Simulazioni Cloth (tessuti) con vento, pinning (vertici vincolati) e collisioni con le Mesh per realizzare vele, bandiere, tende mosse dal vento, ecc...

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In questo tutorial vedremo le basi della simulazione Cloth, i tessuti, in Blender 2.5, con qualche trucchetto per realizzare simulazioni di vele, bandiere, tende mosse dal vento e così via.

Avviamo Blender. Come potete vedere, al centro della scena, nel mio caso, c'è un cubo.

Sopra tale oggetto, ma ad una certa distanza, non proprio “poggiato”, aggiungiamo un Plane, più grande del cubo visto che, all'inizio, dovrà avvolgerlo.

Passiamo in Edit Mode e suddividiamo un bel po' di volte questo Plane; attenzione, perchè ad un maggior numero di suddivisioni corrisponderà un risultato migliore, durante la simulazione del Cloth, ma anche una maggior quantità di tempo per realizzare l'effetto in fase di baking, come vedremo, per cui magari all'inizio fate le prove con poche suddivisioni, poi aumentatele e rifate il baking.

Apriamo la scheda Physics per questo Plane e clicchiamo su Add nella sezione Cloth.

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Già in questo modo abbiamo reso il Plane tessuto ed infatti premendo Alt-A potremo vedere un'anteprima dell'animazione in una finestra di navigazione 3D... il plane, però, precipita oltrepassando il cubo, ignorandolo.

Per far interagire un oggetto con un tessuto, bisogna farlo partecipare alla simulazione delle collisioni, per cui selezioniamo il Cubo e, nella scheda Physics, clicchiamo su Add alla voce Collision.

Qui possiamo impostare alcuni parametri riguardanti le collisioni, come la permeabilità o altri effetti di interazione con le particelle, ma a questo argomento ho già dedicato un tutorial ad hoc, inoltre qui dobbiamo parlare dei tessuti, per cui lasciamo le impostazioni di default -che, tra l'altro, vanno più che bene- senza dilungarci troppo sulle impostazioni di Collision.

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Selezioniamo nuovamente il Plane, questa volta però effettuiamo un baking, cioè proprio la simulazione fisica, per vedere l'interazione del Cloth con altri elementi... in realtà qui non è proprio necessario ma ne approfitto per dirvi come si fa il baking.

Nella finestra Physics apriamo la scheda Cloth Cache, cioè la “memoria” delle simulazioni di tipo tessuto che riguardano questo oggetto, e clicchiamo su Bake.

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Quando dovremo fare nuove simulazioni, ad esempio perchè abbiamo aumentato le suddivisioni o inserito altri elementi Collision o campi di forza, dovremo pulire la memoria cliccando su Free Bake, che nel frattempo è apparso al posto di Bake, e cliccare nuovamente su Bake per avviare una nuova simulazione aggiornata.

Bene, già così sappiamo fare qualcosina... prima di vedere altri trucchetti, come il pinning e l'interazione con i campi di forza, esaminiamo le voci della scheda principale di Cloth, per capire a cosa servono.

• Presets contiene, ovviamente, un elenco dei materiali per i quali esistono già dei valori prefissati, come ad esempio Cotton, Denim (cioè jeans), Leather (ossia cuio, pelle), Rubber (letteralmente gomma) e Silk, la seta. Ovviamente, a materiali diversi corrisponderanno comportamenti diversi, il più possibile realistici. Con Rubber e Denim è possibile utilizzare mesh con un basso numero di suddivisioni, mentre per Silk, la seta, si consiglia un numero di suddivisioni alto (anche se ciò implica più tempo per realizzare la simulazione, ne vale la pena). Possiamo aggiungerne di personalizzati variando i parametri e cliccando su Add.

• Le voci di Damping, ossia Spring ed Air, si riferiscono in un certo senso all'attrito: Spring indica una “resistenza interna”, molto utile perchè consente di evitare dei moti ondulatori del materiale poco realistici e indesiderati, mentre Air Damping indica la resistenza dell'aria.

• Il campo numerico Steps di Quality si riferisce ovviamente alla qualità della simulazione, nel senso di numero di esecuzioni dell'algoritmo per frame; di default, si hanno 5 steps, cioè 5 passi di esecuzione, per frame, ed è un valore che -in genere- va più che bene; a valori più alti corrisponderanno risultati migliori, specialmente in presenza di collisioni, ma la simulazione richiederà più tempo.

• Nella sezione Material abbiamo le voci Mass, Structural e Bending. Mass è, chiaramente, la massa dell'oggetto, mentre Structural Stiffness è un indice della rigidità dello stesso. Bending è un valore che, se alto, implica la presenza di un minor numero di grinze piccole, ma un maggior numero di pieghe grandi.

• Parleremo in seguito del Pinning e dei campi Vertex Group e Stiffness, per cui per il momento andiamo oltre.

• Pre-roll, come suggerisce il tooltip, consente di avviare la simulazione ad un dato frame.

E' giunto il momento di parlare del pinning, una tecnica utilissima per simulare ad esempio le tende o le vele, in quanto consente di vincolare certe porzioni di un oggetto Cloth mediante il meccanismo dei “pesi” applicati ai vertici dell'oggetto. In pratica i gruppi di vertici con peso massimo rimarranno fermi, NON parteciperanno alla simulazione Cloth, mentre quelli con peso nullo la subiranno del tutto; i vertici con pesi tra 0 e 1 verranno influenzati, ovviamente, in maniera proporzionale al loro peso.

Selezioniamo quindi il nostro oggetto Cloth e passiamo, in una finestra di navigazione 3D, in modalità Weight Paint.

Sulla sinistra dovremmo avere gli strumenti per impostare, tra le altre cose, le dimensioni del pennello -e quindi, indirettamente, la quantità di vertici che possiamo influenzare in un colpo solo-, il peso da applicare e l'intensità con la quale vogliamo applicarlo, ossia se sono necessarie più passate o una sola per applicare un certo peso.

Applichiamo il peso massimo, 1, ad una striscia orizzontale di vertici, quelli che in una tenda corrispondono al supporto, colorandoli di rosso.

Con questa semplice operazione, abbiamo vincolato questi vertici ad una posizione fissa.

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Prima di effettuare il baking, però, dobbiamo attivare l'opzione pinning per il tessuto, per cui selezioniamo, nella scheda Cloth della mesh, la voce Pinning. Dobbiamo indicare il Vertex Group di riferimento nell'apposita casella sotto Pinning, comunque Blender ha creato automaticamente il Vertex Group durante la fase di Weight Painting, per cui non dobbiamo fare altro che cliccare sulla casella e selezionare, dal menù che apparirà, l'unica voce presente.

Effettuiamo quindi il baking della simulazione e lanciamo un'anteprima dell'animazione in una finestra di navigazione 3D con ALT-A per osservare l'effetto ottenuto.

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Vediamo ora come far interagire un oggetto tessuto con un campo di forza come Wind, il vento.

Aggiungiamo un oggetto Empty alla scena, andiamo nel pannello Physics della stessa e dal menù Force Field, ossia campo di forza, scegliamo Wind, il vento.

Ai Force Field ho già dedicato un videotutorial, lo stesso che riguardava le collisioni con Collision, per cui qui mi limiterò a dire che questo oggetto simula l'azione del vento; la direzione del vento è visibile osservando, in una finestra di navigazione 3D, la nuova forma assunta dalla Empty, per cui orientiamo il campo di forza verso il tessuto, per influenzarlo.

Aumentiamo il valore di Strength, l'intensità del vento, portandolo ad esempio a 9 o 10.

Adesso possiamo effettuare nuovamente il baking della simulazione del tessuto e, se abbiamo posizionato il campo di forza in maniera interessante, osservare l'effetto del vento sul tessuto.

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Con gli argomenti trattati in questo tutorial, dovreste conoscere tutto ciò che serve per realizzare delle interessanti simulazioni con i tessuti. Ovviamente l'argomento non si esaurisce qui, questa è solo un'introduzione, ma è pur sempre un primo passo, credo :-) .

E' tutto, a presto ! ;-)