Blender 180 – Constraints, sich drehende Zahnräder

Von einer Scheibe zu sich exakt drehenden Zahnrädern. In diesem Beitrag wird in Minutenschnelle ein einfaches Zahnrad modelliert und dann mit Blender Constraints versehen. Die erlauben das beispielsweise Rotationswerte auf andere Objekte übertragen werden können.

Skills: Easy
Addon: Nein
Download: Fertige Szene in etwas verändertem Design, als Blender-File. Download via Mediafire.

Im Bild unten ist die funktionierende, fertig animierte Szene zu sehen die im Download enthalten ist.

Einfaches Zahnrad modellieren

Alles beginnt mit einer Scheibe. Über Add – Cylinder wird der Szene eine Säule hinzugefügt. Die Maße können aus dem Bild unten übernommen werden. Das Objekt benötigt eine ordentliche Anzahl an Vertices weil daraus die Zähne entstehen werden (siehe Bild unten).

Für den nächsten Schritt, das Skalieren der Zähne, ist es nötig den kompletten äußeren Rand auszuwählen. Dazu wird in den Edge Select-Mode gewechselt und mit gehaltener STRG-ALT-Taste nur eine einzige Kante geklickt (siehe Animation unten).

Und schon ist das Objekt rundherum markiert (siehe Bild unten).

Wir benötigen allerdings nur jede zweite Kante. Daher wird Select – Checker Deselect ausgeführt (siehe Bild unten).

Das schaut gut aus. Durch skalieren nach außen werden nun Zähne angelegt. Allerdings wird das Skalieren eingeschränkt.

Um die Skalierung auf die Achsen X und Y zu begrenzen drückt man den Shortcut S und gleich danach SHIFT-Z. Das schließt die z-Achse, also die Höhe von der Skalierung aus (siehe Bild unten).

Das Zahnrad, wenn auch sehr einfach ist damit fertig. Für diese Zwecke reicht es vollkommen aus.

Constraint – Copy Rotation

Zusätzlich zu dem Zahnrad wird ein Empty benötigt. Das Empty wird das einzige Objekt sein das bewegt und animiert wird und dient zum Überträger der Werte (siehe Bild unten).

Zur besseren Übersicht wird das Empty etwas zur Seite gerückt (siehe Bild unten).

Spätestens jetzt sollten man sich noch einmal der Achsen voll bewusst sein, denn alles weitere hängt von dem Verständnis ab in welche Richtung übertragen werden soll (siehe Animation unten).

Genügend vorbereitet? Dann kanns losgehen. Um an Constraints zu gelangen, wird in der Properties-Panel der entsprechende Reiter gewählt (siehe Bild unten).

In diesem Fall soll die Rotation des Empty auf das Zahnrad übertragen werden. Daher ist hier das Zahnrad zu markieren und ein Copy Rotation zugewiesen (siehe Bild unten).

Das Zahnrad ist markiert. Vom Zahnrad aus gesehen ist das Empty das Target (Ziel). Man wählt also das Empty aus. Übertragen werden soll die Rotation auf der z-Achse, daher wird Z aktiviert (siehe Bild unten).

Markiert man nun das Empty und nutzt den Shortcut R-Z und rotiert somit das Empty auf der z-Achse wird sich das Zahnrad ebenfalls drehen (siehe Animation unten).

Ein Zahnrad kommt aber selten alleine. Mit SHIFT-D legt man sich ein Duplikat davon an und legt es rechts neben dem Original ab (siehe Bild unten).

In der Constraints-Palette wird vorerst das Constraint entfernt, weil das neue Zahnrad noch rotiert werden muss. Mit einem vorhandenen Constraint lässt sich das zweite Zahnrad zudem nicht bewegen.

Denn derzeit liegen sich die Zahnräder noch gleich ausgerichtet wie das Original. Die Zähne passen nicht ineinander. Durch Drehen auf der z-Achse (R-Z) wird der Zustand korrigiert (siehe Animation unten).

Da die Rotation des Duplikats verändert wurde wird Apply – Rotation & Scale angewendet. Das Scale müsste nicht sein, Rotation würde an sich reichen (STRG-A) (siehe Bild unten).

Nun wird dem Zahnrad erneut ein Constraint – Copy Rotation zugewiesen. Die Einstellungen sind fast gleich, bis auf die Aktivierung von Invert (invertieren – umkehren). Weil, das angesetzte Zahnrad sich immer entgegengesetzt des vorhergehenden bewegt (siehe Bild unten).

Die Animation ist der Beweis. Passt!

Das war einfach. Und es würde auch so einfach bleiben, egal wie viele weitere Zahnräder man dem Empty anhängt. Das nächste dritte Zahnrad würde dann wieder kein Invert benötigen. Aber ein Viertes wieder und so weiter.

Constraint – Transformation

Wie sieht es aber aus, wenn die Bewegung auf eine andere Richtung übertragen werden soll. Macht man sich einfach mal den Spaß das zweite Zahnrad um 90° Grad auf der x-Achse zu drehen (R-X-90) …

… dann wird sich die Rotation dementsprechend anpassen. Sieht schräge aus ist aber exakt das, was dem Objekt über das Constraint mitgeteilt wurde: Drehung auf der z-Achse (siehe Animation unten).

Der Constraint Copy Rotation ist hier nicht mehr sinnvoll. Stattdessen wird das Transformation aus der Constraint-Liste gewählt. Keine Angst vor den scheinbar vielen Eingabemöglichkeiten. Es bleibt überschaubar (siehe Bild unten).

Das Target ist immer noch das Empty. Extrapolate (ableiten) muss aktiviert sein. Und übertragen werden soll nach wie vor die Rotation (Rot) des Emptys. Die findet auf der z-Achse statt und reicht von -360° Grad bis +360° Grad (siehe Bild unten).

Source to Destination (Quelle zu Ziel) ist vom Ziel (dem Zahnrad) her zu betrachten. Daher wird die mittlere Zeile gewählt, denn es soll nach >Y übertragen werden. Wir wollen das aufrechte Zahnrad um die y-Achse drehen und die Quelle (Empty) dreht sich um Z. Daher wird vorne Z eingetragen. Somit wird von Z nach Y übertragen (siehe Bild unten).

Abschließend wird unter Destination (Ziel) explizit noch einmal mitgeteilt das es sich um eine Rotation (Rot) handeln soll und das von – bis… (siehe Eingabe) (siehe Bild oben).

Die Animation zeigt das alle Eingaben korrekt sind. Die Animation läuft (siehe Animation unten).

Möchte man das Ganze animieren muss natürlich nur das Empty gedreht werden (auf z-Achse, begrenzt auf z-Achse) und nur das Empty erhält Keyframes. Alles Weitere errechnet Blender von selbst.

Auf diese Weise lassen sich ganze Maschinerien aufbauen und für Präsentationen, Referate oder einfach nur zum Vergnügen gestalten.

Viel Spaß!