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RealFlow 翻译教程01——破裂的肥皂泡

重要提示:这个教程最终模拟时,第一遍会报错。

Reset一下,再模拟就正常了。

具体原因解释请看问题总结日志:内容简介:重要提示在 2011.10.5号之前的PDF教程“Bursting Soap Bubble”,有一个错误。

第二个脚本不能放在“StepsPre”,应放在“FramesPre”。

非常感谢来自孟买/印度(Mumbai/India)的朋友Sukumar Senthil Raj,告诉我们这个错误。

正确的教程已经放到下载栏了。

此免费教程教你怎样创建一个,在慢镜头中慢慢破裂肥皂泡的漂亮效果。

用一点Python脚本就可以帮助你能,确定肥皂泡的不同表面区域破裂。

一旦表达破开,效果就会波及整个泡泡。

虽然此效果可以不需要脚本,但为了更好的控制还是使用的好。

1.效果速度传播2.可以轻松定义表面到底哪个区域破裂3.当破裂产生就定义新的点4.此效果不只限于肥皂泡,可用于任意开关最后,创建这流体特殊效果要做的一些设置,仅仅是非常高的表面张力值(tension)。

辅助器和力也很重要。

当然要进行Mesh操作,另一个是原因是,因为我们想输出一个肥皂泡,最好也是用Mesh。

你能在右边看到两个视频,第一个是在RealFlow里Mesh过的样子,第二个是输出渲染过的版本。

总之这个慢慢破裂的肥皂泡效果是非常可吸引人的,你可以加上其它设置,应用在不同场合,例如用kill辅助器做成,等离子球或融化效果。

展示出你的作品当然一个教程只能是一种解决问题的方法,我们希望你多调调参数,力和动画曲线,并展示出你的实现方法。

我们对你作的教程很感兴趣,你可以在网站上发静帧或给我们视频链接。

下面PDF正文部分----------------------------------------------------------------------------------------肥皂泡每个人都吹过,甚至成人也会很有兴趣的玩,还尝试玩出不同花样。

除了好玩,肥皂泡还有一些非常有趣的科学背景。

图1.一个真实的肥皂泡(图片出自Mila Zinkova,发布在GUN,我是在维基百科找到的)表面张力或许是肥皂泡最重要的一个特性了。

因为表面张力的存在,这也是肥皂泡会在空气中摇摆不定的原因。

另一个由表面张力产生的效果是,肥皂泡是球形的。

假如没有外部环境(重力,空气阻力等等),肥皂泡将是一个完美的球形。

因为它们总有形成,称为极小曲面(minimal surface)的趋向。

你一开始看到肥皂泡,你可能会认为它有很高的表面张力,其实正好相反。

肥皂和洗涤剂表面张力很低,如果不是这样肥皂泡就不会产生了。

因为水的表面张力很高,肥皂泡会立即破裂。

另一个让人印象深刻的是肥皂泡很漂亮。

它总是有很多颜色,他们反射的颜色看起来在晃动,混合了油一样。

肥皂泡有这么的丰富颜色,因为它的壁很薄。

当水蒸发时(肥皂泡变薄),会有不太显眼的颜色。

当然这个效果不能用RealFlow模拟。

但可以用物理渲染引擎做到,让它看起来五颜六色。

在渲染时你可以调节材质的不同厚度,得到不同颜色。

第一步:怎么在RealFlow里创建一个泡泡第一步就是创建泡泡。

在这个例子里,填充模型做泡泡,不是一个好方法,因为它要一个尽可能薄的空心物体。

用单个粒子层可以达到这个目的。

在RealFlow里有这样几种方法来做成这种结构:1把.粒子均匀分布的Python脚本2.“sphere”发射器3.“Fill Object”发射器和“k sphere”辅助器结合4.激活“Particle layer”设置的“Fill Object”发射器第一个方法能给你很好的效果,因为你能得到一个没有任何缝隙或孔洞的球体。

但用粒子脚本是有问题的。

原因是每一个粒子有一个确定的基于Resolution值的半径。

这半径是很重要的,因为为直接影响粒子之间的力。

如果粒子之间距离非常近,你会观察到互相排斥的效果,流体会变得不稳定。

也可以用非常低的内压“Int Pressure”参数减少这排斥值,但那时就会失去流体的特性看起来像dumb粒子。

这所以是Dumb粒子,当然就是因为非常低的”Int Pressure“值。

图2:分布规则的球体你可以降低“Resolution”值,但不容易找到正确的值。

如果太高,很难与粒子交互;太低,流体粒子就会乱飞。

第二个方法是使用“Sphere”发射器。

用这个方法也可以创建一个很薄的粒子层。

你仅仅需要把"speed"值设成很低,例如0.1 。

然后第一帧后停止发射。

这样可以管理表达式或动画关键帧。

可能最好的方法就是基于"Fill Object"发射器。

这发个发射器提供了两种模式:第一个模式是填充模型。

填充好后你可以把“k volume”辅助器放在模型里面(“Inverse=Yes”),删除多余的粒子。

当然辅助器半径可以做些调整,根据空心的模型来调。

结果还不错,但你可以在下面的图片看到,看起来像有花纹的图案。

这方法可以轻松控制厚度并能根据需要,用大量粒子。

图3.用"Fill Object"发射器填充的空心球粒子,辅助使用"K Sphere"辅助器然后,用“Fill Object”第二种模式:“Particle layer”(粒子层)。

当这个设置为“Yes”,RealFlow会覆盖满球体表面,但不会出现几何体交接线。

优点是流体是静止的,因为这是RealFlow自动计算正确粒子半径,你可以增加“Resolution”到非常高的值,而不会出错。

它也能减少粒子间缝隙,你只是需要一个很高分辨率的球体/泡泡做基础。

用RF_toolfactory’s “RF Toolbox Scripts”(最后一个教程会介绍这个工具)你可以重新创建很高分辨率的模型。

你可以在下面图片看到结果。

请注意这是较低resolution值版本,忽略相邻边线。

这个方法另一个优点是:你不需要任何初始状态,因为粒子层是Realflow直接创建的,存储或改变时只要“Reset”一下就可以。

第二步:脚本做这个效果的脚本是很短的,也很容易理解。

在写脚本之前,很重要的一件事就是你要知道我们要做成什么效果。

我想在粒子层上开一个渐渐扩大的洞。

在这个过程中,流体其它部分必须不受影响,保持原样。

所以第一步就需要冻结所有粒子,然后把他们速度设置成0.0。

再然后就开始定义,到底在泡泡哪个地方破裂。

函数要允许我们把扩散的种子(seed)放在整个表面,或完美的限制他们在一个特定区域。

这部分要在模拟前执行,尽管它是"Simulation Events"脚本:Layout>Simulation Events初始化场景窗口弹出时,你会看到两个部分。

上面部分是模拟事件分支,下面部分是Python 代码部分。

脚本预设必须添加在”SimulationPre“:SimulationPre > Right-click > Add script...(RF5版本后,Layout-->Simulation Events<Ctrl+F2> 打开下图3窗口)此操作会打开另一个窗口,你可以输入脚本:# Get the emitter, loop through its particles and freeze thememitter = scene.getEmitter("Fill_Object01")particleList = emitter.getParticles()for particle in particleList:particle.freeze()# Determine four seed particles which are relatively close togetheridList = []maxId = len(particleList)/50for i in range(0,4):curId = random.randint(0, maxId)idList.append(curId)scene.setGlobalVariableValue("oldRadius", 0.005)scene.setGlobalVariableValue("idList", idList)第一个代码片段只是简单的调用发射器和粒子。

通过循环全所有粒子冻结用freeze()函数。

这个函数功能是使粒子保持当前所有状态,例如,velocity和position.直到粒子unfreeze(解冻)。

图3:初始化"Simulation Evets"窗口脚本.脚本第二部分是很有趣的,因为会定义种子(seed)。

在这个例子,种子(seed)是产生随机。

为此,脚本从“particleList”函数指定粒子的总数。

要控制种子(seed)影响更多或更少区域,整个粒子数除以50.如果想靠近一点,可以除以100,或500,如除以1则遍布整个表面。

接下来循环for i in range(0,4):用来创建4个种子粒子。

如果你想要增多种子,只要简单的改变括号里第二个数字,例如(0,2)或(0,8)。

结果是一个随机数,可以用来寻找一定的粒子,通过利用粒子的ID数。

ID 被存储起来供进一步使用。

最后,所有相关数据必须存储在被为全局变量的里面。

这个变量是一种,当你想共享不同脚本(类型)下的值/变量(例如Batch -> SimulationPre, FramesPre -> StepsPost 等等)和当变量要永久存储(值固定)。

全局变量是“oldRadius”和“idList”。

这“idList”是,当然需要种子粒子ID。

“oldRadius”变量决定种子粒子周围破裂的大小。

它值要很小获得连续效果。

它甚至可以是0.模拟第二部分是脚本控制模拟,在"FramesPre"下,在simulation events tree (模拟事件分支)。

这里脚本输出和用粒子ID,和初始半径。

另外,循环需要遍历整个粒子。

当一个ID存在于“idList”,脚本就继续扩散到相关连粒子。

import random# Prepare the variable, get the emitter and its particlesoldRadius = scene.getGlobalVariableValue("oldRadius")idList = scene.getGlobalVariableValue("idList")emitter = scene.getEmitter("Fill_Object01")particleList = emitter.getParticles()initialRadiiList = [0.005,0.009,0.015,0.012]counter = 0# Loop through all particles, get Idsfor particle in particleList:theId = particle.getId()# Check if the current Id is in already stored in the idList.# If yes, calculate the radius around the seed particles.if theId in idList:newRadius = oldRadius + initialRadiiList[counter]neighbors = particle.getNeighbors(newRadius)counter += 1# Replace the old radius with the new radius to simulate a grwoing area scene.setGlobalVariableValue("oldRadius", newRadius)# Loop through the particles around the seed and unfreeze its neighbours for neighbor in neighbors:if (neighbor.getId() in idList):particle.setVelocity(Vector.new(0,0,0))else:neighbor.unfreeze()脚本思路是,收集种子(seed)粒子周围一定半径内相邻粒子。

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