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Material und Animation von Flüssigkeiten

echo

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Hallo,

ich bin Berufsschullehrer wir haben die aktuelle Maxon One hier und ich habe mich etwas eingearbeitet. Nun wollte ich ein paar technische Dinge anschaulich zeigen und habe ein kleines Projekt gestartet, dabei geht es um Sensoren. Das 3d Programm ist sehr komplex und ich würde gerne etwas Hilfe in Anspruch nehmen. Ich möchte eine ähnliche Animation erstellen wie diese hier. Von 1:25 bis 1:50
https://www.de.endress.com/de/messg...-fuellstandsmessung?filter.fb=true&filter.p=2
Mich interessieren dabei vorrangig zwei Dinge wie wurde das Aussehen und die Wellenbewegung des Wassers erreicht.
Einmal das Original und einmal mein Versuch. Meins ist mit Redshift erstellt.
z5vo6i49.png
arp4wh9e.png
 

KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
Ich habe mal versucht, in Richtung des Originals zu gehen. Eigentlich ein Verfechter von GPU-RenderEngines wie Redshift, zumal es ja jetzt in One oder generell mit C4D integriert ist, sieht mir das verlinkte Video eher nach einer sehr einfachen, alten Methodik aus.

Die Frage, wie die Sachen im Original erreicht wurden, kann Dir wohl nur der ursprüngliche Ersteller des Videos geben. Es gibt immer noch 7 große 3D-Programme (bzw. jetzt wo Modo stirbt noch 6) und n paar kleine, mit denen das gemacht worden sein könnte. Und jedes hat so seine Eigenheiten.
In Cinema habe ich hier über eine Selektion der Wasseroberfläche diese mit einem Formel-Deformer, bzw. 2 überlappenden davon, eine Wellenstruktur gegeben. Der Deformer kann alles mögliche, ist aber praktischer Weise schon auf Sinus und damit Wellenformen eingestellt. In aktuellen Cinemas arbeitet man wohl eher mit Fields und/oder Vertex Maps, aber das Ergebnis bleibt sich dann ziemlich gleich. Der Deformer ist schon automatisch über Zeit animiert, sollte aber je nach Situation auf 1/10 runtergebremst werden, evtl. auch langsamer.

Die Spiegelungen sind hier alle Fake, das rendert auch blurry, also verwaschen, ziemlich schnell. Im alten Material gibt es einen Environment Slot. Wenn man dort z.B. ein HDRI, am besten eines das schon senkrechte Streifen hat und s/w ist, einlädt, kann man es von vorne herein blurry darstellen lassen. Bewegt man die Kamera, bewegt sich die Textur wie bei einer Spiegelung mit. Tadaa ;)

Ich hoffe Du musst das Wasser nicht ablassen. Senken oder Heben bis zu einem gewissen Punkt geht dabei immer, indem man den ganzen Deckel anhebt oder senkt. An konkaven oder konvexen Stellen jedoch ist zumindest meine Old-School-Methode hier nur noch per Boole umsetzbar, und das führt schnell zu blöden Fehlern. Aber so ist es recht einfach nutzbar. Man kann das ganze natürlich auch in RS übersetzen, allerdings dann alles im "Physically Based Rendering" Stil, was diesem sehr grafischen Look hier entgegenarbeitet.

pyokv859.jpg
 

echo

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Hallo KBB, vielen Dank für die Erklärung. Ich bin mir nicht sicher ob das üblich ist, besteht die Möglichkeit das du die C4d Datei hier bereitstellen könntest.

Edit. Das mit den Wellen habe ich hinbekommen auf deine Art mit dem Formeldeformer. Wie das mit den Fields funktioniert weiß ich noch nicht. Wäre aber mal interessant. Beim Material in Redshift muss ich noch testen, das ist recht komplex. Die Höhe des Wassers soll schwanken. Es wird einen Zu und einen Ablauf geben, da muss ich mal schauen wie man das hinbekommt.
Aber Hallo vielen Dank für deine Hilfe.
 
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KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
Schön dass es soweit geklappt hat.
Die Höhe des Wassers soll schwanken. Es wird einen Zu und einen Ablauf geben, da muss ich mal schauen wie man das hinbekommt.
Falls noch nicht getan: die einfachste Methode wäre, die Punkte des Deckels, der wörtlichen WasserOBERfläche zu selektieren (als Selektion speichern erleichtert weitere Arbeit) und diese per PLA, PointLevelAnimation, zu bewegen. Es gibt dazu einen eigenen Button unter der Zeitleiste. K.A. wie die in der R2025 aussieht, ich arbeite mit der R21. Bzw. arbeite nun kaum noch ^^

Übrigens gilt für jede der nachfolgenden Erklärungen: die Oberfläche sollte *gut* unterteilt sein, damit die Wellen vom Deformer überhaupt erst erzeugt werden können. Die "Senkrechten" hingegen sollten gar nicht unterteilt sein, damit man den Deckel hoch und runter ziehen kann. Diese Methoden funktionieren alle nur, solange der Abschnitt des Wassers gerade ist. Für konkave und konvexe Formen gibt es andere Methoden - z.B. echte Simulation (da arbeitet Maxon in Bezug auf Wasser noch dran, während Feuer und Rauch ja schon funktionieren), Boolen (das ist knifflig, aber möglich), evtl. eine Kombi aus Spline-Animation und Fields, evtl. auch die neuen Geo-Nodes uvam.

Bei der PLA selektierst Du einfach nur die Punkte, nimmst den PLA-Key dazu auf, gehst in der Zeitleiste weiter, verschiebst die Punkte nach oben oder unten, nimmst diese Position wieder auf usw. Das geht schnell, hat aber den entscheidenden Nachteil, dass die Bewegung weniger flüssig und sehr roboterhaft wirkt. Das liegt daran, dass es bei dieser Methode keine Beschleunigung oder Abbremsung (ease in und ease out) gibt. Wenn Dir das reicht, gut.

Willst Du die Bewegung natürlicher haben - denn außer besagten Robotern gibt es nur wenig, was sich so ruckhaft bewegt - müssen die Punkte irgendwie an ein normales Objekt gebunden werden. Dazu gibt es wiederum viele Lösungen, Xpresso z.B., oder das PoseMorph-Tag, besagt Fields, irgendwie ^^, und die direkte Nutzung eines Deformers. Ich nutze dafür hier den Mesh-Deformer. Der muss, wie die Formeldeformer auch, entweder dem Objekt untergeordnet sein oder zusammen mit dem "Wasser" in einem Null liegen. Beim Wasser wird wieder die Oberfläche als Punkte-Selektion gespeichert. Ein Würfelobjekt (ich nenne es Käfig, weil es im Mesh-Deformer auch so angefragt wird), mit dem später die Oberfläche rauf und runter bewegt werden kann (hier dann nachher die Positions-Keys für die Auf-/Ab-Bewegung im Objektmodus setzen), kann beliebig im Objektmanager liegen, soll aber die Punkte der Wasseroberfläche großzügig umfassen. Also etwas dicker als die Wellen und breiter und tiefer als das Wasser sein und dieses nun auch umschließen.
Jetzt den Mesh-Deformer anwählen und unter Objekt den "Käfig" in die leere Liste ziehen, einmal "Initialisieren" anwählen, und nun kannst Du mit dem "Käfig"-Objekt die Wasseroberfläche auf und ab bewegen. Aufpassen, hin und her geht auch, ist bestimmt lustig, aber idR. nicht ganz das, was man erreichen will ;)
 

echo

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wie die in der R2025 aussieht, ich arbeite mit der R21. Bzw. arbeite nun kaum noch
ich habe hier mal einiges überflogen. Wie deine künstlerische Begabung ist kann ich nicht sagen aber um technische Dinge zu visualisieren wäre dein Wissen und deine Arbeitsweise mehr als ausreichend.
Über Weihnachten ist Zeit sich damit zu beschäftigen. Ich versuche den Ansatz über die Formel beizubehalten. Die Wasserhöhe wird in einem min. und max. Bereich schwanken ganz leer wird der Tank nie. Klappt das nicht probiere ich das mit PLA aus.

Vielen Dank für deine Tipps.
 
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KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
ich habe hier mal einiges überflogen. Wie deine künstlerische Begabung ist kann ich nicht sagen aber um technische Dinge zu visualisieren wäre dein Wissen und deine Arbeitsweise mehr als ausreichend.
Das ist sehr nett und findet auch Bestätigung in meinen letzten gut 30 Jahren als 3D Artist sowie C4D- und Design-Trainer in der Erwachsenenbildung :)
 

echo

Noch nicht viel geschrieben

Ich mach mal hier weiter.
Ich möchte gerne den Zufluss zum Tank zeigen und habe einiges probiert. Eine Röhre aufgeschnitten da einen Zylinder platziert. Dieser Zylinder soll dann das Wasser darstellen. Der Zylinder hat ein Material mit einem Noise. Der Noise soll sich ganz leicht bewegen also die Geschwindigkeit angepasst. Das passt alles schon ganz gut, wird auch beim Rendern angezeigt. Nun möchte ich die Fließrichtung bestimmen dazu das Material Tag auf Projektion Zylinder gestellt und dann den Offset V animiert. Im Viewport ist schön zu sehen wie sich die Textur bewegt, leider beim Rendern nicht. Nun weiß ich erstmal nicht wo ich da noch ansetzen soll.
Für Tipps wäre ich dankbar.
 

KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
szene zum anschauen wäre gut.
evtl. muss nur der noise von objekt oder 3d auf texture umgestellt werden, o.ä.
achso, sry, ist ja RS. trotzdem c4d noise?
 

echo

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Danke,

der Maxon Noise ist in Redshift integriert.
Ich denke ich mache da grundsätzlich etwas falsch oder verstehe den Sinn der Texturen nicht.
Eine ganz einfache Szene mit dem Standard Renderer.
Ein Zylinder auf dem ein Material liegt das Material hat im Farbkanal Noise ausgewählt sonst keine weiteren Einstellungen. Dann den Offset V animiert. Beim Sliden im Viewport ist schön zu sehen wie sich der Noise auf dem Zylinder in eine Richtung bewegt. Beim Rendern wird dann diese Bewegung nicht angezeigt. Selbe Einstellung aber mit einem Farbverlauf im Farbe Kanal das funktioniert.

Edit: Ich bin fündig geworden durch mein Herumspielen habe ich im Noise auf UV(2D) gestellt und das funktioniert im Standard Material. Aber im Redshift Material fehlt diese Projektion.
 
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KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
Oh, sry, ich müsste es auch hochladen ^^
Im Prinzip habe ich lediglich eine Quaderprojektion um die Textur genutzt und dann den Noise entlang der entsprechenden Achse animiert. Beide, Cinema- wie RS-Noise-Nodes, haben eine Abschnitt für die Projektionskoordinaten (im Quader ist es dann ja nicht mehr UV).
Es muss aber auch über UV gehen, sonst würde man ja keine gebogenen Objekte umsetzen können.

Letztlich würde ich die Bewegung übrigens eher mit wenigen, sehr kleinen Partikeln/Kugeln in der Leitung arbeiten. Kann aber je nach Aufbau und Anlage auch kontraproduktiv sein.
 

KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
Ich lad Dir mal die Datei zum Beitrag #12 hoch, damit Du Dir das anschauen kannst.

Download Wasserbewegung

Das ist mit Zeitleistenstart gespeichert. Wenn Dein IPR an ist, kannst Du die Animation auch sehen.

Geh ins Material und in den Nodeeditor dort (Cinema muss im Node-Space auf RS eingestellt sein. Wenn Du eine aktuelle R2024 oder R2025 hast, wirst Du das nicht extra einstellen müssen). Da findest Du sowohl einen MAxon- als auch einen RS-Noise. Das funktioniert mit beiden.
Beim Maxon-Noise unter Inputs/Input und beim RS-Noise unter Coordinates findest Du jeweils einen Offset. Die sind über die Zeit von 0 auf 1 (=100%) animiert. Das musst Du entweder auf Deine Anzahl Frames strecken oder im Dope-Sheet einfach nur wiederholen.

Die Z-Koordinate, die hier in beiden Fällen animiert ist, bezieht sich direkt auf das Materialtag. Wenn Du das aktivierst und in den "Textur-bearbeiten-Modus" gehst, siehst Du das Umgitter. Ich habe das von UV auf Quader umgestellt, die Z-Achse davon zeigt entlang des Zylinders/Rohres.

Und ja, es müsste auch mit UVs gehen, eigentlich. Warum das ad hoc nicht ging, weiß ich so auch nicht. Das hier ist also ein Workaround, der leider auf gebogenenen Rohren nicht funktioniert. Wie schon gesagt, ich würde eher mit wenigen, kleinen Partikeln arbeiten, die die Bewegung gerade so erahnen lassen. Aber das kommt wie gesagt auch darauf an, was Du genau bewirken willst, wie wichtig der Effekt der Bewegung ist. Denn wenn sich der Wasserspiegel hebt oder senkt, ist normal schon klar, dass irgendwo was dazu kommt oder wegfließt.
Und in die Partikel muss man sich ja auch wieder einarbeiten. Wobei das mit Xparticles wiederum ein Klacks ist. Wenn die Schule das bezahlt und Du öfter mit Nassem Zeugs arbeiten musst, wäre XP evtl. mittelfristig eine Überlegung´. Längerfristig ist es sehr wahrscheinlich, dass Maxon zu allen anderen nun auch endlich eine Fluid-Simulation für Flüssigkeiten mit integriert - die Fluids für Rauch und Feuer sind ja auch schon drin.

Schöne Weihnachten, lass Dir nicht den Kopf qualmen ;)
 

echo

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Danke KBB,

X-Particle ist auch vorhanden, aber da habe ich null Ahnung. Wäre es vermessen zu Fragen ob du mit X-Particle mal eine Vorlage genau zu diesem Thema erstellen könntest.
 

KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
Vermessen nur insofern, als dass ich keine funktionierende XP Version mehr am Start habe ;)

Ich bin z.Zt. aus privaten Gründen nicht mehr beruflich mit 3D unterwegs und es kann sein, dass das auch nichts mehr werden wird. Von daher fahre ich auch keine Updates mehr - vor allem, wenn es keine Perpetuals mehr gibt (XP schon, Cinema ja schon lange nicht mehr ^^)
 

echo

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Okay, danke dir für dein Engagement. Das hatte sich so schön einfach mit x-particle angehört. Ich sehe mir deine bereitgestellte Szene an.
Allen ein schönes Weihnachtsfest.
 

KBB

Mod 3D | Blaubaer

Teammitglied
Jo, gehabt zu haben und so.

Hier ist mal ne einfache Version mit Standardpatikeln und Feldern, wie sie in der R21 und auch in der R2025 funktioniert.

Partikel im Rohr

Dabei ist zu beachten, dass man einen Vorlauf braucht, bevor man ans Rendern gehen kann. Im Bsp. sind es gut 300 Bilder die es braucht, bis das ganze Rohr mit Partikeln gefüllt ist. Die Bewegung der Flüssigkeit ist ja durchgehend und fängt nicht mit den Partikeln an, die diese ja nur verdeutlichen sollten. Also wenn Rendern, in diesem speziellen Fall ab Bild ~340 oder so.

Die Geschwindigkeit der Partikel wird hier übrigens nicht wie sonst üblich über den Emitter geregelt, sondern über die Stärke im Objekt-Tab im Kraft-Feld.
Das Turbulenz Feld sorgt für ein wenig Varianz.

Das ganze ist aus diesem Tutorial, damit Du das nachstellen und hoffentlich verstehen kannst. Es muss ja vermutlich an Deine Szene angepasst werden.
 
Bilder bitte hier hochladen und danach über das Bild-Icon (Direktlink vorher kopieren) platzieren.
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