Cloth Body

Cloth body enables physical simulation of textiles, clothing and foliage, as well as sheets of any soft material. A cloth can be torn to pieces and also it can be pinned to the following types of bodies:Cloth body позволяет физически моделировать текстиль, одежду и листву, а также листы любого мягкого материала. Ткань можно разорвать на куски, а также прикрепить к телам следующих типов:

• Rigid body
• Ragdoll body
• Dummy body

To pin a cloth to a body so it would hang like a cape or a curtain, use the Particles Joint.Чтобы прикрепить ткань к телу так, чтобы она свисала как плащ или занавеска, используйте сочленение Particles.

Cloth body greatly enhances the appearance of dressed characters (otherwise entirely animated) and saves the time of game artists. However, simulation of this type of body is quite costly and it is strongly recommended to use distance optimization to avoid performance hits.Cloth body значительно улучшает внешний вид одетых персонажей (в остальном полностью анимированных) и экономит время игровых художников. Однако моделирование этого типа тела довольно затратно, и настоятельно рекомендуется использовать оптимизацию расстояния, чтобы избежать снижения производительности.

Примечание

Cloth body can be assigned only to Dynamic mesh objects.Cloth body можно присвоить только объектам Dynamic mesh.

See alsoДополнительная информация#

In most cases, it is important that polygon triangulation of the mesh, for which Cloth body is generated, is as illustrated! Otherwise, it may not stretch properly and evenly in all directions.В большинстве случаев важно, чтобы триангуляция полигонов меша, для которого генерируется Cloth body, была такой, как показано! В противном случае растяжение по всем направлениям не будет правильным и равномерным.

For example in 3ds Max, mesh topology needs to be edited manually: choose Modify > Selection > Edit Edges rollout and click Turn to turn the triangles in a poly.Например, в 3ds Max топологию меша необходимо отредактировать вручную: выберите в меню Modify > Selection > Edit Edges и щелкните Turn, чтобы превратить треугольники в полигоны.

Cloth body is modeled as set of point masses (particles) located in the mesh vertices. Each particle is represented with a sphere shape and is linked together with other particles by inner spring joints that are located along the mesh edges. Inner joints allow to recreate mesh topology, on the one hand, and constrain stretching and folding, on the other.Cloth body моделируется как набор точечных масс (частиц), расположенных в вершинах меша. Каждая частица имеет форму шара и связана с другими частицами внутренними пружинными сочленениями, расположенными по краям меша. Внутренние сочленения позволяют воссоздать топологию меша, с одной стороны, и ограничивают растяжение и складывание, с другой.

Each particle is characterized by a position, mass and velocity and has a constant spherical shape with a set radius. The total mass of the whole body is equally distributed among them. In accordance with Newton's second law particles can be acted upon by a force or an impulse applied by inner joints and external forces (collision, gravity, air resistance, wind, etc.).Каждая частица характеризуется положением, массой и скоростью и имеет постоянную сферическую форму с заданным радиусом. Общая масса всего тела равномерно распределяется между ними. В соответствии со вторым законом Ньютона на частицы могут действовать сила или импульс, приложенный внутренними сочленениями и внешними силами (столкновение, сила тяжести, сопротивление воздуха, ветер и т. д.).

Self-collision of the particles and collisions between different cloth bodies are not calculated. However, the cloth interacts with environment by colliding with other physical bodies if the Collision box is checked. Its behavior in case of contact is controlled by such parameters as friction and restitution. Selective physical interaction is available via corresponding bitmasks.Столкновение частиц с самими собой и столкновения между различными телами Cloth не рассчитываются. Однако ткань взаимодействует с окружающей средой, сталкиваясь с другими физическими телами, если установлен флажок Collision. Поведение ткани при контакте контролируется такими параметрами, как трение и восстановление. Селективное физическое взаимодействие доступно через соответствующие битовые маски.

Thus, Cloth body can be regarded as constrained system of rigid particles and therefore shares some parameters with rigid bodies:Таким образом, Cloth body можно рассматривать как ограниченную систему твердых частиц и, следовательно, разделяет некоторые параметры с твердыми телами:

• massмасса;
• frictionтрение;
• restitutionвосстановление;
• linear and angular dampingлинейное и угловое демпфирование.

Particle RadiusРадиус частицы#

As it was already mentioned, each particle is a sphere with a set radius. That brings the following:Как уже было сказано, каждая частица представляет собой сферу с заданным радиусом. Это дает следующее:

• Cloth particles use continuous collision detection, so higher values are preferable for more robust behavior. Collisions between the particles are not calculated and should not be considered when setting a radius. Be careful, however, as particles too big in diameter can provide incorrect interaction with environment (twitching or blowing up of the cloth). Too low radius results in poor collision handling.Частицы ткани используют непрерывное обнаружение столкновений, поэтому более высокие значения предпочтительнее для более надежного поведения. Столкновения между частицами не рассчитываются и не должны учитываться при установке радиуса. Однако будьте осторожны, поскольку частицы слишком большого диаметра могут привести к некорректному взаимодействию с окружающей средой (подергиванию или иному нестабильному поведению ткани). Слишком малый радиус приводит к плохой обработке столкновений.
• As cloth particles are approximated with spheres, the cloth never lies flat on the ground or tightly adheres to the surfaces. There is always some gap that corresponds in size to set radius.Поскольку частицы ткани приближены к сферам, ткань никогда не ложится на землю ровно или плотно прилегает к поверхностям. Всегда есть зазор, размер которого соответствует заданному радиусу.

Примечание

An object can pass through the cloth, when the particle radius is small and the cloth is stretched. The reason is that continuous collision detection is performed only for particle spheres located in vertices of cloth mesh.Предмет может пройти сквозь ткань, если радиус частицы мал, а ткань растянута. Причина в том, что непрерывное обнаружение столкновений выполняется только для сфер частиц, расположенных в вершинах меша ткани.

Joints Solver IterationsИтерации решения сочленений#

A cloth may be deformed by stretching and folding. These deformations are controlled with joint constraints of two types:Ткань может деформироваться при растяжении и складывании. Эти деформации контролируются связями двух типов:

• Linear restitution controls stretching.Линейное восстановление контролирует растяжением.
• Angular restitution controls folding.Угловое восстановление управляет складыванием.

With these types of constraints, it is possible to obtain the desired look and feel of the cloth and simulate a variety of different deformable materials ranging from a stiff carton to soft lycra.С помощью этих типов ограничений можно получить желаемый внешний вид ткани и имитировать множество различных деформируемых материалов, от жесткого картона до мягкой лайкры.

Linear RestitutionЛинейное восстановление#

Angular RestitutionУгловое восстановление#

Rigidity parameter is an additional constraint of the cloth motion to make it stiffer and more inflexible. For that purpose, linear and angular velocities of each cloth particle are corrected according to the total velocities interpolated for all the particles.Параметр жесткости — это дополнительное ограничение движения ткани, которое делает ее более жесткой и негибкой. Для этого линейная и угловая скорости каждой частицы ткани корректируются в соответствии с полными скоростями, интерполированными для всех частиц.

• The minimum value of 0, makes the cloth elastic, flexible and easily deformable.Минимальное значение 0 делает ткань эластичной, гибкой и легко деформируемой.
• The maximum value of 1, makes the cloth stiffer and less prone to deformation.Максимальное значение 1 делает ткань более жесткой и менее склонной к деформации.

When the cloth is stretched beyond its elastic limit or folded, it tears and shreds into pieces. Tearing is caused by applying the force or collision with a physical body, and depends on the cloth stiffness (controlled by linear and angular restitution parameters). For example, imagine the cannonball hitting the sail and leaving the hole in it. The cloth is torn only along the edges of cloth triangles, splitting mesh vertices and duplicating particles.Когда ткань растягивается до предела эластичности или складывается, она рвется и рассыпается на куски. Разрыв вызывается приложением силы или столкновением с физическим телом и зависит от жесткости ткани (контролируется параметрами линейного и углового восстановления). Например, представьте, как пушечное ядро попадает в парус и оставляет в нем дыру. Ткань рвется только по краям треугольников ткани, разделяя вершины меша и дублируя частицы.

Tearing of clothРазрыв ткани

Примечание

If torn pieces of cloth fall onto one plane, they cause Z-fighting.Если оторванные куски ткани падают на одну плоскость, они вызывают мерцание (Z-fighting).

Linear Threshold DistanceЛинейное пороговое значение#

Angular Threshold AngleУгловое пороговое значение#

Updating each frame a huge number of objects located far away from the camera that are hardly distinguishable or observed as a mass is a waste of resources.Каждый кадр обновлять огромное количество объектов, расположенных далеко от камеры, а поэтому трудно различимых или наблюдаемых как общая масса, является пустой тратой ресурсов.

To improve performance and avoid the excessive load, simulation of the cloth can be updated with a reduced framerate. When the player is out of the area specified by the Update Distance Limit, the cloth stops to be updated and freezes statically.Чтобы улучшить производительность и избежать чрезмерной нагрузки, для моделирования ткани можно выбрать режим обновления с меньшей частотой кадров. Когда игрок находится за пределами области, указанной параметром Update Distance Limit, ткань перестает обновляться и застывает в статичном положении.

The set of frame rates given below enables you to specify how often the cloth simulation should be updated when the object is visible, when only its shadow is visible, or when it is not visible at all.Приведенные ниже режимы частоты кадров позволяют задать частоту обновления моделирования ткани в случаях, когда объект виден, когда видна только его тень или когда он не виден вообще.

Parameters -> Physics tab -> Periodic Update sectionВкладка Parameters -> Physics → раздел Periodic Update

FPS When Object Is Rendered To Viewport	Update rate value for the case when the object is rendered to viewport.Значение частоты обновления, когда объект отображается в области просмотра.
FPS When Only Object Shadows Are Rendered	Update rate value when the object itself is outside the viewing frustum, and only its shadow is rendered to viewport.Значение частоты обновления, когда сам объект находится за пределами области просмотра, и только его тень отображается в области просмотра.
FPS When Object Is Not Rendered At All	Update rate value when both the object and its shadow are not rendered to the viewport.Значение частоты обновления, когда объект и его тень не отображаются в области просмотра.
Update Distance Limit	Distance from the camera up to which the object should be updated.Расстояние от камеры, в пределах которого необходимо обновить объект.

Примечание

These values are not fixed and can be adjusted by the Engine at any time to ensure best performance.Эти значения не являются фиксированными и могут изменяться движком в любое время для обеспечения наилучшей производительности.

This feature is enabled with default settings ensuring optimum performance and can be adjusted per-object in UnigineEditor or via API at run time.Эта функция включена с настройками по умолчанию, обеспечивая оптимальную производительность, и может быть настроена для каждого объекта в UnigineEditor или через API во время выполнения.

Внимание

Please be aware that using reduced update frame rate for an object should be carefully considered in your application's logic, as it may lead to various issues with rendering skinned and dynamic meshes (flickering due to misalignment, e.g. in case of attaching a cloth to a skinned mesh).Помните, что использование пониженной частоты кадров обновления для объекта должно быть тщательно продумано в логике вашего приложения, так как это может привести к различным проблемам с рендерингом объектов Mesh Skinned и Mesh Dynamic (мерцание из-за несовпадения, например, в случае прикрепления ткани к Mesh Skinned).

To assign a Cloth body to an object via UnigineEditor perform the following steps:Чтобы присвоить объекту Cloth body через UnigineEditor, выполните следующие действия:

1. Open the World Hierarchy window.Откройте окно World Hierarchy.

2. Select a Dynamic Mesh object to assign a Cloth body to.Выберите объект Dynamic Mesh, которому нужно присвоить Cloth body.

   Примечание

   Make sure that object's mesh meets requirements!Убедитесь, что меш объекта соответствует требованиям!

3. Go to the Physics tab in the Parameters window and assign a physical body to the selected object by selecting Body -> Cloth.Перейдите на вкладку Physics в окне Parameters и назначьте физическое тело выбранному объекту, выбрав Body -> Cloth.

   

4. Set body's name and change other parameters, if necessary.Задайте название тела и при необходимости настройте параметры.

Cloth attached to animated characterТкань, прикрепленная к анимированному персонажу

A cloth can be attached to the following types of bodies:Полотно можно прикрепить к телам следующих типов:

• Rigid body
• Ragdoll body
• Dummy body

To attach a cloth to a body use a Particles Joint. In case of Rigid bodies (either static, or dynamic) and Dummy bodies, pinned particles stay fixed in their position and follow transformations of attached objects pulling the cloth with it.Чтобы прикрепить ткань к телу, используйте сочленение Particles. В случае тел Rigid (статических или динамических) и тел Dummy закрепленные частицы остаются фиксированными в своем положении и повторяют преобразования объектов, к которым они крепятся, вытягивая за собой ткань.

1. Select Rigid body, Ragdoll body or Dummy body.Выберите тело Rigid, Ragdoll или Dummy.
2. Add Particles Joint.Добавьте сочленение Particles.
3. Specify Cloth body.Укажите тело Cloth.
4. Adjust the pinning area using the Threshold and Size parameters of the particles joint.Настройте область прикрепления, используя параметры Threshold и Size сочленения Particles.

Примечание

To ensure stable simulation, set appropriate masses of the cloth and the attached body. Unbalanced masses may cause twitching of the cloth joints.Чтобы обеспечить стабильную симуляцию, установите соответствующие массы для ткани и тела, к которому она крепится. Несбалансированные массы могут вызвать подергивание сочленений ткани.

Attachment to Skinned MeshПрисоединение к Skinned Mesh#

Convincing simulation of the clothing on a skinned character requires a different approach. To follow bones transformations, each vertex of the cloth that is found in the Particles Joint area is mapped to the nearest skinned mesh vertex (up to the distance specified by the Threshold parameter of the particles joint).Убедительная симуляция одежды персонажа со скелетной анимацией требует другого подхода. Чтобы отслеживать преобразования костей, каждая вершина ткани, которая находится в области сочленения Particles, сопоставляется с ближайшей вершиной Mesh Skinned (до расстояния, указанного параметром Threshold для сочленения Particles).

Примечание

It is not recommended to attach the cloth directly to the skinned character, because difference in topologies may result in visual artifacts. Instead of it, it is better to create an identical cloth surface on the skinned mesh character, make it invisible and attach a physical cloth to it.Не рекомендуется прикреплять ткань непосредственно к персонажу со скелетной анимацией, потому что различие в топологии может привести к визуальным артефактам. Вместо этого лучше создать идентичную тканевую поверхность на меше персонажа со скелетной анимацией, сделать ее невидимой и прикрепить к ней физическую ткань.

For example, we need to create a cape that is glued to the shoulders of a skinned character while the rest flaps and folds loosely. It is done in the following steps:Например, нам нужно создать плащ, который одной стороной приклеен к плечам персонажа со скелетной анимацией, а остальные части свободно провисают складками. Это делается следующим образом:

1. When creating a Mesh Skinned, add a cape surface identical to the cape that the character would wear. It can be either a whole cape, or only its clipped part that needs to be pinned. The latter is preferable when complex clothing is simulated, which requires more flexible control over which parts to simulate physically and which ones to move with skinned character. In our case, it's cloth part over the shoulders.При создании Mesh Skinned добавьте поверхность плаща, идентичную плащу, который будет носить персонаж. Это может быть как целый плащ, так и только его обрезанная часть, которую нужно приколоть. Последнее предпочтительнее при моделировании сложной одежды, что требует более гибкого контроля над тем, какие части моделировать физически, а какие перемещать с персонажем со скелетной анимацией. В нашем случае это часть ткани на плечах.
2. Add skinned mesh that has a Ragdoll body assigned. Make sure that the cape surface is enabled.Добавьте меш со скелетной анимацией, на который назначено тело Ragdoll. Убедитесь, что поверхность плаща включена.
3. Add a separate dynamic cloth mesh and synchronize its position with skinned character. Turn off physical simulation (CTRL + SPACE) and assign a Cloth body.Добавьте отдельный Mesh Dynamic для ткани и синхронизируйте его положение с персонажем со скелетной анимацией. Отключите моделирование физики (CTRL + SPACE) и назначьте тело Cloth.
4. Attach Cloth body to Ragdoll body. If the Threshold distance of the particles joint is set low enough, the physical cape will be automatically attached only to the cape surface (i.e. shoulders). After that, the cape surface is simply disabled and does not provide any load at all.Прикрепите тело Cloth к телу Ragdoll. Если расстояние, заданное в параметре Threshold сочленения Particles, достаточно низкое, физический плащ будет автоматически прикреплен только к поверхности плаща (то есть плечам). После этого плащ просто отключается и не создает никакой нагрузки.