修奇的VFX特效倉庫

[前言]

因為下面這篇文章↓，以及老師要我教實驗室學弟妹一些東西，索性就試著寫寫看教學文，順便也當作教學前的資料準備。

分享 "技術" 的三大迷思！

http://www.unityin.com/2012/08/blog-post.html

我本身並沒有很厲害，對於VFX界來說，我只是準備踏出新手村的新手，而且英文能力不佳，看過的外文文獻並不多，觀念並不是非常正確。

可能路邊哥布林等級的怪物(專案)，就可以讓我措手不及。

因此如果看到我哪裡寫得不對，還請多多指教。

另外，因為這系列教學的對象，是設定給學過3D軟體，但完全沒有粒子特效基礎的大學學生，因此我會試著以比較白話，易懂的方式進行解說。

這裡盡量不提背後原理，不提計算流體力學。如果想要找比較深度的教學，可以到其他地方找找看。

相信GOOGLE上能找到的好教學非常多。如果對自己英文能力有所擔心，可以到對岸的論壇找尋，或是直接到火星時代觀看舊版RealFlow的教學。

最後，由於我是MAX的使用者，所以MAYA的部分可能沒辦法有太多回應。敬請見諒

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這篇教學的ppt，可以從這邊下載。 (其實直接看本文會比較好了解，只是裡面的圖片會比較大張)

http://www19.zippyshare.com/v/33867169/file.html

這篇教學，我們將學到

(上)

 —RealFlow是什麼?

[事前的準備]

我們使用到的軟體是RealFlow 2012  64bit (ver.6.02)，如果版本不是6.02或是以上，建議使用RealFlow5.0，因為會有一些bug造成非常容易死當的狀況。

如果電腦不是64bit的朋友，請安裝32bit，不過可能會有一些功能不支援。

至於軟體怎麼取得，請發揮你們的搜尋能力，我就不多說了。

真的找不到，可以去官方網站找試用版。

另外在安裝的同時，也要注意安裝的資料夾內有沒有plugin的安裝黨，根據你自己擅長的3D一起裝好他，如果是較舊版的RealFlow，可能不會一起包進去，這點就要注意了。

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[正文]

首先，我們要先知道，我今天所教的RealFlow是什麼。

RealFlow是一款築構在光滑粒子流體力學(Smoothed Particle Hydrodynamics，簡稱SPH法)的流體模擬套裝軟體。

他的官方網站是http://www.realflow.com/realflow.php

(RealFlow現在最新的版本是2012，過陣子就會會推出2013，不過我最喜歡5.0的水腦圖)

RealFlow所模擬的結果，可以與現今常見的3D軟體進行連結，將之進行渲染，完成漂亮的流體特效。

因此常常被用在廣告與電影之中。

http://youtu.be/KoEbwZq2ErU

http://youtu.be/VKIQP8uKuPk

從上面兩段影片，我們不難發現，RealFlow雖說是流體模擬，但大部分使用的案例，用來模擬液體居多，鮮少模擬氣體，或是其他密度相近的流體交融。

大都是模擬密度差異較大的流體活動，如空氣與水。(不過RealFlow直接忽略了空氣的參數，當作是已經散布在整個場景之中了，所以我們只要做好水的部分就好)

 這和SPH法的特性有關，往後有機會我會再慢慢和各位說明。只要先知道RealFlow要模擬氣體會比較困難就好。

真的有興趣的話，可以來到這邊了解基本觀念

http://qqww2334.blog.163.com/blog/static/1203658220126279252433/

現在我們知道RealFlow是什麼了，那接下來要說的是學習RealFlow之前要先知道的一些基本觀念

[粒子特效製作概念]

粒子，原本是用來計算天文物理的粒子。隨著計算硬體的進步，開始被拿來製作特效，呈現一些非穩定的物體效果。

而粒子系統最重要的三個要素就是：發射器、力場以及碰撞物。

以下以RealFlow的視角去說明這三要素

發射器

發射器的概念，就像是水龍頭的出水口，所有的粒子都從這誕生，改變了出水口的形狀，便能輕易改變粒子產生的狀況。

力場

只要牽扯到物理模擬，都免不了力場這一環。簡單的說，力場是用來控制場面的魔法。只要能掌握住力場的特性，各種千奇百怪的流體特效，都有可能做出來。

而最常見的力場為重力，風力以及磁力。這些是物理性力場。

 再來就是刪除系的。在模擬的過程中，一定不會100%如意，甚至會有一些溢出的問題。那麼就要根據不同的條件刪除不需要的粒子。比起不斷調整參數來達到心中效果，刪掉多餘的地方，或許會快上許多。

 最後就是特殊系的力場，這類型的力場都是用來控制粒子的，例如Morph，可以將粒子群聚出來的形狀變成我們所指定的形狀。(例如RealFlow的腦袋Logo)或是經過特殊的力場後，可以改變粒子的特性。

碰撞物

有了碰撞物，和流水與物體產生作用，才能激起漂亮的水花。

而RealFlow本身並不具有複雜的建模功能，也因此這些模型往往是從外部匯入的。

由於模型的面數會直接影響到模擬的時間，也因此在MAX/MAYA中建模時，如果模型面數太多，要額外製作一個面數較少的模擬用模型Dummy。

減面的方法很多，在此就不多說了。

[物理動畫模擬製作觀念]

在正式製作物理特效動畫之前，有一個功課便是去蒐集資料，研究現實中該現象是如何產生的，這些現象是對應軟體中的那些參數。如果能掌握這些事情，那麼便能輕易做出類似的效果。

舉一個在做火焰特效時的經典案例。

一個蘑菇狀的爆炸，可以拆成三階段的物理現象。

爆炸這個現象是氣體體積急速增加所致，在這瞬間，溫度也會是最高，因此像是氣流上升的速度等，都會是最高。

然後趨緩，並且燃料急速減少，並產生大量濃煙。

最後燃料燒盡。

也因此我們可以知道製作一個爆破的特效，—擴張、溫度、燃料以及濃煙，這四個參數是最重要的。

 我們針對這些參數進行設定，在這些參數上重現爆炸時，—激增、趨緩、熄滅的變化。

如此就可以做出效果的基本雛形，然後我們在根據需求，進行微調整，完成最終的效果。

 

 

 

 

尺度 

有時候，我們已經遵循了物理原理進行製作了，為何模擬的結果還是和期待的有著微妙的差距呢??

這時候，往往就是尺度出了問題。

 

 

以往我們做3D建模時，可能根本不會注意到這個參數。頂多是匯入其他專案時，發現模型大小不同，做個縮放就沒事了。(當然這是要在綁骨架之前)

但對於物理模擬，尺度就是非常重要的設定了。

舉個例來說，假設模擬的結果，A物體要在世界中移動3公尺，但是場景尺度的設定卻是以公里為單位。那麼呈現出來的結果，就很有可能是小到你看不到。

但如果尺度設定是公分。那你可能在下一瞬間就看不到A物體了，因為他已經像子彈一樣飛出去了。

甚至是有一些物理現象，是尺度大的一定程度後才會產生的。

例如大海中的白浪泡沫，這要在寶特瓶尺度的大小之中，不管如何搖晃都不會產生的。

 

 

RealFlow中的每一網格是1平方公尺。

雖然在 RealFlow中可以做設定，但是似乎會有一些小BUG存在，建議還是在建模的3D軟體裡進行尺度設定。

 

[流體動畫製作概念]

廣義來說，流體除了液體還包含了氣體，範圍算是相當廣。

所以要要求一種流體模擬軟體就囊括所有範圍，是有些困難的。

以RealFlow來說，他是築構在粒子法之上，所以在製作墨水滴入水中並暈開，這種密度相近的流體交融效果是有難度的。

同樣的，在製作氣體的模擬時，也會碰上一些困難。

真的要硬做的話是可以做的，但是有一定難度與不擬真度。

建議選擇其他的模擬軟體。(如FumeFX)

 

理由牽扯到計算流體力學(CFD)。有機會在試著寫寫看。

只需要記得，RealFlow最適合的是製作密度相異甚大的流體動畫即可。

 

另外，在大部分的流體動畫，為了不要進行多餘的運算，都會需要規畫模擬範圍，而在RealFlow的部分系統中，也是需要規劃。

因為流體僅會在這範圍中流動，甚至把範圍的邊緣當作牆壁來碰撞，所以理論上這範圍應該要越大越好。

但是計算硬體的能力是有限的，所以如何規劃也是門學問，如果能夠利用力場控制並預測流體的方向，便能有效率的規劃範圍。

 

 

最後，不管任何流體模擬軟體，大都會有個共同的問題。

那就是儲存流體狀態的序列檔，數量很多，而且很大，（在尺度、範圍規劃或是其他參數設定錯誤時，甚至可能會產生單一檔案高達上Ｇ大小的窘境）

在檔案存取以及搬移資料的時候，會花很大量的時間。

因此如果你有ＳＳＤ的話，建議把專案放在裡面來做。

 

如果沒有，請先做好心理準備。（笑）

 

 

(09/11)

因為它們是序列檔的方式去記錄粒子檔案。所以模擬時，新的結果就會直接覆蓋舊有的結果。

到時舊版粒子檔除了重新模擬外，就無法救回來了。

 

 

所以想要多嘗試各種參數的效果，又不想覆蓋現有效果的話，記得多備份一份。(那就回到剛剛說的檔案太大的問題)

或是將該元件複製，換個名字再模擬，名字不同才不會覆蓋到檔案。

 

下篇連結

http://tommy20015.pixnet.net/blog/post/46760488/