Apri argomento con navigazione
Cinema 4D 2024.4 introduce un sistema di particelle completamente nuovo che non solo riesce ad elaborare numeri decisamente più elevati di particelle in modo molto più veloce rispetto al passato, ma permette anche di influenzare in modo dettagliato il loro comportamento. L'uso di Condizioni logiche, Gruppi e Modificatori svolge un ruolo particolarmente importante. Questi nuovi gruppi di oggetti si trovano, insieme ai nuovi oggetti Emettitore, nel menu Simulazione. I vecchi sistemi particellari sono comunque ancora presenti in modo da poter continuare a utilizzare i vecchi progetti. Tuttavia, vi consigliamo di avviare i nuovi progetti che prevedono l'uso di particelle con il nuovo sistema particellare che ora sfrutta anche la tab grafica (GPU) ed è quindi più potente. Questo dettaglio dovrebbe già esservi familiare grazie agli altri sistemi di simulazione di Cinema 4D, come la simulazione di fuoco e fumo Pyro, la simulazione Tessuto e i sistemi di simulazione per corpi morbidi e rigidi.
I temi di questa introduzione:
Le particelle spesso sono elementi a forma di punto che posseggono diverse proprietà, come colori, dimensioni, velocità o animazioni di rotazione. Di fatto le particelle ricordano le semplici particelle di polvere presenti nell'aria, che possono essere influenzate nel loro movimento da forze come la gravità o il vento. Le particelle sono particolarmente interessanti perché possono essere collegate a qualsiasi altro oggetto. Ad esempio le particelle possono rappresentare granelli di sabbia, ma anche foglie che cadono o persino modelli più complessi come automobili o persone. Questo è possibile in quanto le particelle non solo rappresentano posizioni nello spazio, ma hanno anche matrici proprie che consentono di scalare e allineare gli oggetti ad esse collegati. Si pensi, ad esempio, a una freccia scoccata o ad un aereo con la punta sempre rivolta in avanti e allineata alla traiettoria di volo.
Poiché sulle particelle possono agire sia forze interne che esterne, come il vento o la gravità, possiamo simulare anche comportamenti naturali, ad esempio una mandria che attraversa al galoppo un paesaggio o uno stormo di uccelli o di pesci. Quando lavoriamo con quantità molto elevate di particelle, possiamo addirittura creare strutture massive senza dover collegare gli oggetti alle particelle. Pensate alla neve o alla sabbia, ad esempio. Poiché le particelle possono essere utilizzate anche come punti centrali per i voxel, è possibile utilizzare un Costruttore Volumi per creare oggetti poligonali in grado di replicare il volume occupato dalle particelle.
Le particelle possono essere utilizzate per una serie di effetti astratti e animazioni senza dover animare separatamente ogni elemento coinvolto nell'animazione. Le possibili combinazioni con gli altri sistemi di simulazione aprono ulteriori opzioni che in precedenza potevano essere implementate solo con grande impegno o tramite plug-in esterni.
Le particelle possono essere comodamente create e gestite utilizzando oggetti specifici in Gestione Oggetti, tutti presenti nel menu Simulazione di Cinema 4D. Questi elementi particellari sono già ordinati in gruppi logici, il cui significato verrà discusso nella sezione seguente.
Il video qui sopra mostra la simulazione di una cascata stilizzata con particelle semplici senza geometria assegnata. Anche le variazioni di colore sono state calcolate automaticamente all'interno della simulazione di particelle.
Per poter mantenere questi file piccoli e gestibili, abbiamo omesso la cache delle particelle e delle altre simulazioni utilizzate. Per consentire una riproduzione fluida e un rendering con Motion Blur, è necessario calcolare le cache per i Gruppi di Particelle contenuti. Nella tab Cache degli oggetti Gruppi di Particelle è presente un pulsante Cache Oggetto.
Il sistema di particelle è davvero indispensabile se desiderate animare strutture complesse e astratte o se dovete animare un gran numero di oggetti. Le possibilità offerte delle particelle vanno ben oltre quelle di MoGraph, ad esempio, perché il numero di particelle può essere variato in qualsiasi momento sulla base di semplici regole. Inoltre, la simulazione del comportamento fisico è praticamente incorporata: le particelle possono avere velocità e direzioni di volo diverse e reagire all'ambiente circostante e alle altre particelle. Potete trovare un esempio qui:
Un fermo immagine della simulazione di una cascata con particelle. L'effetto dello scorrere dell'acqua è stato creato modificando automaticamente il colore delle particelle, il comportamento a sciame, la gravità e il rendering con motion blur.
Oltre a questo aspetto piuttosto tipico delle animazioni particellari, le particelle possono anche essere mescolate e fatte interagire con altre simulazioni. Ad esempio, le particelle possono anche emettere fiamme e fumo sfruttando la simulazione Pyro o influenzare i valori di pesatura in un tag Mappa Vertici. Un'introduzione e ulteriori esempi di utilizzo delle simulazioni Pyro sono disponibili in queste pagine.
Qui troverete alcuni esempi di particelle:
Le particelle, di per sé, non hanno una massa, e quindi non possono spostare altri oggetti dinamici quando si scontrano, ma con un piccolo trucco possiamo riuscirci. Qui, ad esempio, utilizziamo un oggetto Clona di MoGraph per collegare le sfere Corpo Rigido alle particelle. L'effetto funziona perché utilizziamo un valore Segui Posizione elevato nel tag Corpo Rigido. Questo costringe le sfere clonate a rimanere sempre vicine alle particelle.
In questo modo, le sfere clonate reagiscono al piano che oscilla e sembra che le particelle stesse possano far oscillare il piano:
Inoltre, le particelle all'interno dei Gruppi di Particelle sono gestite come normali punti. Ciò significa che possono anche essere modellati con i Deformatori o trasformati in forme organiche in combinazione con un Costruttore Volume, ad esempio. Qui potete trovare degli esempi:
Notate che per questa scena è necessario creare prima una cache per il Gruppo Particelle, in modo da poter calcolare la deformazione lungo le spline (nella tab Cache dell'oggetto Gruppo Particelle cliccate il pulsante Cache Oggetto).
In alternativa al calcolo della cache, potete posizionare l'oggetto Avvolgi Spline direttamente sotto il Tracciatore per deformare le traiettorie delle particelle lungo le spline.
Come già accennato, il sistema particellare offre diverse opzioni per controllare la creazione e le proprietà delle particelle. Faremo una veloce panoramica di questi elementi che si trovano nel menu Simulazione di Cinema 4D e che appaiono come normali oggetti in Gestione Oggetti quando vengono richiamati.
Se siete particolarmente interessati a determinate categorie, qui troverete i link per un accesso rapido:
L'oggetto Emettitore determina il luogo di formazione delle particelle e quali proprietà devono avere inizialmente le particelle. Si tratta della direzione e della velocità di volo iniziali, del colore e delle dimensioni. Sono disponibili diversi Emettitori, a seconda del punto in cui devono essere generate le particelle:
In ognuno di questi esempi sono state selezionate 10.000 particelle con una bassa velocità di propagazione. Da sinistra a destra, come forme di emissione sono stati utilizzati un Rettangolo, un Disco, un Cubo e una Sfera.
Due esempi di utilizzo di un Emettitore Mesh. A sinistra, i gradienti di un paesaggio sono stati convertiti in una Mappa Vertici che crea particelle sul paesaggio. A destra, una striscia di poligoni ondulata emette particelle. Anche in questo caso, la distribuzione delle particelle è stata variata utilizzando una Mappa Vertici. Anche le dimensioni e i colori sono stati diversificati. A tale scopo vengono utilizzati oggetti Modificatori separati.
In questo esempio le particelle verdi colpiscono un cono dal basso e si scontrano con esso. Queste collisioni vengono utilizzate come innesco per un Emettitore Riproduzione che sostituisce ogni particella in collisione con molte nuove particelle.
Le particelle possono essere generate da sezioni fisse, all'interno di un volume "a tubo" o solo da una porzione di spline.Un fattore comune per tutti gli Emettitori è che essi definiscono solo le Condizioni che determinano la posizione e le proprietà iniziali delle particelle. Una volta generata, la particella non ha più alcun legame con l'Emettitore. Quindi non è possibile raggruppare gli oggetti da utilizzare al posto delle particelle direttamente in Gestione Oggetti sotto un Emettitore. Tutte le particelle sono invece gestite in speciali Gruppi di Particelle. Se avete già lavorato con il vecchio sistema Thinking Particles, forse conoscete questo principio.
Per questo motivo, viene creato automaticamente un oggetto Gruppo Particelle aggiuntivo quando viene richiamato il primo oggetto Emettitore. Tutte le particelle generate saranno quindi gestite in questo gruppo. A questi oggetti del Gruppo Particelle verrà automaticamente assegnato un tag oggetto RS per poter renderizzare le particelle come oggetti visibili. In alternativa, questi Gruppi di Particelle possono essere utilizzati tramite l'oggetto Clona di MoGraph o oggetti Matrice per posizionare sistemi di assi o altri oggetti. È inoltre possibile utilizzare questi Gruppi di Particelle insieme ai voxel di un oggetto Costruttore Volume.
I Gruppi di Particelle sono necessari per gestire le particelle create dagli Emettitori. Inoltre, l'aspetto delle particelle nelle viste e la loro memorizzazione nella cache possono essere controllate tramite questi gruppi. Se dovete lavorare con le particelle, dovete sempre avere almeno un Gruppo di Particelle nella scena. Il primo oggetto Gruppo Particelle viene creato automaticamente quando si richiama il primo oggetto Emettitore.
I gruppi possono essere creati anche manualmente tramite il menu Simulazione o, in alcuni casi, direttamente tramite i pulsanti Crea Gruppo sugli Emettitori.
I gruppi offrono diverse forme che possono essere utilizzate per visualizzare le particelle nelle Viewport. A seconda della forma selezionata, è possibile intuire anche l'orientamento o la direzione di volo delle particelle. Queste forme non possono essere renderizzate in questo stato. Tuttavia, assegnando un tag RS Object, possiamo selezionare varie forme da utilizzare per il rendering nel menu Modo nella sezione Particelle, che può essere utilizzato per il rendering. Senza questo tag, le particelle saranno renderizzate come semplici sfere per impostazione predefinita. Ecco le diverse forme di visualizzazione di un Gruppo di Particelle:
Qui sono state utilizzate diverse rappresentazioni per l'oggetto Gruppo di Particelle. Da sinistra a destra: Punti, Frecce e Tacche.
Qui sono state utilizzate diverse rappresentazioni per l'oggetto Gruppo di Particelle. A sinistra Linee e a destra Maniglie.
Oltre alle forme visualizzate, possiamo tracciare una sorta di cerchio intorno alle particelle grazie al settaggio Raggio (vedi l'immagine seguente). Il Raggio rappresenta la dimensione di ciascuna particella. Questa è una delle proprietà che possono essere definite direttamente sull'Emettitore.
In questo caso, la visualizzazione a Punti è stata combinata con l'opzione Mostra Raggio per poter valutare la dimensione delle particelle senza eseguire il rendering.
Oltre a queste impostazioni relative alle forme, possiamo modificare anche il colore di visualizzazione delle particelle di un gruppo. Gli Emettitori assegnano già dei colori alle particelle quando vengono creati, ma questi colori possono essere sostituiti nei gruppi per la visualizzazione nelle viste. Può essere utile se desiderate utilizzare la colorazione delle particelle per identificare in modo chiaro quali particelle sono gestite e appartengono ad un gruppo quando sono presenti molti gruppi. Il colore visibile nel rendering può essere definito anche tramite i materiali assegnati ai gruppi.
Per il Modo Sostituzione è stata utilizzata l'impostazione Nessuno. Le particelle ricevono i loro colori direttamente dall'Emettitore (vedi a sinistra) o attraverso Modificatori specifici, come l'oggetto Mappatore Colore. Questo può essere utilizzato anche per creare gradienti separati, come quello a destra.
Nell'immagine a sinistra è stata utilizzata l'impostazione Costante ed è stato selezionato un nuovo colore nel gruppo, che ora ricolora le particelle verdi originali. Il lato destro dell'immagine mostra le colorazioni in modalità Direzione . Le particelle sono colorate in base alla loro direzione di movimento. I movimenti lungo l'asse X sono colorati di rosso, quelli lungo l'asse Y di verde e quelli lungo la direzione Z di blu.
I Gruppi di Particelle sono il cuore della simulazione di particelle perché contengono le particelle e le rendono disponibili alle funzioni che definiscono le forze o che assegnano i colori. Questi oggetti si trovano nei gruppi Condizioni e Modificatori, descritti di seguito. Se ad esempio desiderate applicare la gravità a particelle gestite in gruppi diversi, potete utilizzare anche i Gruppi Multipli. In questi gruppi possono essere definiti diversi gruppi di simulazione. Un Gruppo Multiplo renderà automaticamente disponibili tutte le particelle dei gruppi elencati, senza dover modificare la divisione in gruppi esistente delle particelle. Nella sezione dedicata ai Modificatori, troverete un esempio di come utilizzarli.
Come già detto, le particelle inizialmente sono visibili solo come sfere nel rendering, e sono quindi spesso utilizzate solo come dei segnaposto, magari per altri oggetti. Le forme possono essere assegnate direttamente alle particelle tramite un tag RS Object, che può essere assegnato al Gruppo di Particelle in Gestione Oggetti (cliccare con il pulsante destro del mouse sul Gruppo di Particelle e selezionare tag iRendering/RS Object). In questo tag è presente una tab Particles separata in cui è possibile scegliere tra vari formati di visualizzazione:
La colonna di sinistra mostra le forme 2D Point Instances (in alto) e Quad Instances (in basso). Le Spheres Instances sono visibili in alto a destra a scopo di confronto. Si noti come lo shading delle particelle e le loro ombre siano più dettagliate. L'utilizzo di Optimized Spheres apparirebbe identico. In basso a destra, un oggetto rotondo è stato richiamato dall'Asset Browser e assegnato come forma personalizzata di particella utilizzando il tag RS Object.
Come potete vedere anche nelle immagini precedenti, i colori delle particelle vengono adottati automaticamente per la visualizzazione delle forme standard sul tag RS Object. È necessario creare un materiale Redshift solo se si desidera utilizzare forme o materiali personalizzati, ad esempio con riflessioni o trasparenze personalizzate. Vediamo quindi come valutare le proprietà cromatiche delle particelle all'interno di un materiale.
Oltre a usare il tag RS Object, possiamo utilizzare anche un oggetto Clona di MoGraph in modalità Oggetto per renderizzare qualsiasi oggetto al posto delle particelle. In questo caso, tuttavia, è necessario assegnare ai Gruppi di Particelle un tag RS Object e selezionare la modalità Disabled affinchè non siano renderizzate le tipiche particelle a sfera in aggiunta alla geometria clonata.
L'uso dell'oggetto Clona presenta persino alcuni vantaggi rispetto al tag RS Object. Ciò significa che non solo è possibile clonare oggetti diversi in modo casuale e in sequenza sui sistemi di particelle, ma anche controllarli tramite i Modificatori MoGraph. L'oggetto Clona offre anche opzioni, ad esempio per visualizzare un allungamento delle forme delle particelle in base alla velocità di volo delle stesse. In questo modo è più facile utilizzare anche oggetti animati come forme di particelle, poiché l'oggetto Clona può sincronizzare automaticamente la velocità di riproduzione delle animazioni con la velocità delle particelle, ad esempio.
Tutte le informazioni sull'uso dell'oggetto Clona di MoGraph con le particelle sono disponibili in questa pagina della documentazione.
In generale, ha senso salvare le simulazioni come cache prima del rendering. Questo è particolarmente utile se non desiderate eseguire il rendering già dall'inizio della simulazione (ad es. dal primo fotogramma in cui l'Emettitore emette le particelle, ma solo quando sono già passate diverse immagini di simulazione e le particelle sono già state distribuite. Lo stesso vale se desiderate che le particelle reagiscano ad altri oggetti o simulazioni. Una cache preventiva è utile anche per il rendering con Motion Blur.
La memorizzazione nella cache può essere avviata in modo molto semplice direttamente nel Gruppo di Particelle presso la relativa tab Cache. Cliccate il pulsante Cache Oggetto per calcolare e salvare un file di cache per questo gruppo. Verrà richiesto un percorso di salvataggio. Al termine della memorizzazione nella cache, la simulazione verrà disattivata e completamente rimossa dal file. Questo ci permette anche di saltare avanti e indietro nel tempo. Il risultato della simulazione visualizzato è sempre corretto.
Se invece desiderate modificare qualcosa nella simulazione, potete disattivare la modalità Cache del Gruppo di Particelle ed eseguire nuovamente la simulazione per poter visualizzare le modifiche ai parametri. La simulazione può quindi essere salvata nuovamente come cache.
Questo principio di calcolo delle cache è disponibile per tutti i sistemi di simulazione di Cinema 4D, come le simulazioni Pyro o le simulazioni Corpo Rigido. Cliccate sul pulsante Cache Scena per calcolare e salvare direttamente le cache di tutte le altre simulazioni della scena.
Il sistema di particelle offre diverse opzioni per l'assegnazione di colori e valori alfa. Ad esempio, le impostazioni del colore si trovano direttamente sugli Emettitori, che possono assegnare un colore costante o colori casuali da una sfumatura di colore. Quando parleremo dei Modificatori scopriremo le altre opzioni, ad esempio per modificareil colore delle particelle.
Se si utilizzano le forme predefinite del tag RS Object per il rendering delle particelle, questi colori vengono letti automaticamente e trasferiti alle forme delle particelle visualizzate senza la necessità di un materiale. Anche quando utilizziamo un oggetto Clona di MoGraph, i colori delle particelle vengono automaticamente trasferiti ai colori degli oggetti clonati, a Condizione che non abbiano materiali propri.
Tuttavia, se desiderate utilizzare oggetti personalizzati già texturizzati, verranno renderizzati i loro materiali. Esiste comunque anche la possibilità di leggere i colori delle particelle all'interno di un materiale Redshift, in modo da poterli utilizzare per qualsiasi proprietà del materiale.
Per fare ciò, create prima un Materiale Standard Redshift, ad esempio, e apritelo nell'Editor Nodi. Quindi aggiungete il Nodo Color User Data dall'Asset Browser, che si trova sottoUtility/Dati Utente. Nei settaggi di questo Nodo troviamo il parametro Attribute Name con un pulsante Preset... accanto. Cliccate questo pulsante per visualizzare le categorie di valori di colore disponibili nella scena. Aprite il Gruppo Particles. Qui si trova la voce Particles Color. Questa selezione fornisce ora le informazioni sul colore delle particelle all'output del Nodo Color User Data. Potete collegare questo output all'input Color del Nodo RS Standard, ad esempio.
Se desiderate semplicemente trasferire i colori delle particelle al canale colore di un materiale, potete anche richiamare direttamente il Particle Material di Redshift che si trova in File/Materiali in Gestione Materiali.
Se le particelle contengono anche valori alfa, è possibile farli leggere nel materiale. I valori alfa sono valori compresi tra 0,0 e 1,0, ovvero i cosiddetti valori Scalari o in virgola mobile. Questi possono essere letti tramite un Nodo Scalar User Data, che si trova anch'esso nell'Asset Browser alla voce Utility/User Data. In questo caso è necessario selezionare il canale corretto. Troverete anche il pulsante Preset.... Selezionate la voce Transparency (XP) dal gruppo Particles. I valori alfa delle particelle sono ora disponibili all'output del Nodo Scalar User Data. Questi possono essere collegati all'input Opacity del Materiale standard RS, ad esempio. Può essere utilizzato anche per controllare il colore dell'emissione o qualsiasi valore di Peso, ad esempio. È inoltre possibile utilizzare i valori alfa delle particelle per controllare proprietà del materiale diverse dall'opacità.
In alto potetevedere la configurazione del Nodo Color User Data, con il quale i valori di colore delle particelle vengono letti come colori del materiale. La metà inferiore dell'immagine si concentra sul Nodo Scalar User Data, utilizzato per leggere i valori alfa dei colori delle particelle. La configurazione del Nodo mostra due possibili utilizzi di questi valori alfa per controllare l'effetto del colore e i colori di emissione.
Una volta configurato il materiale come necessario, dobbiamo assegnarlo in Gestione Oggetti. Se si assegnano le forme delle particelle tramite un tag RS Object e si utilizza una delle forme integrate, è necessario assegnare il materiale direttamente al Gruppo Particelle. Solo se si utilizzano oggetti definiti dall'utente, il materiale apparterrà invece all'oggetto corrispondente che è stato definito come Custom Object nel tag RS Object.
Questo vale anche se si utilizza un oggetto Clona di MoGraph in modalità Oggetto per clonare altri oggetti nel Gruppo di Particelle. Il materiale può quindi essere assegnato direttamente all'oggetto Clona. Tuttavia, per trasferire i colori delle particelle agli oggetti clonati, è necessario utilizzare MoGraph/Color nei Preset del Nodo Color User Data per ottenere il valore del colore. Attualmente non è possibile utilizzare il valore alfa dei colori delle particelle in combinazione con un oggetto Clona.
|
Abbiamo già visto come vengono create e gestite le particelle in un gruppo. Le particelle di un gruppo possono essere influenzate da Forze e Modificatori. Le forze sono già note dal vecchio sistema di particelle e si trovano nel menu Simulazione alla voce Forze. In questo menu si trovano le forze più comuni, ad esempio la Gravità o il Vento per simulare la gravità terrestre e i movimenti dell'aria. Selezionate l'oggetto forza desiderato e posizionatelo sotto il Gruppo di Particelle. Le particelle di questo gruppo saranno quindi influenzate da queste forze. Qui troverete una descrizione dettagliata di tutti gli oggetti Forza. Gli oggetti Modificatori, che si trovano nel menu a discesa Simulazione/Modificatore, funzionano in modo simile. Anche questi vengono generalmente classificati in base al gruppo di cui andranno a influenzare le particelle (vedi immagine). |
Il Modificatore Mappatore Colore può essere usato per assegnare gradienti di colore e alfa. A tale scopo, selezionare innanzitutto la Sorgente da utilizzare per l'assegnazione dei colori con questo Modificatore:
L'esempio riportato di seguito utilizza la proprietà Percentuale Età, che si riferisce alla Durata Vita delle particelle indicate sull'Emettitore. La Durata Vita delle particelle è impostata di default su "infinita" (Durata Vita = 0) e deve quindi essere limitata manualmente nell'Emettitore per poter implementare la colorazione in base al tempo di vita.
Una particella appena creata avrà una Percentuale Età dello 0%. Questo valore aumenta in modo lineare fino al 100% al termine della sua vita utile. In questo esempio, definiamo di conseguenza anche i valori Inferiore e Superiore. La lettura del valore Inferiore porta a una rimozione del colore sul bordo sinistro del gradiente colore. Le particelle con un valore di Percentuale Età superiore comportano una rimozione del colore sul bordo destro del gradiente. Questo principio funziona di conseguenza anche quando si utilizzano altre proprietà delle particelle, come Velocità o Raggio.
È possibile modificare i colori all'interno del gradiente cliccando la freccina a sinistra del gradiente per rendere visibili le impostazioni della tab Colore. Se cliccate una tab colore sul gradiente, la sua posizione esatta e il valore del colore saranno resi disponibili per la modifica sotto il gradiente. Nuove tab colore vengono create automaticamente cliccando sul gradiente. Le tab colore non necessarie possono essere semplicemente trascinate con il mouse verso l'alto o verso il basso fuori dal gradiente.
Una volta configurati i colori desiderati, possiamo configurare anche i loro valori alfa. A tale scopo, attivate l'opzione Modifica Alfa sotto il gradiente. Questo nasconde il gradiente colore e lo sostituisce con un gradiente in scala di grigi. Possiamo definire un numero qualsiasi di tab colore personalizzate e regolarne i valori di luminosità. Il bianco indica colori completamente visibili mentre il nero indica la completa trasparenza. Se desiderate visualizzare l'effetto dei valori alfa sul gradiente di colore, attivate anche l'opzione Mostra Risultato.
Se ora posizionate il Modificatore Mappatore Colore sotto il Gruppo Particelle ed eseguite l'animazione, potete osservare il cambiamento di colore delle particelle (vedi immagine sotto). I valori alfa non vengono inclusi nella visualizzazione nella viewport. Tuttavia, come spiegato nella sezione sull'uso dei materiali per il rendering delle particelle, queste informazioni alfa possono essere lette anche tramite un Nodo Scalar User Data e utilizzate per controllare varie proprietà dei materiali.
In questo caso, viene impostato un Modificatore Mappatore Colore in modo che l'età percentuale delle particelle venga utilizzata per leggere un gradiente colore. A seconda dello stato dell'opzione Modifica Alfa , i colori e i valori alfa possono essere configurati separatamente. All'estrema destra possiamo vedere un risultato possibile in cui le particelle cambiano colore in base al valore Percentuale Età.
Analogamente al Mappatore Colore, per valutare le proprietà delle particelle possiamo usare anche un Mappatore Dati, un oggetto Campo o il Disturbo per influenzare le proprietà singole delle particelle. Di seguito sono riportati alcuni esempi.
Utilizziamo innanzitutto un Mappatore Dati per collegare la distanza percorsa dalle particelle con la loro componente cromatica rossa. Mentre il Mappatore Colore può controllare solo il colore completo e il suo valore alfa, il Mappatore Dati può essere usato per controllare ogni singolo colore e componente alfa. Per controllare un valore di colore completo (rosso, verde e blu), è necessario utilizzare 3 Mappatori Dati.
In questo caso, la distanza percorsa dalle particelle viene registrata e valutata rispetto ai valori Input Inferiore e Input Superiore. Ad esempio, possiamo modificare il componente di un vettore o un colore tramite il settaggio Output Proprietà e la relativa modalità Proprietà. In questo caso, la componente cromatica rossa delle particelle viene aumentata a 1 e poi ridotta a 0 ogni 50 unità di distanza percorse. Questa ripetizione ciclica viene innescata dal settaggio Ripeti nel Modo Limita.
Come dimostrato in precedenza per i singoli valori cromatici, anche i singoli componenti, ad esempio i vettori velocità, possono essere modificati. Nell'esempio seguente, viene utilizzato un Campo Sferico per modificare la componente della velocità X tra 0 e 100. Il valore Output Inferiore viene applicato al bordo esterno del campo e il valore Output Superiore viene utilizzato nell'area interna del campo. Di conseguenza, il flusso di particelle inizialmente quadrangolare viene spostato di lato lungo l'asse X positivo.
In questo caso, viene utilizzato un Campo Sferico per aumentare la componente X delle velocità delle particelle fino a 100. Questa componente si riduce nuovamente a 0 nell'area esterna del campo. Il flusso di particelle rimane costante rispetto alla sua direzione dopo aver lasciato il Campo.
Anche la dimensione del Raggio, ad esempio, può essere controllata secondo lo stesso principio. Nell'esempio seguente, utilizziamo nuovamente un Campo Sferico. Le particelle hanno un Raggio di 2 cm all'esterno del campo e un Raggio di 0,1 cm al centro. Se attiviamo l'opzione Mostra Raggio nel Gruppo Particelle, la modifica del Raggio può essere visualizzata direttamente nelle Viewport senza eseguire il rendering.
In questo caso, il raggio delle particelle all'interno di un Campo Sferico varierà tra 2 cm e 0,1 cm.
Oltre a influenzare i colori e le proprietà delle particelle, queste ultime possono essere combinate con simulazioni fisiche. Ad esempio, il Modificatore Collisione può essere utilizzato per valutare le distanze tra le particelle e un'altra geometria. Le particelle possono quindi essere dotate delle classiche funzionalità di Rimbalzo o di Attrito Dinamico, ad esempio. A tal fine, dobbiamo assegnare i tag Collisione agli oggetti che dovranno interagire con le particelle. Questi tag si trovano in Gestione Oggetti alla voce tag/tag Simulazione/Collisore.
Grazie al Modificatore Collisione, le particelle possono rimbalzare sugli oggetti che hanno un tag Collisore.
Come possiamo vedere nella parte sinistra dell'immagine precedente, il Modificatore Collisione offre anche la possibilità di definire un Gruppo Target. In questo modo possiamo automaticamente assegnare le particelle in collisione a un gruppo diverso, rendendo più facile assegnare i Modificatori che, ad esempio, influiscono solo sulle particelle rimbalzate. Possiamo semplicemente richiamare un nuovo Gruppo di Particelle dal menu Simulazione e poi assegnarlo al campo Gruppo Target usando il drag & drop, oppure cliccare sul simbolo del contagocce accanto al campo Gruppo Traget e poi cliccare sul nuovo Gruppo di Particelle in Gestione Oggetti.
Inoltre, possiamo far sì che le particelle reagiscano alle particelle nei dintorni, ad esempio per simulare il comportamento di uno sciame o predatore/preda. Abbiamo infatti a disposizione il Modificatore Sciame che può essere utilizzato per calcolare le forze di attrazione e repulsione tra particelle vicine.
Nell'esempio seguente, utilizziamo due Emettitori che gestiscono le particelle in due gruppi separati. L'emettitore di sinistra produce particelle bianche con un Raggio di 5 cm, mentre quello di destra produce particelle viola con un Raggio di 1 cm. Entrambi i Gruppi di Particelle vengono combinati in un Gruppo Multiplo. Per fare questo è sufficiente trascinare i due Gruppi di Particelle nel campo Gruppi Collegati del Gruppo Multiplo. Se ora andiamo ad assegnare dei Modificatori nel Gruppo Multiplo, essi influenzeranno automaticamente tutti i Gruppi di Particelle elencati al suo interno. Trasciniamo ora un Modificatore Sciame sotto il Gruppo Multiplo e regoliamo le sue impostazioni e i diversi valore Raggio per definire le attrazioni e le repulsioni desiderate tra queste particelle. In questo esempio è stata configurata un'attrazione tra tutte le particelle, il che si traduce in una fusione dei vari flussi di particelle. Le differenze di colore e di raggio tra i due Gruppi di Particelle originali vengono normalmente mantenute.
Però, se ora aggiungiamo dei Modificatori Fusione sotto il Gruppo Multiplo, possiamo anche mescolare i diversi colori e valori raggio tra di loro a seconda delle distanze delle particelle, uniformando ulteriormente l'aspetto del flusso di particelle risultante. Poiché possiamo mescolare una sola proprietà delle particelle per ciascun Modificatore Fusione, dobbiamo usarne due, uno per i colori e uno per il raggio.
I flussi di particelle adiacenti di due Emettitori diversi possono essere riuniti grazie ad un Modificatore Sciame.
I Modificatori Fusione possono invece essere utilizzati per bilanciare le proprietà delle particelle vicine. In questo caso, i valori di colore (a sinistra) e di raggio (a destra) vengono valutati a una distanza di 30 cm intorno alla posizione di ciascuna particella e mescolati e bilanciati in base all'impostazione Forza (Fusione Normali).
La combinazioni di fumo e fuoco Pyro è altrettanto ovvia. È disponibile anche un Modificatore che garantisce lo spostamento automatico delle particelle in base alla densità e alla temperatura della simulazione Pyro. Il modo migliore per fare questo è salvare prima la simulazione Pyro in un file cache usando l'oggetto Output Pyro. Non dimenticate di attivare almeno le opzioni di densità, temperatura e velocità per la cache. Quindi posizionate l'Emettitore di Particelle in modo che vengano create nuove particelle nell'area di influenza della simulazione Pyro. Queste particelle non devono necessariamente avere una propria velocità. Pensate alle scintille di un falò, ad esempio. Le particelle potrebbero quindi rappresentare queste scintille che si formano vicino alle braci e che vengono spostate dal calore e dalla densità crescenti.
È sufficiente assegnare un Modificatore Avvezione Pyro al Gruppo di Particelle e selezionare con quale intensità e a quali componenti Pyro deve reagire. Se non avete mai lavorato con le simulazioni Pyro, qui troverete un'introduzione completa all'argomento.
Ora avete acquisito familiarità con gli Emettitori, i Gruppi di Particelle e anche con gli oggetti Forza e i Modificatori con cui è possibile creare, gestire e controllare le particelle. I gruppi sono particolarmente utili per eseguire diverse modifiche sullo stesso flusso di particelle. Ad esempio, possiamo suddividere le particelle di un Emettitore in gruppi diversi e colorarle in modo diverso o, ad esempio, assegnare loro proprietà diverse. Abbiamo già accennato al Modificatore Collisione che può spostare automaticamente le particelle in collisione in un nuovo gruppo. Gli oggetti Condizione sono stati progettati appositamente per questa funzione, cioè per spostare le particelle in un nuovo gruppo, ma anche per filtrare le particelle all'interno di un gruppo. Le proprietà delle particelle possono essere valutate in modo specifico e poi possono essere definiti i criteri per un cambio di gruppo o per l'applicazione di Modificatori, magari con l'utilizzo di confronti logici. Vediamo alcuni esempi di questo tipo.
Iniziamo richiamando una spline Cerchio nel piano XY e un Emettitore Spline. L'Emettitore Spline utilizza il cerchio per generare nuove particelle nelle sue vicinanze, alle quali assegneremo una Durata Vita di 200 fotogrammi e un Colore giallo all'Emettitore. Inoltre, richiamiamo un oggetto Forza di Rotazione e lo assegniamo al Gruppo di Particelle creato insieme all'Emettitore Spline. Questo fa sì che tutte le particelle si muovano in percorsi circolari, come in un tornado o in un vortice. Usiamo il settaggio Velocità Angolare sull'oggetto Rotazione per definire la velocità di rotazione desiderata.
Nella fase successiva, aggiungiamo una Condizione sotto il Gruppo di Particelle. Funziona come un Nodo Confronto nei Nodi Scena o in XPresso o come una query if in programmazione. Possiamo quindi interrogare una proprietà della particella e confrontarla con i nostri valori. Se il controllo è positivo, le particelle corrispondenti potranno essere influenzate in modo specifico dalle Forze o dai Modificatori raggruppati sotto la Condizione.
Nel nostro esempio, usiamo la Proprietà Allineamento per selezionare la posizione rotazionale delle particelle nello spazio come valore da leggere e usiamo Estratto Prodotto Scalare in Avanti per definire che siamo interessati alla direzione dell'asse Z delle particelle. L'allineamento delle particelle viene inizialmente accertato dall'Emettitore e può essere aggiornato durante il viaggio delle particelle utilizzando ad esempio il Modificatore Orienta.
La parte inferiore delle impostazioni delle Condizioni riguarda le nostre precise specifiche che devono essere rispettate. Con il metodo di Confronto Nel Range possiamo definire un intervallo angolare entro cui l'asse Z delle particelle deve muoversi. Il sistema di assi dell'oggetto Condizione viene utilizzato come sistema di riferimento. Nel nostro esempio, gli angoli tra gli assi Z delle particelle e l'asse Z dell'oggetto Condizione vengono calcolati e poi confrontati con l'intervallo angolare incluso tra i valori Inferiore e Superiore. Se necessario, possiamo utilizzare anche il valore Probabilità per definire quanto rigoroso debba essere questo controllo.
Le Condizioni confrontano l'allineamento delle particelle con gli assi dell'oggetto Condizione. Se l'angolo accertato rientra nell'intervallo di angoli definito, i Modificatori raggruppati sotto l'oggetto Condizione possono avere un effetto mirato su queste particelle. In questo esempio, queste particelle sono specificamente ricolorate e dotate di un Modificatore Sciame con forze attrattive.
Come possiamo vedere nell'immagine qui sopra a destra, aggiungiamo un Modificatore Sciame e un Modificatore Mappatore Colore direttamente raggruppati sotto la Condizione. Ciò significa che questi Modificatori influiscono solo sulle particelle il cui allineamento soddisfa la Condizione. Il Modificatore Sciame garantisce l'interazione tra le particelle mentre il Mappatore Colore assicura una colorazione uniforme. Questo in genere è utile per riconoscere direttamente se vengono smistate le particelle corrette. La seguente animazione mostra un possibile risultato.
Nella fase successiva, aggiungiamo una seconda Condizione, che questa volta interroga l'età percentuale delle particelle e, se questa supera il 25% della Durata Vita definita dall'Emettitore, elimina automaticamente la particella corrispondente. Affinché ciò funzioni, nell'Emettitore deve essere definita una Durata Vita limitata, ad esempio 200 fotogrammi. Per impostazione predefinita, le particelle vengono generate senza un limite di Durata Vita, il che renderebbe generalmente impossibile l'uso dell'Età Percentuale.
Classifichiamo questa nuova Condizione sotto la prima e otteniamo così un'ulteriore verifica delle particelle. È quindi possibile utilizzare il settaggio Modo Combina per selezionare come combinare queste verifiche multiple. L'impostazione predefinita And richiede che sia la prima Condizione che la seconda Condizione siano positive per poter attivare i Modificatori assegnati alla seconda Condizione. Per rimuovere le particelle viene utilizzato un Modificatore Elimina.
La seconda Condizione integra un secondo controllo della percentuale di Durata Vita e porta alla fine prematura del ciclo di vita delle particelle.
L'esempio precedente ha evidenziato come le Condizioni possano essere utilizzate per limitare le Forze e i Modificatori a una porzione specifica di particelle. Una separazione ancora più stringente delle particelle può essere ottenuta con un cambio di gruppo, anch'esso preceduto dall''interrogazione di una Condizione. Nell'esempio seguente, usiamo un semplice Emettitore Base come base per l'emissione di particelle nella direzione Z e assegniamo una forza gravitazionale al suo Gruppo di Particelle(Simulazione/Forze/Gravità). Le particelle cadranno una volta che l'animazione viene riprodotta. Ora vogliamo che una Condizione garantisca che le particelle risalgano dopo un certo periodo di tempo. Questa volta selezioneremo una Condizione Tempo con cui registrare gli intervalli di tempo e li raggrupperemo sotto il Gruppo di Particelle. Negli attributi della Condizione, passiamo alla modalità Impulso e impostiamo Fotogramma Iniziale, Durata Vita e Divario su 10 fotogrammi ciascuno. In questo modo tutte le particelle saranno vincolate alla Condizione che appare dalla Figura 10 in poi per i 10 fotogrammi successivi. Il Divario definito è stato poi specificato per un periodo di 10 fotogrammi in cui la Condizione non ha alcuna funzione. Il ciclo di 10 fotogrammi verrà quindi ripetuto.
In questa Condizione, inseriamo un'ulteriore Forza di Gravità, che questa volta utilizza un'accelerazione doppia ma negativa (vedi anche l'immagine seguente). Di conseguenza, la prima forza gravitazionale (con il valore predefinito di 981 cm) non solo viene compensata, ma la gravità risultante agisce con la stessa forza nella direzione opposta.
La Condizione Tempo sottopone le particelle a un intervallo di tempo ciclico con una gravità negativa.
Per concludere l'effetto della gravità sulle particelle, aggiungiamo una normale Condizione che ci permette di interrogare l'età delle particelle. Le particelle più vecchie di 20 fotogrammi dovranno essere smistate e spostate in un nuovo gruppo. Usiamo a tal proposito il Modificatore Cambia Gruppo nella nuova Condizione. Richiamiamo anche un nuovo Gruppo di Particelle e lo assegniamo al Modificatore Cambia Gruppo. Le particelle più vecchie vengono così indirizzate nel nuovo gruppo (vedi immagine sotto).
Utilizziamo una seconda Condizione e un Modificatore Cambia Gruppo per spostare le particelle in un nuovo gruppo.
Sebbene le particelle ordinate nel nuovo gruppo non siano più soggette alla gravità, possono ancora mantenere l'ultima direzione di movimento e quindi allontanarsi verso l'alto o verso il basso. Creiamo quindi un Modificatore Mappatore Dati sotto il nuovo gruppo e facciamo leggere la componente Y della velocità impostandola a zero con i seguenti settaggi Output Proprietà. Lasciamo semplicemente a 0 l'intera area di input con l'Input Inferiore e l'Input Superiore. Impostando il Modo Limita su Limite e una curva lineare nel grafico Spline, in ogni caso viene emesso il valore 0, che utilizziamo per Output Inferiore e Output Superiore.
Con queste impostazioni, tutte le componenti Y dei vettori di velocità sono impostate a zero.
Il video mostra un possibile risultato della simulazione descritta sopra.
Finora abbiamo sempre ordinato le Forze e i Modificatori direttamente sotto un Gruppo di Particelle. Questo ci permette di comprimere anche i controlli particellari più complessi in Gestione Oggetti, espandendo i gruppi. Tuttavia, le Condizioni e i Modificatori influenzano tutte le particelle disponibili al loro livello gerarchico. L'esempio che segue mostra come questo possa essere utilizzato in modo proficuo.
Qui possiamo vedere un singolo Emettitore Base le cui particelle cambiano casualmente direzione Y e Z con un ritmo fisso. Vediamo passo dopo passo l'implementazione.
Per prima cosa, create un Emettitore Base con una superficie rettangolare e comprimetelo fortemente lungo la direzione X, in modo che le particelle emergano solo in uno spazio ristretto. L'attivazione del tipo di emissione Shot genera il numero di particelle definito in un'unica volta a partire dal Fotogramma Iniziale definito. Inizialmente proviamo un valore basso, pari a 20. Nelle Proprietà dell'Emettitore, definiamo una direzione iniziale definita dall'utente con il vettore 0, 1, 1. In questo modo le particelle partono con un angolo di 45° lungo gli assi Y e Z positivi. L'immagine seguente mostra queste impostazioni.
Le impostazioni dell'Emettitore Base
Ora aggiungiamo due Condizioni Tempo sotto il Gruppo di Particelle. Questi sono in grado di attivare dei Modificatori subordinati in qualsiasi intervallo di tempo. Per entrambi utilizziamo la modalità A Impulsi, con una Durata di 1 fotogramma e un Divario di 10 fotogrammi. La differenza sta solo nel valore Probabilità che corrisponde a una variazione casuale dei risultati. La prima Condizione Tempo utilizza una Probabilità del 50%. Ciò significa che ogni 10 fotogrammi c'è il 50% di possibilità di attivare i Modificatori subordinati.
La Condizione Tempo al secondo posto sotto il gruppo utilizza una Probabilità del 100% e riceve quindi tutte le particelle che non sono già state elaborate dalla prima Condizione. In entrambe le Condizioni, utilizziamo i Modificatori Cambia Gruppo in cui colleghiamo un Gruppo di Particelle appena creato. Con questa impostazione, dividiamo casualmente i 10 fotogrammi dell'animazione in due gruppi.
Le impostazioni delle due Condizioni Tempo
Come mostra l'immagine seguente, in entrambi i nuovi gruppi vengono utilizzati i Modificatori Matematica. Questi moltiplicano le componenti Y e Z delle velocità per -1 in ciascun caso e portano quindi a un'inversione della direzione del movimento nella direzione corrispondente.
Nei due nuovi Gruppi di Particelle, i Modificatori matematici garantiscono l'inversione della direzione di volo. Il primo gruppo inverte la componente Z delle velocità e il secondo gruppo la componente Y.
Il trucco consiste ora nel copiare nuovamente le particelle nel gruppo principale, in modo che le Condizioni Tempo vengano ricalcolate e che nel ciclo temporale successivo si verifichi nuovamente una variazione casuale delle direzioni di volo. Ciò avviene tramite un nuovo Modificatore Cambia Gruppo, che viene posizionato alla fine della gerarchia (vedi la metà sinistra dell'immagine seguente). Poiché tutti i Modificatori e le Condizioni vengono elaborati dall'alto verso il basso e i Modificatori e le Forze che non sono in alcuna gerarchia possono accedere a tutte le particelle, le particelle di entrambi i gruppi vengono trasferite di nuovo al Gruppo di Particelle principale.
La metà destra dell'immagine mostra anche l'uso di un Tracciatore MoGraph con cui è possibile tracciare le traiettorie delle particelle come spline. A tale scopo, è sufficiente trascinare il gruppo principale delle particelle nel campo Tracce Collegate. Tramite il settaggio Limite > Dalla Fine in combinazione con il valore Fotogramma i tracciati vengono automaticamente accorciati in base al numero di immagini specificato.
Se si aggiunge anche un tag RS Object al Tracciatore, i tracciati possono essere renderizzati direttamente senza creare una geometria reale. Nel tag RS Object è presente la tab Curve.
La modifica del gruppo alla fine assicura che tutte le particelle vengano spostate di nuovo nel gruppo principale, consentendo di ripetere il ciclo. Un Tracciatore aggiuntivo traccia le traiettorie delle particelle.
Come effetto addizionale, ora è ora possibile aggiungere l'opzione di riduzione automatica della velocità nell'area esterna, per creare forme ancora più dettagliate. Questo viene implementato tramite Condizioni aggiuntive e Modificatori Mappatore Dati, che sono direttamente subordinati al gruppo principale (vedi le immagini seguenti).
La prima Condizione verifica se la componente Y della velocità delle particelle è maggiore di 0, cioè positiva. In questo caso, viene eseguito un Mappatore Dati subordinato che utilizza un oggetto Campo come Sorgente. Ad esempio, qui viene utilizzato un Campo Sferico. Selezioniamo la componente Y della velocità per l'output e impostiamo valori compresi tra 10 e 100 (vedi lato destro dell'immagine seguente). Questo assegna nuovi valori compresi tra 10 e 100 a tutte le componenti positive della velocità Y, che risultano dai raggi d'incidenza del Campo Sferico. Il valore 100 viene emesso nell'area centrale del Campo Sferico e il valore 10 nell'area dei bordi.
Ora dobbiamo occuparci delle particelle che utilizzano una velocità negativa lungo l'asse Y, cioè che volano in diagonale verso il basso.
Scala delle componenti positive della velocità Y su un Campo Sferico.
Aggiungiamo una seconda Condizione raggruppata sotto la prima Condizione, che utilizza il Modo Combina Inverso e riceve quindi tutte le particelle che non sono state elaborate dalla Condizione superiore. Nel nostro caso, si tratta di tutte le particelle che hanno una componente Y negativa per la velocità. Un nuovo Mappatore Dati in questa Condizione accede allo stesso Campo Sferico e scrive nuovi valori di velocità Y per le particelle, ma questa volta con valori negativi (vedi immagine seguente).
Scala delle velocità negative lungo l'asse Y tramite un Campo Sferico.
Ripete quindi questa parte del circuito, solo questa volta per le componenti Z delle velocità. È inoltre possibile collegare di nuovo lo stesso Campo Sferico. In questo modo, avremo un solo oggetto Campo Sferico che può essere utilizzato per controllare l'intera riduzione dei calcoli della velocità.
Un possibile risultato del circuito di particelle di cui sopra
Per concludere questo argomento, la sezione seguente mostra come è possibile isolare i sistemi di particelle correlati negli oggetti Scena di Simulazione nonostante l'uso di Forze o Modificatori in tutta la scena.
La simulazione delle particelle è soggetta anche all'ambiente di simulazione, definito per impostazione predefinita tramite i Parametri Scena. Questi parametri si trovano richiamando Parametri Scena dal menu principale Modifica. In Gestione Attributi si trova una tab Simulazione che include i parametri per la simulazione delle particelle.
Se usate gli oggetti Scena di Simulazione, potete usare i Parametri Scena separati e raggruppare le simulazioni sotto i rispettivi componenti. Vediamo un semplice esempio di simulazione di particelle.
Supponiamo di voler utilizzare 3 Emettitori nella scena, due dei quali devono essere influenzati dagli stessi effetti e dalle stesse Forze. Potreste lavorare con un Gruppo Multiplo collegando i due Gruppi di Particelle degli Emettitori e assegnare le Forze e i Modificatori corrispondenti. Tuttavia, un'alternativa è quella di classificare i due Emettitori e i loro gruppi in un nuovo oggetto Scena di Simulazione. Potete anche includere direttamente una forza di Gravità e un Modificatore Mappatura Colore, ad esempio. Entrambi i sistemi di particelle verranno automaticamente influenzati.
Il terzo sistema di particelle rimanente, con il suo Emettitore e il suo Gruppo di Particelle, viene assegnato a una seconda Scena di Simulazione. Questo completa la separazione.
La separazione delle simulazioni arriva persino a influenzare la fase di cache. Anche se avviate la cache per l'intera scena in uno dei Gruppi di Particelle della prima Scena di Simulazione, vengono prese in considerazione solo le simulazioni all'interno della Scena di Simulazione.
