Lekce 1 - Fyzikální vlastnosti trueSpace 3
Fyzikální vlastnosti globálního prostředí
Krychle na podlaze
Kolize s jiným předmětem
Možnosti fyzikálních vlastností
Tip nakonec
Zpět

Simulace fyzikálních vlastností v trueSpace 3 se velice blíží chování skutečných objektů v opravdovém světě. Předměty umístěné do vzduchu padají na zem, kde se několikrát odrazí, navzájem se odrážejí a ovlivňují. Vítr rozfouká domeček z karet, koule srazí rozestavěné kuželky.

Go

Jaké budou konkrétní charakteristiky virtuálního světa - scény - určujeme především definováním vlastností prostředí (Global Physical Attributes). Otevře se panel s těmito ikonami zleva po řádcích:

• start/pokračování simulace (Start or Continue Simulation) - po vytvoření scény vypočítá nebo pokračuje ve výpočtu dráhy všech pohybujících se objektů. Výsledkem je trajektorie pohybu, kterou lze zobrazit, modifikovat nebo uložit stisknutím tlačítka animační trajektorie (Path).
• převinutí simulace (Rewind Simulation)
• nastavit čtvercovou síť trueSpace jako povrch gravitace (Set trueSpace Grid as Gravitation Pad) - toto nastavení říká programu, aby použil čtvercovou síť procházející počátkem osy Z jako povrch, který je zdrojem gravitace, tedy jakoby zemský povrch o který se budou předměty odrážet, pokud před tím nenarazí na jiný povrch. Tím tedy není vyloučeno, abychom použili komplikovaně deformovanou plochu jako vlnění reliéf krajiny, kam dopadá žhavý meteorit. Pravým kliknutím můžeme naprosto přesně definovat gravitační zrychlení (Gravity) (Země má přibližně 9,810). Tady můžeme nechat kosmonauta na Měsíci při chůzi ladně plout.
• atmosféra a její vliv na objekty (Enable Atmosphere for Objects) - určuje, jestli si přejeme, aby pohyb objektů na scéně ovlivňovaly i atmosférické efekty. Pravým tlačítkem můžeme definovat hustotu atmosféry (Density) v kg/m3 a její řídnutí (Thinning). Realisticky se pak zobrazí zpomalení pádu objektů způsobené houstnutím atmosféry a tedy růstem odporu.
• globální vítr (Global Physical Wind) - definuje směr a sílu větru, který vane na celé scéně. Jeho sílu lze určit jednat vizuálně změnou velikosti bílé vrtule zobrazující vítr (vrtule se chová jako běžný objekt, lze jí točit posouvat i měnit velikost), a jednak číselným nastavením v dialogovém okně vyvolaném pravým tlačítkem myši (Power). Účinky globálního větru by se daly přirovnat přímkovému nekonečnému světlu (Infinite Light).
• lokální vítr (Local Physical Wind) - je naopak podobný bodovým reflektorům (Spotlight). Jeho účinky působí jen v jeho okolí a ve směru větru. Lokálních větrů můžeme narozdíl od globálního definovat více.

Po nastavení globálních vlastností prostředí připravíme modely a řekneme trueSpace, co s nimi chceme dělat. Pro začátek necháme dopadnout jednoduchou krychli na plochou podlahu.

Go

Vytvoříme model krychle a trochu jej pootočíme podle osy X i Y, aby proti podlaze, reprezentované čtvercovou sítí, mířil některý z vrcholů krychle. Krychli ještě o kus zdvihneme, aby se čtvercové sítě nedotýkala.

Nyní nadefinujeme materiál. Opakuji, že materiál se neprojeví na povrchu krychle. Nejde o změnu textury. Máme krychli jako aktivní objekt, klikneme na lokální fyzikální vlastnosti (Local Physical Attributes) a zvolíme materiál, například železo (Iron, ikona kovadliny). Pro úplnost ještě funkce všech ikon tohoto dialogu zleva po řádcích:

• fyzikální vlastnosti gumy (Rubber)
• skla (Glass)
• železa (Iron)
• zrušit fyzikální vlastnosti objektu (Erase Physical Attributes)
• fyzikální vlastnosti polystyrenu (Styrofoam)
• papíru (Paper)
• definice těžiště tělesa (Center of Gravity)
• dva fixační body, na kterých těleso visí (Fixation Point 1, 2)
• vektor pohybu, který těleso již má (Initial Motion Vector)
• vektor rotace, kterou již těleso má (Initial Rotation Vector)
• směr a síla akcelerace pohybu (Acceleration Motion Vector)
• směr a síla akcelerace rotace (Acceleration Rotation Vector)

Pravým kliknutím na kterýkoliv materiál se vyvolá dialog, kde lze definovat materiály vlastní. Hmotnost (Mass) se udává v kilogramech, dále lze zadat elasticitu (Elasticity), která říká, kolik procent pohybové energie si objekt nechá po kolizi s jiným objektem a odpor (Resistance). Ikona balónu umožňuje aplikovat účinky Archimédova zákona na objekt a ikona poskakující krychle vypíná/zapíná možnost kolize objektu s jinými objekty.

Dejme naší krychli atributy železa. Vidíme, že hmotnost je vysoká, naopak elasticita se oproti gumě snížila. Teď nezbývá nic jiného, než animaci shlédnout! Doporučuji otevřít zapnout renderování obrazovky v 3DR nebo DirectX (D3D) a k tomu ještě zviditelnit čtvercovou síť trueSpace (pravým kliknutím na ikonu 3DR nebo D3D a kliknutím ikony čtvercové sítě.

Animace se vypočítá kliknutím zelené šipky start simulace (Start Simulation). Délka simulace i počet kroků na jeden rámeček animace se může samozřejmě změnit v panelu, který vyvoláme pravým kliknutím zelené šipky start simulace. Hned vidíme, jak krychle padá, odráží se poprvé, otáčí se, odráží se podruhé atd., dokud se klidně neusadí anebo dokud neuplyne nastavitelná doba určená pro simulaci.

Zajímavé a především užitečné je, že takto vygenerovanou animaci můžeme editovat stejně, jako kteroukoliv jinou. V editoru klíčových rámečků (Keyframe Editor, KFE), který byl ve verzi 3.1 dále zdokonalen, je jednoduché například celou animaci zkrátit pouhým popotažením bodu, jenž konec animace označuje.
Výhodné také je, že si můžeme nechat zobrazit trajektorii pohybu naší krychle kliknutím na tlačítko trajektorie (Path). Tu pak můžeme uložit a aplikovat na jiný objekt.

Go

Ještě si ukažme sílu fyzikálních efektů na komplikovanějším příkladem. Scénu převiňte tlačítkem na panelu animace na začátek. Nyní vytvořte kouli a umístěte ji pod zvednutou krychli. Pohledem shora (půdorysem, Top) si ověřte, zda se koule nachází skutečně pod krychlí. Pak aktivujte krychli a stiskněte tlačítko start simulace. Železná krychle na kouli spadne, a po jejím oblém boku se svalí na zem. Fantastické!

Koule se nehýbe, neboť jsme pro ni zatím nedefinovali žádné fyzikální vlastnosti. Přesvědčte se, že koule je umístěna kus nad čtvercovou sítí trueSpace. Pak ji přiřaďte parametry polystyrenu (Styrofoam). Nyní spusťte simulaci.
Polystyrenová koule padá pomaleji, takže ji těžká železná koule přímo přibije k zemi, svalí se po ní a odmrští ji na stranu.

Go

Go

Go