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豆芽兵的生存探索

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05_Maya_动力学_第五章——龙卷风(2/3)  

2013-06-30 20:36:44|  分类: Maya探索 |  标签: |举报 |字号 订阅

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05_Maya_动力学_第五章——龙卷风(2/3) - 豆芽兵 - 豆芽兵的生存探索

05_Maya_动力学_第五章——龙卷风(1/3)

5.2案例:Twister(2/3)

5.2.1龙卷风(Twister)

前面一节案例是使用了Volume Axis 场创建了一个漏斗云。使用这种类型的场缺点是难以控制。不过实际应用时,你也可以加一点点,影响龙卷风的形态和大小。而使用Volume Curve field(体积曲线场),可以增强控制,也不会让模拟效果更差。下一个案例是集中精力增强控制性,制作更真实的龙卷风。

在此案例Volume Curve field用来控制Maya流体。Volume Curve field是一个独特的,可以允许你自定义影响区域的场。这个场通过缩放顶端到末端大小,制作出独特的漏斗形。Curve线是用来定义龙卷风的具体形态。下面就来一步步制作。

1.创建3D Container使用如图设置

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5.16,流体框(3D Container)设置

2.龙卷风的不是特定在地面上的一个点。而是影响一个环形区域。要制作这个,将要用到surface emitter。创建发射器前,先创建NURBS circleCurve线圈)。复制这个圈,然后把复制出来的缩放到2。这样就会得到一大一小两个圈。选中这两个圈,然后在Surfaces模块下,在菜单栏点击Surfaces->Loft。默认就会生成如图5.17的这样的环形模型。

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.5.17使用默认设置创建Surface环形

3.删除这个surface环的的历史(history)把这个环面命名为为twisterSuface。以这个模型创建流体surface emitter(表面发射器),然后把这个模型缩放到1.5。放置到距离流体框底部一个单位处(Y-14)。如图5.18是目前场景。

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  5.18 放置这发射器到流体框底部

4.从发射器到流体框顶部画一条Curve直线。这条Curve线代表龙卷风,重命名这条Curve线为twisterCurve。然后选择它和流体框,在菜单栏选择Field-Volume CurveVolume Curve field创建好后,会有一系列的圆圈,这些圈就是场的影响半径。如下图5.19

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  5.19添加Volume Curve field

5.选择VolumeCurve场,打开属性编辑器。改变Section Radius 值为8。会看到视图中场的圆圈扩大了。下一步,修改Curve Radius Graph来控制漏斗形。使用下图5.20参考。

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 5.20  Curve Radius图做成漏洞形。

6.再到Volume Speed Attributes面板下。要让流体沿着曲线运动。把Along Axis 值设置到2。此外设置Directional Speed3,在Y轴方向。这个设置让力影响很强,但这样才会让流体向上运动。要流体旋转,把Around Axis值设置到8。这个值正负决定了旋转的方向,正值是让流体顺时针旋转。下图5.21显示了这一步所有设置。在你操作第七步前保存一下场景。

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 5.21,使用Along AxisAround Axis来让流体运动。

7.在你打开High Detail Solve之前,旋转的效果是看不到的。选择流体,把High Detail Solve设置为All Grids。另外设置XZBoundaryNoneY-Y Side.与之前案例一样。确认一下你的设置如下图5.22

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5.22,改变BoundaryHigh Detail SolverAll Grids

8.此时,很难看清流体预览效果。我们先调节一下材质Shading,再返回调整流体动态。设置Transparency 值到0.04。到Color Graph,使用图5.23设置颜色值。还要设置Color Input Y Gradient

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5.23Color Graph的颜色设置

9.流体仍然和很难看到。Volume curve field力清除流体速度大于发射器填充速度。选择发射器,改变Density/Voxel/Sec20,模拟一下检查目前你的设置。图5.24显示现在设置模拟的39帧。

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  5.24,目前龙卷风的效果

10.你现在可以专心龙卷风的动态了。流体与Volume Curve场反应太过了。而我们不想降低场的强度,需要控制流体设置,来减缓流体的运动。改变流体Damp参数值为0.2。测试模拟。运动两现慢了一点,开始填充场的半径。如图5.25

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  5.25到现在的龙卷风进程,模拟到100

11现在模拟的流体没有在XZ方向的运动。看起来就像没有旋转。问题是流体运动没有变化,一帧帧的,流体的速率(velocity),形态(shape),速度speed都相同。因此,它看起来像是静止的。你可以从Velocity Draw看到真实的速度反馈。要解决这个问题,需要改变流体单调的动态。设置Velocity Swirl5。更进一步,在Turbulence面板下,设置StrengthFrequency10Speed设置到1.5.26显示了此时属性窗口设置

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5.26 Swirl Turbulence数值

再一次运行模拟,打开Velocity Draw。这个箭头现在在XZ方向有改变了。如下图。设置好后,保存一下场景文件。

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5.27,加了swirlturbulence的模拟。

5.2.2流体散开问题

流体是顺着Volume Curve流动和旋转,但流体也被旋转着甩出了流体框。这是使用流体制作龙卷风最大的问题。有几个属性需要修改,包括增加Resolution

通过下面三步来修复问题:

1.在流体Dynamic Simulation菜单下,改变Simulation Rate Scale 3Damp作用是让流体变慢;所以要增加Rate Scale平衡一下流体。

2.流体聚集到一起,就要让流体密度(Density)消散快一点。调整DissipationDiffusion0.2Diffusion就是流体会扩散到相邻体素,这会让流体看起来更柔和。下一步,设置Buoyancy10。增加Buoyancy会让流体是上升,防止流体堆积在流体框内。图5.28显示新的设置

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5.28 新的Density面板下参数

3.最终设置,是修改流体Resolution龙卷风最终外观取决于分辨率大小。看一图5.29a,它显示了XYZ resolution 406040)在100帧时的龙卷风,.5.29b)显示了相同的帧,但Resolution为(60,90,60)。你可以流体除了增加内部细节还改变了轮廓。分辨率也会产生不同外观。在这个案例使用的为(60,90,60)。一定记得保存文件。

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5.29左图龙卷风使用分辨率是(40,60,40),右图XYZ分辨率是(60,90,60

5.2.3添加地面灰尘部分(Dust Cloud

案例这一部分是制作靠近地面部分的灰尘部分。添加灰尘到龙卷风底部,让龙卷风与地面接触部分更真实,隐藏一些流体形态缺点。使用圆柱形的体积场来控制流体和制作旋转运动。使用上面案例的文件制作本案例。

1.先把所有之前制作龙卷风相关结点,放入层中,再隐藏掉。隐藏后,流体框就不再计算了占用资源了。然后创建一个新的3D Container,使用图5.30设置,把这个流体框命名为debrisFountain

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5.30 创建一个3D Container.

2.复制twisterSurface节点。删除与surface面一起复制过来的子发射器节点。重命名surface面为dustSurface。下图5.31是目前的操作。

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5.31复制twisterSurface 节点

3.dustSurface面作为debrisFountain流体框的发射器。设置Density/Voxel/Sec值为3

Tips:你也可以使用之前龙卷风的发射器作为debrisFountain的发射器。分离成不同的“层”或“部分”来制作总是一个好思路。你需要确保这个分量在以后不会影响到其它部分。其实就是编程时说的“高内聚,低耦合”思想。

4.灰尘旋转围绕着龙卷风。要实现这点,要使用圆柱形Volume Axis field。图5.32创建的体积场设置。圆柱体积是让流体旋转的方法。它的功能像Volume Curve 场,但缺点是不能改变形态。要让流体能有相应反应,Attenuation值完全关闭,值为零,效果是没有衰减所有部分力是相同的。这个场的力使流体围绕着轴旋转和上升。能进一步促进流体向上运动值是Directional Speed, Y轴设置到1.0

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5.32 创建Volume Axis场设置为Cylinder 类型

5.圆柱(体积轴场)位置很重要,它会影响场效果。移动场位置使用下图5.33设置

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5.33 移动 Volume Axis

模拟一下,看看效果。图5.34显示了105帧。

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5.34 使用Volume Axis Field后,流体在105帧效果

6. 灰尘流体模拟类似于上面龙卷风的模拟,但没有龙卷风猛烈。使用上面twister案例的设置作为比较,来制作灰尘流体。Velocity SwirlTurbulence值是低于twister制作时使用的值大小。Turbulence(扰乱)值是很微妙的,相比较来说,要控制住流体。你不能把流体吸引到流体框顶部,所以Buoyancy要减少到一半。增加Dissipation值是防止流体变得太密,徘徊在流体框中,Diffusion是降到0,看起来粗糙更像泥土。使用图5.35流体设置来调节灰尘。

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5.35设置 debrisFountain流体值

5.2.4给灰尘上材质

灰尘的动态完成了。现在可以给它上材质了。贴图也给流体更多细节。让我们开始吧。

1.使用图5.36参考修改流体颜色。确保Color Input是设置成Density.

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5.36灰尘的颜色设置

2.设置Transparency Value0.02你要确保流体到达流体框顶部之前就消散掉。不要全靠Density Dissipation值,可以改变Dropoff ShapeY Gradient,并设置Edge Dropoff0.5。如图5.37设置。

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5.37 Transparency Dropoff设置

3.跟在前面漏斗云案例一样,如果你需要在视图中能看到更多流体的细节。Lighting菜单下选择Self Shadow设置。图5.38为目前设置的效果。

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5.38 灰尘流体模拟到100帧,并打开灯光自阴影(Self Shadow

4.灰尘制作到这步,就差不多完成了。要有更多的细节,添加Texture(贴图)Opacity.改变Texture Type Space Time下图5.39Texture设置.

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5.39 使用Textures给了灰尘更多的细节

5.当灰尘静止时,有了贴图感觉很不错,如图5.40但它缺少动态。灰尘的细节要螺旋环绕像漏斗云一样。尽管流体有适当的运动,但贴图并没有动。要解决这个问题,是给贴图添加表达式。输入下面的表达式改善流体形态:

debrisFountainFluidShape.textureOriginX = time*0.2

debrisFountainFluidShape.textureOriginY = time*-0.12

debrisFountainFluidShape.textureOriginZ = time*0.2

要完成贴图外观,添加下面一行表达式,让贴图会随着时间运动:

debrisFountainFluidShape.textureTime = time*0.5

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5.40 给了流体贴图后第100帧效果。

5.2.5合并龙卷风各部分

现在要把灰尘和龙卷风主体组合到一起了。但我们还要给龙卷风主体twister更多的活力,将使用动力学毛发曲线来控制体积曲线场(volume curve field)。等这部分制作完成,就可以把所有合成到一起组成一个完整龙卷风了。

1.取消隐藏Twister第一件事是改变用来控制Volume Curve fieldCurve。现在它线性曲线,重建曲线(rebuild)到为cubic类型,可以让曲线扭曲的像真正龙卷风一样。选择twisterCurve和曲线rebuild(重建)使用设置如图5.41.

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5.41 重建twisterCurve

2.控制曲线有一点挑战。重建后,现在有五个控制点。Maya有很多设置可以控制曲线点,但一些方法需要做更多的动画操作。为了体现本书Dynamic主题,我们将使用动力学模块中毛发系统(hair)来控制曲线

选中twisterCurve.。选择 Hair->Assign Hair System->New Hair System.这个twisterCurve将变成一个毛发系统的子毛囊(follicle)。会有一个自动复制出来的曲线,就是动力学曲线。图5.42为在Hypergraph结点。

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5.42 twisterCurve设置成毛发系统后Hypergraph中的的节点

3.现在Volume Curve field,还是受原始的曲线的控制。它不会自动关联到新创建出的动力学曲线上,但我们可以手动通过 Connection Editor来关联。让这个场受新的动力学曲线驱动。从HairSystem1 OutputCurves,选中curveShape1节点。确保你选择的是shape节点,而不是Transform 结点。下一步,选中Volume Curve Field。选择 Window->General Editors->Component Editor.。从左边一栏选择World Space,从右边栏inputCurve。如图5.43参考。

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5.43 使用Connection Editor改变场的输入曲线

4.现在曲线受一点点毛发系统效果。这也正是我们想要的效果。毛发点来控制漏斗云的方向和形态。到初始帧,确保毛发曲线是原始状态。选中curve1,选择Hiar-.Greate Constraint->Transform。吸附新创建的locator到曲线底部,重命名为twisterBottom。创建另一个Hair Transform constraint和吸附它到曲线顶部。重命名为twisterTop。如图5.44

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5.44 创建两个Hair Transform 约束。吸附到曲线两端

5.毛发曲线是自动吸引到固定的点上。因为你使用了Transform约束来控制毛发曲线,所有默认连接(attachments)都需要关闭。选中follicle1 节点。在Channel Box(通道栏),改变Point Lock No Attach。你现在就可以移动locator来塑造和移动龙卷风了。记住,尽管毛发只会在模拟时实时显示效果。图5.45显示了Volume Curve field新设置。

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5.45 twisterVolume Curve 场是操作由Hair Transform约束来控制的

6.locator移动时,相关其它的结点应该也会移动。它的父结点流体框,曲线,场,和发射器,都应该一起移动。这样才能让整个龙卷风移动。下一步,把twisterFluid流体框Parent约束到 twisterTop locator上。图5.46显示了在Hypergraph中设置

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5.46控制twister层级关系

7.hairSystem1OutputCurves节点下选中曲线(curve) debrisFountain体积轴场。使用图5.47设置,添加Tangent 约束。

5.47 添加一个Tangent 约束,到debrisFountainVolumeAxis场。添加一个Tangent约束,可以让控制场的曲线自动旋转,并保持Y轴方向对齐。与这个曲线。当使用Tangent Constraint会让灰尘与龙卷风一起运动。

8.twister完成了。最后一件事是,改变为这两个流体设置Shading Quality。设置Render InterpolatorSmooth.5.48显示了所有Shading Quality 设置

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5.48 为两个流体设置Shading Quality

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5.49 模拟的视图(左),Mental Ray渲染的(右)

译者笔记:

=======================2013.6.30——By Dominic=======================

-----------------5_2_1_Twister -----------------------------------------------------------------------------

案例描述:制作龙卷风主体

案例目的:使用体积轴场控制流体

步骤:三大步(a.圆环发射,b.Volume Curve场,c.调节参数)

1.       使用Softer制作一个圆环面

2.       以圆环作为流体框发射器

3.       添加一个Curve曲线,代表龙卷风

4.       添加Volume Curve场,主要调节半径,呈现漏洞形

5.       Along Axis,Around Axis要提高

6.       流体参数主要是边界,dump,Denstiy简单调下Shading

7.       增加Swril,Turbulence 打破统一

8.       Simulate Rate Scale调节控制过发散问题,加上消散提高增加细节。

9.       Resolution也很重要,不是越高越好。

=======================2013.6.30——By Dominic=======================

-----------------5_2_2_Dust Cloud-----------------------------------------------------------------------------

案例描述:制作龙卷风灰尘部分

案例目的:使用圆柱形体积轴场控制流体

步骤:三大步(a.圆环发射,b.圆柱形Volume Axis场,c.调节材质)

1.       创建流体框,使用圆环作为发射器

2.       添加一个Volume Axis调成圆柱形

3.       把场位置调整适当,差不多为流体框两倍高

4.       流体扰乱值什么小一点。

5.       Shading部分使用Texture,需要使用表达式让贴图随着时间运动

=======================2013.6.30——By Dominic=======================

-----------------5_2_3_Combining the Parts of the Tornado-----------------------------------------------------------------------------

案例描述:把龙卷风组合成一个完整的

案例目的:组合龙卷风。使用毛发控制扭曲。使用约束控制把各部分关联到一起。

步骤:(a.曲线变毛发,b.约束到一起,c.最终渲染)

1.       曲线变成毛发

2.       Transform约束,固定。

3.       把流体框场什么都变成约束locator的子结点。这样才能整体移动

4.       最终提高渲染设置


05_Maya_动力学_第五章——龙卷风(3/3)


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