MAYA粒子及流體特效處理.pdf

1、在數(shù)字動(dòng)畫、影視特效制作等應(yīng)用中，粒子和流體是動(dòng)畫特效中常用的兩種方法，也一直是計(jì)算機(jī)數(shù)字媒體藝術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)，最終目的都是為了追求真實(shí)感的圖形與動(dòng)畫。目前在Maya三維動(dòng)畫制作軟件生產(chǎn)實(shí)際的特效場(chǎng)景時(shí)，粒子動(dòng)畫相對(duì)于基于物理的流體動(dòng)畫模擬較為容易和控制，所以應(yīng)用較為普遍。而從真實(shí)感角度而言如果能與流體的體積材質(zhì)表現(xiàn)相結(jié)合則是在特效的真實(shí)感和操控性上達(dá)到一個(gè)良好的平衡，所以本文首先研究Maya粒子和流體各自的特效處理，然后探索了一種可

2、行的連接兩者優(yōu)點(diǎn)的解決方案，取得了較好的效果。 本文的研究重點(diǎn)及主要成果有： 1．研究如何應(yīng)用粒子和Mel表達(dá)式結(jié)合模擬真實(shí)的自然界物理現(xiàn)象 在總結(jié)了Maya粒子動(dòng)力學(xué)模擬的優(yōu)勢(shì)與弱點(diǎn)后，提出最大實(shí)現(xiàn)粒子的可控制性，既不是單純靠粒子發(fā)射器發(fā)射粒子，也不單純用場(chǎng)來(lái)干擾粒子，而是粒子系統(tǒng)與Mel表達(dá)式結(jié)合。在龍卷風(fēng)的制作案例中，用立柱控制龍卷風(fēng)的外形，用表達(dá)式控制立柱上粒子的運(yùn)行軌跡，最后用貼圖序列來(lái)渲染龍卷風(fēng)的煙霧

3、效果，達(dá)到既可以控制龍卷風(fēng)外形的扭曲形態(tài)，又可以控制龍卷風(fēng)自身粒子貼圖的走勢(shì)。 2．研究能顯著影響流體效果的主要屬性并歸納流體模擬分類與屬性的關(guān)聯(lián) 研究Maya的流體動(dòng)力學(xué)算子，其中包括了Navier-Stokes方程的力學(xué)原理并探索Navier-Stokes方程在Maya內(nèi)置程序包中的要點(diǎn)，及其在Maya的流體動(dòng)力學(xué)柵格屬性中如何體現(xiàn)。并歸納了控制流體體積材質(zhì)表現(xiàn)的屬性定義。同時(shí)通過(guò)案例例證能顯著影響流體效果的主要屬性

4、及其之間的相互作用，對(duì)速度、溫度、密度的反應(yīng)及流體模擬分類與屬性的關(guān)聯(lián)。不過(guò)這種屬性定義一般很難對(duì)流體特效在動(dòng)畫上能有所實(shí)質(zhì)控制，所以在復(fù)雜的模擬實(shí)例時(shí)需要有進(jìn)一步的解決方案。 3．提出并實(shí)現(xiàn)了一種將粒子和流體組合模擬方法，兼具粒子的可控性和流體的表現(xiàn)性 根據(jù)粒子模擬和流體模擬的現(xiàn)狀，在前述的粒子模擬案例上嘗試將粒子與流體組合的方式來(lái)模擬特效：使用粒子表達(dá)式以及場(chǎng)等來(lái)模擬龍卷風(fēng)的動(dòng)態(tài)，使用流體材質(zhì)表現(xiàn)龍卷風(fēng)的質(zhì)感，并通過(guò)

5、Particle Info節(jié)點(diǎn)和表達(dá)式將粒子與流體之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)了既保有粒子和表達(dá)式的可操控性，又爭(zhēng)取在表現(xiàn)上能有流體的體積材質(zhì)效果。 4．該方法使用節(jié)點(diǎn)將流體與粒子的各類屬性交互，增強(qiáng)渲染質(zhì)量，最常應(yīng)用于厚重?zé)焿m動(dòng)態(tài)特效的模擬 在粒子系統(tǒng)中引入流體材質(zhì)這一方法吸取了流體本身的采樣方式，同時(shí)流體的容器的解算范圍在引入particle以后，流體容器被替換成了particle could的球體。通常流體只負(fù)責(zé)產(chǎn)生體積