Огляд симулятора рідини realflow неймовірні фокуси з водою

# 8673; # Інтерфейс RealFlow

# 8673; # Робота з джерелами частинок

Після завершення симуляції шкала анімації змінить свій колір на жовтий - цим кольором програма показує, який часовий проміжок сцени оброблений. Тепер анімацію можна відтворити кнопкою Play. Після симуляції RealFlow запише кеш в папки, які вказувалися при створенні нового проекту.

Для обнулення кеша потрібно натиснути кнопку Reset - і прораховані частки зникнуть. Якщо кеш НЕ обнулити і спробувати заново зробити прорахунок з якогось кадру, RealFlow попередить про те, що дані в кеші будуть перезаписані.

# 8673; # Типи частинок

• Linear - джерело з емітером-сплайном у вигляді прямої;
• Spline - джерело в вигляді кривої довільної форми;
• Cylinder - циліндричний джерело;
• Triangle - джерело у вигляді трикутника;
• Circle - плоский круглий емітер;
• Square - квадратний джерело;
• Sphere - сферичний джерело частинок;
• Object - джерело частинок, створюваний на основі геометрії імпортованої в сцену моделі;
• Fibers - дуже незвичайне джерело частинок, що дозволяє розмістити частки на «нитках», які виходять з вершини об'єкта і розташовуються по нормалі до поверхні;
• Bitmap - джерело частинок, характер випускання якого залежить від маски (чорно-біле зображення або секвенция таких зображень);
• Fill Object - використання такого типу емітера дозволяє оточити поверхню об'єкта частинками.

Строго кажучи, RealFlow є не тільки симулятором рідинних ефектів, але ще і засобом для імітації будь-яких текучих об'єктів. Це означає, що область застосування даної програми виходить за рамки простого моделювання води або рідинних ефектів. Тому в налаштуваннях кожного джерела частинок ви можете знайти такий параметр, як тип частинок.

У розпорядженні користувача кілька основних профілів «плинності» частинок:

Кожен джерело частинок має свій набір параметрів, причому цей набір змінюється в залежності від обраного типу частинок. Так, наприклад, якщо ви використовуєте в джерелі частки типу Gas, то можете управляти настроюванням температури, а якщо вибрали для джерела варіант Elastics, то на температуру впливати не можете (для даного типу частинок це просто ні до чого), зате можете вказувати ступінь загасання потоку за допомогою параметра Damping.

Вкладка Liquid-Hybrido також містить набір джерел частинок, і вони в корені відрізняються від інших частинок RealFlow тим, що використовують алгоритм взаємодії, відмінний від SPH. Називається ця технологія Hybrido. Як вже було сказано вище, з її допомогою можна виконувати прорахунок великих і об'ємних сцен, таких як, наприклад, водні поверхні. Дана технологія включає засоби для автоматичного створення вторинних сплесків і піни, а також туману.

# 8673; # Процедури в RealFlow

Окремий тип допоміжних об'єктів, які можна використовувати при створенні ефектів з рідинами, - процедури, або Daemons. Вони розташовані на однойменній вкладці.

Будь-яке завдання, яку необхідно прорахувати в RealFlow, можна розбити на дві головні складові - джерела частинок і умови, які впливають на ці джерела. Допоміжні об'єкти, що визначають умови впливів на частки в сцені, називаються процедурами. Найпростіша процедура - сила гравітації. Додавши допоміжний об'єкт Gravity, ви можете змусити частинки рухатися в напрямку поля гравітації. Існує дві основні групи Daemons: процедури силового впливу та процедури обмежень. До першої групи належать ті процедури, які впливають на частки певної силою: Wind - процедура імітації вітру, Gravity - сила гравітації, Vortex - вихор, Coriolis - симуляція сил Коріоліса і так далі. Друга група процедур - обмежувальна. Вони мають в назві приставку k (від слова kill - вбивати) і дозволяють позбутися від зайвих частинок в сцені.

Приклад використання процедури гравітації: зліва - прорахунок джерела частинок без впливу гравітації, праворуч - симуляція після додавання процедури Gravity

Ці обмежувальні процедури потрібні не тільки для опису поведінки частинок в сцені, а й для раціонального використання ресурсів. Дуже часто при створенні візуального ефекту в RealFlow якась група частинок випадає з кадру. Наприклад, коли виконується симуляція бризок, частинки летять із зони видимості, але при цьому движок програми продовжує прораховувати їх поведінку і, природно, це призводить до даремної витрати апаратних ресурсів. Для прорахунків реалістичних сцен в RealFlow необхідно використовувати велику кількість частинок, і економія ресурсів комп'ютера ніколи не буває зайвою. Обмежувальні процедури можуть видаляти частинки за віковою ознакою k Age, використовуючи критерій швидкості k Speed ​​або «вбивати» частинки, що виходять за межі деякого об'єму k Volume (всі частинки поза об'ємом з настройками процедури за умовчанням видаляються).

Приклад використання обмежувальної процедури k Volume: зліва - джерело частинок під дією гравітації, праворуч - джерело частинок поl дією гравітації і обмежувальної процедури k Volume

Спочатку в центрі діаграми знаходиться подієвий хаб, який оточений і пов'язаний з усіма об'єктами сцени. Лінії, що виходять від об'єктів, називаються зв'язками. Вони показують, яка процедура на який об'єкт впливає. На відміну від інших компонентів діаграми, подієвий хаб є допоміжним вузлом діаграми (зрозуміло, що такого об'єкта в сцені немає). Він просто є передавальною ланкою. Так, наприклад, якщо до хабу підключені декілька джерел частинок, а також, скажімо, обмежувальна процедура k Age, то обидва джерела будуть «втрачати» частинки, які досягли певного віку, який вказаний в налаштуваннях k Age. Щоб змінити таку ситуацію, і обмежувальна процедура могла б впливати тільки на одне джерело частинок, потрібно обірвати зв'язок між подієвим хабом і цим джерелом. Робиться це дуже просто - виділяєте лінію і натискаєте Delete на клавіатурі. У складних сценах зручно використовувати свої набори подієвих хабів. Створивши новий хаб, можна оточити його процедурами та приєднати до нього нове джерело, щоб ці процедури впливали тільки на нього.

Один і той же компонент діаграми може бути пов'язаний з декількома іншими об'єктами. Наприклад, обмежувальна процедура може впливати на два джерела частинок відразу, скажімо, через зв'язок з хабом, до якого підключений перший джерело частинок і безпосередньо з другим джерелом частинок.

# 8673; # Симуляція і взаємодія з об'єктами

Щоб імпортувати 3D-об'єкт в проект симулятора від Next Limit, на вкладці Geometry натисніть на кнопку Import або в головному меню RealFlow виберіть пункт Import → Object.

# 8673; # Анімація

Весь сенс роботи RealFlow зводиться до того, щоб на виході отримати динаміку частинок або, простіше кажучи, зробити анімацію. Як і в будь-який інший програмі для створення анімації, в RealFlow використовується принцип ключових кадрів - для двох кадрів створюються контрольні значення якого-небудь параметра, а програма автоматично прораховує значення для всіх проміжних кадрів.

Анімувати в RealFlow можна практично будь-який параметр, який відображається у вікні налаштувань Node Params. Щоб створити ключ анімації, встановіть повзунок на певний кадр, потім у вікні Node Params задайте ключове значення аніміруемому параметру, клацніть по його назві правою кнопкою миші, після чого в контекстному меню виберіть команду Add key.

Наведіть на часовій шкалі повзунок на інший кадр, встановіть нове значення аніміруемого параметра і знову в контекстному меню при натисканні за назвою установку, виберіть Add key. Можете відтворити анімацію (симуляцію) і переконатися, що RealFlow плавно змінює значення анімованого параметра від одного ключового кадру до іншого. Аніміруемие параметри у вікні Node Params виділяються коричневим кольором, так що при погляді на настройки відразу видно, які з них містять ключі анімації.

Ще більш просто реалізована настройка анімації при використанні операцій трансформації - повороту, переміщення або масштабування об'єкта. Для цього за допомогою інструментів трансформації на вертикальній панелі в лівій частині вікна RealFlow змінюйте положення і орієнтацію об'єктів сцени, встановлюючи ключові значення за допомогою натискання клавіші K. Ця гаряча клавіша дозволить створювати ключ відразу для трьох операцій трансформації. Якщо буде потрібно створити ключ для конкретного параметра трансформації, наприклад, повороту, це можна зробити за допомогою контекстного меню, клацнувши правою кнопкою миші у вікні проекції і вибравши пункт Add key> Rotation Key (для повороту).

# 8673; # Оптимізація сцен проекту

Програма RealFlow має безліч продуманих дрібниць, які роблять її не тільки зручною, але і дуже ефективною при обробці великого числа даних. Наприклад, серед опцій є можливість закеширувати певні джерела частинок, а потім при повторній симуляції використовувати раніше збережені дані.

Після чергової зміни в настройках сцени хочеться швидше побачити результат. Однак побачити, як виглядає оновлена ​​динаміка, не завжди вдається швидко. Процес симуляції може віднімати досить багато часу, особливо якщо в сцені використовується велика кількість частинок і джерел. Час, витрачений на обробку сцени, можна помітно зменшити, якщо використовувати кешування окремих об'єктів, на динаміку яких не впливають вносяться користувачем зміни. В цьому випадку RealFlow буде обчислювати фізику тільки незакешірованних даних, і це помітно знизить навантаження на обчислювальні потужності комп'ютера. Простий приклад сцени, де може знадобитися кешування, - два фонтани з різним дизайном. Коли ви налаштували перший фонтан, його частинки можна закеширувати, після чого перейти до налаштування другого фонтану. Також можна робити деякі джерела тимчасово неактивними, щоб в процесі симуляції програма не виконує жодних динаміку їх часток.

Особливістю рідини є те, що вона постійно змінює свою геометрію під впливом зовнішніх впливів. Іноді виникає необхідність «запам'ятати» певний стан рідкої форми. Наприклад, в сцену імпортований посудину складної форми, який необхідно частково заповнити водою. В цьому випадку можна зробити прорахунок сцени, заповнюючи судину частинками. У тому кадрі, де частки заповнять посудину наполовину, програму можна наказати використовувати поточний стан для подальшого прорахунку. Після цього RealFlow виконає наступну симуляцію, беручи до уваги, що в першому кадрі посудину вже заповнений наполовину. Для запам'ятовування поточного стану слід в налаштуваннях джерела частинок натиснути кнопку Set initial State, а для прорахунку з моменту зафіксованого стану треба обнуляти кеш програми командою Reset To Initial State.

# 8673; # Створення рідини

До сих мор ми нічого не говорили про тривимірної рідини. Створення моделі рідини на основі частинок - це один із заключних етапів роботи в RealFlow. Коли динаміка сцени вас влаштовує, анімація налаштована, а поведінка частинок виглядає реалістично, можна переходити до побудови моделі рідини. Процес генерування тривимірної поверхні не менш складний, ніж симуляція динаміки частинок. Коли RealFlow створює огибающую поверхню навколо частинок, перетворюючи розрізнені частки в єдиний потік, програма задіює максимум ресурсів. Тому створювати модель рідини слід в самому кінці роботи над проектом.

Щоб RealFlow згенерувала поверхню на основі раніше прорахованою симуляції, перейдіть на вкладку Mesh і натисніть на кнопку Particle mesh. Поруч з нею знаходиться інша кнопка - Particle mesh (legacy). Це неактуальне альтернативний алгоритм візуалізації поверхні, який орієнтований на прорахунок проектів, виконаних в старих версіях RealFlow (втім, якщо є час і бажання, можете спробувати і цей варіант).

# 8673; # Не тільки рідини: інші можливості RealFlow

Якщо вас зацікавила ця програма, спробуйте розібратися з нею за допомогою значної бібліотеки додаються сцен. Файли з прикладами підібрані таким чином, щоб дати максимальне уявлення про можливості основних інструментів RealFlow. Демонстраційні сцени можна викликати з головного меню програми Help> Demo Scenes. Багато сцен супроводжуються текстовими поясненнями розробників (зрозуміло, англійською мовою), так що складнощів виникнути не повинно.

# 8673; # Висновок

Якщо ви уважно прочитали цю статтю, можете сміливо починати працювати з RealFlow, експериментуючи і отримуючи приголомшливі ефекти. Найголовніше ми розповіли, а інше прийде з досвідом. Впевнені, що тим, кому не байдужий світ 3D, буде цікаво розібратися з тонкощами програми.

RealFlow - це один з найбільш потужних програмних симуляторів рідини: програма не стоїть на місці і розвивається, вона проста, зручна, стабільна. Гідної альтернативи, здатної на рівних конкурувати з цим додатком, зараз просто не існує.

Звичайно, завдання, для яких створювалася RealFlow, можна вирішувати і по-іншому. Можна скористатися «розумними» частинками, про які ми згадували в даному огляді, можна звернутися до скриптовою мов. Однак у використанні цих методів немає сенсу, коли під рукою вже є RealFlow: це все одно, що заново винаходити велосипед. Адже в програмі від Next Limit можна знайти все необхідне, щоб створити свій власний «Титанік» чи хоча б короткий ролик з розплавленим шоколадом. Бажаємо вам гарного рендеринга і море натхнення!

Згода на обробку персональних даних