签到

07月14日
尚未签到

共有回帖数 0 个

    晚街听风

    等级：


    realflow融化方法技术总结(3/3)目录realflow融化方法技术总结 1一、不同手法制作简要对比： 2二、保持初始状态 52.1 Liquid粒子 52.2 Dumb粒子 72.3 Elastics粒子 72.4 freeze（冻结）法 8三、 定义分离条件 93.3.1典型属性 103.3.2 相邻粒子数 103.3.3流体边界粒子 11四、处理分离部分 20五、 Python脚本方法 20myFilter（自定义分离器） 20myForce（自定义力） 22myTemperature（自定义温度） 24总结： 26

    一、不同手法制作简要对比：不同手法制作对比：通过上一篇，对“融化模型”的探索，我们知道了融化的基本思路














    优点：1.可以保持非冻结部分的交互2.有大量属性可以应用。（有最重要的法线Normal属性）缺点：通常需要配合freeze冻结函数才能使用或者原始粒子不与解冻后的粒子交互。第一篇，金属人头就是这么做的。（就是填充的粒子发射器不要与融化的发射器做关联）注意：在解算开始时，需要把粒子速度降到最低。可以使用解算方法也可以直接使用脚本归零粒子速度2.2 Dumb粒子这种类型的粒子完全没有流体的属性。但使用它做为初始状态会有明显的速度优势。操作：只要把Fill_Object类型切换成 Dumb就可以。它也可以冻结。优点：计算速度非常快使用力进行影响，会产生一定交互性。增加融化真实性。缺点：1.没有Normal属性。所以不能与法线的方法进行配合2.使用力做为分离条件，难以控制（因为这种粒子受力会直接坍陷到一起）注意：使用这种粒子填充，一定要注意力的范围，不然原始模型会变型。应用案例：1.Realflow2013帮助文档自带融化案例，就是填充的Dumb粒子2.3 Elastics粒子弹性粒子，类似于柔体。使用这种方法保持物体初始状态。可以做果冻这种类似物质效果优点：1.不需要冻结，也能保持原始状态可以产生一定交互可以达到一定弹性效果，做一些特殊案例很有用缺点：1.计算速度太慢2.没dumb粒子一样，具体的属性较少3.容易产生爆开的粒子注意：应用案例：（粒子像柔体一样，有弹性变形）

    我们做融化时，其实就是冻结效果反向效果。一开始需要把全部粒子冻结。然后根据一定条件一点点解冻，这样就可以观察到粒子一点点分离，感觉就是融化效果。
    操作：python脚本方法
    缺点：
    1.对于效果来说，有一个最大问题是，冻结部分粒子不能与解冻粒子交互。
    2.这是一个函数。需要写脚本来应用。
    因此解算速度会受脚本语言限制，如python只能单核计算。可以使用Graph结点来代替，或者是使用C++
    优点：
    1.容易控制，并与多种融化条件配合。
    2.适用于所有类型粒子。特别是配合liquid使用。
    注意：
    1. 冻结时把所以粒子速度设置归零。(冻结的粒子是保持冻结时的速度和位置，如果不归零，在解冻后会影响融化动态)
    因为冻结是一种特殊保持初始状态的方法，与下面几张都不一样。
    应用案例：
    1.经典的融化melt脚本
    （另一篇博客有详细介绍）
    2.肥皂泡破裂案例
    3.
    4.其它各种应用
    Bouns:
    1.有一个经典的freeze融化脚本
    它的原理是在模拟前冻结粒子（这是为了保持模型初始动态）.这脚本首先，在表面找出一个粒子点。然后找出这个粒子相邻粒子，进行排序，一个个unfreeze。unfreeze的粒子会受到重力下落，能产生经典的融化效果，很像金属熔融的感觉。
    2.使用破裂的肥皂泡bubble方法，做融化
    原理是开始时指定一个粒子，然后搜索周围粒子数，以球形为半径。
    因为只计算一个粒子的相邻粒子数，速度会大大提高，
    但这个方法，可以指定多个粒子，这样做那种粒子交互的反应就非常的方便。比如做腐蚀
    1.经典的freeze融化脚本：http://qqww2334.blog.163.com/blog/static/12036582201272062422560/
    2.破裂的肥皂泡：http://qqww2334.blog.163.com/blog/static/120365822011102503910699/
    三、 定义分离条件
    分离条件的定义，应该是融化效果最核心的一个部分了。
    条件有那么多种，最终选择什么，全是根据你的制作需要来定的。有些条件会产生这种效果，有些效果又是另一种。有时还需要组合不同的条件。
    全看你的需要来定。
    比如：
    达到一定速度的粒子，会被看做融化的粒子。这个条件就是速度speed
    或法线值大于一定值的，会看做成融化的粒子.这个条件就是粒子法线Normal
    或是距离小于一定值的粒子看成融化粒子。这个条件就是distance值
    类似这些条件有非常多。
    定义分离，意思就是以什么的规则让粒子一点点融化开来。
    总的来说有这样几种条件
    1.典型属性（如position）
    2.相邻粒子数（如neighbor,temperature）
    3.流体边界粒子（如normal,distanceField）
    4.力的方法（如范围重力场）
    3.3.1典型属性
    典型属性，包括位移，旋转，缩放这些基本属性。你可以很方便的调用，定义一些分离条件
    根据position位置
    最简单的，我可以根据Y轴高度 。这样很容易就看到从上往下或从下往上，一点点融化的效果

    （上图是一个手机广告的融化breakdown截图）
    这个是根据粒子的位置做为条件的。你可以直接在Filter Daemon中选择不同轴向的position.
    操作：
    1.通常直接使用Filter选择position就可以了
    2.可以使用Null替代物，获取高度方便控制，本质是一样
    3.3.2 相邻粒子数
    相邻粒子数，得名于neighbor函数。可以根据给定点不断搜集相应半径范围内的粒子。非常类似一个不断缩放扩大的球体。
    但我们不能把思维局限于此，相邻粒子数，本义应该是一种类似于传递的功能，一个接个扩散出去。
    neighbor属性
    相邻粒子数neighbor函数。
    这是PB粒子其中一个属性。就是获取以粒子为球心范围内的粒子，返回一个粒子列表。
    这个条件，通常与freeze配合使用。达到一点点获取粒子作用。
    下图是一个简单的测试，在球上随即取一个粒子点，然后不断获取周围粒子并直接杀死，产生破裂效果。
    如果保留杀死的粒子，那就是一种融化


    操作：
    1.根据id找出一个粒子
    2.使用neighbor函数搜索这个粒子半径内粒子
    3.这个半径值设置为全局属性，甚至是从某一个null上来获取，可以方便key帧
    4.注意，只有同一个发射器或者发射器之间有关联，才能获取相邻粒子数
    Bouns:使用这个属性还会有助于你制作一个合理的温度场。因为这也可以看做是一种定义流体边界的方法。
    温度就是从外部像内部传递的。
    3.3.3流体边界粒子
    如何定义流体外部粒子，这很重要。因为融化就是一个典型的由表及里的过程，如果你定义好流体边界粒子，就可以非常容易做出融化。
    真实做流体计算时有标记（Maker）粒子和水平集方法。像naiad中有boundary结点可以直接获取到边界层。
    因此如果你要做融化，最关键的就是找好边界粒子。下面主要是realflow中的方法。
    粒子法线Normal()
    法线概念。就是粒子指向流体外部朝向。
    越是流体内部的粒子法线值越小。最外部的比较大。如果能找到合适的法线值，典型的融化效果是很好看的。
    它的缺点，就是不好缺点法线值。不同resolution值不一样，不同帧不一样。它应该是一个动态的值。
    这需要费一点功夫去测试。
    判断粒子的法线值，如果大于一定值就让它转移。这是比较方便也比较真实的一种条件。因为真实的融化就是那种一层层脱落感觉。
    但如何在realflow中获取适当的法线值是一件不那么方便的事。
    下图是使用默认cross模型，填充粒子。模拟到17帧，并且差不多条件融化到相近效果的 Normal值对比。
    我没有找到什么规律，下在只是一些经验值。唯一可以确定的是，只要resolution一样，粒子最大normal值是一样的。所以你确认好一个resolution就不要随意更改了。
    Resolution:1 == Normal:1.3 (这是测试值)
    Resolution:5 == Normal:0.75（稍微高一点的测试）
    Resolution:10 == Normal:0.6（大部分效果有这个精度就差不多行了）
    Resolution:100 == Normal:0.28（比较高的精度了，对融化来讲粒子数这么多足够了。再多也没有视觉意义）

    Bouns：
    为了找出合适的Normal值。我写了一个小脚本，帮助自己就是找出粒子最大法线值，然后乘以0.678。差不多就是所需要的值。
    上面脚本功能很简单，就是可以找出合适的Normal值。在测试融化前，只要运行一次就可以了，目的就是为了找出一个值。
    当然你也可以利用脚本，自动给filter赋予值。
    脚本思路：
    1.遍历粒子，获取粒子的normal，然后取模，得到normal法线长度
    2.把这个长度加到一个列表中，然后计算出最大的长度。
    也就是处理最表面粒子的法线值。
    最后我把这个最大值，乘以0.678差不多就是我需要的融化normal值了。
    下面脚本，我加了一个null.position条件。这是为了速度考虑，因为只要搜集最表面的粒子就可以了。并不是搜集的粒子越多越好。
    maxSample是为了限制列表的长度。同样也是为了计算速度考虑。
    注意：最后得到值也只是一个参考数值，具体是多少还是需要自己测试

    温度方法
    这其实应该是最先考虑到的方法，仔细观察一下生活就应该知道。融化这种效果，其实本质就是温度的变化。但物理归物理，如何把这种思路与CG软件结合起来。
    说起来也很简单，就是
    定义两种温度：
    流体温度（可高，可低）
    环境温度（可以为环境，也可以是某一个有范围的物体）
    温度在这里的本质，就是某一个通道值的变化，并且是一个标量。
    温度如何变化。
    可以参考牛顿冷却定律。虽然这是针对理想流体的，但这绝对满足你的要求。
    真实的流体温度变化比较复杂。
    知道简单的关于温度两点。
    温度总是由高到低
    温度冷却是呈指数方式衰减
    只要知道这两点就可以，不需要研究什么复杂的数学方程。
    HotACold插件是是比较好的温度方法：









    力的方法
    力这个条件应该是所有上面方法的一个总结 。
    力的变化。
    可以让需要的部分，粒子先受比较大的力，然后一点点扩散到周围。甚至直接使用一个力的范围框，只要在力的范围中，就定义为需要融化的粒子。
    上面所以方法都是要把粒子分离出来，目的也为了使用不同部分受不同的力。
    四、处理分离部分
    处理分离粒子，就是融化出来的部分。通常只要加上一个重力就可以。你甚至可以把重力反过来。这样可以得到一个简单魔法效果

    分离后的粒子通常需要与原始部分有碰撞。
    所以融化后粒子的状态设置，就是处理分离部分
    五、 Python脚本方法
    如果要突破软件的限制，使用脚本是一个不错的手段。脚本方法可以综合所有上面的方法。也可以任意搭配条件。
    myFilter（自定义分离器）
    realflow中，有一个非常方便的daemon filter，可以根据一定条件，把一套发射器中的粒子，分离到另一套发射器。
    这个daemon,大部分时候很有用，但它只能同时支持一个条件。
    所以你可以需要自己定义一个filter。或者是你把粒子再分离一次。这样粒子之前交互就多了一层。相当于二次分离。做水面泡沫，或者岩浆上面变黑的那一层时，我确认这样做过。
    定义自己的过滤器。
    方法很简单，全代码如下。里面的条件可以任意换






    这是一个简单的温度场。1.根据null物体中心点与粒子距离对比2.使用这个距离使用指数衰减得出力大小3.温度每时每刻都趋向于一个给定值，物理意义是与环境温度相同。写这个脚本目的就是为了学习HotAcold。当然这里定义的条件没有它多。这个温度场，可以跟力结合起来，这样就得到了一个有变化的力。HotAcold有一个缺点就是不能手动控制范围，你可以使用这个温度场来任意定义温度范围


    总结：最后，说一下，掌握这些技术细节，并不是一个好效果关键工作。需要看大量参考，通过自己观察。与学习别人艺术化的东西。才能呈现好的效果。下图是我为了观察融化效果。自己拿打火机烧蜡烛玩

    楼主 2015-08-01 21:14 回复

共有回帖数 0 个
  • 回 帖
  • 表情 图片 视频
  • 发表

登录直线网账号

Copyright © 2010~2015 直线网 版权所有,All Rights Reserved.沪ICP备10039589号 意见反馈 | 关于直线 | 版权声明 | 会员须知