dimecres, 27 de gener del 2016

Modelat d'un Nissan Patrol 60 (2) - Suspensió simulada

En aquesta entrada milloraré la suspensió del Nissan Patrol 60 mitjançant una suspensió elàstica simulada.

La simulació la faré seguint els passos que es detallen en el tutorial que ja vaig imitar en l'entrada anterior, el d'aquest enllaç.

Blender té un modificador anomenat Roba (Cloth) que simula el comportament de la roba, tenint en compte paràmetres físics com ara el pes, la densitat de l'aire, les col·lisions amb la mateixa peça de roba i amb altres cossos externs, etc...

Per tal d'experimentar una mica amb aquest modificador he creat alguns objectes i els he assignat el modificador Roba. Es poden definir grups de vèrtexs que quedaran fixes com si tinguessin agulles de cap clavades (pin).

He creat una "bandera", amb una línia de vèrtexs "clavada" en un dels costats laterals, una "tovallola" sobre un suport i una "samarreta" penjada d'un fil d'estendre la roba, penjada de dues "agulles".

En executar la simulació, actua la gravetat i la roba es deforma, col·lisionant amb parts d'ella mateixa i amb els objectes que hi ha a la vora, si s'escau.




Un cop conegut el funcionament de la roba, he creat un objecte (que a la simulació final no es veurà) sobre el cotxe. Aquest objecte tindrà aplicat el modificador roba i la part inferior es mourà, afectada per la gravetat i per les forces d'acceleració que actuïn sobre el vehicle, tant longitudinals com transversals.

Traslladant aquest moviment a l'os de l'armadura que controla el xassís, obtindrem una aproximació a una suspensió elàstica. Es poden controlar molts paràmetres, com ara la massa, la rigidesa, etc...


Objecte que simularà la suspensió elàstica
Aprofitant l'avinentesa, he millorat una mica el modelat de les ballestes que formen la suspensió del Nissan Patrol 60 i li he afegit alguns detalls (retrovisor, netejaparabrises)

He creat també un circuit de proves amb alguns obstacles per tal de poder provar la suspensió, un pla inclinat, etc...

He fet una simulació amb un grau de rigidesa molt petit per tal de fer molt evidents els moviment del xassís. Això provoca unes deformacions irreals de les ballestes, que no es notaran amb una rigidesa més realista de la suspensió.

I aquest ha estat el resultat:





En properes entrades intentaré modelar un vehicle articulat i aplicar-li l'esquelet i la suspensió elàstica.

divendres, 8 de gener del 2016

Aparellatge de vehicles de 4 rodes - Camió Groc

En aquesta entrada faré un aparellatge (Riging) amb Blender per a vehicles de 4 rodes i, com a resultat una petita animació d'uns vehicles movent-se en una carretera.

L'objectiu és que el vehicle es desplaci seguint una trajectòria definida per un Camí (Path) i que l'aparellatge s'encarregui de detalls tals com la orientació de les rodes directrius, els diferents recorreguts que tenen l'eix davanter i l'eix posterior, l'adaptació de les rodes als obstacles del terreny, sots, etc...

M'he inspirat en el tutorial d'aquest enllaç, modificant algunes coses.

1) Vehicle: Camió groc

Com a element per a treballar he triat un camió que apareix al comic de Gil Pupil·la  "L'home de les dues rodes" (Le Chinois à deux roues en versió original. Publicat en català, traduït per Albert Jané a la revista "Cavall Fort" núm 323 a 333 , febrer a juliol 1976) del dibuixant Tillieux, del qual ja havia modelat el Nissan Patrol 60 (vegeu aquesta altra entrada del blog)

No sembla que el camió es correspongui a cap camió real. Al còmic només s'explica que és "de fabricació russa". En aquest enllaç hi ha una discussió sobre en quin o quins camions reals està inspirat. Entre altres models podrien ser:

Citroën T46 (Fabricació francesa)
Citroën Type 55 (Fabricació francesa)
ZIL 130  (Fabricació russa)
Hanomag L28 (Fabricació alemanya)
Ford F6 (Fabricació americana)
Toyota BX (Fabricació Japonesa)

Encara que la meva opinió és que el que se li assembla més és aquest:

Commer Superpoise (Fabricació britànica)

Aquest camió ja el tenia modelat en versió molt senzilla i li he afegit algun detall més., però l'objectiu principal de l'entrada no és el modelat sinó l'aparellatge.


2) Recorregut adaptat al tereny

Per començar cal un recorregut Path en 2D, que adaptaré al terreny existent amb el modificador retractilador Shrinkwrap. Sobre aquest recorregut es desplaçarà un element buit Empty, que correspondrà al punt teòric situat al nadir del centre de l'eix davanter.

3) Recorregut diferent de l'eix posterior respecte al davanter

Els recorregut que fa el centre de l'eix davanter d'un vehicle (tret que circuli sobre raïls o guies) no és exactament el mateix que el que fa el centre de l'eix posterior, l'eix posterior fa les corbes amb un radi més gran. Encara que la simulació no serà exacta, l'aproximaré afegint un segon element buit Empty, que seguirà el primer element buit a una certa distància. El cos del cotxe pivotarà sobre el centre de l'eix davanter i s'alinearà amb aquest segon Empty.


4) Funcionament de l'armadura

L'armadura estarà formada per 4 nivells d'ossos, que he col·locat en 4 capes diferents. Cada nivell compleix una determinada funció i es recolza en els ossos de les anteriors.

1r nivell: Ossos que orienten la cua del vehicle i les rodes directrius
2n nivell: Ossos que s'adapten al sensor de terreny
3r nivell: Ossos que depenen del xassís
4t nivell: Ossos que regulen la rotació de les rodes


5) Orientació de les rodes directrius

En conduir, dirigim el cotxe orientant les rodes cap allà on volem anar. Simularé aquest moviment afegint un tercer element buit Empty, que precedirà el primer element buit a una distància aproximada de 1/2 vegades la longitud entre eixos. Les rodes davanteres prendran com a angle de gir el que correspongui a l'alineació del primer Empty amb el tercer Empty.

1r nivell de l'esquelet - Ossos que orienten la cua del vehicle i les rodes directrius


6) Moviment de les rodes i del xassís en funció del relleu del terreny

He creat un pla definit pels 4 punts de contacte de les rodes amb el terreny. Per tal que els 4 punts dels vèrtexs estiguin sempre a la cota del terreny, li he aplicat un modificador retractilador Shrinkwrap referit a la malla que forma el terreny i la carretera.

Sensor de terreny

Els ossos de l'esquelet del cotxe que defineixen la posició en vertical de les rodes contenen la restricció "Fill de..." Constraint "Child of...", de manera que les rodes pujaran i baixaran amb les irregularitats del terreny. Els eixos i el xassís seguiran la posició de les rodes i també modificaran la seva posició i rotació.

Per a aquest model correspon una "suspensió d'eix rígid". En aquest enllaç queda explicat el funcionament mecànic del sistema.

2n nivell de l'esquelet - Ossos que s'adapten al sensor de terreny

Recolzats en els ossos del xassís hi ha els ossos que controlen els elements individuals de la carrosseria: Obertura de portes, obertura del capó, netejaparabrises, etc...

3r nivell de l'esquelet - Ossos que depenen del xassís

A continuació he fet algunes proves per tal de verificar que l'esquelet es comporta més o menys com estava previst. Quan les rodes passen sobre una irregularitat es desplacen amunt i avall i, provoquen que els eixos i el xassís s'orientin segons aquests desplaçaments.

Tot el muntatge funciona bé per a desnivells petits, no està pensat per a simular que el vehicle afronta terrenys fora de pista. No és la intenció que es pugui adaptar a qualsevol situació, només per a les situacions esperables en carretera.



De moment no modelaré el component elàstic de la suspensió, ho deixo pendent per a més endavant, ja que requereix un coneixement del mòdul de cossos rígids que encara no he tocat de manera seriosa.

7) Rotació de les rodes

Per tal que les rodes girin el número de revolucions adequat he calculat la longitud de la trajectòria seguida pel vehicle i l'he dividit pel perímetre de la roda, igual que ja havia fet en una entrada anterior.

Aquestes revolucions les he aplicat a una de les rodes i he fet que les altres tres copiïn la rotació de la primera.

4t nivell de l'esquelet - Ossos que regulen la rotació de les rodes

8)  Segon Vehicle Nissan Patrol 60

Per al segon vehicle he utilitzat el Nissan Patrol 60 que ja tenia modelat (vegeu aquesta altra entrada del blog) i li he adaptat el nou esquelet, ajustant-lo a les dimensions d'aquest segon vehicle

9)  Música

Per a la música he triat la peça "Prayer in C" de Lilly Wood & The Prick and Robin Schulz

10) Càmeres i muntatge

La intenció del muntatge ha estat inspirada per la persecució del camió groc pel tot-terreny blau, igual que al còmic Le Chinois à deux roues, de manera que he creat una carretera amb corbes (inspirada en la carretera que puja al massís de Garraf des de Castelldefels)

Per a la filmació he utilitzat diverses càmeres virtuals. Algunes tenen un recorregut aeri, simulant una filmació des d'un helicòpter. D'altres estan associades a un dels vehicles i s'orienten cap a l'altre. D'altres enfoquen només un vehicle.

Finalment ho he refregit tot plegat dins l'editor d'àudio-vídeo de Blender.

10) Resultat

i aquest ha estat el resultat:





11) Conclusions

Caldrà que millori l'assignació de les rotacions del xassís per tal que estigui influenciat en la mateixa proporció per les 4 rodes, ja que ara algunes predominen sobre les altres. El sistema d'orientació de les rodes directrius caldrà limitar-lo a un sol eix, per tal que es comporti com les direccions reals. Caldrà també que em posi amb la suspensió elàstica, cosa que permetrà que apareguin els balancejos provocats per les inèrcies.

Però globalment estic satisfet del resultat ja que l'animació es limita a modelar el recorregut en planta dels vehicles i l'aparellatge fa la resta.
Està molt automatitzat i, dins les seves limitacions, permet aconseguir un resultat raonablement realista.