7 Вещей,
которые нужно знать о частицах.
Системы частиц
встречаются везде. Их используют для
моделирования снега, взрывов, искр,
дождя, травы и многих других вещей,
которые сложно моделировать вручную,
но подчиняются общему алгоритму
поведения.
Системы частиц
являются просто набором частиц, которые
есть крошечные точки, которым можно
назначить любой вид, от частиц тумана,
до футбольных мячей. Это очень нужный
инструмент, для дизайнеров, в частности
для аниматоров и разработчиков
спецэффектов.
Они
добавляют реализма сцене или усиление
потусторонних эффектов. Если вы наблюдали
за высокобюджетными фильмами последние
лет 10, то как минимум один взрыв или
песчаная буря в них были сделаны в 3D.
Типы рендеров.
Рендеринг частиц
подразделяется на 2D рендеры
и 3D рендеры.
Преимущество 2D рендеринга
над 3D в
скорости и простоте, просто потому что
там нет 2х слойных сеток, полигонов и
прочего. 2D преимущественно
используется в движках, т.к. скорость
просчёта таких частиц достаточно высока
для приложений, использующих реал-тайм
рендеринг, таких как научные визуализации
или игры.
Рендеринг
3D частиц
более востребован и чаще реализуется
в таких пакетах, как Maya, 3ds max, Lightwave
или Softimage. В объёмной форме, частицы
имитируют поведение своих прототипов
из реального мира, что добавляет им
реализма. (отбрасывает точные тени и
отблески на объекты сцены). Реализация
подобных эффектов очень сложна в плоских
частицах, даже при использование
специальных приложений. Таким образом
дизайнерам частенько приходиться делать
тяжкий выбор между простотой и скоростью
просчёт плоских частиц и реализмом и
возможностями объёмных частиц.
Эмиттеры
Эммитеры «порождают»
частицы. Вы услышите такие понятия, как
«рождение», «смерть» и «жизнь» на жаргоне
разработчиков частиц. Эти понятиями
точно охарактеризована логика анимации
частиц. Частицы рождаются в эмиттере,
они изменяются по пути, они живут и они
умирают. Эмиттер зачастую описывает
важные параметры частицы, такие как её
движение и их время жизни.
Иногда разработчикам
приходится использовать разные типы
эмиттеров для разных задач. В основном
используются два типа эмиттеров: точечный
эмиттер, и эмиттер области (point emitters,
area emitters). Точечный эмиттер испускает
частицы из одной точки, а эмиттер области,
из обозначенной пользователем зоны
испускания. Для таких эффектов, как
выстрел из оружия или пыльно следа
из-под колёс точечный эмиттер подходит
больше всего, т.к. эти виды явлений имеют
точечное происхождение. Однака такой
эмиттер будет бесполезен при моделирование
снега, шторма или водопада. В этих случаях
нужен эмиттер области. Он излучает
частицы в каждой части той области,
которой он описан. Большие области
прекрасно удовлетворяют такие эффекты,
как снежные бури. Вместо того чтобы
ставить несколько точечных эмиттеров,
бывает достаточно установить один эмиттер
области. Бывают и другие типы эмиттеров,
как например в 3ds max’е - «Particle Array» (
массив частиц), который излучает частицы
с любой поверхности, очень удобный при
«взрыве» объекта, или когда пыль или
другие частицы надо поднять над
поверхностью, ориентируясь на её форму.
Частицы-билборд.
Такие частицы всегда
направлены в камеру. Это означает, что
под каким бы углом вы не смотрели на
них, они всегда будут направлены в
объектив. Другие параметры, такие как
вращение, масштаб и местоположение
влияют на то, как они выглядят относительно
поверхности, но при этом всегда остаются
ориентированными к камере. Они один из
самых распространённых видов частиц,
рендеринг которых (не?) вызывает проблемы,
т.к. они представляют собой квадратные
полигоны с прозрачными текстурами.
Большое значение билборд-частицы имеют
при рендеринге реал-тайм приложений на
любых современных GPU. (графических
процессорах)
Билборд-частицы, больше
всего подходят в ситуациях, кода объекты
находящиеся по ту сторону эмиттера не
важны для зрителя. Например, когда
частицы находятся над головой пользователя
или очень далеко, докуда камера не может
добраться проще всего использовать как
раз такие частицы. Дымящиеся трубы,
далёкие пожары, снег, дождь, и некоторые
виды искр, оптимальнее всего моделируются
билборд-частицами.
Вокселы (Voxels)
Термин воксель происходит
от «объёмный пиксель» ( volumetric pixel). Как
и пиксели они расположены в вертикальных
и горизонтальных измерениях, но к
вокселям добавлено дополнительное
третье измерение. Представьте себе
воксели, как блоки, собранные вместе,
где один воксель может перекрыть воксель,
находящийся под ним. Эта способность
необходима при использование вокселей
в качестве системы частиц, где прозрачность
и перекрытие являются важной частью
моделируемого явления.
К любым эффектам,
требующим высокой степени реализма,
таким как туман, огонь или взрывы,
подойдёт использование вокселей. Такие
пакеты, как Lightwave имеют встроенный
воксель рендер, а такие как 3ds max могут
быть дооснащены с помощью плагинов,
например всем известный FumeFX. Обычно в
3D пакетах не
бывает в стоке рендер воксел рендеров.
Metaballs
Теоретически,
концепция metaballs выходит за рамки этого
обзора, но в целом её можно охарактеризовать,
как самый скоростной симулятор жидкостей
и подобных ей веществ, например «лавы»
в лавовой лампы. Работать с ней достаточно
просто. Каждая её частица представляет
собой сфера, но до тех пор, пока они не
соприкасаются друг с другом. При сближение
таких частиц, между ними начинает
образовываться мост, и в конечном итоге
они образуют одну большую частицу. Этот
эффект выглядит очень натурально,
особенно при моделировании подающих
жидкостей. Metaballs также используются
при создание 3D моделей
объектов, особенно органики, таких как
животных или людей.
Жизнь частиц.
Жизненный цикл важная
составляющая общей модели, т.к. она
показывает что просходит с частицой во
время её существования. В реальной жизни
огонь состоит из нескольких частей:
огонь, копоть, дым. Иногда дым чёрный,
иногда белый, иногда он менят цвет от
одного к другому проходя через огонь.
Эти изменения могут быть смоделированы
анимированными материалами и настройками.
В эмиттерах обычно несколько настроек
жизненного цикла, такие как размер и
скорость, но они не не могут меняться,
будь то частицы пламени или чёрного
дыма. Это как раз тот случай, когда
применяются анимированные материалы.
Частицы могут менять не только цвет,
но и форму, они могут даже выглядеть как
анимированные объекты, например —
идущие люди. В рекламе и презентациях,
где подобная графика используются для
обозначения явления, такой способ очень
удобен.
Эфекты (эффекторы)
частиц.
Названия эффекторов
меняются в разных программах. В максе
они называются "forces”, в майе "fields”.
Их главное назначение — влиять на
поведение частиц. Обычно их назначение
— имитировать реальное поведение
частиц. Для этого в стандартных программах
и плагинах эффекторы используют симуляцию
гравитации, ветра, и в некоторых случаях
объектов отклоняющих или отталкивающих
эти частицы. Эффекторы частиц в сочетании
с настройками эмиттера и освещением
могут давать очень реалистичные (или
при желании — наоборот — очень
фантастичные) эффекты. Источник: www.pxleyes.com Автор: Ivan M (imsky.org) Перевод: Il-Jeep
| 