물리학(物理學, 영어: physics)은 물질과 그것의 시공간에서의 운동, 질량을 가진 두 물체 사이에 작용하는 힘이자 질량을 가진 모든 물체 사이에 작용하는 만유인력인 중력, 그리고 그것과 관련된 에너지나 힘 등을 연구하는 자연과학의 한 분야이다. 국내 디자인박스 유튜브 채널등을 통해 포폴을 만들어 보는 시간을 같이 갖는 것도 중요한 시간이 될 것이다.
물리학분야의기본원칙과개념이 Cinema 4D의 모션그래픽에 반영 되었다. After Effects에서는 Newton이라는 외부 플러그인으로 이와 같은 장면을 표현하지만, 3D 모션그래픽과의 입체적인 사실감은 당연 C4D가 압도적이다. 딱딱한 물체와 부드러운 물체의 중력 및 외력에 변화하는 장면을 연출해 보겠습니다.
개념1. SimulationTag - Rigid body '강체'
리지드 바디 강체 (Rigid body)란 물리학에서 형태가 고정되어 변하지 않는 물체를 가리킨다. 강체는 외부의 힘인 외력이 가해져도 모양이나 크기가 변형되지 않는다. Cinema 4D에서는 외력에 의한 변형되는 피해자가 역할을 하는 오브젝트에 적용하는 시뮬레이션 태그이다. 외력에 멀리 나가떨어지거나 미세한 연관으로 움직이는 변화가 심해서 Dynamic 동적인 개체가 된다.
적용방법은 오브젝트를 선택하고 마우스 오른쪽 버튼(RMB: Right Mouse Button) 클릭 후 SimulationTag - Rigid body를 선택하면 Object Manager에 추가된 것을 확인 할 수 있다. 1개의 오브젝트에 표현하지만, 1개이상을 복제하는 Cloner를 통한 다수의 개체들도 가능하다.
C4D에서 구동되는 내용은 강체가 아닌 지구가 물체를 잡아당기는 힘을 지구의 중력 처럼 떨어지고, 어떤 물체가 충돌하는 경우인 외세의 힘에 흩어짐, 부서짐, 무너짐 등 약체와 같은 표현에 주로 사용한다. 부드러운 변화를 원할때 Soft Body를 적용하기도 한다.
※ 1개의 개체에 강체속성을 준 오브젝트들을 Alt+G로 그룹으로 묶은 Null로 시뮬레이션가능하지만, Null자체는 불가하다.
◆ Option
- Collision '충돌' 개별요소 모두충돌에영향을받게하는옵션 Individual Element : All
- Bounce : 튀다, 뛰어오르다
- Friction : 마찰, 방해하는 정도
개념2. SimulationTag - Collider body '충돌체'
콜리더 바디는 위 리기드 바디-강체라하는 특정 사물에 부딪히는 충돌체를 말하며 가해자라고 볼 수 있다. 주로 외력을 가하는 물체, 바닥 포함된다. Plane과 같이 바닥이 없는 경우에는 중력에 의해 리지드 바디 들이 추락하기에 바닥에도 콜리더 바디를 지정해야 한다. 적용방법은 오브젝트를 선택하고 마우스 오른쪽 버튼(RMB: Right Mouse Button) 클릭 후 SimulationTag - Collider body를 선택하면 Object Manager 에 추가된 것을 확인 할 수 있다.
"개념파악했으니 실습하기
Start Practice~"
Example 01. 떨어지는 딱딱한 개체들
01. 무대가되는 고정된 대상은 콜리더 바디 Collider Body
다이나믹하게 변화가 일어날 주인공인 Colner로 캔모양의 형상이 있다. 여기에 무대이자, 고정된 역할을 할 둥근 바닥면인 Disc를 추가하고 Simulation Tag 중 Collider Body를 추가해 준다. 물리적인 시뮬레이션으로 애니메이션의 제한된 공간인 바닥을 디스크 형태가 아닌 계단, 컵, 플레인 등의 어떤 대상이 필요한 것이다.
02. 주인공인 대상은 리지드 바디 Rigid Body
다이나믹하게 변화가 일어날 주인공인 Colner를 위로 올려서 배치한 후 오브젝트 매니저창에서 선택하고 Simulation Tag 중 Rigid Body를 추가한다. 기본적으로 잘 동작하는지 Play를 하면 적용한 바닥면에 안착하여 툭 떨어지는 물리적인 시뮬레이션이 키프레임 하나도 사용하지 않고 장면이 연출됩니다. 단 전체가 같이 떨어지는 현상으로 보여집니다.
03. 전체가 떨어지며 흩어지기는 Individual Elements - All
하나의 개체가 떨어지는 것이 아닌 전체가 떨어지면서 바닥에서 흩어지는 장면연출을 위해서는 Rigid Body의 옵션 중 충돌인 Collision 탭에서 Individual Elements에 기본 Off 값을 All로 변경해준 후에 Play를 해보면 떨어지면서 바닥에 닿으면 흩어지는 장면연출이 됩니다.
04. 전체가 떨어지며 흩어지기는 Individual Elements - All
바운스 Bounce를 증가시키는 것을 통해 튀다, 뛰어오르다 효과를 줄 수 있습니다.
😎 컬러 체커보드로 물놀이공 재질
재질 중에서 컬러에 속한 표면을 체커보드설정하면, 아래 그림과 같은 물놀이공을 표현할 수 있습니다.
만유인력에 의해 추락하는 물체 샘플파일로 연습하자!
중력, 만유인력(萬有引力, Universal gravitation)은 질량을 가진 모든 물체끼리 서로 끌어당기는 힘이다.
Collider Body를 통한 Crash Simulation 추락과 충돌하는 시뮬레이션 표현
콜리더 바디 Collider Body의 대상인 바닥이나 고정된 구조체로 각인된 것만은 아닙니다. 고체로서 역할이 아닌 처음 존재감을 느꼈던 잭프로스트 처럼 특정 대상들을 움직이고 변화를 주는 개체로서도 활용되는 점이 독특한 표현을 할 수 있습니다. 아래 강좌에서는 충돌실험 시뮬레이션은 당구, 볼링, 컬링, 교통사고등의 연출이 가능하다.
※ Jack Frost는 영국의 추위를 구현하는 서리의 요정으로 영화 가디언즈(Rise of the Guardians)로 많이 알려진 캐릭터이다.
아래는 위 Tutorial Video에 시뮬레이션 작업한 원본파일로 재구성해 작업가능하게 공유합니다.
컵속에 떨어지는 장면을 위해서 꼭 설정해야하는 것이 Collision Tab의 Shape를 Moving Mesh로 설정하는 것입니다.
관련 튜토리얼
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