Nurbs-Objekte - Cinema 4D Tutorial

In diesem NURBS-Tutorial werde ich euch die NURBS-Objekte vorstellen und zu jedem einen Theorie- und einen Praxisteil durchlaufen. Dieses Tutorial ist besonders für diejenigen geeignet, die C4D zum ersten Mal benutzen. Eingeweihte sollten deshalb über die übermässige Ausführlichkeit hinwegsehen. Das Tutorial zeigt natürlich nur einige Möglichkeiten. Viele Wege führen nach Rom und jeder kann von den von mir vorgegebenen Ideen ungeniert abweichen. Zudem werde ich werde nur auf die Handhabung der Werkzeuge eingehen, nicht auf die Mathematik, die dahinterstecktt.

Ich kann aber soweit sagen, dass das Wort „Nurbs“ für „Non-Uniform Rational B-Spline“ steht. Bei Interesse kann man dazu auch in unserem
Cinema 4d Lexikon nachschlagen.

1. Begrifferklärung

Eine kurze Erklärung von einigen verwendeten Begriffen:

- Objekt-Manager: Der Teil des Interfaces rechts oben. Dort sind alle Objekte  aufgeführt.

- Attribute-Manager: Der Teil des Interfaces rechts unten. Dort werden die Attribute des momentanen Werkzeuges oder Objekts angezeigt.

- Koordinatenmanager: Ein Teil des Interfaces so gegen unten rechts. Dort können die Koordinaten und die Grösse von Objekten, Kanten, Polygonen und Punkten eingegeben werden.

- Maus ziehen: Damit meine ich das ziehen der Maus, z.B. von rechts nach links, bei gedrückter linker Maustaste.

2. Das HyperNURBS

Theorie

Wir beginnen mit dem ersten aufgelisteten NURBS-Objekt, das HyperNURBS, welches ihr wie unten gezeigt aufrufen könnt.



Das HyperNURBS unterteilt im Prinzip ein ihm untergeordnetes Objekt und glättet harte Kanten. Im Extremfall wird der Körper ganz rund:



Wir können nun dem HyperNURBS aber sagen, wie viel es „runden“ soll. Das machen wir mit der sogenannten „HyperNURBS-Wichtung“. Man findet sie unter ‚Struktur > HyperNURBS-Wichtung setzen’ (Tastenkürzel: m > r), oder man drückt
„ . + Maus ziehen“ (Punkt + Maus ziehen). Man kann auch „ . + shift“ bzw. „ . + strg“ statt nur des Punktes drücken.

Diese Kombinationen ermöglichen eine zweite Variante des Wichtens, dazu aber gleich genaueres. Es spielt auch eine Rolle, ob man die Wichtung auf ein Polygon, eine Kante, oder einen Punkt ausübt.

Das klingt vielleicht jetzt alles sehr kompliziert. In den folgenden Bildern werde ich das aber anschaulich erläutern. Wichtig ist, dass man die vielfältigen Möglichkeiten der Anwendung des Hypernurbs erkennt und weiss, da dieses immer wieder Anwendung findet.

Die Polygonwichtung:



Die Kantenwichtung:



die Punktwichtung:



Das wären also die Wichtungs-Varianten für die Polygon-, die Kanten- und die Punktwichtung.

Um in den Punkt-, Kanten-, oder Polygonmodus zu gelangen (Vorraussetzung, wenn man darin wichten will), klickt man entweder unter ‚Werkzeuge‘ auf Punkte, Kanten oder Polygone oder klickt in den Leiste links auf die entsprechenden Icons:



Eine weitere Möglichkeit, die Rundungseigenschaften des HyperNURBS zu begrenzen  ist die Unterteilung des Meshs, z.B. so:



Fazit: Je mehr Polygone ein Mesh hat, desto exakter wird auch die „HyperNURBS-Rundung“.

Soviel zur Theorie, jetzt kommt die Praxis an unserem HyperNURBS-Anwendungsbeispiel.

Praxis

Wir wollen jetzt gerne einen kleinen Springbrunnen wichten. Dazu habe ich eine kleine Szene vorbereitet die ihr in der Downloadsektion runterladen könnt:
Springbrunnen in Cinema 4d

Die Datei "HN_wichten_anf.c4d" ist die Anfangsdatei.

Ihr könnt den Springbrunnen natürlich auch selbst modellieren. Ich möchte euch hier jedoch nicht das Modeling zeigen, sondern vielmehr das Wichten verdeutlichen.

Der fertig gewichtete Springbrunnen könnte dann so aussehen, wie in Datei "HN_wichten_end.c4d", sowie ein mögliches Final in Datei "HN_wichten_final.c4d".


Wir öffnen die soeben gedownloadete Anfangsdatei. Wir stellen fest, dass das Objekt, hier "Würfel", dem Hypernurbs untergeordnet ist. Um ein Objekt einem Nurbs-Objekt zuzuweisen müssen wir es im Objektmanager nur per drag&drop darüber ziehen. Es wird dann dem Nurbs-Objekt untergeordnet.
Wenn wir jetzt das HyperNURBS aktivieren, dann sieht unser Resultat aber noch nicht so doll nach Springbrunnen aus, wie wir auf dem Bild sehen können:



Hier kommt jetzt die Wichtung zum Einsatz.
Als erstens deaktivieren wir das HyperNURBS, damit wir die Kanten besser selektieren können.

Jetzt wechseln wir in den „Kanten bearbeiten-Modus“. Dieser befindet sich, wie bereits erwähnt, in der linken Leiste. Er kann auch über ‚Werkzeuge > Kanten’ aufgerufen werden.
Nun drücken wir "V" und wählen dann im erscheinenden Menu ‚Selektion > Loop-Selektion’. Evtl. muss V während des Auswählens gedrückt bleiben. Wie auf diesem Bild:



Jetzt klicken wir folgende Kanten an:



Die gewünschten Kanten sind nun selektiert und wir machen das gleiche mit folgenden Kanten, drücken aber während des Anklickens noch "shift", damit die neu selektierten Kanten zur besethenden Auwahl hinzugenommen werden:



Anschliesend aktivieren wir das HyperNURBS wieder, damit wir auch sehen, wie wir wichten.
Nun drücken wir „.“ (Punkt) und ziehen die Maus mit gedrückter Maustaste nach rechts bzw. links bis wir das erwünschte Ergebnis haben, z.B. so:



So erreichen wir die gewünschte Form, haben aber immer noch eine dezente Rundung.

Selektiert nun folgende Kanten (immer noch zu empfehlen: Die Loop-Selektion: v > Selektion > Loop-Selektion):



Jetzt wichten wir diese Kanten, so dass es in etwa so aussieht:



Wir markieren jetzt folgende Kanten und wichten sie:



Hier haben wir jetzt das HyperNURBS zuerst ausgeschaltet, damit man die Kanten gut markieren kann, dann das HyperNURBS wieder eingeschaltet und dann gewichtet.

Das gleiche machen wir mit diesen Kanten; auch sie tun wir ein bisschen wichten:



Abschliesend wichten wir jetzt noch bei folgenden Kanten:



Jetzt haben wir eigentlich alles gewichtet was wir wollen. Nur noch eines bleibt übrig -  der „Sockel“.

Wenn es unten so rund wäre,wie es derzeit der Fall ist, würde der Brunnen ja kippen. Da wir auch noch mal was anderes ausprobieren könnten als Kanten zu wichten, selektieren wir jetzt das unterste Polygon. Dafür müssen wir in den „Polygone bearbeiten“ - Modus. Den finden wir auch wieder entweder in der linken Leiste oder unter ‚Werkzeuge>Polygone’.



Das wichten wir so:



Wenn wir nun die Anfangsversion und die jetzige vergleichen, sieht man deutliche Unterschiede:



Den Brunnen könnte man nun natürlich noch ausarbeiten, z.B. so:



Damit wäre der HyperNURBS-Teil dieses Tutorials abgeschlossen.

3. Das Extrude-Nurbs

Theorie

Fangen wir doch gleich mit dem nächsten aufgelisteten NURBS-Objekt an, dem Extrude-NURBS.



Kurz gesagt macht das Extrude-Nurbs aus Splines eine Fläche und aus dieser Fläche einen dreidimensionalen Körper. Zusätzlich bietet es uns die Möglichkeit die Deckflächen in Rundung und Form zu variieren.

Soviel zur groben Theorie, wir schreiten jetzt direkt zur Praxis.

Praxis

Wir möchten gerne einen dreidimensionalen Text erstellen. Das ist ideal, denn es steht bereits ein sogenannter Text-Spline zur Verfügung. Wir wählen ihn hier aus (alternativ unter: Objekte>Spline-Grundobjekte>Text)



Wir sehen jetzt das Wort „Text“ im Editorfenster. Jetzt generieren wir ein Extrude-Nurbs wie im ersten Bild. Nun ordnen wir im Objektmanager das „Text“-Objekt dem Extrude-NURBS unter, indem wir es per drag&drop darüber ziehen:



Wir sehen auch sofort, was passiert - im Editorfenster können wir nun unseren „Text“ als dreidimensionales Objekt sehen:



Einstellungen bezüglich des Textes können wir im Attributemanager vornehmen, wenn wir im Objektmanager auf das „Text“-Objekt klicken.

Wenn wir das Extrude-Nurbs selektieren, können wir im Attributemanager noch genaue Einstellungen bezüglich des „Verschiebens“ vornehmen.

Das wars eigentlich auch schon mit dem Extrude-Nurbs-Teil, ein ausfürliches Tutorial findet ihr hier dazu .

4. Das Lathe-NURBS

Theorie

Gehen wir zum nächsten NURBS in der Liste - das Lathe-NURBS:



Das Lathe-NURBS arbeitet auch mit Hilfe eines Splines. Ordnet man einen Spline einem Lathe-NURBS-Objekt unter, wir ein 3dimensionaler Körper rotationssymmtrisch erstellt:



Der Spline wird quasi 360° um den Nullpunkt gedreht und daraus wird dann eine Polygonoberfläche kreiert. Vergleichbar ist diese Prozedur mit einer Töpferscheibe, bei dem aus einem Klumpenton auf der drehenden Scheibe ebenfalls Objekte erschaffen werden.

Praxis

Das Lathe-NURBS eignet sich, wie vielleicht schon vermutet, sehr gut um alle möglichen Gegenstände zu modellieren, die unendlich viele vertikale Achsensymmetrien haben, wie z.B. Gläser, Flaschen oder Krüge. Und so einen wollen wir jetzt modellieren.

Wir beginnen, indem wir einen Bézier-Spline zeichnen. Dazu gehen wir zuerst in den Punktemodus und klicken hier:



Dann setzen wir in einer Seitenansicht einen Punkt (möglichst auf der Y - Achse) indem wir einfach dahin klicken.



Jetzt setzen wir weitere Punkte, auch diese wieder nur durch hinklicken:



Und weiter punkten:



Nun wählen wir ein Selektionswerkzeug, z.B. die Live-Selektion (Selektion > Live-Selektion) und selektieren dann die zwei Punkte, die ungefähr auf der Achse liegen:



Jetzt setzen wir im Koordinatenmanager die X-Position und die X-Grösse der zwei selektierten Punkte auf Null:



Wir wählen jetzt die Punkte auf der Innenseite aus, dann drücken wir „e“ für das Verschiebenwerkzeug (alternativ: Werkzeuge>Verschieben) und verschieben die Punkte so, dass der Rand unseres Kruges dünner wird:



Dann markieren wir alle Punkte, machen einen Rechtsklick und wählen dann „Weiche Interpolation aus“. Das sieht dann so aus:



An diesen rosa Zipfeln (= Tangenten) kann man den Verlauf der Kurve, die den jeweiligen Punkt betreffen ändern. Einfach mal ausprobieren. Jetzt sollten wir die Punkte noch so verschieben, oder eben die Tangenten ändern, dass uns die Form gefällt, z.B. so:



Nun nur noch den Spline einem Lathe-NURBS unterordnen und voila:



Damit wären wir auch schon wieder am Ende dieses Teils. Wir fahren auch sogleich fort mit dem

5. Loft-NURBS

Theorie

Das Loft-NURBS funktioniert im Prinzip so, dass man, wieder mit Splines, Kanten definiert, die dann vom Loft-NURBS mit Polygonflächen überzogen werden. Etwa vergleichbar mit den Zeltstangen über die man dann das Zelt spannt.

Ein Beispiel:

Praxis

-> z.B. eine Schachfigur

Damit möchte ich dieses Tutorial beenden und hoffe euch einen tieferen Blick in die Vorteile und Anwedungsmöglichkeiten der NURBS gegeben zu haben. Viel Spass beim Ausprobieren.