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In questa pagina troverete una breve introduzione al sistema di simulazione Pyro, che consente di calcolare nebbia, nuvole, fumo, fuoco ed esplosioni. Per ulteriori informazioni su tutte le impostazioni del tag Emettitore Pyro, del tag Carburante Pyro, dell'oggetto Output Pyro o delle impostazioni Pyro Scene ad esso collegate, consultare le rispettive pagine di aiuto.
Per gestire diverse impostazioni di Simulazione all'interno di una scena dobbiamo utilizzare l'oggetto Scena di Simulazione.
Ad esempio, per renderizzare una simulazione Pyro salvata come sequenza .vdb, possiamo usare l'oggetto RS Volume insieme al materiale Pyro Volume di Redhift.
In questa pagina saranno trattati i seguenti argomenti:
Forse vi sorprenderà se qui parliamo di simulazione di fluidi. Di fatto si applicano le stesse leggi fisiche sia per i gas che per i liquidi, per cui possiamo utilizzare metodi di calcolo simili per i liquidi e anche per i movimenti dei gas. In Pyro, tuttavia, l'attenzione è chiaramente rivolta alle simulazioni di gas visti i parametri a disposizione.
In questo tipo di simulazione, è necessario innanzitutto creare un volume entro cui il gas viene creato. Al gas vengono attribuite proprietà quali densità, massa, velocità e temperatura. Anche l'ambiente dell'Emettitore di gas acquisisce proprietà come la temperatura, la pressione o la direzione e la forza della gravità. Con questi dati chiave, la simulazione può quindi prevedere il movimento dei gas e dei solidi sospesi fotogramma per fotogramma. Come per altre simulazioni, è quindi importante che non si salti avanti e indietro nel tempo ma che la simulazione sia eseguita fotogramma per fotogramma dall'inizio. Tuttavia, la simulazione può anche essere salvata automaticamente in memoria durante la riproduzione, il che non solo velocizza la riproduzione, ma consente anche il rendering con Redshift.
Per poter calcolare la simulazione il più rapidamente possibile, lo spazio (o l'aria simulata nell'area dell'Emettitore Pyro) viene suddiviso in cubi ben distinti, i cosiddetti Voxel. Forse conoscete già questo principio grazie al sistema OpenVDB dell'oggetto Costruttore Volume. La dimensione di questi voxel determina la dimensione della simulazione, nonché la densità di dettagli e i requisiti di memoria. Quanto più piccoli sono i Voxel, tanto più dettagliati saranno calcolati il fumo e le fiamme. Tuttavia questo richiede anche più memoria e potenza di calcolo, il che deve essere tenuto in considerazione, soprattutto per i volumi di simulazione più grandi. Pertanto, scegliete sempre con attenzione una dimensione di voxel adeguata.
All'interno di ogni Voxel, dovete inoltre controllare se la densità di gas è significativa. I Voxel comunicano con i loro vicini, ad esempio per poter creare nuovi Voxel nelle vicinanze in caso di esplosione. Poiché lo spazio di ogni cubo di voxel richiede una quantità corrispondente di memoria e di potenza di calcolo, i voxel vengono generati solo quando la simulazione lo ritiene necessario. Questo ha il vantaggio di non dover specificare da soli un volume di simulazione, ma è la simulazione stessa a determinare dove sono necessari i voxel.
Per la simulazione vera e propria, ogni voxel viene poi suddiviso ancora una volta in cubi spaziali più piccoli per poter calcolare e rappresentare i flussi e i vortici caratteristici di una fiamma o di una colonna di fumo. In questo modo, avremo già un'anteprima significativa della simulazione nelle viste ombreggiate dell'editor durante la riproduzione della simulazione.
Se siamo soddisfatti della simulazione, possiamo memorizzarla o salvarla come file cache. In questo modo, la simulazione potrà essere riutilizzata in qualsiasi scena senza un nuovo impegno di calcolo, o addirittura potrà essere trasferita ad altri programmi 3D con i quali rappresentare i dati della simulazione in formato vdb.
Infine, i dati della simulazione possono essere renderizzati come un'unica immagine o animazione.
Come descritto in precedenza, la simulazione richiede un volume in cui viene generato il gas. Ad esempio, immaginate quest'area come la punta di un fiammifero. In quel punto l'attrito genera calore, che poi incendia il materiale combustibile. In sostanza si verifica una reazione tra l'ossigeno e il legno. Viene generato ulteriore calore e altre particelle che si sollevano in uno sbuffo di fumo.
Il compito dell'Emettitore è quindi quello di descrivere innanzitutto la posizione in cui avviene tale reazione (la testa del fiammifero). Inoltre, è necessario definire la densità dell'energia in quella posizione, ad esempio quanto combustibile è presente, quanto fumo e quanto calore andranno generati. La descrizione del carburante è facoltativa. Ad esempio, possiamo già descrivere la fiamma di una candela come un Emettitore se ci limitiamo a specificare la temperatura dello stoppino e la quantità crescente della cenere. In pratica, ecco come si procede:
Per prima cosa, create o selezionate l'oggetto che farà da Emettitore di fuoco o fumo. Questo oggetto può anche essere nascosto in seguito e quindi non deve necessariamente essere una parte visibile dei modelli. Spesso, ad esempio, come Emettitore è sufficiente la primitiva di una Sfera. Assicuratevi solo che la dimensione sia attendibile, cioè che abbia dimensioni realistiche.
Altrimenti, è possibile utilizzare qualsiasi oggetto poligonale, una primitiva parametrica o una spline, ma anche i voxel di un Costruttore Volume.
Assegnate un tag Emettitore Pyro all'oggetto, ad esempio tramite il menu Tag nella categoria Simulazione in Gestione Oggetti. Con questa funzione è possibile definire, tra l'altro, il numero e il tipo di componenti Pyro che devono essere creati. Il tag Carburante Pyro si trova nello stesso menu, ma è identico al tag Emettitore Pyro. Nel tag Carburante Pyro, le impostazioni predefinite sono pensate solo per simulare un'esplosione, mentre nel tag Emettitore Pyro, per impostazione predefinita, vengono create fiamme e fumo. Tuttavia, il tag Emettitore Pyro può anche essere riconfigurato come tag Carburante Pyro e quindi generare esplosioni. Allo stesso modo, il tag Carburante Pyro può generare fumo e fiamme se le opzioni corrispondenti sono abilitate.
Nota:Nel caso delle spline e degli oggetti poligonali che non hanno un volume chiuso (ad esempio, oggetti con fori o un piano semplice), dovete attivare l'opzione Superficie (su "Tipo Emissione" del tag Emettitore Pyro). L'Emettitore Superficie assicura automaticamente che tutti i fori dei poligoni della geometria siano chiusi per i calcoli dell'Emettitore. Il parametro Spessore può essere utilizzato anche per creare un volume per quegli oggetti in cui la simulazione Pyro può generare gas caldi o fumo ad esempio.
Insieme al tag Emettitore Pyro, viene creato automaticamente un oggetto Output Pyro dove è possibile selezionare successivamente le proprietà della simulazione che vogliamo memorizzare come cache nella RAM o come file. Questo passaggio è necessario per renderizzare la simulazione con Redshift, ma può anche essere utile per trasferire la simulazione ad altri programmi.
Nota:Se l'oggetto Output Pyro è stato accidentalmente cancellato, è possibile crearlo di nuovo con il relativo pulsante nei settaggi Pyro dei Parametri Progetto.
Nell'oggetto Output Pyro si trova un collegamento ai Settaggi Simulazione Pyro nella tab Scena Pyro . Qui si trovano tutti i parametri più importanti per la simulazione, come Dimensione Voxel già menzionato all'inizio. Il tag Emettitore Pyro è responsabile solo dell'Emettitore e delle impostazioni della Scena Pyro collegate all'oggetto Output Pyro per il calcolo della simulazione effettiva.
Se ora eseguiamo l'animazione fotogramma per fotogramma premendo il pulsante Riproduci vedremo già la generazione di fuoco e fumo sull'oggetto. Notare che il comportamento e il livello di dettaglio della simulazione (nonché i requisiti di memoria) dipendono in larga misura dal valore Dimensione Voxel che è stato definito.
Per maggiore chiarezza, le immagini seguenti mostrano ancora una volta la relazione tra il tag Emettitore Pyro, l'oggetto Output Pyro e le impostazioni di simulazione Pyro ad esso collegate, già descritte in precedenza. L'immagine seguente mostra un caso predefinito. A un oggetto Cubo è stato assegnato il tag Emettitore Pyro. Questo crea un oggetto Output Pyro nella scena. Qui si trova la tab Scena Pyro oltre alle varie opzioni della cache. Per impostazione predefinita, sono collegate le impostazioni della simulazione Pyro, i cui valori sono presi dai Parametri Progetto di Cinema 4D.
A sinistra, le impostazioni della simulazione sono visibili sull'oggetto Output Pyro in Gestione Attributi. Per impostazione predefinita, i rispettivi valori sono identici a quelli della categoria Simulazione/Pyro nei Parametri Progetto (vedi il lato destro dell'immagine).
Una seconda opzione è quella di creare un oggetto Scena di Simulazione dal menu Simulazione di Cinema 4D. Questo può essere trascinato nel campo Scena dai parametri della Scena Pyro sull'oggetto Output Pyro. In questo modo saranno usate le impostazioni della simulazione Pyro disponibili sull'oggetto Scena di Simulazione. I settaggi Pyro dei Parametri Progetto non svolgono più alcun ruolo per questa simulazione.
Poiché nella scena possono essere presenti numerosi oggetti Scena di Simulazione, essi consentono di gestire diverse impostazioni di simulazione facilmente assegnabili all'oggetto Output Pyro con drag&drop.
Le impostazioni della simulazione Pyro di un oggetto Scena di Simulazione possono essere utilizzate anche come Scena Pyro sull'oggetto Output Pyro.
Ora manca il collegamento tra le impostazioni della simulazione Pyro e i tag Emettitore Pyro che dovrebbero accedervi. A tale scopo, nella tab Scena dell'oggetto Scena di Simulazione e nei Parametri Progetto è disponibile il campo Elementi. Tutti i tag Emettitore Pyro che devono utilizzare queste impostazioni di simulazione devono essere trascinati lì. L'immagine seguente lo illustra a titolo di esempio.
Nella stessa area si trova anche un elenco di Forze, in cui è possibile collegare gli oggetti Forza che devono agire sulla simulazione Pyro (vedi anche l'immagine seguente).
Infine, è possibile leggere direttamente dal nome dell'oggetto Output Pyro quali impostazioni di simulazione sono state collegate ad esso. Collegando la Scena Pyro ai Parametri Progetto, il riferimento del nome apparirà lì (Default). Se avete utilizzato un oggetto Scena di Simulazione, il suo nome apparirà allegato all'oggetto Output Pyro. Possiamo osservarlo anche nell'immagine seguente.
Quando utilizzate gli oggetti Scena di Simulazione come sorgente per la configurazione della simulazione Pyro, dovete assicurarvi che i tag Emettitore Pyro corrispondenti siano collegati nella lista Elementi. Se usate solo i Parametri Progetto, appariranno automaticamente nelle rispettive liste di Elementi.
Ora abbiamo 2 importanti regolazioni iniziali da effettuare. Nelle impostazioni della Scena Pyro dell'oggetto Output Pyro si trova l'impostazione Dimensione Voxel. Definisce il grado di suddivisione dello spazio da parte della simulazione. Pertanto, una dimensione ridotta del voxel porta automaticamente a un calcolo più accurato e a una simulazione più dettagliata. Allo stesso tempo, però, i requisiti di calcolo e di memoria della simulazione aumentano proporzionalmente. Pertanto, è necessario regolare questo valore in base alle dimensioni della simulazione. All'inizio, la dimensione dell'oggetto a cui è stato assegnato il tag Emettitore Pyro può servire come valore di riferimento. È quindi opportuno inserire dimensioni realistiche nei parametri della Scena Pyro sull'oggetto Output Pyro. L'immagine seguente mostra l'influenza della Dimensione Voxel sul risultato della simulazione.
In questo esempio, un anello deformato viene utilizzato come Emettitore Pyro. Le immagini superiori mostrano il risultato della simulazione dopo 40 fotogrammi di animazione. Qui di seguito è riportato un primo piano della sezione dell'anello per permettervi di osservare la distribuzione dei gas appena formati nel volume dell'oggetto.
Nell'immagine qui sopra, da sinistra a destra, sono stati utilizzati i valori di Dimensione Voxel 5 cm, 1 cm e 0,1 cm. La larghezza dell'anello deformato, che qui funge da Emettitore Pyro, è di circa 20 cm. Potete notare chiaramente come la riduzione della Dimensione Voxel porta ad un riempimento più efficace dell'anello con il gas e a una simulazione più dettagliata. Allo stesso tempo, però, i tempi della simulazione aumentano notevolmente e anche la memoria richiesta sale vertiginosamente.
Soprattutto negli oggetti più grandi una Dimensione Voxel troppo bassa può portare rapidamente a una memoria insufficiente. In questi casi, è utile aumentare la Dimensione Voxel sull'oggetto Emettitore per il campionamento del volume. Potete farlo utilizzando Fedeltà Oggetto sul tag Emettitore Pyro. Questo valore percentuale si riferisce direttamente alla Dimensione Voxel definita in precedenza. Pertanto, con valori Fedeltà Oggetto inferiori al 100%, è possibile ridurre selettivamente il numero di Voxel nell'area dell'Emettitore Pyro. Questo comporta un arrotondamento della forma dell'Emettitore rilevato e la mancata considerazione delle sezioni dell'oggetto la cui sezione trasversale è inferiore al valore Fedeltà Oggetto. Spesso, tuttavia, questa imprecisione può essere ignorata, soprattutto se in questo modo possiamo risparmiare memoria e tempi di calcolo. L'immagine seguente ne mostra un esempio.
Questa sequenza di immagini utilizza nuovamente come Emettitore l'anello deformato dell'ultimo esempio. Per tutte e tre le immagini è stata utilizzata una Dimensione Voxel di 1 cm. L'unica differenza tra le immagini è il parametro Fedeltà Oggetto. È stato utilizzato il 10% a sinistra, il 50% al centro e il 100% a destra....
Come potete osservare nell'immagine qui sopra, una forte riduzione del valore Fedeltà Oggetto comporta che solo alcune aree dell'oggetto saranno usate come Emettitore Pyro. Di conseguenza, viene emesso meno fumo, gas caldo o combustibile. Allo stesso modo, la distribuzione del gas generato può diventare più irregolare, in quanto solo le sezioni più voluminose dell'oggetto vengono riempite di gas. Tuttavia, in questo esempio l'immagine chiarisce che le differenze possono essere minime in certi casi. Pertanto, la differenza tra il risultato della simulazione al centro e a destra è trascurabile. Tuttavia, si risparmiano molti Voxel nel volume.
Quindi, per riassumere, usate la Dimensione Voxel dalle impostazioni della Scena Pyro dell'oggetto Output Pyro per controllare la dimensione della simulazione e quindi il suo livello di dettaglio. Inoltre questo offre uno strumento per ottimizzare i requisiti di archiviazione e la durata del calcolo. Valori di Dimensione Voxel più bassi portano sempre a calcoli di simulazione più complessi e a maggiori requisiti di memoria. Esiste al momento un limite dell'80% della memoria disponibile per le simulazioni. Se ad esempio doveste generare troppi voxel a causa di una nube o di una fiamma troppo piccola o troppo grande, potreste non riuscire più ad acquisire l'intero volume della nube, della fiamma o dell'esplosione. In queste sezioni potrebbero mancare delle aree, ad esempio in una nuvola.
Esempi e soluzioni per evitare questo problema si trovano nella descrizione delle impostazioni della Simulazione Pyro. Quindi cercate di mantenere sempre la Dimensione Voxel il più grande possibile ma la più piccola necessaria.
Nell'esempio precedente abbiamo utilizzato un oggetto completo come Emettitore. Tuttavia possiamo definire come Emettitori solo alcune parti di una superficie. In questo modo ad esempio possiamo far sì che il fuoco si propaghi lentamente in un'area o che il fumo si formi solo in alcuni punti.
Per fare questo, la soluzione migliore è l'utilizzo delle Mappe Vertici. Potete crearle molto rapidamente convertendo una selezione di punti, ad esempio richiamando il comando Imposta Peso Punti... nel menu Seleziona e specificando poi un valore di 100% nella relativa finestra di dialogo. Tuttavia potete creare una Mappa Vertici anche dipingendola direttamente .
A tale scopo, selezionate l'oggetto poligonale (o un eventuale oggetto parametrico che dovete però convertire con Converti Oggetto Base) e poi selezionate il tag Mappa Vertici nella sezione Altri Tag del menu Tag in Gestione Oggetti. Il tag attiva automaticamente lo strumento Pittura, accessibile anche dal menu Strumenti. L'intensità può essere regolata sul tag tramite il settaggio Opacità. Eventualmente potete trovare maggiori dettagli sullo strumento Pittura e sul tag Mappa Vertici stesso a questo link.
Di seguito è riportato un cuboide piatto su cui è stata definita una Mappa Vertici. Qui sopra è possibile vedere il risultato della simulazione del fumo per questo oggetto.
L'effetto dell'Emettitore Pyro avrà pieno effetto ovunque il valore 100% sia memorizzato nella Mappa Vertici. Le aree con meno pesi nella Mappa Vertici genereranno di conseguenza meno gas. Ovunque la Mappa Vertici contenga lo 0%, non verrà più generato alcun effetto Pyro. Affinché tutto questo funzioni correttamente, è necessario assegnare la Mappa Vertici creata nel tag Pyro in modo corretto. Ad esempio, nell'immagine qui sopra, l'opzione Temperatura e l' opzione Carburante devono essere disattivate in modo che sia generata solo la Densità (per fumo, foschia, nebbia, ecc.).
Nella sezione Densità delle impostazioni si trova anche l'opzione per assegnare la Mappa Vertici come mappa Densità trascinandola direttamente dalla Gestione Oggetti. Come potete vedere nella metà superiore dell'immagine, la generazione di fumo avviene ora solo nelle aree dell'oggetto che contengono valori superiori allo 0% nella Mappa Vertici.
Lo stesso principio vale per la generazione della Temperatura e del Carburante nel tag Emettitore Pyro. Poiché un oggetto può avere più Mappe Vertici, potete tranquillamente utilizzare Mappe Vertici singole per controllare tutte queste proprietà dell'Emettitore.
L'utilizzo dei Campi all'interno di una Mappa Vertici apre ulteriori possibilità.
Inoltre, in ogni tag Mappa Vertici è presente un'opzione che consente di utilizzare anche gli oggetti Campo. Ad esempio nell'immagine qui sopra è stato utilizzato un Campo Lineare per produrre una curva di pesatura perfetta lungo la larghezza della scatola piatta. Di conseguenza, la simulazione avrà una transizione perfetta in termini di intensità del fumo simulato. L'unico prerequisito è che la densità dei punti sull'oggetto sia il più uniforme e fine possibile, per poter riprodurre tutte le variazioni della Mappa Vertici o della Forza Campo.
Ad ogni modo, le Mappe Vertici possono essere utilizzate anche con le spline se desiderate variare le proprietà dell'Emettitore lungo la spline. Ricordate inoltre che nel tag Emettitore Pyro è essenziale abilitare l'opzione Superficie (su Tipo Emissione) in modo che intorno alla spline ci sia un volume (una sorta di tubo) che l'Emettitore potrà utilizzare. Per saperne di più leggete la sezione seguente.
A sinistra, possiamo vedere un primo piano della spline utilizzata come Emettitore. Il cerchio in alto indica il punto della spline che è stato pesato al 100% nella Mappa Vertici. A sinistra il risultato della simulazione, che produce fumo e calore solo nella parte superiore della spline.
Analogamente alla Mappa Vertici descritta in precedenza, un oggetto può avere più tag Colore Vertice che possono essere aggiunti all'oggetto Emettitore come tag inGestione Oggetti. Questo tipo di tag si trova anche nel menu Tag inGestione Oggetti, sotto Altri tag, e consente di assegnare valori di colore RGB e valori alfa a ciascun punto di una geometria.
I colori e i valori alfa possono essere applicati singolarmente con lo strumento Pittura che si trova nel menu Strumenti. A questo scopo, potete selezionare direttamente dallo strumento Pittura (vedi Modo Pittura) se dipingere solo i valori RGB (colori), solo i valori Alfa, o entrambi contemporaneamente. Inoltre, potete utilizzare gli oggetti Campo direttamente nel tag Colore Vertice per creare gradienti accurati o valori alfa animati in modo casuale ad esempio. Per sfumature di colore complesse o strutture dettagliate, è necessario disporre di un numero sufficiente di punti sull'oggetto, distribuiti il più uniformemente possibile. I valori di colore e alfa possono essere dipinti e salvati sull'oggetto solo se sono presenti dei punti. I colori tra i punti sono creati per semplice interpolazione.
Se un tag Colore Vertice è presente sull'oggetto Emettitore Pyro, questo può essere valutato per generare Densità, Temperatura o Carburante. Inoltre può essere assegnato anche alla trasparenza del colore e della densità come una Mappa Colore. L'immagine seguente ne mostra un esempio.
A sinistra è possibile vedere l'elenco dei Campi del tag Colore Vertice. In questo caso è stato utilizzato un Campo Lineare in modalità Gradiente Colore per mescolare uniformemente i diversi colori. Inoltre, i valori alfa sono stati impostati in modo che l'opacità dei colori diminuisca al centro del gradiente. A destra il risultato dopo l'assegnazione del tag Colore Vertice come Mappa Colore nel tag Emettitore Pyro. Sono state attivate solo le simulazioni per la densità e il colore.
Utilizzo del tag Colore Vertice come Mappa Colore nel tag Emettitore Pyro.
Come già detto più volte, gli oggetti Emettitori devono rappresentare volumi chiusi affinché il tag Emettitore Pyro funzioni come previsto. Tuttavia, per gli oggetti molto sottili (più sottili della Dimensione Voxel definita nei settaggi della Scena Pyro nell'oggetto Output Pyro), in presenza di fori, per gli oggetti ad una faccia e anche per le spline, è possibile utilizzare l'opzione Superficie sul tag Emettitore Pyro. Questo permette di definire una distanza intorno alla spline o ai poligoni, che consente all'Emettitore di creare elementi Pyro. Questa opzione è già attiva di default, in modo che qualsiasi oggetto spline o poligonale possa essere usato direttamente come Emettitore Pyro.
Qui potete vedere due esempi di utilizzo dell'opzione Superficie dell'Emettitore. A sinistra viene bruciato un semplice piano dal quale sono stati eliminati anche alcuni poligoni. A destra, una semplice spline a spirale genera vapore.
Oltre agli esempi precedenti, questa opzione può essere combinata anche con oggetti chiusi, ad esempio se desiderate aumentare il volume dell'Emettitore oltre i confini dell'oggetto assegnato.
In questo caso, un oggetto Branch (presente nell'Asset Browser) è stato definito come Emettitore assegnandogli un tag Pyro. A destra, l'opzione Superficie del Tipo Emettitore è stata attivata con una piccola distanza di soli 0,7 cm.
Come mostrato nell'immagine precedente, l'espansione dell'Emettitore con l'opzione Superficie può aiutare a rendere visibile la simulazione all'esterno di un oggetto. Nel caso specifico del ramo in fiamme, ciò significa che le fiamme sembrano lambire anche il ramo e non solo uscire dalla cima.
La simulazione di fumo e fuoco può interagire anche con oggetti che hanno altri tag simulazione applicati. Ad esempio, il fumo può collidere con gli oggetti che hanno un tag Collisione (vedi il gruppo Tag Simulazione).
Due esempi mostrano come il fumo interagisce con un oggetto di collisione nella simulazione.
Allo stesso modo, la simulazione del fumo o del fuoco può interagire con i Corpi Morbidi, come mostra l'esempio successivo. Una sfera blu (Corpo Morbido) cade sul piano, allontanando il fumo. Le interazioni tra la simulazione Pyro e una simulazione Corpo Morbido o Tessuto possono essere controllate anche tramite il parametro Fattore di Forza del Fluido dell'oggetto Pyro.
Interazione tra un oggetto Corpo Morbido (sfera blu) e il fumo.
Per impostazione predefinita, tutte le simulazioni Pyro presenti nella scena interagiscono tra loro. Pertanto, se due oggetti che emettono fumo sono vicini, il loro fumo potrà mescolarsi e modificare la dinamica della simulazione. Questo può portare anche alla miscelazione di diversi valori di colore del fumo, che può essere controllata tramite l'opzione Sovrascrivi nei settaggi Colore dei tag Emettitore Pyro. Se la funzione Sovrascrivi è abilitata per tutti i tag Emettitore Pyro (impostazione predefinita), verrà valutato l'ordine degli oggetti in Gestione Oggetti. L'immagine seguente ne mostra un esempio.
I diversi risultati quando si mescolano colori di densità diversa. Al centro, l'opzione Sovrascrivi è attiva, a destra è disattivata.
L'immagine qui sopra mostra il punto di partenza della scena (a sinistra). Tre cubi separati, ciascuno di 20 cm di lato, sono stati posizionati uno accanto all'altro in modo che i cubi vicini si sovrapponessero l'uno all'altro per 10 cm. Tutti e tre i cubi hanno dei tag Emettitore Pyro, con solo Densità e Colore attivi su ciascuno di essi. Il cubo di sinistra utilizza il rosso, quello centrale il verde e quello di destra il blu come Colore per la densità. Il cubo rosso che emette fumo è il primo oggetto con il tag Emettitore Pyro in Gestione Oggetti. Il secondo oggetto Pyro è il cubo con il fumo verde. Infine, la Gestione Oggetti emette un fumo blu.
Per impostazione predefinita, l'opzione Sovrascrivi è attiva su tutti i tag Emettitore Pyro e porta al risultato mostrato al centro dell'immagine. Non c'è una significativa mescolanza di colori. Piuttosto, a causa dell'ordine degli oggetti in Gestione Oggetti, il fumo blu oscura il fumo verde mentre il fumo verde oscura il fumo rosso. Quanto più in basso si trova un oggetto con tag Emettitore Pyro rispetto ad altri Emettitori Pyro nella Gestione Oggetti, tanto più le simulazioni Pyro sopra di esso saranno oscurate dal colore.
I colori risultanti sono calcolati in modo diverso quando l'opzione Sovrascrivi è disattivata. In questo caso, l'ordine degli oggetti con tag Emettitore Pyro non ha più molta importanza e tutti i colori della densità si mescolano tra loro, come possiamo vedere a destra nell'immagine qui sopra. Mescolando i colori del fumo, appaiono ora i toni del giallo e dell'arancione, oltre a quelli del viola e del turchese.
Tuttavia, se desiderate gestire le simulazioni in modo indipendente, ad esempio per evitare la miscelazione dei colori degli Emettitori Pyro vicini o per utilizzare impostazioni di simulazione diverse per gli Emettitori Pyro, potete utilizzare oggetti Scena di Simulazione diversi. Qui potete trovare un esempio. È inoltre possibile leggere qui le relazioni tra il tag Emettitore Pyro, l'oggetto Output Pyro e gli oggetti Scena di Simulazione.
Potrebbe essere molto interessante anche animare gli oggetti insieme alla simulazione. Si pensi, ad esempio, alle scintille che salgono dalle fiamme di un falò o alle bollicine che salgono sott'acqua. Per questi effetti possono essere molto utili le simulazioni memorizzate, che possono essere create con l'oggetto Output Pyro.
A tale scopo, create la simulazione come di consueto con un oggetto Emettitore(tag Emettitore Pyro) e l'oggetto Output Pyro. Se siete soddisfatti della simulazione, attivate i soliti canali per la Densità, la Temperatura e la Velocità sull'oggetto Output Pyro. A tal fine, impostare la modalità di ciascuna di queste proprietà nella tab Oggetto dell'oggetto Output Pyro su Per Esportazione. Infine, premete il pulsante Calcola nella tab Cache per salvare i file cache in una nuova cartella con il nome desiderato. Considerato che i file cache possono essere piuttosto pesanti, si consiglia di attivare solo i canali realmente necessari. Inoltre, salvate nella cache solo le immagini di animazione che serviranno in seguito, ad esempio per il rendering. Potete anche impostare i valori Tempo: Min e Tempo: Max nella tab Progetto dei Parametri Progetto.
I canali con le informazioni di Densità e Temperatura possono essere utilizzati in seguito per il rendering, perché il materiale RS Volume li utilizza. Tuttavia le informazioni sulla velocità sono particolarmente utili per il controllo del movimento degli oggetti, perché consistono in vettori che registrano la velocità e la direzione del flusso dei gas simulati.
In linea di principio, dopo aver calcolato la cache, potete chiudere la Scena di Simulazione e richiamare un oggetto Importatore Volume dal menu Volume in una nuova scena. Nel campo Nome File, specificate il primo file .vdb della sequenza di cache precedentemente salvata. Nell'area Info dell'Importatore Volume vengono ora visualizzati i nomi dei canali di simulazione contenuti nei file. Disattivate le opzioni Densità e Temperatura perché siamo interessati solo alla Velocità. I settaggi nella parte inferiore della finestra di dialogo possono essere utilizzati per scalare i vettori di velocità (settaggio Fattore) o per regolare la velocità di riproduzione (settaggio Velocità). È inoltre possibile specificare il numero del fotogramma da cui avviare la simulazione in questa nuova scena (settaggioOffset).
Nella fase successiva abbiamo bisogno di un Costruttore Volume, che andrà impostato sul Tipo Volume Vettore e poi collegato all'Importatore Volume nel suo elenco di Oggetti. Regolate il settaggio Dimensione Voxel in base alla dimensione della simulazione Pyro. Quindi, se l'Emettitore nella Scena di Simulazione originale era una sfera con raggio di 10 cm, provate a scegliere una Dimensione Voxel compresa tra 2 cm e 0,5 cm. Il Costruttore Volume genererà ora un campo di vettori con una fitta mesh, la cui lunghezza e direzione viene controllata dalla velocità della simulazione. L'immagine seguente riassume ancora una volta questi passaggi.
Un Importatore Volume importa i dati della simulazione (a sinistra), che vengono poi elaborati da un Costruttore Volume (a destra).
Ora è il momento di richiamare un oggetto Forza Campo e di collegarvi il Costruttore Volume. I vettori di lettura del Costruttore Volume acquistano così un significato, ossia quello di vettori di velocità, e possono quindi agire sulle particelle. Per il Tipo di Velocità, selezionare Velocità Assoluta con una Forza pari a 100. In questo modo, le velocità simulate possono essere trasferite con precisione alle particelle. Ora tutto ciò di cui abbiamo bisogno sono le particelle.
A tale scopo, è possibile ad esempio richiamare l'Emettitore dal menu Simulazione e spostarlo approssimativamente sul punto di origine della simulazione. Regolate anche la rotazione e le dimensioni dell'Emettitore in modo che sia il più possibile centrato sulla posizione dell'Emettitore Pyro originale. Assicuratevi di avere un numero sufficientemente elevato di particelle generate e di limitare la loro durata in modo ragionevole, in base alla lunghezza della sequenza di simulazione. Inoltre, lasciate la Velocità delle particelle a 0 cm. Le velocità dovrebbero provenire interamente dall'oggetto Forza Campo. L'immagine seguente mostra anche questo passaggio in sintesi.
Un oggetto Forza Campo interpreta i vettori del Costruttore Volume come velocità (a sinistra), che possono essere trasferite alle particelle di un Emettitore standard (a destra).
Se ora avviate la Timeline, vedrete come le particelle vengono prima create nell'area dell'Emettitore e poi trasportate nell'area della precedente simulazione. L'immagine seguente mostra le varie fasi.
La sequenza di immagini mostra un esempio di come semplici particelle vengono messe in movimento dai vettori di velocità della simulazione attiva.
Il collegamento con la geometria può ora essere effettuato direttamente subordinando una piccola sfera sotto l'oggetto Emettitore. A questo scopo, le opzioni Mostra Oggetti e Istanza di Rendering devono essere attive, per poter vedere gli oggetti e allo stesso tempo risparmiare quanta più memoria possibile.
Tuttavia, la flessibilità è persino maggiore se invece andiamo a creare un oggetto Clona di MoGraph attivando qui il Modo Oggetto. L'Emettitore può quindi essere assegnato come oggetto nel Clonatore. In questo modo possiamo sfruttare le Istanze Multiple nel modo Istanza, un sistema ancora più veloce che risparmia ancor più memoria rispetto a Istanze di Rendering.
Utilizzando un oggetto Clona, la geometria può essere assegnata alle particelle in modo ancora più "economico". In questo caso, una piccola sfera è stata resa oggetto figlio dell'oggetto Clona.
Se usate il sistema Thinking Particles otterrete un maggior controllo sull'allineamento e sul ridimensionamento delle particelle. In questo caso, ad esempio, avremo anche il vantaggio di poter utilizzare il volume di un oggetto come Emettitore, in modo simile all'oggetto Emettitore di un tag Emettitore Pyro. Inoltre, è possibile riutilizzare gran parte dell'impostazione della scena già descritta in precedenza per le particelle standard. La differenza principale sta nella creazione delle particelle, che deve essere effettuata attraverso un piccolo setup di XPresso. Per fare questo, creiamo prima un oggetto che farà da Emettitore. Nel nostro caso, utilizziamo una primitiva Sfera ridimensionata in modo adeguato a questo scopo e le assegniamo un tag XPresso, che si trova nel menu Tag in Gestione Oggetti nel gruppo Tag Programmazione.
All'interno della configurazione andiamo ad utilizzare un Nodo PNascita per generare il numero di particelle desiderato. Nel circuito mostrato anche nell'immagine seguente, viene utilizzata la modalità Tasso (al fotogramma), che genera esattamente il numero di particelle definito per ogni fotogramma di animazione. Confrontando questo dato con il numero di fotogrammi corrente (per Nodo Tempo), è possibile controllare l'esatto arco di tempo e il numero totale di particelle. Qui, ad esempio, vengono create solo le particelle del fotogramma 1 dell'animazione. Il risultato del Nodo Confronta è un valore booleano collegato all'input On della sorgente di particelle.
Il loro output viene indirizzato a un Nodo PPosizione Volume, che è collegato al nostro Emettitore (la sfera). Selezionando Tipo Interno insieme a un valore Profondità appropriato, il Nodo calcolerà le singole posizioni di tutte le particelle immesse all'interno della sfera. Queste posizioni devono poi essere trasferite alle particelle generate. Questo è il compito del Nodo PDefinisciDati, che viene alimentato da un lato con le particelle risultanti dal Nodo PNascita e dall'altro con le posizioni del Nodo PPosizione Volume. In questo modo, la generazione delle particelle, al momento desiderato, all'interno della sfera, è già completata. Ora non resta che assegnare in modo continuo le velocità dell'oggetto Forza Campo alle particelle.
A tale scopo, create un Nodo P Pass e collegatelo a un Nodo POggetto Forza a cui è assegnato il nostro oggetto Forza Campo. La configurazione completa è visibile nell'immagine seguente.
Esempio di setup XPresso per creare Thinking Particles nel volume di un oggetto e poi applicarvi l'effetto di un oggetto Forza Campo.
Anche in questo caso, è possibile utilizzare un oggetto Clona di MoGraph per popolare le particelle con gli oggetti. A tal fine, usate nuovamente il modo Oggetto sull'oggetto Clona. Questa volta, però, il gruppo in cui sono presenti le particelle deve essere assegnato come oggetto. Poiché non abbiamo creato un'assegnazione di gruppo nella configurazione, tutte le particelle finiscono automaticamente nel gruppo Tutti. Questo si trova nei settaggi delle Thinking Particles che si trovano nel menu Simulazione alla voce Thinking Particles. Una volta trascinato il gruppo Tutti nel campo Oggetto dell'oggetto Clona, la connessione viene stabilita e possiamo raggruppare gli oggetti sotto all'oggetto Clona come di consueto per utilizzarli come geometria delle particelle.
Assegnazione del gruppo Tutti dai settaggi di Thinking Particles a un oggetto Clona.
A sinistra vediamo il rendering nell'editor delle Thinking Particles clonate, a destra vediamo il rendering insieme alla simulazione.
L'oggetto Output Pyro e anche il tag Emettitore Pyro contengono già diversi parametri con cui simulare un movimento tipo vento e varie turbolenze dell'aria. Poiché molte di queste proprietà possono essere animate anche tramite keyframe o configurazioni, abbiamo già un ampio arsenale di strumenti per influenzare la simulazione. Tuttavia, quando si tratta di modifiche localizzate nella simulazione, possono essere utili gli oggetti Forza che si trovano nel menu Simulazione alla voce Forze.
Simulazioni deformate dagli oggetti Forza.
I seguenti oggetti forza possono essere utilizzati nel processo:
Inoltre, le aree in cui queste forze devono andare ad agire possono essere limitate dagli oggetti Campo in modo tale, ad esempio, che il vento influisca solo sull'estremità superiore di uno sbuffo di fumo in salita. Informazioni dettagliate su questi oggetti Forza sono disponibili qui.
Poiché la densità e la temperatura possono essere impostate anche negativamente (tramite i parametri Aggiungi Densità e Aggiungi Temperatura del tag Emettitore Pyro), sono possibili interessanti interazioni tra più Emettitore Pyro all'interno della stessa scena Pyro. Ad esempio, un oggetto può emettere una densità e una temperatura negative, dissipando e attenuando così l'aumento di calore e densità di un altro Emettitore. L'immagine seguente mostra un esempio. In questo caso, la sfera superiore genera proprietà negative, che vengono premute sulla sfera inferiore per mezzo di una velocità diretta verso il basso. La sfera inferiore genera una densità e una temperatura normali, che vengono così ammortizzate e raffreddate quando i due flussi di gas si incontrano.
La struttura interna della simulazione Pyro con i suoi Voxel consente anche altre interessanti possibilità di combinazione. Ad esempio, possiamo memorizzare singole proprietà nella RAM sull'oggetto Output Pyro (come laDensità o la Temperatura contrassegnando le relative opzioni nella tab Oggetto con On. Se ora raggruppiamo l'oggetto Output Pyro sotto un Generatore Mesh Volume, le proprietà Pyro memorizzate nella RAM saranno riempite con i voxel e convertite in poligoni. Avremo un controllo ancora maggiore su questa conversione se raggruppiamo l'oggetto Output Pyro sotto un Costruttore Volume e poi lo posizioniamo sotto un Generatore Mesh Volume. Pertanto, nel Costruttore Volume, possiamo utilizzare il settaggio Dimensione Voxel per impostare la densità di suddivisione della mesh poligonale. Si noti che solo le aree di gas più dense saranno coperte da questi Voxel. Il gas di combustione, la sua densità e la sua temperatura non vengono quindi considerati di default. Possiamo influenzare questo aspetto tramite il settaggio Soglia Intervallo Voxel nel Generatore Mesh Volume.
A sinistra potete vedere una simulazione di densità per la quale è stata attivata la memorizzazione delle informazioni di densità nella RAM nell'oggetto Output Pyro (Densità contrassegnata da 'On'). A destra, questo oggetto Output Pyro è stato raggruppato sotto un Costruttore Volume e un Generatore Mesh Volume. Vengono creati dei poligoni nell'area della densità che possono essere rivestiti con dei materiali come al solito e possono essere renderizzati anche senza Redshift.
Anche le informazioni sul "Colore Densità" possono essere utilizzate per il meshing. Questo richiede un piccolo gioco di prestigio.
Per prima cosa, impostate la simulazione Pyro come di consueto. Per utilizzare i colori, attivate l'opzione Colore nei settaggi Densità del tag Emettitore Pyro. Nell'esempio seguente, due sfere sono state dotate di un tag Emettitore Pyro di colore diverso e animate in posizione affinché il fumo di entrambi gli Emettitori si mescoli maggiormente.
A sinistra potete vedere la simulazione Pyro con il fumo delle due sfere, ciascuna delle quali produce fumo di colore diverso. A destra, potete vedere il risultato calcolato come mesh, dove possiamo osservare anche i diversi colori.
Per poter elaborare separatamente i colori simulati, abbiamo bisogno dei colori come file cache RAM o .vdb. Affinché la mesh funzioni utilizzando un Costruttore Volume e un Generatore Mesh Volume, sono necessarie anche le informazioni sulla densità. Procediamo quindi in modo da duplicare l'oggetto Output Pyro già esistente. Nel primo oggetto Output Pyro abilitiamo solo il calcolo della Densità Per Esportazione. Sul secondo oggetto Output Pyro attiviamo solo l'opzione Colore Per Esportazione. Quindi usiamo le funzioni Cache di questi oggetti e calcoliamo i rispettivi file cache. Assicuratevi di memorizzare sequenze di cache separate per Densità e Colore, cioè di utilizzare percorsi e nomi diversi. Un oggetto Output Pyro leggerà quindi solo la "densità" mentre l'altro leggerà solo i "colori" simulati dai file .vdb.
Abbiamo bisogno in totale di due oggetti Output Pyro. Il primo memorizza solo la simulazione della densità come sequenza vdb, l'altro oggetto Output Pyro crea solo una sequenza vdb per i colori simulati dei tag Emettitore Pyro.
Ora create un Costruttore Volume e raggruppatevi l'oggetto Output Pyro che legge la cache della Densità. Per calcolare la geometria, usate un Generatore Mesh Volume sopra al Costruttore Volume. Se necessario, regolate il settaggio Dimesione Voxel nel Costruttore Volume finché non siete soddisfatti del livello di dettaglio visualizzato.
Ora aggiungete un tag Colore Vertice al Generatore Mesh Volume. Questo tag si trova in Gestione Oggetti nel menu Tag/Altri Tag. Nella sezione Campi di questo tag è possibile assegnare l'oggetto Output Pyro che legge la cache del Colore. Queste informazioni sul colore vengono quindi assegnate ai singoli punti del Generatore Mesh Volume.
Un tag Colore Vertice legge le informazioni sul colore di un Oggetto Pyro e le trasferisce ai punti del Generatore Mesh Volume.
Per poter utilizzare i colori del tag Colore Vertice all'interno di un materiale Redshift, dovete utilizzare un Nodo Proprietà Vertici. Nel campo Nome Attributo, trascinate semplicemente il tag Colore Vertice dalla Gestione Oggetti.
I Colori Vertice del tag vengono letti all'interno del materiale Redshift con un Nodo Proprietà Vertici e possono essere utilizzati ad esempio come colore base.
Un metodo alternativo a quello appena spiegato di memorizzare 2 sequenze separate di cache vdb , è quello di commutare i due oggetti Output Pyro su On per entrambe le proprietà Densità e Colore, e quindi ottenere due cache separate nella RAM. Anche questo funziona con la configurazione descritta.
Le impostazioni Pyro collegate alla tab Scena Pyro dell'oggetto Output Pyro forniscono diverse modalità e qualità di visualizzazione della simulazione già nelle Viewport. Per fare questo dobbiamo utilizzare una delle modalità di visualizzazione di shading disponibili (Gouraud Shading, Quick Shading o Shading Costante). Tuttavia, per poter renderizzare effettivamente la simulazione con Redshift e quindi, ad esempio, poterla illuminare da soli o addirittura fare in modo che generi la luce, la simulazione deve essere disponibile in forma di cache. Esistono diverse opzioni per questo scopo:
Un prerequisito per i passaggi seguenti è che abbiate già attivato Redshift come renderizzatore nei Settaggi di Rendering.
Se la simulazione è disponibile nella RAM (le proprietà dell'oggetto desiderate sono state contrassegnate con On nell'oggetto Output Pyro e la simulazione è stata eseguita una volta fotogramma per fotogramma), è possibile ad esempio generare un materiale volume tramite il menu Crea della Gestione Materiali su Redshift/Volume. Qui dovrete inserire i nomi dei canali della Simulazione Pyro abilitati (ad esempio, Densità, Temperatura o Colore).
È ancora più comodo richiamare il materiale Pyro Volume già adeguatamente impostato. L'inserimento dei tipici canali di simulazione Densità e Temperatura avviene automaticamente. Inoltre, viene utilizzata di default la simulazione realistica Black Body per i colori di distribuzione della temperatura.
All'interno del materiale RS Volume o Pyro Volume, la proprietà Scatter rappresenta la densità del volume renderizzato mentre la proprietà Emissione, che genera luce, rappresenta la temperatura della simulazione. Queste sono le 2 caratteristiche più importanti di una simulazione Pyro per il rendering. Il materiale RS Volume o Pyro Volume può quindi essere assegnato all'oggetto Output Pyro e con questo potete renderizzare direttamente la simulazione.
Assegnazioni tipiche di densità e temperatura di una simulazione Pyro all'interno di un Nodo Volume Redshift.
Per visualizzare il Motion Blur, è necessario assegnare un tag Oggetto Redshift all'oggetto Output Pyro in questa configurazione. Ora attivate la valutazione del Motion Vector e inserite Velocità come canale di simulazione per i vettori di velocità nella simulazione (sul campo X). Usate il valore Scala per controllare l'intensità del Motion Blur. Ricordate che il calcolo del Motion Blur deve essere abilitato anche nei Settaggi di Rendering!
Se una simulazione è stata salvata come sequenza .vdb (le proprietà desiderate dell'oggetto sono state contrassegnate sull'oggetto Output Pyro con Per Esportazione e la simulazione è stata salvata nella tab Cache premendo il pulsante Calcola), è necessario un oggetto RS Volume, che si trova nel menu Volume se Redshift è il motore di rendering attivo (vedi nei Settaggi di Rendering).
Nell'oggetto RS Volume si trova l'opzione per caricare i file .vdb. Per fare questo, specificate innanzitutto il percorso del primo file della sequenza nel campo Percorso e poi passate alla tab Animazione dell'oggetto. Qui si trova il menu Modo, dove è possibile selezionare, ad esempio, la modalità Semplice. Ciò significa che la simulazione salvata viene recuperata automaticamente fotogramma per fotogramma quando si esegue il rendering di un'animazione. Quando l'ultimo file di simulazione della sequenza viene raggiunto, la riproduzione termina automaticamente. Le altre modalità disponibili permettono di riprodurre la simulazione da un dato punto. Ora premete il pulsante Rileva Fotogrammi per conteggiare la sequenza di file e inserire automaticamente il loro numero in questa finestra di dialogo. Controllate il settaggio Velocità Fotogrammi per verificare che corrisponda alla frequenza dei fotogrammi utilizzata nella scena. In caso contrario, una simulazione caricata potrebbe essere visualizzata più velocemente o più lentamente di quella originariamente simulata.
Dopo aver specificato il percorso di una sequenza VDB (a sinistra), la sua riproduzione può essere controllata nella tab Animazione (a destra). Inoltre, l'area Informazioni mostra quali proprietà dell'oggetto sono contenute nella sequenza VDB.
Come potete vedere nell'immagine precedente, l'elenco dei canali mostra quali proprietà sono contenute nei file caricati. Questi termini possono essere utilizzati anche nel materiale RS Volume per definire i colori, la densità e la luminosità della simulazione durante il rendering. Questa fase non differisce dal rendering di una simulazione nella RAM descritto in precedenza. In questo caso, tuttavia, il materiale RS Volume è assegnato all'oggetto RS Volume.
A differenza del rendering di una simulazione che si trova nella RAM, non è necessario alcun tag RS Object per abilitare il rendering del motion blur quando viene usato l'oggetto RS Volume. I settaggi relativi al Motion Blur si trovano direttamente sull'oggetto RS Volume. Anche in questo caso, è sufficiente inserire un valore Velocity per il canale X, a condizione che la simulazione caricata abbia la proprietà Velocity (vedi l'Area Informazioni nell'oggetto RS Volume).
Informazioni dettagliate sull'oggetto RS Volume e sul materiale RS Volume sono disponibili qui.