数字人C4D学习笔录之一：动力学初探

        这段时间外出学习，在学习期间，偶然看到国外的一个关于动力学的视频教程，这个教程，把我过去星星点点的C4D动力学知识“穿”来起来，并有所感悟。所以，特以电子笔记的形式记录下来，一方面提示自己，另一方面帮助他人。

上图为官方提供的范例。一些药粒装入杯子的动画。过去制作这样一个现实世界很普通的动画，用手工K帧多么难啊，现在借助动力学系统制作轻而易举。

一、C4D动力学:应该叫做C4D动力学仿真。

关键帧动画和动力学仿真的区别的简要说明：对于一个关键帧动画，动画有计划在那里碰撞会发生，比如，这两个台球。动画师必须单独设置动画的每个球，也就是说，设置关键帧。为了使动画看起来逼真，动画师将极有可能有一个真实世界（视频）源作为参考。动画将被尽可能精确地在此基础上参照动画使用位置和旋转的轨道在时间轴中进行模拟。这是一个复杂和费时的过程。就是说：在过去用手工去模拟真实世界的物体运动，费时费力，但没有办法。

随着计算机计算能力的突飞猛进，计算机的算法提高，人们可以通过计算机模拟现实世界的物体运动。CINEMA 4D的动力学仿真，通过自动计算使用逼真的物理特性，如质量和速度。这些物体的运动。可受到力场（例如， （粒子）改性剂） ，弹簧，电机，碰撞和连接器的影响，发生接近现实的运动变化。C4D从R12以后有了动力学，CG人再也不用手工模拟物体的真实运动，通过简单地设置，C4D进行复杂计算，就能生成接近现实的仿真动画。也就是说CINEMA 4D在模拟计算的基础上实现自然界中真正的运动过程。动力学的设计主要是用于创建复杂的，交互式的运动，如血管的充盈，倒塌的墙壁，弹子球等对象受动力学可以是有机的，也就是说，不必为硬、柔软，有弹性的物体，如橡胶球蹦床，挥舞着旗帜，等等，都可以创建，真正解放了从事三维动画的设计师们。

目前，不仅是三维动画平台支持动力学，就是游戏引擎也都支持动力学，比如，UNITY3D,拟开发你个射击游戏，场景中设置一些油桶，还有一些子弹，你现在你要控制子弹的发射角度和速度就可以了。剩下的交给动力学系统，当子弹碰到油桶，那么油桶在场景的乱飞动画就完全不用你去设计和计算，这些油桶会非常逼真的乱飞。

以上这些，对于我们CG人，必须好好掌握才行，我�感觉利用动力学不仅能制作动画，还能进行“真实”的建模。

二、C4D动力学应该掌握：

1、模拟标签（硬体、软体、碰撞体等）刚体和软体，你需要注意的是刚体受力是一个整体，软体本身被分解无数的小单位，在受力时，系统必须考虑软体的物体形变。（具体由设置而定）

2、力（驱动器、弹簧、连接器、力）连接器限制各种移动和旋转；弹簧描述对象的紧张关系；驱动器通过力和力矩驱动物体运动。

3、各种场（重力场，风、湍流等）各种场对在其场中得“动力学物体”的“力”的影响。

4、计算模拟：动力学仿真模拟是按动画的播放键。注意第0帧，动力学的初始化从0帧开始，所以，每次模拟必须从第0帧开始才行。

三、简单应用例子：

1、场景中建一个地面和一个球体（表现球体转动，加一点材质）

2、在给小球加一个克隆

3、克隆设置为如下

所示如下：

4、给克隆（右键）加入---模拟---刚体 ，地面--模拟--碰撞体

5、把克隆向上提一定的高度。

6、按播放键进行模拟计算，发现9只小球整体落下（像一个整体）。小球点击刚体图标，在“碰撞”选择继承标签和独立元素设置如下。（这告诉C4D动力学仿真模拟到哪一个层次）

7、发现9个小球并没有太多的运动，这是因为他们之间没有碰撞，地面非常平，所以变化不大。

8、选择克隆，按T，旋转一下。

9、再建一个球体，放大，并给其“碰撞体”标签。

10、把动画帧调到0帧，点击播放，看看效果出来了。9个小球分别和打球和地面发生碰撞，并产生运动。

11、暂停，选择一帧，进行渲染。

12、如果制作成动画，我们还需要对动画进行“烘焙”。（以后再谈）

�后记：这段碰撞动画，在过去用手工去K帧，制作如此“逼真和完美”的动画，简直是太难了。可是现在，通过简单地设置，非常容易就完成了。通过以上的简要说明，初步了解动力学的基础知识。在以后的笔录中，逐步地对C4D动力学进行学习。