mit 3 Punkten. Erzeugen Sie eine Linie und fügen Sie ihr im Punkt-Modus mit der Alt-Taste eine Punkt hinzu. Stellen Sie die Interpolation im Info-Fenster auf »kubisch« und verschieben Sie die Punkte solange bis das Polygon auf Bild 8 entstanden ist. Um den Skalier-Pfad zu erhalten, müssen Sie das Polygon dublizieren und den unteren Punkt vom anderen Polygon wegverschieben. Das nächste Polygon ist eine »Blume«. Allerdings sprechen wir hier nicht von einem Gewächs sondern, von einem speziellen Polygon. Sie finden die Blume dort, wo Sie auch Linien und N-Ecke aktivieren können. Wichtig für die End-Form und die Dichte der Spiralen auf der Horn-Oberfläche ist die Anzahl der »Blätter« (ca. 5-10) und die Differenz zwischen Innen- und Außenradius (Innenradius immer ca. 30% kleiner). Ratsam ist es, die Interpolationsart der Blume nachträglich auf »Bspline« zu stellen. Wenn Sie alle Polygone hergestellt haben, öffnen Sie das Pfadobjekt-Fenster und wählen Sie alle Polygone aus. Die Blume als Kontur, das erste Polygon als Pfad, das zweite als Skalierpfad. Die Drehung können Sie auf 90-180° stellen, die Unterteilung variiert je nach Verwendungszweck. Wenn das Ergebnis nicht direkt ideal aussieht, sollten Sie nicht sofort verzweifeln, denn der Umgang mit Skalierpfaden erfordert Übung.

Anwendungsbeispiel: Muscheln

Muscheln sind organische Formen und keine andere Funktion als das »Morphobjekt« eignet sich besser für organische Objekte. Um eine Vorstellung von der Form der benötigten Polygone zu bekommen, müssen Sie 4-5 sinnvolle Querschnitte einer Muschelschale entwerfen. Mit »sinnvoll« ist gemeint, dem Computer keine Polygone zu geben deren Form er nicht ohnehin schon aus den anderen Polygonen hätte berechnen können; Sie müssen dem Computer die Muschelform »verständlich« machen, sinnlose Polygone sind für das Verständnis unnötig. Wenn Sie die Polygone erzeugen und entwerfen, sollten Sie sich unbedingt die Reihenfolge der Polygone merken oder aufschreiben, denn Sie werden sie später brauchen. TIP: Sobald Sie etwas aus der Realität nachbauen, sollten Sie immer Vorlagen zur Hand nehmen, in unserem Fall eine echte Muschel.

Machen Sie zuerst das größte, das unterste Polygon und arbeiten Sie sich dann weiter nach oben, bis die Polygone immer kleiner wird. Als Hilfsmittel für das erste Polygon dient wieder die Blume, oder zumindest ein Teil von ihr. Erzeugen Sie eine Blume mit ca. 20 Blättern. Deaktieren Sie im Info-Fenster »Polygone schließen«. Gehen Sie in den Punkt-Modus und löschen Sie das untere Drittel der Punkte an der neuen offenen Stelle. Am Ende muß eine Art offener Halbkreis entstanden sein. Die weiteren Polygone können Sie mit Hilfe des ersten erzeugen. Dublizieren Sie das erste Polygon, verschieben und drehen Sie es etwas.. Wenn alle Polygone modelliert sind, können Sie sie im Konturen-Fenster des Morphobjektes auswählen (Reihenfolge!). Stellen Sie die Gesamtunterteilung auf einen Wert zwischen 50 und 70. Im Morphobjekt-Fenster müssen Sie noch die Interpolationsart wählen (Kubisch oder Bspline) und die Unterteilung einstellen (20-40). Klicken Sie auf OK. Fertig!

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