Pyroszene

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In dieser Rubrik finden Sie alle Simulationseinstellungen, die zusammen mit den Emitter-Einstellungen des Pyro-Emitter- bzw. Pyro Brennstoff-Tags ausgewertet werden, um die Rauch- und Feuer-Simulation zu berechnen. Beim Erstellen des ersten Pyro-Emitter- oder Pyro Brennstoff-Tags in der Szene entsteht automatisch auch ein Pyro-Ausgabe-Objekt, das standardmäßig diese Einstellungen aus dem Simulation/Pyro-Tab der Projekt-Voreinstellungen verwendet.
Verkürzt lässt sich sagen, dass sich das Pyro-Emitter- bzw. Pyro Brennstoff-Tag um die Erstellung von Rauch, Temperatur und Brennstoff kümmert und sich die in dem Pyroszene-Tab des Pyro Ausgabe-Objekts verlinkten Einstellungen um die Umgebungsparameter und die Energie innerhalb des Simulationssystems kümmern. Zudem sind die Pyroszene-Einstellungen entscheidend verantwortlich für die Rechengenauigkeit und die Rechenverfahren der Simulation.

Normalerweise entsteht ein Pyro-Ausgabe-Objekt automatisch zumindest beim ersten Hinzufügen eines Pyro-Emitter- oder Pyro Brennstoff-Tags. Da sich über das Pyro-Ausgabe-Objekt Caches erstellen und auch lesen lassen und es auch in Verbindung z. B. mit Redshift Volume-Shadern zum Rendern einer Pyro-Simulation verwendet werden kann, kann auch die Nutzung mehrerer Pyro-Ausgabe-Objekte in einer Szene sinnvoll sein. Jedes Pyro-Ausgabe-Objekt kann zu eigenen Pyro-Simulationseinstellungen verlinkt werden. Standardmäßig werden dafür die Vorgaben aus den Projekt-Voreinstellungen verwendet.
Es können aber auch Simulationsszene-Objekte verknüpft werden, die ebenfalls Einstellmöglichkeiten für alle Simulationsparameter anbieten. Auf diese Weise lassen sich verschiedene Simulationseinstellungen in einer Szene verwalten und einfach durch Austauschen der Verlinkung im Pyro-Ausgabe-Objekt umschalten. Dadurch wird z. B. auch das Vergleichen verschiedener Simulationseinstellungen möglich, da sich diese in verschiedenen Simulationsszene-Objekten verwalten lassen. So können z. B. gröbere Einstellungen für die Totale einer Explosion und feinere Einstellungen für die Nahaufnahme der Simulation innerhalb einer Szene verwaltet werden.

Ein bereits vorhandenes Pyro-Ausgabe-Objekt kann einfach durch Kopieren/Einfügen oder Ctrl-Drag&Drop im Objekt-Manager vervielfältigt werden. Ansonsten können Sie die Schaltfläche Ausgabeobjekt erstellen in den Projekt-Voreinstellungen zum Erzeugen eines neuen Pyro-Ausgabe-Objekts verwenden (siehe Tab für Simulation/Pyro).

Szene

An dieser Stelle wird zu den Einstellungen verlinkt, die zum Berechnen der Pyro-Simulation verwendet werden sollen. Standardmäßig besteht hier eine Verknüpfung zu den Pyro-Voreinstellungen, die im Simulation-Tab der Projekt-Voreinstellungen zu finden sind. Dies ist auch bereits von außen durch die Namensgebung des Pyro-Ausgabe-Objekts zu erkennen (Voreingestellt). Die verlinkten Einstellungen lassen sich durch Aufklappen des kleinen Dreiecks vor dem Verlinkungsfeld direkt einsehen und auch editieren.
Alternativ lassen sich hier auch Simulationsszene-Objekte verlinken, die ebenfalls alle Pyro-Voreinstellungen zur Verfügung stellen. Auf diese Weise kann durch Austauschen der Verknüpfung zu verschiedenen Simulationsszene-Objekten sehr einfach zwischen verschiedenen Einstellungsvarianten umgeschaltet werden.

Hinweis:Das Pyro-Ausgabe-Objekt kann für eine Simulation nur funktionieren, wenn Simulationseinstellungen im Pyroszene-Tab verlinkt sind. Fehlt dort eine Szene-Verlinkung, z. B. weil ein zuvor verlinktes Simulationsszene-Objekt gelöscht wurde, erscheint unterhalb des Verlinkungsfeld eine Schaltfläche, über die sich erneut die Pyro-Simulationseinstellungen aus den Projekt-Voreinstellungen verknüpfen lassen.

Ausgabeobjekt erstellen

Hiermit kann ein neues Pyro-Ausgabe-Objekt erstellt werden, über das sich die Caching-Optionen für eine Pyro-Simulation und die Verknüpfungen zu den Pyro-Simulationseinstellungen herstellen lassen. Bei der ersten Zuweisung eines Pyro-Emitter-Tags oder Pyro-Brennstoff-Tags zu einem Objekt im Objekt-Manager entsteht ein Pyro-Ausgabe-Objekt automatisch.

Voxelgröße[0..+∞m]

Die gesamte Simulation basiert auf einer Betrachtung von kleinen Raumabschnitten, die wie Würfel geformt sind. Wir kennen dieses Prinzip bereits vom Volumenerzeuger, der ein definiertes Volumen mit Voxeln füllt. Die Kantenlänge dieser Voxel-Würfel wird hier eingetragen. Je kleiner diese Voxel sind, desto detaillierter und exakter kann die Simulation erfolgen. Ebenso gilt aber auch, dass größere Voxel die Simulation homogener und weicher erscheinen lassen können.

Kleinere Voxel resultieren in einem erhöhten Rechen- und Speicherbedarf für die Simulation. Wählen Sie daher diese Größe passend zum gewünschten Effekt und angepasst auf den Maßstab Ihrer Objekte.
Bedenken Sie auch, dass die Voxelgröße indirekt auch für die Erfassung des Volumens an dem Objekt verantwortlich ist, das als Emitter für die Pyro-Simulation dient. Ist die Voxelgröße in Bezug auf die Größe und Form des zugewiesenen Emitter-Objekts (das Objekt, das ein Pyro-Emitter- oder Pyro Brennstoff-Tag trägt) zu groß, werden ggf. nicht alle Abschnitte des Objekts als Pyro-Emitter genutzt. Dieser Effekt kann durch Anpassung der Objektauflösung an den Pyro-Tags optimiert werden. Die folgende Abbildung gibt dazu ein Beispiel.


Links sehen Sie das Objekt, das als Pyro-Emitter verwendet wird. Das Bild rechts daneben zeigt das Simulationsergebnis mit einer Voxelgröße von 5 cm. Ganz rechts ist das gleiche Animationsbild zu sehen, diesmal mit einer Voxelgröße von 0,5 cm. Besonders im unteren Bereich ist deutlich zu erkennen, dass auch die Erfassung der Objektform bei der kleineren Voxelgröße besser gelingt und dort weniger stark geglättet erscheint.

An obigem Bild ist zu sehen, dass sich nicht nur der Detailgrad der Simulation durch die kleinere Voxelgröße verändert, sondern auch die Simulation selbst andere Temperaturen und eine abweichende Verteilung der Dichte zeigt. Dies liegt daran, dass in diesem Fall die Lücken zwischen den Ausstülpungen des Emitter-Objekts durch die größeren Pyro-Voxel nicht mehr so genau erkannt werden können. Die Menge an emittierter Dichte und die Konzentration der abgegebenen Temperatur ist daher ungenauer und führt in diesem Beispiel zu etwas stärkerem Auftrieb und daher zu einer höheren Rauch- und Feuersäule bei Verwendung der größeren Voxel.

Fluidkraftfaktor[0.00..+∞]

Hierüber geben Sie indirekt die Masse des simuliertes Gases an und somit die Wirkung, die das Gas auf andere Simulationsobjekte, wie z. B. Soft Bodies hat. Innerhalb der Pyro-Simulation spielt dieser Wert keine Rolle.

Zwischenschritte[0..256]

Dies ist die Anzahl an Neuberechnungen der Simulation während der Dauer eines Animationsbilds. Da Pyro-Simulationen immer auf der Dichte, sowie den Drücken, Geschwindigkeiten und Temperaturen des letzten Berechnungszustands basieren, sind gerade bei Explosionen und anderen schnell bewegten Simulationen mehr Berechnungsschritte pro Zeiteinheit nötig, um ein verlässliches Ergebnis zu berechnen. Diese Einstellung sollte daher an die Geschwindigkeit innerhalb der Simulation angepasst werden, ansonsten kann es zu einem nicht realistischen Verhalten oder Aussehen der Simulation kommen. Andererseits führen zu hohe Werte zu einer unnötigen Verlängerung der Berechnungszeit.


Hier sehen Sie einen brennenden Kreis-Spline. Der einzige Unterschied zwischen den Bildern liegt darin, dass links 0 Zwischenschritte und rechts 2 Zwischenschritte verwendet wurden. Beachten Sie links im unteren Bereich die sichtbaren Stufen innerhalb der schnell aufsteigenden Flammen. Rechts erscheint dieser Bereich mit einem weichen Übergang. Deutlich zu erkennen ist jedoch auch, dass die Simulation durch die höhere Rechengenauigkeit insgesamt kompakter wirkt, da sich die Dichte schneller auflöst.


Hier sehen Sie die gleichen Simulationseinstellungen einer Explosion und jeweils das gleiche Bild der Simulation. Rechts wurde 1 Zwischenschritt verwendet, in der Mitte 4 und rechts 8 Zwischenschritte. Die Erhöhung der Zwischenschritte führt gerade in den schneller bewegten Bereichen der Simulation zu mehr Details und wird insgesamt ein realistischeres Ergebnis zeigen.

Samples Kraftabnahme[1..32]

Die Simulation kann von diesen Kraft-Objekten beeinflusst werden, die Sie unter Simulieren/Kräfte finden können:

Der Einflussbereich dieser Kräfte kann an diesen Objekten durch räumliche Abnahmen beschränkt werden. Die Genauigkeit der Abtastung dieser Abnahmebereiche wird durch diesen Wert pro Voxel im Simulationsbaum vorgegeben.
Wenn die Anzahl der Baum-Voxel im Volumen durch die Reduzierung der Voxelgröße erhöht wird, nimmt dadurch automatisch auch die Anzahl der Samples für die Abnahmebereiche der Kraft-Objekte pro Volumeneinheit zu. Die Einstellung für die Voxelanzahl spielt hierfür keine Rolle.

Welche der in einer Szene vorhandenen Kraft-Objekte auf die Pyro-Simulation wirken sollen, können Sie individuell über die Kräfte-Einstellungen vorgeben, die etwas weiter unten auf dieser Seite dokumentiert sind.

Samples Kraftfeld[1..32]

Das Kraftfeldobjekt kann u. a. Objekte zur Erstellung individueller Kräfte nutzen. So kann z. B. ein Kraftfeld entlang eines Splines ausgerichtet werden, um dadurch Rauch entlang des Spline-Kurvenverlaufs abzulenken. Die Abtastung derartiger Kraftfelder erfolgt entsprechend dieser Wertangabe pro Voxel des Simulationsbaums (siehe folgender Abschnitt). Das Prinzip entspricht dabei dem für Samples Kraftabnahme. Die Einstellung für die Voxelanzahl spielt hierfür also ebenfalls keine Rolle.

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Startvolumensatz

Hier kann ein Volumensatz-Objekt verlinkt werden. Dieses lässt sich durch Anklicken der Schaltfläche Startzustand setzen erzeugen und verwaltet die Pyro-Simulationsdaten des aktuellen Animationsbilds. Durch Zuweisung dieser Daten wird die Pyro-Simulation für Bild 0 einer Animation definiert. Die Simulation kann dann direkt diese Daten für die nachfolgenden Bilder verwenden. Die in einem Volumensatz-Objekt verwalteten Simulationseigenschaften, wie z. B. die Geschwindigkeit, die Farbe, die Dichte, die Temperatur oder der Brennstoff, lassen sich auch einzeln nutzen und im Einstellungsbereich Startvolumenüberschreibung zuweisen. Dies ermöglicht dann auch die Verwendung von Pyro-Eigenschaften, die unterschiedlichen Simulationen entnommen wurden oder verschiedene Phasen einer Simulation abbilden. Sie finden dazu etwas weiter unten auf dieser Seite ein Beispiel.


Links ist eine durch Vertex Farben-Tag gefärbte Simulation zu sehen, bei der eine Kugel als Emittervolumen dient. In der Mitte wurde eine senkrecht stehende Ebene mit einem Pyro Emitter-Tag belegt und erzeugt Dichte und Farbinformationen. Wird für diese Simulation nun ein Simulationsbild der Kugel als Startzustand verwendet, mischen sich am Anfang der Simulation die Geschwindigkeiten und Farben beider Simulationen (siehe rechtes Bild).

Startzustand setzen

Ein Klick auf diese Schaltfläche erzeugt ein Volumensatz-Objekt. In diesem werden die Simulationsdaten des aktuellen Animationsbilds verwaltet, so wie sie vom Pyro Emitter-Tag oder Pyro Brennstoff-Tag erzeugt wurden. Dabei spielt es keine Rolle, wie diese Eigenschaften in den Objekt-Eigenschaften des Pyro-Ausgabe-Objekts konfiguriert wurden. Auch dort mit Aus markierte Eigenschaften werden im Volumensatz-Objekt gesichert, sofern diese im Pyro-Emitter-Tag verwendet werden.
Ein Volumensatz-Objekt kann als Startvolumensatz zugewiesen werden, damit die Simulation diese Informationen direkt für das erste Animationsbild verwendet und ausgehend davon die nachfolgende Simulation berechnet.
Weitere Informationen zum Volumensatz-Objekt können Sie hier nachlesen.

Hinweis:

Wenn Ihre Simulation eine aktive Cache-Datei verwendet, kann dafür kein Volumensatz-Objekt erstellt werden. Sie müssen in dem Fall die Verwendung des Caches ausschalten und die Simulation erneut bis zum gewünschten Zeitpunkt ablaufen lassen.

Baumeinstellungen

Die Simulation verwendet im Bereich der Gase ein adaptives Raster aus Voxeln, einen sogenannten Voxel-Baum. Stellen Sie sich diesen Bereich als die Luft vor, in der die Simulation Drücke, Strömungen, Temperaturen und Dichteveränderungen berücksichtigt.
Dieser Voxel-Baum verändert seine Größe und Form fortlaufend durch das Löschen und Hinzufügen von Voxeln und reagiert damit auf die Entwicklungen innerhalb der Simulation. Es gibt daher kein vorgegebenes Volumen, das die Simulation wie ein undurchdringlicher Quader umgibt. In Abhängigkeit des verfügbaren Speichers, können die Rauch- und Feuersimulationen daher theoretisch beliebig groß werden.

Hinweis:Pyro-Simulationen sind auf einen maximalen Speicherbedarf von ca. 90% des verfügbaren VRAM beschränkt. Hinweise zum Optimieren des Speicherbedarfs finden Sie u. a. auch bei der Erläuterung der Zeichnen-Einstellungsrubrik weiter unten.

Die Größe der Voxel-Würfel, aus denen dieser Voxel-Baum zusammengesetzt wird, wird als Voxelgröße vorgegeben. Damit der Voxel-Baum auf die Formveränderungen der Simulation reagieren kann, müssen immer einige Voxel auch außerhalb z. B. einer simulierten Rauchsäule liegen, um Signale an den Voxel-Baum senden zu können, wann mehr Voxel zum Baum hinzugefügt oder, z. B. nach dem Auflösen einer simulierten Wolke, auch wieder von diesem entfernt werden können.

Dieser Puffer an äußeren Voxeln am Voxel-Baum wird hier über den Auffüllen-Wert eingestellt. Zudem wird jedes Voxel am Baum für die Simulationsberechnung nochmals in kleinere Voxel unterteilt. Auch deren Menge wird in dieser Rubrik eingestellt.


Hier sehen Sie den Voxel-Baum, der den Bereich der Simulation definiert. Die Anzahl und Verteilung der Voxel in diesem Baum wird fortlaufend an die Simulation in seinem Inneren angepasst. In diesem Beispiel deutlich zu erkennen, liegen im äußeren Bereich scheinbar viele leere Voxel vor. Dies kann u. a. an einem unnötig hohen Auffüllen-Wert oder an sehr geringen Dichte- oder Temperatur-Werten der Simulation in diesen Bereichen liegen.

Auffüllen[0..8]

Hiermit geben Sie die Dicke der äußeren Schicht an Voxeln im Voxel-Baum an. Bei sehr kleinen Voxel-Größen in Kombination mit sich sehr schnell verändernden Simulationen kann es sinnvoll sein, diesen Wert zu erhöhen, um effektiv auf schnelle Formveränderungen der Simulation reagieren zu können. Bei langsamen oder sehr großen Simulationen kann es jedoch auch sinnvoll sein, den Wert zu reduzieren, um Speicher zu sparen.

Voxelanzahl

Hier haben Sie die Wahl zwischen zwei Voreinstellungen, um die Anzahl der Simulations-Voxel innerhalb jedes Baum-Voxels einzustellen. Zur Wahl stehen hier 16 und 32 Voxel, wobei diese Anzahl entlang jeder Raumrichtung verwendet wird. Im Fall der Voreinstellung 16 ergeben sich dadurch also bereits 16*16*16 = 4096 Simulations-Voxel in jedem Voxel-Würfel des Baums.

Beachten Sie, dass durch eine größere Voxelanzahl pro Baum-Voxel auch die im Randbereich eines Baum-Voxels ergänzten Bereiche kleiner werden, denn dieser Randbereich basiert ebenfalls auf der Größe der Voxel. Für die Simulation sehr detailreicher Gase kann es daher auch sinnvoll sein, die Voxelanzahl auf 32 zu setzen, nicht nur um den Detailgrad innerhalb der Simulation zu erhöhen, sondern auch um den Speicherbedarf der Simulation zu optimieren.

Globale Kräfte

Die folgenden Parameter definieren die Umgebungskräfte, die auf die Simulation wirken sollen. Dazu gehören z. B. die Gravitation und der Auftrieb, sowie Reibungs- und Turbulenzkräfte.


Allgemein

Dichteauftrieb[-1000000.00..1000000.00]

Durch die Auftriebskraft steigen Objekte niedrigerer Dichte in der Luft (oder auch in Flüssigkeiten) nach oben. In unserem Fall wirkt diese Kraft wie eine Gravitationsbeschleunigung auf die Dichte-Partikel der Simulation. Durch negative Werte steigt die Dichte-Simulation entlang der Y-Achsrichtung nach oben auf. Durch positive Werte fällt der simulierte Rauch nach unten.
Beachten Sie, dass die Temperatur der Simulation auch auf die Dichte wirkt. Durch die aufsteigende Hitze kann daher der Rauch mitgerissen werden, auch wenn er eigentlich durch einen positive Dichteauftrieb nach unten fallen sollte. Beide Effekte beeinflussen sich also gegenseitig.

Temperaturauftrieb[-1000.00..1000.00]

Hiermit legen Sie die Richtung und Stärke fest, mit der sich die Temperaturen ausbreiten. Normalerweise steigt warme Luft nach oben. Dies wird durch einen positiven Wert ausgedrückt. Sie können diese Richtung aber auch mit negativen Werten umkehren, wenn z. B. ein Raketentriebwerk dargestellt werden soll. Die tatsächliche Geschwindigkeit, mit der die Hitze z. B. aufsteigt, hängt auch noch von der Temperatur ab. Ein heißeres Gas steigt schneller auf als ein kühles Gas. Der Temperaturauftrieb funktioniert daher wie ein Multiplikator und nicht wie ein absoluter Wert.


Links sehen Sie eine Simulation mit einem Temperaturauftrieb von 0.1, rechts daneben die gleiche Simulation mit einem Wert von -0.1. Der Dichteauftrieb beträgt in beiden Fällen -2, dennoch bewegt sich der Rauch auf der rechten Seite ebenfalls mit der 'stärkeren' Temperatur nach unten.
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Brennstoffauftrieb[-1000000.00..1000000.00]

Hierüber legen Sie die Richtung und Intensität des Auftriebs für den Brennstoff fest. Bei negativen Werten steigt der Brennstoff entlang der Welt Y-Richtung auf, bei positiven Werten sinkt der Brennstoff nach unten. Beachten Sie, dass dies nur für den unverbrannten Brennstoff gilt, bevor dieser zu Druck, Dichte und Temperatur umgewandelt wird. Der Effekt ist daher dann besonders sichtbar, wenn eine kleine Brennstoffverbrennungsrate mit einer höheren Brennstoff setzen- oder Brennstoff hinzufügen-Einstellung kombiniert wird. Da der Auftrieb für die Dichte, die Temperatur und den Brennstoff unabhängig voneinander gewählt werden kann, lassen sich darüber interessante Effekte simulieren wie z. B. die schweren Aschewolken eines Vulkanausbruchs.


Links sehen Sie Beispiele für aufsteigenden (negative Werte) und absinkenden Brennstoff (positive Werte). Zur Verdeutlichung wurde dafür der Temperaturauftrieb auf 0 gesetzt. Die Kombinationsmöglichkeiten verschiedener Richtungen und Beträge für Dichte-, Temperatur- und Brennstoffauftrieb können zur Darstellung von Spezialfällen genutzt werden, wie z. B. auf der rechten Seite der Abbildung.

Hier finden Sie eine einfache Beispielszene zur Simulation schwerer Aschewolken und eines Vulkanausbruchs.



Wirbelstärke[-500.00..500.00]

Dieser Parameter steuert die allgemeine Verwirbelungen der Simulation und wird auf jeden Voxel der Simulation angewendet. Der Effekt lässt sich dabei mit den nachfolgenden Parametern auch an bestimmte Eigenschaften der Simulation koppeln. So kann die Verwirbelung z. B. von der Temperatur oder Dichte abhängig gemacht werden.


Die Bilder zeigen die gleiche Simulation, mit von links nach rechts ansteigenden Wirbelstärke-Werten. Die Ergebnisse sind auch stark von der Voxelgröße in der Simulation und auch von den Zwischenschritten abhängig, da die Partikel in der Simulation durch die Verwirbelung teilweise große Veränderungen in ihrer Geschwindigkeit erfahren.
Hinweis:Da dieser Effekt auf jeden Voxel der Pyro-Simulation wirkt, können zu hohe Werte auch zu unnatürlichen Ergebnissen führen. In der obigen Abbildung ist dies an den beiden Simulationen in der rechten Bildhälfte bereits zu beobachten, wo die Dichte- und Temperaturverteilungen keinem natürlichen Schema mehr zu folgen scheinen.

Quelle

Hier können Sie wählen, welcher Bestandteil der Simulation für die Verwirbelung genutzt werden soll:

Quellenstärke[-100.00..100.00]

Hier stellen Sie den Multiplikator für die über Quelle ausgewählte Eigenschaft der Simulation ein. Für die QuelleKeine hat dieser Wert keine Bedeutung. Beachten Sie, dass je nach Quelle, die Werte sehr unterschiedlich groß sein können. Während eine Dichte im Bereich zwischen 1 und 20 normal ist, liegen Temperaturen oft im Bereich zwischen 100 und 1000. Entsprechend muss auch die Quellenstärke individuell angepasst werden, um brauchbare Ergebnisse zu erzielen.

Turbulenz

Dieser Effekt verändert ebenfalls die Bewegungsrichtungen innerhalb der Simulation, kann jedoch im Vergleich zur Wirbelstärke in seiner Strukturgröße individuell angepasst und animiert werden. Der Effekt entspricht daher funktional eher einem Noise, der die Simulation in unterschiedliche Richtungen verschiebt. Für Flammen kann so z. B. das charakteristische Flackern simuliert werden. Bedenken Sie jedoch auch, dass die Verwendung von Turbulenzen die Simulationsberechnung erheblich verlangsamen kann!


Links die Simulation ganz ohne Turbulenz, rechts mit einem Wert von 4. Zur isolierten Betrachtung des Effekts wurde in beiden Fällen die Wirbelstärke auf 0 gesetzt..
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Räumlich glätten

Diese Option ist standardmäßig aktiv und sorgt für eine Glättung der turbulenten Struktur, die zum Verwirbeln der Simulation verwendet werden kann. Im Ergebnis ergeben sich dadurch einerseits harmonischere Strukturen und Übergänge in der Turbulenz. Andererseits können aber auch feinere Verwirbelungen unterdrückt werden. Die nachfolgende Abbildung gibt dazu ein Beispiel.


Links ist eine Simulation ohne Glättung der Turbulenz, rechts mit aktiver räumlicher Glättung zu sehen.

Stärke[0.00..+∞]

Hier geben Sie die Gesamtstärke der Turbulenz an.

Quelle

Hier können Sie wählen, welcher Bestandteil der Simulation die Stärke der Turbulenz steuern soll:

Quellenstärke[0.00..+∞]

Hier stellen Sie den Multiplikator für die über Quelle ausgewählte Eigenschaft der Simulation ein. Für die QuelleKeine hat dieser Wert keine Bedeutung.

Mit Geschwindigkeit skalieren

Sofern aktiv, lassen sich schnelle Bereiche in der Simulation hiermit stärker verwirbeln als langsame.

Geschwindigkeitsfaktor[-∞..+∞]

Dieser Wert regelt, wie stark die Geschwindigkeiten in der Simulation die Stärke der Turbulenz beeinflussen sollen. Dadurch, dass hier auch negative Werte verwendet werden können, lässt sich die Wirkung darüber auch umkehren. Bereiche mit langsamen Gasbewegungen werden dann stärker turbulent verwirbelt, als Bereiche mit schnellen Gasbewegungen.

Frequenz[0.00..+∞]

Wie auch vom Noise-Shader her bekannt, lässt sich die Turbulenz-Struktur über die Zeit hinweg variieren. Dieser Frequenzwert gibt dabei die Geschwindigkeit dieser Veränderungen an. Denken Sie daran, dass bei größeren Frequenzen die Veränderungen innerhalb der Simulation so stark beschleunigt werden können, dass Sie ggf. die Zwischenschritte deutlich erhöhen müssen, damit die Simulation auf diese Veränderungen in der Turbulenz reagieren kann.

Oktaven[1..2147483647]

Dieser Wert gibt die Detailtiefe innerhalb der turbulenten Struktur an. Je kleiner der Wert, desto homogener und weichgezeichneter wirkt die Turbulenz-Struktur. Höhere Werte führen entsprechend zu schärferen und feiner verzweigten Details. Diese Detail-Verbesserung hat jedoch auch Grenzen. Ab einer gewissen Größenordnung werden Sie keine Veränderung mehr bemerken, wie die folgenden Bilder zeigen.


Zur Verdeutlichung sehen Sie hier einen Noise-Shader mit Turbulenz-Struktur auf einer Ebene. Ganz links wurde nur eine Oktave verwendet. Die Struktur erscheint weichgezeichnet. In der Mitte werden 10 Oktaven verwendet, rechts 20 Oktaven. Sie erkennen hier, dass sich die sichtbare Detailtiefe zwischen diesen Einstellungen nicht mehr signifikant verändert hat.

Initialoktavenskalierung[0..+∞%]

Hierüber legen Sie die Gesamtgröße der turbulenten Struktur fest. Die durch die Oktavenanzahl hinzugefügten Verfeinerungen und Verästelungen der Struktur können bei Bedarf über einen separaten Skalierungswert angepasst werden.

Inkrementelle Oktavenskalierung[0..+∞%]

Je nach gewählter Anzahl an Oktaven entsteht eine Art Baum, der sich immer feiner in Äste und Zweige aufteilt und damit die turbulente Struktur darstellt. Jeder Rechenschritt, also wenn bildlich gesprochen von der Detailstufe des Stammes zu den Ästen gewechselt wird, kann unterschiedlich skaliert werden und auch unterschiedlich stark auf die Simulation wirken. Der Wert für Inkrementelle Oktavenskalierung ist also ein Multiplikator für die Größe der jeweils vorhergehenden Oktaven-Skalierung. Bei einer Initialoktavenskalierung von 0,05 würde bei einer Inkrementellen Oktavenskalierung von 2 die zweite Oktavenstufe also eine Größe von 0,1 erhalten und so fort.

Inkrementelle Oktavenverstärkung[0.00..+∞]

Das Funktionsprinzip entspricht hier dem der Skalierung der unterschiedlichen Oktaven, nur dass es hier um den Einfluss oder die Stärke der verschiedenen Oktaven auf die Simulation geht. Bei Werten unter 1 würden die feineren Strukturen der höheren Oktaven weniger auf die Simulation wirken im Vergleich zu den Grundstrukturen der Turbulenz. Der Effekt kehrt sich um mit Werten über 1. Die feinen Turbulenz-Strukturen wirken dann prozentual stärker auf die Simulation. Die Basis für alle Stärken bildet der Stärke-Parameter dieser Parametergruppe.

Verbrennung

Die Parameter dieser Rubrik sind nur dann relevant, wenn Sie Brennstoff an dem Emitter erzeugen lassen und dieser in der Simulation verbrannt werden soll. Hierdurch können zusätzliche Wärme und Dichte entstehen, und es kann lokal auch der Druck innerhalb der Simulation verändert werden. Dadurch dehnt sich dieser Bereich aus, was z. B. zur Darstellung von Explosionen oder Wolken hilfreich ist. Brennstoff kann auch direkt als Druck interpretiert werden, wenn Sie BrennstofftypBildbereich und Konstanter Druck am Pyro-Tag des Emitter-Objekts aktiviert haben.


Hier wurde ein Zylinder als Emitter definiert und an ihm mit der Bildbereich-Methode schlagartige eine bestimmte Menge Brennstoff erzeugt, der dann zu Dichte und Temperatur umgewandelt wird. Die Erhöhung des Drucks beim Verbrennen lässt die charakteristische Explosionswolke entstehen.

Hier finden Sie eine Explosions-Beispielszene.



Brennstoffverbrennungsrate[0.00..+∞]

Hiermit beschreiben Sie, wie viel Brennstoff pro Sekunde verbrannt wird. Dieser Wert kann nie höher sein, als die Menge an Brennstoff, die Sie über die Pyro-Tags erzeugen lassen. Aus diesem Grund existiert auch am Pyro-Emitter-Tagbzw. Pyro-Brennstoff-Tag die Passend zur Brennrate-Option, die mit dem Brennstofftyp Kontinuierlich aktiviert werden kann, um die Menge an erzeugtem Brennstoff an diesem Parameter zu orientieren, damit immer genauso viel Brennstoff neu erzeugt wird, wie verbrannt werden kann.

Zündtemperatur[-1.00..+∞]

Sobald die Temperaturen in Ihrer Simulation höher werden als hier angegeben, wird der Brennstoff in dem Bereich gezündet. Es kommt also nicht auf den absoluten Betrag dieser Temperatur an. Auch bei einer simulierten Temperatur von nur 20° kann der Brennstoff bereits verbrannt werden, wenn die Zündtemperatur z. B. auf 10° eingestellt ist.

Dichte pro Brennstoff[0.00..+∞]

Wenn eine Einheit Brennstoff verbrannt wird, entsteht dabei zusätzlich diese Dichte in der Simulation. Dichte wird in der Simulation als Rauch dargestellt.

Temperatur pro Brennstoff[0.00..+∞]

Beim Verbrennen von einer Einheit Brennstoff entsteht zusätzlich diese Temperatur in der Simulation.

Druck pro Brennstoff[0.00..+∞]

Beim Verbrennen von einer Einheit Brennstoff wird dieser Druck in der Simulation erzeugt. Bei höheren Werten dehnt sich die Simulation im Bereich der Verbrennung schlagartig aus, was zur typischen Darstellung einer Explosion führen kann. Durch Nutzung des Brennstofftyps Bildbereich und Aktivierung von Konstanter Druck am Pyro-Emitter- oder Pyro Brennstoff-Tag, lässt sich am Emitter-Objekt auch direkt Druck erzeugen. In dem Fall sollten bereits Dichte und Temperatur emittiert worden sein, um diese Elemente durch den Druck auseinandersprengen zu können.

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Rest Grid

Über diese Funktion lassen sich zusätzliche 3D-Koordinaten für das Simulationsvolumen berechnen. Diese können durch einige Renderer ähnlich wie UVW-Koordinaten genutzt werden, um z. B. zusätzliche Deformationen oder Noise-Strukturen zur Verfeinerung der Simulation zu nutzen. Das Caching dieser Ruhegitter-Struktur wird in der Objekt-Rubrik des Pyro-Ausgabe-Objekts über die Option für Duales Ruhegitter aktiviert.


Rest Grid aktivieren

Hiermit lässt sich die zusätzliche Berechnung einer so genannten Rest Grid-Stuktur aktivieren. Diese Vektorstruktur kann ähnlich wie UVW-Koordinaten eine ortsfeste oder auch sich mitbewegende Beschreibung der Simulationsbestandteile zur Verfügung stellen. Dadurch wird z. B. die nachträgliche Deformation oder Überlagerung mit Noise an einer Pyro-Simulation möglich.
Durch Aktivierung dieser Option können Sie auch die Caching-Optionen für das Duales Rest Grid in den Objekt-Einstellungen des Pyro-Ausgabe-Objekts nutzen.

Rest Grid Zyklus zurücksetzen[4..2147483647]

Hiermit geben Sie die Anzahl an Simulationsbildern an, nach der die Rest Grid-Struktur jeweils aktualisiert wird. Dies kann immer dann hilfreich sein, wenn sich die Form der Simulation schnell verändert. Ohne Aktualisierung müsste die Rest Grid-Struktur z. B. an einer sich ausbreitenden Wolke immer mehr gestreckt werden, wodurch es zu einer Verzerrung der Rest Grid-Werte kommen kann. Die folgende Abbildung zeigt dazu ein Beispiel.


Im obigen Beispiel wurde eine Kugel mit einem Pyro Emitter-Tag belegt, um Dichte zu erzeugen. Kurz über der Kugel wird der aufsteigende Rauch durch Wind entlang der Welt-X-Achse nach rechts gepustet. Für diese Simulation wurde die Rest Grid-Option aktiviert, einmal mit einem kurzen Zurücksetzen-Zyklus (links in der Abbildung) und dann ein Mal mit einem sehr langen Zurücksetzen-Zyklus (rechts im Bild).
Zur Verdeutlichung wurde die Rest Grid-Struktur jeweils als Cache gespeichert. Da es sich dabei um eine Vektor-Struktur handelt, kann diese z. B. auch als Farbe im Pyro Volume-Material verwendet werden, um den Rauch entsprechend in den Grundfarben zu färben, was in obiger Abbildung umgesetzt wurde. Deutlich ist zu erkennen, wie in der rechten Bildhälfte die ursprünglichen Rest Grid-Werte an dem Rauch praktisch kleben bleiben und auch nach der Richtungsänderung erhalten bleiben. Bei dem kurzen Zurücksetzen-Zyklus links im Bild, werden die Rest Grid-Werte laufend neu berechnet und können daher rechtszeitig auf die Richtungsänderung und Form der Simulation reagieren. Die Rest Grid-Werte bleiben dabei eher ortsfest und unabhängiger von der Simualtion.

Rest Grid Zeitskalierung[0..10000%]

Dieser Wert wird als Multiplikator für die Simulationszeit verwendet. Werte unterhalb von 100% verlangsamen die für die Rest Grid-Berechnung verwendete Zeit, Werte über 100% beschleunigen die Simulationszeit für das Rest Grid.

Dichte

Hier finden Sie alle Einstellungen, die sich auf die Abnahme, Glättung und Auswertung der Dichte-Eigenschaften der Simulation beziehen. Mit den Abnahme-Einstellungen kann z. B. generell die Ausbreitung der Dichte und somit die Größe der simulierten Wolke oder Rauchsäule beschränkt werden, was sich positiv auf den Speicherbedarf und die Simulationsgeschwindigkeit auswirken kann.

Hinweis:Durch Nutzung des Vernichter Kraft-Objekts kann eine Simulation ebenfalls insgesamt räumlich begrenzt werden.


Relative Dichteabnahme[0..100%]

Dieser Parameter beschreibt die prozentuale Reduzierung der Dichte pro Bild der Simulation, normalisiert auf eine Bilderrate von 30.


Hier wurde eine einfache Dichte-Emission an der oberen Hälfte eines Zylinders simuliert. Alle vier Bilder zeigen den gleichen Zeitpunkt der Simulation. Der einzige Unterschied besteht in der Veränderung für Relative Dichteabnahme. Von links nach rechts wurden dafür die Werte 5%, 10%, 15% und 20% verwendet. Der Wert für die Absolute Dichteabnahme wurde hier zur Verdeutlichung auf 0 gesetzt. Deutlich ist zu sehen, wie durch die prozentuale Reduzierung der Dichte das weiche Ausfasern der Wolke erhalten bleibt.

Absolute Dichteabnahme[0.00..1000.00]

Dieser Parameter beschreibt die absolute Reduzierung der Dichte pro Sekunde der Simulation.


Hier wurde eine einfache Dichte-Emission an der oberen Hälfte eines Zylinders simuliert. Alle Bilder zeigen den gleichen Zeitpunkt der Simulation. Der einzige Unterschied besteht in der Veränderung von Absolute Dichteabnahme. Von links nach rechts wurden dafür die Werte 0, 1, 2, 3 und 4 verwendet. Der Wert für die Relative Dichteabnahme wurde hier zur Verdeutlichung auf 0 gesetzt. Deutlich wird, dass die Erhöhung von Absolute Dichteabnahme zu einer harten und kontrastreichen Beschneidung der Simulation führt.

Dichteglättungsfaktor[0..100%]

Mit ansteigenden Werten nimmt die Glättung der Dichtewerte in der Simulation zu. Die Unterschiede benachbarter Bereiche bezüglich der Dichte werden abgeschwächt. Dadurch verliert die Darstellung der Dichte nicht nur an Schärfe und Details, sondern auch die Simulation insgesamt kann sich verändern.


Alle Bilder zeigen die gleiche Simulation, allerdings mit von links nach rechts zunehmenden Werten für die Glättung der Dichte. Deutlich wird dabei auch, dass sich nicht nur die Optik der Simulation ändert, sondern es aufgrund der Veränderungen an der Dichteverteilung auch zu anderen Simulationsergebnissen kommt.

Dichteschwellwert[0.00..+∞]

Es werden nur die Bereiche mit einer Dichte oberhalb dieses Grenzwerts bei der Simulation berücksichtigt. Sinnvoll eingesetzt kann mit Einstellung also die Simulationsgeschwindigkeit und auch der Speicherbedarf verbessert werden, ohne dass wichtige Details verloren gehen. Zudem können auch bewusst höher gesetzte Werte zu stilistisch interessanten Ergebnissen führen. Sie finden ähnliche Schwellwerte auch für die Temperatur und den Brennstoff.


Die Bildserie demonstriert von links nach rechts betrachtet den Effekt ansteigender Werte für den Dichteschwellwert. Bereiche mit geringer Dichte werden dadurch schrittweise ausgefiltert und nicht länger von der Simulation berücksichtigt. Dies führt zu einer Schärfung der Dichte-Simulation und zu einer Beschleunigung der Berechnung.
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Zeitskalierung Dichte[0..10000%]

Dieser Wert wird als Multiplikator für die Simulationszeit verwendet. Werte unterhalb von 100% verlangsamen die für die Dichte-Berechnung verwendete Zeit, Werte über 100% beschleunigen die Simulationszeit für die Dichte (siehe auch folgende Abbildung).


Alle drei Bilder zeigen die gleiche Simulation und das gleiche Simulationsbild. Variiert wurde nur der Wert für Zeitskalierung Dichte. Links wurden 10%, in der Mitte 100% und rechts wurden 1000% verwendet. Die Temperatursimulation ist in allen drei Bildern unverändert.
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Farbe

Die Einstellungen dieser Gruppe beziehen sich ausschließlich auf die Farbeigenschaften der Simulation. So lassen sich z. B. auch hier Abnahmen nutzen, um die der Dichte zugewiesenen Farben über die Zeit hinweg verblassen zu lassen.


Relative Farbabnahme[0..100%]

Dieser Parameter beschreibt die prozentuale Reduzierung der Farbwerte pro Bild der Simulation, normalisiert auf eine Bilderrate von 30. Ist die Dichte lange genug sichtbar, wird diese dadurch bis zu schwarz abgedunkelt.


Die Bildserie demonstriert den Effekt ansteigender Relativer Farbabnahme. Die hier gelblich gefärbte Dichte dunkelt sich dadurch über die Zeit hinweg bis zu schwarz ab.

Absolute Farbabnahme[0.00..1000.00]

Dieser Parameter beschreibt die absolute Reduzierung der Farbwerte pro Sekunde der Simulation. Dieser Wert wird daher in vielen Fällen eher klein gewählt, da er sich auf den Werteraum zwischen 0.0 und 1.0 der RGB-Farbkomponenten bezieht.. Die absolute Veränderung der einzelnen Farbkomponenten kann dabei auch zu Farbveränderungen führen, wenn eine Farbkomponente der Ausgangsfarbe z. B. gegenüber den anderen Komponenten viel größer ist. Die nachfolgende Abbildung gibt dazu ein Beispiel. Wie bereits bei der Relativen Farbabnahme wird die Farbe der Dichte bis hin zu schwarz abgedunkelt, sofern die Dichte lange genug sichtbar bleibt.


Die Bildserie demonstriert den Effekt ansteigender Absoluter Farbabnahme. Von links nach rechts wurden die Werte 0.0, 0.25 und 0.5 verwendet. Die hier gelblich gefärbte Dichte durchläuft dabei auch rote Farbtöne, bevor sie sich bis zu schwarz abdunkelt.

Wie in der obigen Abbildung links zu erkennen, wurden die RGB-Werte 255, 166, 0 für die Dichte im Pyro-Tag verwendet. Bei Verwendung einer Absoluten Farbabnahme von 0.5 reduzieren sich diese Werte pro Sekunde um 128 (1.0 entspricht einem RGB-Wert von 255). Dies bedeutet, dass nach einer Sekunde ein Farbwert von 128, 38,0 erreicht wird, was einem dunklen Rotton entspricht. Wenn es durch die Farbabnahme zu keiner Veränderung des Farbtons kommen soll, können Sie alternativ die Relative Farbabnahme verwenden.

Farbglättungsfaktor[0..100%]

Innerhalb der Simulation können auch verschiedene Farben für die Dichte zugewiesen werden, die sich dann automatisch vermischen. Dazu kann z. B. ein Vertex-Farben-Tag für die Zuweisung verschiedener Farben an einem Emitter-Objekt genutzt werden oder aber die unterschiedlich gefärbte Dichte verschiedener Pyro Emitter überlappt sich, so wie in der folgenden Abbildung. Wie dort zu erkennen, kommt es mit zunehmender Größe des Farbglättungsfaktors zu einer Weichzeichnung der Farbübergänge.


Hier werden zwei separate Quader als Pyro-Emitter verwendet. Der untere Quader emittiert roten Rauch, der obere Quader grünen Rauch. Dort wo sich die Rauchfahnen durchdringen entstehen gelbliche Mischfarben. Die Übergänge zwischen allen Farben lassen sich mit dem Farbglättungsfaktor beeinflussen. Links wurde ein Wert von 0%, rechts ein Wert von 100% genutzt.
2024

Zeitskalierung Farbe[0..10000%]

Dieser Wert wird als Multiplikator für die Simulationszeit verwendet. Werte unterhalb von 100% verlangsamen die für die Farbe-Berechnung verwendete Zeit, Werte über 100% beschleunigen die Simulationszeit für die Farbe.

Temperatur

Hier finden Sie Einstellungen, mit denen die Veränderung der Temperaturen innerhalb der Simulation beeinflusst werden kann. Damit lässt sich z. B. die Abkühlung eines heißen Gases beschleunigen, verlangsamen oder auch ganz deaktivieren.


Relative Temperaturabnahme[0..100%]

Dieser Parameter beschreibt die prozentuale Reduzierung der Temperaturen pro Bild der Simulation, normalisiert auf eine Bilderrate von 30.

Absolute Temperaturabnahme[0.00..10000.00]

Dieser Parameter beschreibt die absolute Reduzierung der Temperaturen pro Sekunde der Simulation. Der Effekt auf die Übergänge innerhalb der Temperaturverläufe ist mit denen der Absoluten Dichteabnahme vergleichbar.

Temperaturglättungsfaktor[0..100%]

Temperaturunterschiede benachbarter Bereiche werden hierdurch in der Simulation ausgeglichen. Die Temperaturverläufe verlieren dadurch an Details und werden gleichförmiger.


Alle Bilder zeigen die gleiche Simulation, allerdings mit von links nach rechts zunehmenden Werten für die Glättung der Temperaturen.

Temperaturschwellwert[0.01..+∞]

Es werden nur die Bereiche mit einer Temperatur oberhalb dieses Grenzwerts bei der Simulation berücksichtigt. Sinnvoll eingesetzt kann mit dieser Einstellung daher die Simulationsgeschwindigkeit und auch der Speicherbedarf verbessern, ohne dass wichtige Details verloren gehen. Zudem können auch bewusst höher gesetzte Werte zu stilistisch interessanten Ergebnissen führen. Die nachfolgende Abbildung gibt dazu ein Beispiel. Sie finden ähnliche Schwellwerte auch für die Dichte und den Brennstoff.


Diese Bildserie zeigt von links nach rechts den Effekt eines ansteigenden Temperaturschwellwerts. Die Simulationen verwendeten dabei jeweils eine Temperatur von 4000 Grad am Emitter und die Einstellung 1, 500, 1000, und 2000 für den Temperaturschwellwert. Diese Erhöhung sorgt schrittweise dafür, dass die Temperaturen schließlich nur noch in unmittelbarer Nähe zum Emitter sichtbar bleiben und dort für den Auftrieb der Dichte eine Rolle spielen.
2024

Zeitskalierung Temperatur[0..10000%]

Dieser Wert wird als Multiplikator für die Simulationszeit verwendet. Werte unterhalb von 100% verlangsamen die für die Temperatur-Berechnung verwendete Zeit, Werte über 100% beschleunigen die Simulationszeit für die Temperatur.

Brennstoff

Hier finden Sie Einstellungen, durch die sich u. a. die Menge an Brennstoff in der Simulation beschränken lässt. Dieser Effekt ist in der Regel weniger offensichtlich, im Vergleich zu den vergleichbaren Einstellungen für die Dichte, Farbe oder die Temperatur, da Brennstoff in der Regel nicht lange in der Simulation bleibt, sondern oft zeitnah verbrannt, also zu Dichte, Temperatur und Druck umgewandelt wird.


Relative Brennstoffabnahme[0..100%]

Dieser Wert beschreibt die prozentuale Reduzierung des Brennstoffs pro Bild der Simulation, normalisiert auf eine Bilderrate von 30.

Absolute Brennstoffabnahme[0.00..1000.00]

Dieser Parameter beschreibt die absolute Reduzierung des Brennstoffs pro Sekunde der Simulation. Dies bezieht sich nur auf den unverbrannten Brennstoff. Standardmäßig wird der Wert 0 verwendet, sodass es zu keine Reduzierung von unverbranntem Brennstoff kommen kann.

Brennstoffglättungsfaktor[0..100%]

Mit ansteigenden Werten wird der Brennstoff homogener verteilt.

Brennstoffschwellwert[0.00..+∞]

Es werden nur die Bereiche bei der Simulation berücksichtigt, in denen mehr Brennstoff verfügbar ist als hier am Grenzwert angegeben wurde. Sinnvoll eingesetzt kann mit dieser Einstellung also die Simulationsgeschwindigkeit und auch der Speicherbedarf verbessert werden, ohne dass wichtige Details verloren gehen. Sie finden ähnliche Schwellwerte auch für die Dichte und die Temperatur.

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Zeitskalierung Brennstoff[0..10000%]

Dieser Wert wird als Multiplikator für die Simulationszeit verwendet. Werte unterhalb von 100% verlangsamen die für die Brennstoff-Berechnung verwendete Zeit, Werte über 100% beschleunigen die Simulationszeit für den Brennstoff.

Geschwindigkeit

Diese Einstellungen beeinflussen die Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb der Simulation und können daher ähnlich wie die Dämpfung einer Soft- oder Rigid Body-Simulation verwendet werden. Es lässt sich damit also Bewegungsenergie aus dem Simulationssystem ziehen, z. B. um die Gesamtgröße einer Simulation zu beschränken, ohne dafür andere physikalische Eigenschaften, wie z. B. den Auftrieb oder die Temperaturen verändern zu müssen..


Geschwindigkeitsdämpfung[0..100%]

Dieser Parameter kann zum Reduzieren der Bewegungsgeschwindigkeiten innerhalb der Simulation verwendet werden. Je größer der Wert ist, desto stärker werden die Bewegungen abgebremst. Falls die Option Gleichmäßige Geschwindigkeitsdämpfung ausgeschaltet ist, kann hier die Reduzierung der Geschwindigkeiten getrennt für jede Raumrichtung angegeben werden. Ansonsten werden die Beträge der Geschwindigkeiten gleichmäßig beeinflusst.


Links ist das Ergebnis einer Simulation ohne Geschwindigkeitsdämpfung als Referenz zu sehen. In der Mitte wurde der Vektor 0%, 10%, 0% verwendet, wodurch nur die senkrechte Bewegung der Explosion gedämpft wurde. In der Abbildung rechts wurde der Effekt durch Verwendung von 10%, 0%, 10% umgekehrt. Nur die senkrechte Bewegungsrichtung bleibt dort ungebremst.


Die Verwendung einer zeitlich veränderten Dämpfung bietet zudem eine weitere Möglichkeit, um Unregelmäßigkeiten und Details z. B. zu einer Wolke hinzuzufügen. Links ist wieder als Referenz die ursprüngliche Simulation ohne den Einfluss einer Dämpfung zu sehen. Bei den Bildern rechts davon wurde eine XPresso-Schaltung verwendet, um über Noise-Nodes eine veränderliche Variation des Dämpfungsvektors zu nutzen. Die Simulation wird durch die Dämpfung insgesamt zwar kleiner, erhält aber auch mehr Details in der Wolkenstruktur.

Gleichmäßige Geschwindigkeitsdämpfung

Im aktivierten Zustand wird die Geschwindigkeitsdämpfung gleichmäßig entlang aller drei Raumrichtungen verwendet und bremst dadurch die Geschwindigkeiten gleichmäßig ab. Ausgeschaltet sorgt diese Option dafür, dass individuelle Geschwindigkeitsdämpfungen für die X-, Y- und Z-Richtungen angegeben werden können.

Geschwindigkeitsglättungsfaktor[0..100%]

Mit ansteigenden Werten werden unterschiedliche Beträge und Richtungen in der Strömungsgeschwindigkeit der Simulation ausgeglichen. Dies kann z. B. bei der Darstellung schnell bewegter Gase hilfreich sein, um diese wie durch Bewegungsunschärfe weichgezeichnet wirken zu lassen.


Die Bildserie demonstriert von links nach rechts betrachtet den Effekt ansteigender Werte für den Geschwindigkeitsglättungsfaktor bei einer simulierten Explosion.

Geschwindigkeitsschwellwert[0..+∞%]

Um dem Simulationsbaum neue Voxel hinzuzufügen, werden die Geschwindigkeiten der Simulation in den benachbarten Zellen ausgewertet. Mit diesem Grenzwert legen Sie die Entfernung pro Simulationszyklus fest, die vom Gas innerhalb einer Simulationszelle zurückgelegt werden muss, um neue Simulationszellen am Rand dieser Zelle hinzuzufügen. Dabei bezieht sich dieser Wert prozentual auf die Größe der Zellen im Baum. Geschwindigkeit bei größeren Zellen müssen daher automatisch größer sein als bei kleinen Zellen, um noch berücksichtigt zu werden.

Weitergehende Einstellungen

Hier finden Sie Einstellungen, mit denen z. B. die Berechnungsmethoden konfiguriert und beeinflusst werden können. Diese Einstellungen sind für fortgeschrittene Nutzer gedacht und können die Arbeitsweise und das Aussehen der Simulation grundlegend ändern.


Fließkommapräzision

Hiermit stellen Sie die Rechengenauigkeit innerhalb der Simulationsvoxel ein. Sie haben die Wahl zwischen 16 Bit und 32 Bit Genauigkeit. Die Erhöhung der Bit-Tiefe kann zu einer exakteren Berechnung der Simulation führen, die auch durchaus in der Entwicklung der Formen sichtbar wird, wie das folgende Bild zeigt.


Beide Explosionen verwenden die exakt gleichen Einstellungen am Pyro-Tag und am Pyro-Ausgabe-Objekt und zeigen das gleiche Animationsbild. Links wurde mit 16 Bit, rechts mit 32 Bit Genauigkeit gerechnet. Die höhere Bit-Tiefe führt in diesem Beispiel zu symmetrischeren und harmonischeren Formen der aufsteigenden Wolke.

Generell gilt auch hier von Fall zu Fall zu entscheiden, ob die höhere Bit-Tiefe benötigt wird, denn sie geht auch mit einem erhöhten Speicherbedarf und längeren Simulationszeiten einher.

Advektion

Diese Parameter beschreiben, wie sich Komponenten der Simulation in der Strömung der Gase verhalten. So kann z. B. der unverbrannte Brennstoff von den Gasen mitgerissen werden, was beim zeitverzögerten Zünden zu einer größeren Explosion führen kann.


Brennstoffadvektion

Der noch nicht gezündete Brennstoff wird durch Aktivierung dieser Option von dem vorbeiströmenden Gas mitgerissen und dadurch ggf. weiter in der Simulation verteilt.


Beide Bilder zeigen die gleiche Simulation einer Explosion, links ohne und rechts mit Brennstoffadvektion. Durch den relativ langsam ausströmenden Brennstoff unterscheiden sich die Simulationsergebnisse nicht stark voneinander.


Die Simulationsergebnisse verändern sich dann stärker, wenn Brennstoff schlagartig freigesetzt wird, so wie in diesem Beispiel. Dort wurde der Brennstofftyp Bildbereich zur Erzeugung des Brennstoffs genutzt. Die obere Bildsequenz zeigt Simulationsphasen ohne Brennstoffadvektion. Bei der unteren Bildreihe wurde die Option aktiviert.

Versetzte Geschwindigkeiten

Diese Option beeinflusst, wie Geschwindigkeiten in den simulierten Zellen berechnet werden. Im ausgeschalteten Zustand werden nur Geschwindigkeiten innerhalb der Zelle ausgewertet. Bei aktivierter Option fließen auch die angrenzenden Bereiche einer Simulationszelle mit ein. Die Berechnung der Druckverteilung kann dadurch detaillierter erfolgen, was die Qualität der gesamte Simulation positiv beeinflussen kann.

Hinweis:Durch Aktivierung dieser Option verbessert sich auch die Interaktion zwischen der Pyro-Simulation und bewegten Kollisionsobjekten.


Beide Bilder zeigen die gleiche Explosion, links ohne und rechts mit Versetzte Geschwindigkeiten.

Advektionsmodus

Hier stehen verschiedene Methoden für die Strömungsberechnung zur Verfügung. Hierdurch können sich nicht nur die Ergebnisse verändern, sondern auch die benötigte Zeit für die Simulation. Das folgende Bild gibt einen Einblick in die Unterschiede der verfügbaren Modi.


Links ist eine Simulation mit SemiLagrangian, in der Mitte mit MacCormack und rechts mit BFECC zu sehen.


Geschwindigkeitsadvektionsmodus verwenden

Sofern aktiv, wird für die Simulation der Geschwindigkeiten ebenfalls das unter Advektionsmodus ausgewählte Verfahren verwendet. Ansonsten kommt dafür standardmäßig die SemiLagrangian-Methode zum Einsatz.


Die oberen Bilder zeigen Simulationen im BFECC-Modus mit aktiver Option für Geschwindigkeitsadvektionsmodus verwenden. DIe unteren Bilder zeigen die gleichen Simulationen, diesmal mit ausgeschalteter Option. Am deutlichsten werden die Unterschiede an den Rändern der Simulation.

Advektionsergebnis begrenzen

Die Option ist nur bei den Advektionsmodi MacCormack oder BFECC verfügbar und führt im aktivierten Modus zu den gleichen Simulationsergebnissen früherer Pyro-Versionen. Dabei wird sichergestellt, dass sich die Interpolationsergebnisse einer betrachteten Zelle im Wertebereich der umliegenden Voxel bewegen.
Im ausgeschalteten Zustand fällt diese Überprüfung weg, was auch dazu führen kann, dass z. B. auch Geschwindigkeitsspitzen für einzelne Voxelzellen entstehen können. Dies kann zu etwas mehr Variation in der Simulation führen, wie auch die folgenden Bilder zeigen.


Die linke Spalte zeigt eine Simulation mit dem Advektionsmodus MacCormack, die rechte eine Simulation mit BFECC. Die Bilder in der oberen Reihe haben keine Begrenzung aktiviert, die unteren sind im Advektionsergebnis begrenzt.

Korrekturstärke[0.00..3.00]

Hiermit kann die Schärfe und die Detaildichte der Simulation im AdvektionsmodusMacCormack angepasst werden. Bei größeren Werten nimmt zwar die Detailschärfe zu, es kann dann aber auch zu Artefakten kommen.


Die Bildserie beginnt links mit einem Korrekturwert von 0. Bei den nachfolgenden Bildern wurde dieser Wert jeweils um 0,5 erhöht. Die Erhöhung des Werts führt hier einerseits zu mehr Details, jedoch auch zu einer Verkleinerung der Simulation.

Druck-Solver

In dieser Rubrik finden Sie Parameter, mit denen die Simulation von Druckveränderungen beeinflusst werden kann. Dies ist besonders bei Verwendung von Brennstoff interessant, der neben Dichte und Temperatur auch Druck erzeugen kann.


Druck-Solver

Hier haben Sie die Wahl zwischen verschieden komplexen Algorithmen zur Simulation der Druckverteilungen. Die folgende Bildreihe stellt diese Modi beispielhaft gegenüber.


Alles Bilder zeigen die gleiche Simulation einer Explosion. Es wurden nur verschiedene Modi für die Berechnung der Drücke verwendet.

Besonders deutlich fällt hier der Vergleich zwischen dem relativ glatten Verlauf der Gauss-Seidel-Simulation und dem Vorkonditionierter konjugierter Verlauf aus, bei dem es zu einer größeren Variationsbreite in der Druckverteilung kommt. Beachten Sie zudem, dass auch der vorkonditionierte konjugierte Verlauf auf dem Mehrfachgitter V-Zyklus basiert.

Iterationen polieren[0..256]

Hiermit kann die Rechengenauigkeit gesteuert werden. Dies kann zur Verfeinerung der Simulationsergebnisse bei den Mehtfachgitter- und Vorkonditionierter konjugierter Verlauf-Modi verwendet werden. Bei den Mehrfachgitter-Simulationen (auch Vorkonditionierter konjugierter Verlauf basiert auf Mehrfachgitter V-Zyklus) wird die Simulation zuerst in groben Blöcken und Abschnitten betrachtet, die dann für die folgenden Iterationsschritte immer feiner unterteilt werden. Die Anzahl dieser Unterteilungen wird durch den Wert für Mehrfachgitter Tiefe vorgegeben.


Diese Bilder zeigen eine Explosion mit Vorkonditionierter konjugierter Verlauf. Von links nach rechts wurden die Werte 1, 2, 3, 5 und 7 für Iterationen polieren verwendet.

Glätteniterationen[0..256]

Dieser Wert steuert die Iterationstiefe für den Mehrfachgitter-Anteil der Simulation. Da auch der Vorkonditionierter konjugierter Verlauf-Modus auf dem Mehrfachgitter V-Zyklus basiert, kommt dieser Parameter auch dort zum Einsatz. Beeinflusst werden davon alle Iterationsschritte bis auf den ersten. Die Iterationen der gröbsten Unterteilungsstufe werden durch den Wert für Finale Glätteniterationen festgelegt.


Diese Bilder zeigen eine Explosion mit Vorkonditionierter konjugierter Verlauf. Von links nach rechts wurden die Werte 0,1, 2, 4, und 8 für die Glätteniterationen verwendet.

Finale Glätteniterationen[0..256]

Wenn Sie Gauss-Seidel verwenden, legen Sie hiermit die Gesamtzahl der Rechen-Iterationen fest. Für die übrigen Modi wird hiermit die Rechentiefe der gröbsten Unterteilungsstufe festgelegt.


Die Bildserie zeigt immer das gleiche Simulationsbild einer Gauss-Seidel-Berechnung und startet links mit einem Finale Glätteniterationen-Wert von 10. Die rechts davon folgenden Bilder zeigen jeweils das Ergebnis einer Erhöhung dieses Werts um 10.


Die Bildserie zeigt immer das gleiche Simulationsbild einer Vorkonditionierter konjugierter Verlauf-Berechnung und startet links mit einem Finale Glätteniterationen-Wert von 10. Die rechts davon folgenden Bilder zeigen das Ergebnis einer Erhöhung dieses Werts um jeweils 10.

Mehrfachgitter Tiefe[0..6]

Hiermit geben Sie die Anzahl der Unterteilungsstufen bei den Modi vor, die Mehrfachgitter verwenden (dazu gehört auch der Vorkonditionierter konjugierter Verlauf-Modus). Mehr Unterteilungsstufen resultieren in einer höheren Genauigkeit, aber auch in längeren Simulationszeiten. Es kann jedoch auch vorkommen, dass die Unterschiede zwischen den höheren Stufen derart gering werden, dass sie vernachlässigt werden können.
Beachten Sie, dass die Unterteilungstiefe dabei automatisch durch die Unterteilungsdichte des Voxel-Baums begrenzt wird.


Die Bildserie zeigt immer das gleiche Simulationsbild einer Vorkonditionierter konjugierter Verlauf-Berechnung und verwendet (v. l. n. r.) die Mehrfachgitter Tiefe-Werte 0, 2, 4 und 6. Deutlich wird dabei, dass die Veränderungen bei höheren Einstellungen immer geringer ausfallen.


Die Bildserie zeigt immer das gleiche Simulationsbild einer Mehrfachgitter Vollzyklus-Berechnung und verwendet (v. l. n. r.) die Mehrfachgitter Tiefe-Werte 0, 2, 4 und 6.


2024

Startvolumenüberschreibung

Diese Einstellungen können vergleichbar zu Startvolumensatz verwendet werden, um den Startzustand der Simulation festzulegen. Erläuterungen dazu finden Sie weiter oben auf dieser Seite. Dadurch dass hier jedoch nicht nur ein Volumensatz-Objekt verlinkt werden kann, sondern Volumenobjekte mit den individuellen Eigenschaften einer Simulation, lassen sich auch interessante Kombinationen umsetzen. So ist es hiermit z. B. kein Problem, die Farben, Temperaturen, die Dichte oder die Geschwindigkeiten verschiedener Simulationen zu verwenden und hier als neuen Startzustand zusammenzuführen. Zudem können auch Vertauschungen von Eigenschaften erfolgen, sofern deren Datentypen identisch sind.
Informationen zum Volumensatz-Objekt sind hier und Informationen zum Volumenobjekt sind hier zu finden.


Startdichte

Verlinkung zu einem Volumen-Objekt, das die Dichte zum Start der Simulation beschreibt. Es werden Fließkommawerte erwartet, daher können hier neben der Dichte (density) auch die Temperatur (temperature) oder der Brennstoff (fuel) verwendet werden. Volumen-Objekte können über ein Volumensatz-Objekt erstellt werden (siehe Schaltfläche Startzustand setzen).

Startfarbe

Verlinkung zu einem Volumen-Objekt, das die Farben innerhalb der Dichte zum Start der Simulation beschreibt. Es werden Vektoren erwartet, daher kann hier neben der Farbe (color) theoretisch auch die Geschwindigkeit (velocity) verwendet werden. Volumen-Objekte können über ein Volumensatz-Objekt erstellt werden (siehe Schaltfläche Startzustand setzen).

Starttemperatur

Verlinkung zu einem Volumen-Objekt, das die Temperaturen zum Start der Simulation beschreibt. Es werden Fließkommawerte erwartet, daher können hier neben der Temperatur (temperature) auch die Dichte (density) oder der Brennstoff (fuel) verwendet werden. Volumen-Objekte können über ein Volumensatz-Objekt erstellt werden (siehe Schaltfläche Startzustand setzen).

Startbrennstoff

Verlinkung zu einem Volumen-Objekt, das die Menge und Verteilung von Brennstoff zum Start der Simulation beschreibt. Es werden Fließkommawerte erwartet, daher können hier neben dem Brennstoff (fuel) auch die Dichte (density) oder die Temperatur (temperature) verwendet werden. Volumen-Objekte können über ein Volumensatz-Objekt erstellt werden (siehe Schaltfläche Startzustand setzen).

Startgeschwindigkeit

Verlinkung zu einem Volumen-Objekt, das die Geschwindigkeiten innerhalb der Simulation zum Start der Simulation beschreibt. Es werden Vektoren erwartet, daher kann hier neben der Geschwindigkeit (velocity) theoretisch auch die Farbinformation der Dichte (color) verwendet werden. Volumen-Objekte können über ein Volumensatz-Objekt erstellt werden (siehe Schaltfläche Startzustand setzen).


Farben und Geschwindigkeiten sind z. B. beides Vektoren und können daher sowohl für Startfarbe und Startgeschwindigkeit verwendet werden. Die Dichte, die Temperatur und der Brennstoff werden alle als Fließkommawerte gespeichert und lassen sich daher ebenfalls untereinander austauschen und für Startdichte, Starttemperatur und Startbrennstoff verwenden.
Eine Temperatur kann so z. B. auch die Dichte steuern. Dies mag nicht immer sinnvoll sein, ermutigt jedoch zum Experimentieren und kann in Einzelfällen auch zu ansprechenden Ergebnissen führen, die auf anderem Weg nur schwer zu erzielen wären.

Die hier angebotenen Verlinkungen müssen zu Volumen-Objekten erfolgen, die auf die jeweilige Eigenschaft einer Pyro-Simulation verweisen. Am einfachsten gehen Sie dafür so vor, dass Sie zunächst den gewünschten Zustand einer Simulation als Startvolumensatz erstellen lassen. Verwenden Sie dafür die Schaltfläche für Startzustand setzen in den Pyroszene-Einstellungen.


Links ist beispielhaft ein Volumensatz-Objekt mit den darin enthaltenen Simulationskanälen für die Farbe, die Dichte, die Temperatur und die Geschwindigkeit zu sehen. Rechts daneben sehen Sie die als Volumenobjekt extrahierte Farbinformation der Simulation.

In der obigen Abbildung sehen Sie, wie aus einem gespeicherten Volumensatz-Objekt einzelne Eigenschaften (in diesem Fall die 'color'-Komponente) über die Herausnehmen-Schaltfläche als neues Volumenobjekt extrahiert werden können. Diese Objekte lassen sich dann bei Startvolumenüberschreibung verwenden. Dazu folgt in den folgenden Abbildungen ein kleines Beispiel.


Links sehen Sie das Simulationsbild, für das ein Volumensatz-Objekt erstellt wurde. Dort enthalten sind neben der Geschwindigkeit (velocity) auch noch die drei Eigenschaften für Farbe (color), Dichte (density) und Temperatur (temperature), die auf der rechten Seite der Abbildung als einzelne Volumenobjekte zu sehen sind.

Wie im obigen Beispiel zu sehen, wurde zunächst von einer Kugel aus farbiger Rauch emittiert und dafür ein Volumensatz-Objekt erstellt aus dem dann die Komponenten für die Farbe, Dichte, Temperatur und Geschwindigkeit extrahiert wurden. Definiert man nun z. B. eine senkrecht stehende Ebene als Emitter und weist dort diese Eigenschaften der Kugel-Simulation als Startvolumenüberschreibung zu, erhält man das in der nachfolgenden Abbildung zu sehende Ergebnis. Im mittleren Teil der Ebene kommt es zu einer Umfärbung und die Temperaturen, die Dichte und die Geschwindigkeiten der Kugel-Simulation beeinflussen dort den Startzustand der Ebene.

 

Diese Bildsequenz zeigt von links nach rechts zunächst den Startzustand der zugewiesenen Kugel-Simulation und wie sich dieser über die Zeit mit der Simulation der Ebene vermischt

Den gleichen Effekt hätten wir bei direkter Zuweisung des Volumensatz-Objekts als Startvolumensatz erhalten. Interessanter ist es daher, einmal mit den Zuweisungen der Volumenobjekte bei Startvolumenüberschreibung zu spielen, wie z. B. in der folgenden Abbildung.

 

Veränderte Simulation, nachdem 'density' als Starttemperatur und 'color' als Startfarbe verwendet werden.

Wie in obiger Abbildung zu erkennen, lässt sich ohne großen Aufwand auch ein ganz anderes Ergebnis erzielen. Hier wurden nur die Eigenschaften 'color' und 'density' der ursprünglichen Kugel-Simulation verwendet. Die Farbe kommt wie im Beispiel zuvor als Startfarbe zum Einsatz, die Dichte jedoch wird als Starttemperatur verwendet. Dies ist möglich, da die Temperatur und die Dichte beide auf Fließkommawerten basieren und somit bei der Auswertung kompatibel zueinander sind.
Wie in der Abbildung zu erkennen, führt dadurch die Dichte der Kugelsimulation zu einer Erhitzung der Dichte in der Mitte der Ebene. Die Dichte steigt auf und färbt sich dabei mit der Farben aus der Kugel-Simulation.

Zeichnen

In dieser Rubrik finden Sie die Darstellungsoptionen für die Simulation in den Ansichtsfenstern. Darunter befinden sich auch zusätzliche Informationen, die bei der Optimierung der Simulation hilfreich sein können.
Beachten Sie, dass die Berechnung des Renderings nicht von diesen Einstellungen beeinflusst wird. Die Darstellung des simulierten Volumens wird dann von dem Redshift Volume- bzw. Redshift Pyro Volume-Material übernommen und auch alle Lichtquellen werden wie gewohnt ausgewertet.

Generell ist zu beachten, dass für eine schattierte und somit realistische Vorschau der Pyro-Simulation in den Ansichtsfenstern entweder Konstantes Shading, Quick-Shading oder Gouraud-Shading verwendet werden müssen (siehe Darstellung-Menü der Editoransichten).

Anders als bei der Darstellung normaler Objekte, werden in diesen Modi für die Pyro-Darstellung auch vorhandene Lichtquellen der Szene ausgewertet. Dabei werden Punkt-Lichter, normale Spots und unendliche Lichtquellen voll unterstützt, wie es die nächste Abbildung zeigt.

Links ist die Beleuchtung durch eine Punkt-Lichtquelle, in der Mitte durch einen kegelförmigen Spot und rechts durch eine unendliche Lichtquelle zu sehen.

Die Beleuchtung durch einen eckigen Spot, einen parallelen Spot, einen eckigen parallelen Spot, einer IES-Lichtquelle oder eines Redshift Dome Lichts kann nicht dargestellt werden. In diesen Fällen wird die Standardbeleuchtung aktiviert.
Zudem wird die Beleuchtung durch ein Flächenlicht wie bei einer Punkt-Lichtquelle angezeigt und ein paralleler Spot oder eine Redshift Physical Sun wirken in ihrer Beleuchtung wie eine unendliche Lichtquelle.
Die Darstellung der Beleuchtung unterstützt zudem auch die individuelle Farbe der Lichtquellen und deren Abnahme.


Ein farbiger Spot mit abgestufter Abnahme beleuchtet eine Pyro-Simulation.

Pyro zeichnen

Nur wenn diese Option aktiv ist, wird die Simulation in den Editoransichten angezeigt. Voraussetzung dafür ist, dass eine schattierende Darstellungsqualität in der jeweiligen Ansicht aktiv ist (Konstantes Shading, Quick-Shading oder Gouraud-Shading). Die Optionen für Bounding Box zeichnen und Baumstruktur zeichnen funktionieren unabhängig von Pyro zeichnen.

Bounding Box zeichnen

Die Bounding Box wird als äußere Begrenzung der Simulation eingezeichnet. Dadurch kann die Lage und Größe einer Simulation auch dann abgeschätzt werden, selbst wenn die Simulation selbst nicht eingezeichnet wird, also die Option Pyro zeichen ausgeschaltet ist.


Dort, wo die Pyro-Simulation durch eine schattierende Darstellung zu sehen ist, werden die Bounding Box-Ecken grün hervorgehoben. Die frontale Ansicht - hier rechts unten in der Abbildung - zeigt keine Bounding Box-Ecken, da dort eine Liniendarstellung aktiviert ist.

Baumstruktur zeichnen

Mit dieser Option kann der Voxel-Baum eingezeichnet werden, mit dessen Hilfe die Simulation strukturiert wird. Diese Voxel werden dann während der eigentlichen Simulation noch einmal feiner unterteilt, je nach Wahl für Voxelanzahl in den Baumeinstellungen.
Die Größe dieser Voxel-Struktur wird nicht nur von der Simulation selbst, sondern auch von dem Wert für Auffüllen bestimmt, der als eine Art Puffer im Randbereich der Simulation dient, um z. B. schnelle Gasbewegungen nachverfolgen und neue Voxel rechtzeitig erstellen oder auch löschen zu können.


Hier ist auf der rechten Seite die Darstellung des Voxel-Baums an einer Explosionssimulation zu sehen.


Die Simulation optimieren

Beachten Sie, dass es aktuell ein Limit für den Speicherbedarf einer Simulation gibt, das bei 80% des verfügbaren Grafikkarten-Arbeitsspeichers liegt. Bei sehr großen oder sehr detaillierten Simulationen kann dies dazu führen, dass trotz einer sich ausbreitenden Wolke keine neuen Voxel mehr angelegt werden können. Dies wird an der Simulation oft durch hart angeschnittene Bereiche deutlich, so wie es ganz links im nächsten Bild zu sehen ist.


Links sehen Sie eine simulierte Explosion. Durch die große räumliche Ausdehnung und Komplexität kommt es an der rechten Seite zu einer Beschneidung. Die Bilder in der Mitte und rechts zeigen zwei Lösungswege zur Behebung dieses Problems.

Bei der Simulation in der Mitte des obigen Bilds wurde die Dichte insgesamt etwas reduziert, indem der Dichteschwellwert leicht erhöht wurde. Die Simulation ändert dadurch nur leicht die Form. Veränderungen an der Schattierung können ggf. über Materialeinstellungen am RS Volume-Material kompensiert werden.

Das Bild ganz rechts in der obigen Abbildung zeigt einen anderen Lösungsweg auf. Dort wurde das Auffüllen reduziert, um die Gesamtzahl der Voxel und somit auch den Speicherbedarf der Simulation zu reduzieren. Dort kommt es dann zwar zu einer Veränderung der Form, aber die optische Anmutung der Explosion und seiner Dichte bleibt erhalten.

Beide Lösungswege zielen also darauf ab, den Speicherbedarf der Simulation zu reduzieren, damit es zu keiner Beschneidung der Simulation kommt. Weitere Optionen könnten eine Reduzierung der erzeugten Temperaturen oder Drücke sein, denn auch dadurch kommt es zu einer größeren räumlichen Ausdehnung der Simulation und folglich zu größerem Speicherbedarf. Auch höhere Werte für die Auflösung der Dichte und das Abkühlen der Temperaturen können hilfreich sein (siehe Verluste-Einstellungen).

Zudem kann die Gesamtzahl der Voxel auch durch die Verwendung größerer Voxel reduziert werden. Dadurch sinkt zwar der Detailgrad der Simulation etwas ab, aber wenn es sich z. B. um eine große Explosion oder Wolke handelt, wird der Betrachter oft weiter entfernt stehen und daher ist keine derart hohe Detaildichte wie bei einer Nahaufnahme nötig.


Links werden harte Stufen und eine Beschneidung der Simulation am rechten Rand sichtbar, die durch fehlende Voxel ausgelöst werden. Rechts wurde die Voxelgröße nur minimal von 5,1 cm auf 5,5 cm erhöht. Die Simulation kann nun wieder ohne Beschneidungsprobleme berechnet werden.

Bedenken Sie, dass es durch fehlende Voxel an der Simulation nicht nur zu einer optischen Beschneidung z. B. an einem Rand kommt, sondern dass die Simulation insgesamt auch nicht mehr korrekt arbeiten kann. Die Dichte-Werte, Brennstoff-Konzentrationen, Temperaturen, Drücke und Geschwindigkeiten der ausgelassenen Bereiche fehlen in der Gesamtberechnung der Simulation und können dadurch auch Auswirkungen auf räumlich weiter entfernte Abschnitte haben. Dies wird auch an dem obigen Bild deutlich. Obwohl dort die Voxelgröße nur minimal erhöht wurde, um den Speicherbedarf der Simulation abzusenken, kommt es zu einer Veränderung der gesamten Wolkenform. Versuchen Sie daher immer die Einstellungen so zu optimieren, dass die gesamte Simulation von Voxeln erfasst werden kann.

Ein weiteres Hilfsmittel zur Begrenzung der verwendeten Anzahl an Voxeln ist das Vernichter-Kraftobjekt, das Sie im Menü Simulieren/Kräfte finden können. Es bietet einen speziellen Modus in Verbindung mit Pyro-Simulationen an. Es werden dann z. B. nur noch die Voxel innerhalb des Quaders verwendet, der durch das Vernichter-Objekt definiert wird. Bei geschickter Nutzung dieser Option kann der Speicherbedarf einer Pyro-Simulation stark verringert werden, ohne dass es zu sichtbaren Veränderungen der Simulation kommt. Die folgende Abbildung gibt dazu ein Beispiel.


Wird eine Pyro-Simulation mit einem Vernichter-Kraftobjekt kombiniert, kann die Simulation auf das Volumen des Vernichters begrenzt werden (siehe oberen Rand der Wolke). Diese Funktion kann zur Entfernen von Bereichen genutzt werden, die für die gewünschte Darstellung keine Relevanz haben. So lässt sich ggf. viel Speicher und Simulationszeit einsparen.

Dichtemultiplikator[0.00..100.00]

Mit diesem Wert kann die Deckkraft der simulierten Dichte eingestellt werden. So ist damit z. B. auch eine Reduzierung auf 0 denkbar, um nur die Flammen bzw. Temperaturen begutachten zu können. Bedenken Sie, dass diese Einstellung nur die Darstellung der Simulation in der Editoransicht betrifft und keine Auswirkungen auf das Rendering hat.


Hier sind beispielhaft von links nach rechts ansteigende Werte für den Dichtemultiplikator zu sehen.

Zeichenqualität[0..100%]

Auch für die Darstellung der Simulation im Editor werden Voxel verwendet; kleine Würfel, die mit Farben belegt und durch Lichteinfall schattiert werden können. Über diesen Parameter wird die Dichte und Größe dieser Voxel gesteuert. Auch hierbei gibt es keinen Effekt auf das eigentliche Rendering der Simulation. Nur die Darstellung in den Ansichtsfenstern kann angepasst werden.


Hier steigt die Zeichenqualität schrittweise von links nach rechts an. Deutlich wird besonders bei den höheren Qualitätsstufen, dass sich dadurch auch die Wiedergabe der Farbnuancen durch die Temperaturunterschiede in der Simulation verbessert (leichte Rotfärbung).

Emissionsskalierung[0.00..100.00]

Hiermit lassen sich die Helligkeiten der Temperaturdarstellung im Editor anpassen.


Von links nach rechts ansteigende Werte für die Emissionsskalierung.

Temperaturskalierung[0.00..100.00]

Diese Einstellung bezieht sich auf die Temperaturwerte der Simulation. Bei höheren Werten werden auch kühlere Bereiche sichtbar und fangen an zu leuchten. Wenn Sie den Wert absenken, werden hingegen die Temperaturen in der Simulation für die Darstellung abgesenkt. Dies kann dann im Extremfalls dazu führen, dass die Temperatur gar nicht mehr als Flamme wahrgenommen werden kann. Dies bezieht sich jedoch ausschließlich auf die Editordarstellung. Die Temperaturen für die Auswertung z. B. durch ein Pyro-Material bleiben unverändert. Dort stehen Ihnen für einen vergleichbaren Effekt ebenfalls Skalierungsoptionen für die Interpretation der Temperaturen zur Verfügung.


Von links nach rechts ansteigende Werte für die Temperaturskalierung.

Absorptionskoeffizient[0.00..100.00]

Dieser Parameter steuert die Lichtdurchlässigkeit der Dichte in der Editoransicht. Mit zunehmender Absorption des Lichts nimmt die Helligkeit der Dichte-Darstellung ab und der Kontrast der Darstellung nimmt zu. Auch diese Einstellung hat keine Auswirkungen auf das Rendering der Simulation. Das Redshift Volume-Material stellt selbst einen Parameter für die Steuerung der Absorption zur Verfügung..


Hier steigt die Absorption schrittweise von links nach rechts an. Bei kleinen Werten kann das Licht die Simulation einfacher durchdringen, Die Wolke wirkt dann z. B. wie Dampf oder dichter Nebel. Bei größeren Werten nimmt der Kontrast der Darstellung zu und die Wolke wirkt massiver, wie z. B. eine pyroklustische Wolke über einem ausbrechenden Vulkan.

Zu zeichnendes Volumen

Über dieses Menü können Sie sich isoliert bestimmte Eigenschaften der Simulation anzeigen lassen oder auch die schattierte Vorschau der gesamten Simulation. Auch diese Einstellung hat keinen Einfluss auf das spätere Renderig der Simulation oder die Erzeugung der Cache-Informationen.


Von links nach rechts sehen Sie hier die Darstellungen des schattierten Volumens, der Dichte, der Temperatur und des Brennstoffs, der hier nur auf der Oberfläche des kleinen Zylinders zu sehen ist, der als Emitter verwendet wurde.


Von links nach rechts sehen Sie hier die Darstellungen der Divergenz, der Geschwindigkeiten und der Drücke in der Simulation.

Bedenken Sie, dass alle Darstellungen auch durch den Parameter Dichtemultiplikator beeinflusst werden können, um z. B. feinere Abstufungen in der Temperatur oder bei den Drücken angezeigt zu bekommen.

Kräfte

Die Pyro-Simulationen können durch Kraft-Objekte in der Szene beeinflusst werden (Menü Simulieren>Kräfte). Wenn Sie nur bestimmte Kraft-Objekte in der Szene für die Pyro-Simulation nutzen möchten, können Sie hier entweder Kraft-Objekte ein- oder ausschließen lassen. Ausgeschlossene Kräfte bleiben dann z. B. weiterhin für Partikel aktiv, ohne auf die Pyro-Simulationen zu wirken.


Hinweis:Wenn ein Kraft-Objekt gleichzeitig für alle Simulationssysteme verwendet werden soll (z. B. auch für die Kleidungssimulation), muss es stattdessen in die Kräfte-Liste unter Simulation/Szene eingetragen werden (in den Projekt-Voreinstellungen oder im Simulationsszene-Objekt). Dies passiert in den Projekt-Voreinstellungen bereits automatisch beim Hinzufügen eines neuen Kraft-Objekts zu einer Szene.

Modus

Hier wählen Sie, ob die in der Objekte-Liste darunter angegebenen Kraft-Objekte auf die Simulation wirken sollen oder nicht:

Objekte

Diese Liste können Sie durch Ziehen von Kraft-Objekten aus dem Objekt-Manager füllen und entsprechend der Modus-Einstellung auf Ihre Simulation wirken lassen. Mit der Standardeinstellung Modus Ausschließen und einer leeren Objekte-Liste wirken standardmäßig alle mit Pyro kompatiblen Kraft-Objekte auf diese Simulation.