tulee kameran tallentamaan kuvaan, tekee halutut liikkeet ja lähtee tämän jälkeen kuvasta. (Autodesk 2021a)
”Relative Repeat” on toistuva animaatio, missä malli ei toista animaatiota paikal-laan. Kun animaatio loppuu, tässä tilassa se suoraan kopioi ja toistaa samaa ani-maatiota paikoillaan, vaan liikuttaa mallia animaation lopussa olevan suunnan mu-kaan ja toistaa sitten animaation ja toistaa saman liikkeen. Tästä tulee animaatio, jossa malli toistaa samaa animaatiota samalla liikkuen tiettyyn suuntaan. (Auto-desk 2021a)
Kuva 14. Parameter Curve Out-of-Range Types ikkuna
5 PARTIKKELISYSTEEMIT
Kun halutaan luoda animaatio, joka muodostuu pienistä samanlaisista osista, niin tähän tarkoitukseen 3ds Maxissa on partikkelisysteemi. Partikkelit ovat yleensä pieniä hiukkasia, pieniä malleja tai kuvia. Partikkeleita käytetään esimerkiksi nes-teanimaatioissa. Jos halutaan luoda animaatio, jossa on vettä, joka lipuu putkea pitkin kuppiin, niin vesi saadaan aikaiseksi käyttämällä partikkeleita, jotka käyttäy-tyvät samalla lailla kuin vesi. Lisäksi jos halutaan luoda vesi- tai lumisadetta, niin tähän tarkoitukseen 3ds Max ohjelmassa on erilliset työkalut niiden tekemiseen (kuva 15). Lisäksi 3D-mallit, jotka pirstaloituvat partikkeleiksi onnistuvat partikke-lisysteemillä. Esimerkiksi peili, joka lentää seinää päin ja osuessa pirstaloituu useiksi palasiksi. Nämä palaset toteutetaan partikkelisysteemillä. Partikkelisystee-min saa valittua 3ds Max-ohjelmassa oikeasta reunasta, mistä valitaan malleja, joita tuodaan muokkausnäkymään. Tältä valitaan, mitä partikkelisysteemiä halu-taan käyttää.
Kuva 15. Partikkelisysteemin valintaikkuna.
5.1 Particle Flow
3ds Maxissa on monta erilaista partikkelisysteemiä, mutta näistä kaikkein moni-käyttöisin on ”Particle Flow”. Tässä systeemissä voidaan ohjata partikkeleiden käyttäytymistä kaikissa mahdollisissa tilanteissa. Näitä partikkeleihin kohdistuvat muuttujia voidaan tehdä ”Particle View” tilassa (kuva 16). Lisäksi näitä muuttujia voidaan yhdistellä niin, että muuttujien arvot muuttuvat tiettyinä aikoina. Tämän tapahtuman nimi on ”flow”. Tässä on yhdisteltynä useita eri partikkeleihin kohdis-tuvia arvoja, jotka aktivoituvat tiettyinä niille annettuina aikoina. Eli esimerkiksi jos halutaan, että halutaan partikkelien muuttavan muotoaan, kun partikkelit ovat tie-tyn ikäisiä, niin tämä saadaan aikaiseksi ”Particle Flow” partikkeli systeemin par-tikkeleilla. (Autodesk 2021b)
“Particle Flow” partikkelisysteemin partikkeleita säädellään “Particle View” tilassa.
Kun tämä tila aktivoidaan, avautuu ikkuna, joka on jakautunut eri näkymiin. Va-semmalla päällimmäisenä olevaan näkymään tulevat eri tapahtumat. Nämä tapah-tumat näkyvät laatikkoina, joiden sisällä on partikkelien tapahtuman aikana vai-kuttavat muuttujat. Näiden muuttujien arvoja saadaan muokattua Tapahtu-manäkymän viereisestä näkymästä, kun muuttuja, jonka arvoja halutaan muokata.
tapahtumanäkymässä on myös navigointityökalu, jolla voidaan navigoida tapahtu-maikkunaa. (Autodesk 2021c)
Tapahtumaikkunan alapuolella on ikkuna, josta saa valittua erilaisia muuttujia ta-pahtumaikkunaan. Täältä saa valittua, millaisia muuttujia haluaa partikkeleihin vaikuttavan halutun tapahtuman aikana. Täältä valitaan ja raahataan haluttu muuttuja haluttuun tapahtumalaatikkoon. Jos muuttuja viedään tyhjään kohtaan, niin muodostuu uusi tapahtumalaatikko. (Autodesk 2021c)
Kuva 16. Particle View ikkuna 5.2 Spray
”Spray” partikkelisysteemiä on suunniteltu käytettäväksi animaatioissa, joissa tar-vitaan yksittäisiä vesipisaroita. Esimerkiksi sateen tekemiseen tämä partikkelisys-teemi on erittäin hyvä. Kun tämä syspartikkelisys-teemi on valittu ja asetettu 3D näkymään, sen partikkelituotantoa voidaan muokata monella eri tavalla. Voidaan määrittää, mon-tako partikkelia näkyy näkymässä jokaisessa ruudussa ennen animaation rende-röintiä ja renderöinnin aikana. Lisäksi voidaan säädellä partikkeleiden kokoa, pu-toamisnopeutta, putoamisnopeuden eroavaisuutta ja partikkeleiden muotoa. Näi-den muokattavien muuttujien jälkeen tulee osio, mistä saadaan valittua, miten nämä partikkelit näkyvät. Vaihtoehtoja on 2: ”Tetrahedron” ja ”Facing”. Kun ”Tet-rahedron” on päällä niin renderöidyt partikkelit ovat pisaran muotoisia, kun taas jos ”Facing” on valittuna partikkelit ovat neliöitä, joihin saa laitettua erilaisia
materiaaleja. Näiden alapuolelta löytyvät partikkelien elinikään liittyvät säädök-set. Täältä saa määritettyä, koska partikkeleita alkaa muodostumaan, kauanko niillä on elinikää ja uusien partikkeleiden syntyvyyttä. Jos kohta ”Constant” on päällä, syntyvyyttä ei saa säädeltyä. Kun tämä on päällä, partikkeleita syntyy aikai-sempien sääntöjen mukaisesti sopiva määrä. Jos kuitenkin tämän ottaa pois päältä, voidaan muokata syntyvyyttä. Viimeisenä voidaan säätää partikkeleja erit-tävää osaa. Tälle voidaan vain määrittää pituus, leveys ja halutaanko se piilottaa käsittelynäkymästä. (Autodesk 2021d)
5.3 Snow
Tämä partikkelisysteemi soveltuu nimensä mukaan lumihiukkasten animointiin.
Tällä saadaan aikaiseksi lumisadeanimaatioita, mutta myös muita animaatioita, joissa pienet partikkelin kokoiset esineet leijailevat hiljaa lumisateenomaisesti.
Suurin osa muuttujista, mitä voidaan säädellä, ovat samoja kuin ”Spray” partikke-lisysteemissä. Mutta eräitä eroavaisuuksia on. Toisin kun vesipisarat, lumihiukka-set pyörivät pudotessaan. Niinpä näille partikkeleille voidaan määrittää pyörimi-sen määrä ja nopeus. Myös partikkelien muodot ovat erilaiset kuin ”Spray” systee-missä. Partikkelien ulkonäön renderöintiin on kolme vaihtoehtoa, joista kaksi on erilaisia kuin ”Spray” systeemissä. ”Facing” on sama, mutta ”Six Point” saa partik-kelit näyttämään tähdiltä ja ”Triangel” kolmioilta. Näitä lukuun ottamatta tällä par-tikkelisysteemillä on samat muokattavat muuttujat. (Autodesk 2021e)
6 SIILOANIMAATIOPROJEKTI
Projektina on tehdä kaksi itsekuivaavan siilon toimintaa kuvaava videota. Nämä videot on tilannut Lakeuden Siilo Oy. Nämä videot tulevat pyörimään maatalous-näyttelyiden esittelypisteissä tv-näytöllä ja YouTubessa. Näissä videoissa on kuvat-tuna siilon toimintaa käyttäen 3D-animaatiota, joka toteutetaan 3ds Max 3D-mal-linnusohjelmalla. Siilon toiminnasta on tehtynä aikaisemmin jo malli (kuva 17), joka on tehty Blender 3D-mallinnusohjelmalla, joten tämä animaatio tulee ole-maan paranneltu versio aikaisemmasta versiosta. Tässä uudemmassa versiossa käytetään tuon aikaisemman version malleja, koska niissä ei ollut mitään parante-lun varaan. parantelua enemmänkin tarvitsevat animaatiot. Erityisesti kun siiloa täytetään viljalla Blender kaatui usein, kun liikaa partikkeleita syntyi. Tästä syystä siilon täyttämisen aikana viljasuihku ei näkynyt hyvin videolta. Tässä raportissa esi-tellään millaisia animaatiota siiloanimaatioon tulee ja miten ne toteutetaan.
Kuva 17. Siiloanimaation mallit
6.1 Liikkuvat mekaaniset osat
Tässä siilossa on liikkuvia osia. Ensin katossa täyttöputken päässä on levitin. Tämä pyörii ja samalla levittää viljaa, kun viljaa tulee täyttöputkesta. Levitinosaan lisä-tään pyörimisliikettä Z-akselin ympäri. Kun siilo on täyttynyt sen verran, että se on sekoitinkairoihin asti, niin kaikki kolme kairaa lähtevät pyörimään. Näihin kairoihin tehdään pyörimisliikettä Z-akselin ympäri. Pian kairojen lähdettyä pyörimään, puomi, johon kairat ovat kiinnitetty lähtee pyörimään ympäri siiloa. Kairat ovat kiinnitettyinä puomiin, joten ne liikkuvat puomin mukana. Lisäksi kaksi sisintä kai-raa liikkuvat sivuttain edestakaisin puomia pitkin. Tämä liike on ainoa paikkaa vaih-tava liike, eikä pyörivä liike. Lopuksi kun viljan määrä on laskenut tietylle tasolle, pyyhkäisyruuvi tasaa ja kerää loput viljat poistokaukaloon. Ensin lähtee ruuviosa pyörimään X-akselin ympäri, ja tämän jälkeen pyyhkäisin osa Z-akselin ympäri.
Kaikki nämä liikkeet on tehty niin, että valitaan ensin liikutettava osa ja liikutetaan aikaliukusäädin seurantapalkilla siihen ruutuun mistä liike aloitetaan. Tämän jäl-keen automaattinen avainten asetus päälle liikutetaan liukusäädintä kohtaan, missä pyörivä osa on tehnyt kokonaisen pyörähdyksen ja pyöräytetään osaa jonkin verran. Tämän jälkeen ”Curve Editor” käyrässä valitaan tämä avain, jossa kokonai-nen pyörähdys on tapahtunut ja annetaan sille arvoksi 360-astetta. Kairat, jotka liikkuvat edestakaisin pitkin puomia sisältää kolme avainruutua: Lähtö paikka, liik-kuminen puomilla ja paluu lähtöasentoon.
Nämä liikkeet ovat kuitenkin itseään toistavia liikkeitä. Jotta, nämä liikkeet saa-daan toistumaan käytetään ” Parameter Curve Out-of-Range Types” työkalua.
Toiston muotona toimii ”Cykle”. Tässä kuitenkin ongelmana on se, että liike hidas-tuu aina ennen liikkeen toistoa. Tämän takia kaikkiin avaimiin valitaan jyrkkä kulma, joka estää hidastumisen. Mutta nyt ongelmana on se, että nämä liikkeet toistuvat koko animaation ajan, kun niiden pitäisi toistua vain tiettyinä aikoina.
Niinpä näille käyröille lisätään ”Multiplier Curve”. Tämä on tasainen linja, johon asetellaan avaimet niihin ruutuihin, mistä liikkeen tulee alkaa ja mihin liike loppuu.
Näihin avaimiin määritetään niin, että ennen ensimmäistä avainta ei tapahdu
liikettä ja toisen avaimen jälkeen ei tapahdu liikettä. Lisäksi näille annetaan arvoksi nolla.
6.2 Viljapartikkelit
Siilo täytetään ylhäältä päin täyttöputkea pitkin. Lisäksi levitin (kuva 18) levittää jyviä niin, että siilo täyttyy reunoilta päin. Viljan putoamista simuloimiseen käyte-tään partikkelisysteemiä. Jotta simulaatiota saadaan ohjattua mahdollisimman paljon, käytetään ”Particle Flow” partikkelisysteemiä. Se on 3ds Maxin tehokkain partikkelisysteemi ja ”Particle View” helpottaa työskentelyä.
Koska viljaa tulee paljon täytön aikana, partikkeleiden syntyvyys määritellään kor-keaksi, mutta tämä hidastaa animaation toistoa, valtavan partikkelimäärän takia.
Niinpä niille lisätään muunnin, joka poistaa partikkelin tietyn ikäisenä. Tähän tulee hyvin lyhyt ikä. Jotta partikkelit putoaisivat halutulla tavalla, niiltä otetaan pois pu-toamisnopeus ja korvataan se painovoimalla. Tätä varten lisätään painovoima muunnin 3D-näkymään ja liitetään se vaikuttamaan jyväpartikkeleihin. Lisäksi, jotta levitin pystyisi levittämään putoavaa viljaa, lisätään 3D-näkymään ”UDeflec-tor” ja liitetään se levittimeen. Lisätään viljapartikkeleille vielä ”Collider” muunnin ja liitetään se tunnistamaan levittimen. Nyt viljapartikkelit eivät vain putoa levitti-men läpi, vaan ne tunnistavat sen ja leviävät kun levitin pyörii. Lopuksi vielä muun-netaan partikkelit pallon muotoisiksi ja keltaisiksi.
Kuva 18. Levitin levittää putoavia viljapartikkeleita 6.3 Säilötty vilja
Viljapartikkelit, joita täytön aikana putoilee eivät tule pysymään siilon sisällä, vaan ne poistuvat jo putoamisen aikana. Siilon täyttymistä kuvataan sylinterin muotoi-sella mallilla (kuva 19), joka muuttaa muotoaan muotoi-sellaiseksi, millaiselta säilötty vilja näyttää. Animaation alussa ja lopussa sylinteri on siilon pohjan alla. Kun siiloa täy-tetään sylinterin pääty, nostetaan niin, että päädyn reunat ovat korkeammalla kuin keskusta. Eli keskelle muodostuu kuoppa. Kun kairat lähtevät pyörimään, kes-kusta nostetaan reunojen tasalle niin, että päädystä tulee tasainen. Nyt sylinterin päätyä nostetaan tasaisesti niin korkealle, että se on vielä kairoissa olevien siivek-keiden alapuolelle. Tyhjentäessä sylinterin keskustaa viedään ensin alaspäin, muo-dostaen näin uudelleen kuopan ja tätä seuraa sitten reunat. Kun keskusta on las-kenut lattian alapuolelle, pysäytetään sylinterin päädyn laskeminen. Valitaan reu-nasta se osio, joka on vielä lattian ja pyyhkäisyruuvin päällä, ja lasketaan se lattian alapuolelle. Kun pyyhkäisyruuvi lähtee pyörimään, nostetaan kaikki osiot samalle tasolle, niin että pääty on tasainen ja lattian päällä. Samalla kun nuo osiot nouse-vat tasaiseksi, koko pohjaa lasketaan hiljalleen lattian alle.
Tämän koko muutosketjun avainruudut tehdään manuaalisesti asettamalla avai-met. Automaattinen asettelu tallentaisi kaikki muutokset, mitä sylinteriin tehdään, ja koska ensin halutaan varmistaa, miltä tehty muutos näyttää on manuaalinen avainten asettelu tähän tarkoitukseen parempi vaihtoehto.
Kuva 19. Varastoituvaa viljaa kuvaava sylinteri
6.4 Höyrypartikkelit
Siilo tulee kuivaamisen aikana lämmittämään sinne varastoitua viljaa. Tämä nos-tattaa höyryä viljan päältä (kuva 19). Tätä varten käytetään ”Particle Flow” partik-kelijärjestelmää. Tämä ei ole realistinen savusimulaatio, vaan sijoitetaan partikke-leiden tuottaja siihen kohtaan, mihin viljataso nousee, kun se on korkeimmillaan.
Laitetaan se tuottamaan paljon partikkeleita, joille annetaan sitten höyrytekstuuri.
Lisäksi näille partikkeleille annetaan lyhyt elinikä. Lisäksi toisin kuin viljapartikkelit, näihin ei vaikuta painovoima tai minkäänlaiset esteet.
Kuva 20. Höyrypartikkelit ilman höyrytekstuuria
7 YHTEENVETO
3ds Max on 3D-mallinnusohjelma, jossa on hyvät animointiin tarkoitetut työkalut.
Erityisesti toistuvien liikkeiden teko oli tällä ohjelmalla helppoa. Toiston rajaami-nen aikajanalla taas oli aluksi mutkikasta. Mutta sitten kun löytyi keino, miten tämä tehdään, niin näiden liikkeiden rajaamisesta tuli helppoa. Tämä on animaa-tion uusi versio aikaisemmasta animaatiosta, joka tehtiin käyttäen Blender 3D-oh-jelmaa ja siinä versiossa toistuvissa animaatiossa kopioitiin avainruutuja niin pal-jon, kuin haluttiin liikkeen toistuvan. Tässä uudemmassa versiossa toistuvat liik-keet ovat sulavampia.
Partikkelisysteemien käyttökin on helpompaa tätä uudempaa versiota tehdessä, erityisesti viljapartikkeleiden teossa. Ensimmäistä versiota tehdessä Blender kaa-tui erittäin usein, joten viljapartikkeleiden määrä oli liian vähäistä. Tämän version kanssa saa huomattavasti enemmän partikkeleita syntymään. Se ei vielä ole täysin halutulla tasolla, joten sitä voidaan vielä säätää ennen animaation lopullista ren-deröintiä.
Projektin animointi osuus valmistui ajoissa, vaikka aikataulua pitikin muuttaa monta kertaa. Projektin aikana tulikin usein ongelmia, joihin kuitenkin löytyi lo-pulta ratkaisu. Aikaisemman version 3D-mallien käyttö kuitenkin nopeutti työs-kentelyä, kun ei ollut tarvetta mallintaa uudelleen alusta asti koko projektia.
LÄHTEET
Autodesk 2017a. Autodesk Help. Animation Concepts. Viitattu 30.3.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017/ENU/3DSMax/files/GUID-ADB8D6B2-392D-49BF-B941-1414FBD97202-htm.html
Autodesk 2017b. Autodesk Help. Animation and Time Controls. Viitattu 30.3.2021. https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017/ENU/3DSMax/files/GUID-818205DD-D58A-495E-BD0C-DC69BDE8DAC2-htm.html
Autodesk 2017c. Autodesk Help. Track Bar. Viitattu 30.3.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017/ENU/3DSMax/files/GUID-A55E4702- 263E-4768-9964-5866698784DA-htm.html#GUID-A55E4702-263E-4768-9964-5866698784DA
Autodesk 2017d. Autodesk Help. Time Slider. Viitattu 30.3.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017/ENU/3DSMax/files/GUID-A612A8B5- 5F68-4B8F-9A4C-4E60A746E1CB-htm.html#GUID-A612A8B5-5F68-4B8F-9A4C-4E60A746E1CB
Autodesk 2017e. Autodesk Help. Using Auto Key Mode. Viitattu 26.10.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017/ENU/3DSMax/files/GUID-AAAA5C89-3711-4EDD-99FB-52B9AFD1EBC2-htm.html
Autodesk 2017f. Autodesk Help. Using Set Key Mode. Viitattu 27.10.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017/ENU/3DSMax/files/GUID-98467413-F295-4862-971A-FB179A7D2E3C-htm.html
Autodesk 2017g. Autodesk Help. Time Configuration. Viitattu 29.10.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017/ENU/3DSMax/files/GUID-9473CAF3- AF73-4127-A98C-58ACEF01ACAC-htm.html#GUID-9473CAF3-AF73-4127-A98C-58ACEF01ACAC)
Autodesk 2020a. Autodesk Help. Curve Editor Introduction. Viitattu 5.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2021/ENU/3DSMax-Animation/files/GUID-6D249F03-8E05-4671-859F-5F61FF1A8A8D-htm.html
Autodesk 2020b. Autodesk Help. Draw Curves. Viitattu 5.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2021/ENU/3DSMax-Animation/files/GUID-3DFFB131-A5F5-44DA-A9CA-A9B50DD8AC2D-htm.html
Autodesk 2020c. Autodesk Help. Simplify Curves. Viitattu 5.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2021/ENU/3DSMax-Animation/files/GUID-0F1A6517-2989-4638-9D8F-0F3DD18A4BCF-htm.html
Autodesk 2020d. Autodesk Help. Add/Remove Key. Viitattu 7.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2021/ENU/3DSMax-Animation/files/GUID-59B55B89-C2B3-4F57-A572-C483AE8FA0C2-htm.html
Autodesk 2021a. Autodesk Help. Parameter Curve Out-of-Range Types. Viitattu 7.11.2021. https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2022/ENU/3DSMax-Animation/files/GUID-
8D3FF404-082E-44D5-99B1-68F960A45D0D-htm.html?us_oa=akn- us&us_si=dc40628d-ae20-4cc5-b769-f6b1ded90d29&us_st=Curve%20Out-of-Range%20Types
Autodesk 2021b. Autodesk Help. Particle Flow. Viitattu 9.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2022/ENU/3DSMax-Simulation-Ef-fects/files/GUID-F4FD836C-5967-4DF4-9E2B-66A16292173D-htm.html
Autodesk 2021c. Autodesk Help. How Particle Flow Works. Viitattu 9.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2022/ENU/3DSMax-Simulation-Ef-fects/files/GUID-3A1EB7D4-89B3-4CE6-AB38-63CCDB3AAE44-htm.html
Autodesk 2021d. Autodesk Help. Spray Particle System. Viitattu 11.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2022/ENU/3DSMax-Archive/files/GUID- 26D9575F-4ADD-4E0C-900D-DEFC9CA8D78A-htm.html?us_oa=akn-us&us_si=1ab8dcca-279d-4d5b-97e7-47dfb356e817&us_st=Spray
Autodesk 2021e. Autodesk Help. Snow Particle System. Viitattu 11.11.2021.
https://knowledge.autodesk.com/support/3ds-max/learn-ex- plore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2022/ENU/3DSMax-Archive/files/GUID-3E259E18-2BFA-4271-A81E-13EC6F53A2A3-htm.html