maya特效教程流体

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1、本书版权属于幸星国际动画学院所有 第4章 流体 流体是一种在力场的作用下不断改变形状的物质。 在 Maya 中它是模拟单一的真实物理 流体效果的技术。比如多种多样的大气，焰火，空间的二维和三维的填充，以及粘性流体等 效果。 流体通过特定的材质还可以实现开放的海洋特效， 并可以和漂浮在其中的物体产生互 动。 利用流体可以制作各种各样的特效效果，Fluid Effects 是每个特效制作者的必学功课， 图 4-1 便是各种流体特效的效果。 图 4-1 流体特效图 本章主要内容： 流体介绍与基础参数。 本章本章学习重点学习重点 认识流体在 Maya 特效中的重要性以及实际制作中流体的作用 全面了解流

2、体的基本参数。重点掌握部分关键参数 充分认识到流体特效与粒子特效的区别 本书版权属于幸星国际动画学院所有 1.1. 流体基本属性 在制作流体特效之前，本节先介绍一下流体的基本属性。 1.1.1. Maya 流体的分类 1. 动态流体 动态流体按照自然规律来模拟的真实的物质流动。它严格按照斯托克斯方程（将在 4.4 节中介绍）来求解，通过力场的变化来造成物质流动的效果。它是最普遍也是最主要的流体 形态。动态流体可以和几何体，粒子等产生互动，也可以被指定纹理。动态流体需要解算， 所以要比静态流体慢。通常动态流体用来模拟火焰、烟雾和水等效果。 2. 静态流体 静态流体不使用斯托克斯方程来模拟流体运动

3、。 它依靠纹理的动画或者是其他的关键帧 技术来完成动态效果。它不需要解算，所以比动态流体快。静态流体通常用来模拟云和远景 雾等效果。 图 4-2 动态流体和发射器 图 4-3 静态流体（中心梯度） 另外，Fluid Effects 中的开阔水域效果也可以算作一种特殊的流体。它依靠海洋材质来 实现效果，如图 4-4 所示。这与通常意义上的流体有本质的区别，因此海洋效果在这里不做 归类。 图 4-4 海洋系统 本书版权属于幸星国际动画学院所有 1.1.2. Maya 流体的基本概念 在学习制作流体之前， 首先需要认识流体容器和流体发射器， 本小节就将介绍流体的这 两个基本概念。 1. 流体容器 M

4、aya 中的流体只能存在于容器内 （海洋效果例外） 。 流体容器是一个二维或者三维的边 界，它限定了流体存在的空间。流体发生的所有变化都在这个空间之内。超出空间的部分， 会被强制切除。当然，我们可以通过限定边界来最小化流体容器带来的限制。 没有容器就不会有流体，有流体就一定会有容器。容器好比杯子，流体好比杯中的水， 容器是流体存在的先决条件。 a) 2D 流体容器 b) 3D 流体容器 图 4-5 流体容器 2. 流体发射器 Maya 中的动态流体是需要发射器来实现的。流体的发射器类似于粒子发射器，它可以 作为一个“源”产生流体。或者作为一个“黑洞”来吸收流体。建立发射器是直接产生流体 的唯一

5、方式。 a) 球形发射器 b) 圆柱发射器 本书版权属于幸星国际动画学院所有 c) 圆锥发射器 d) 点发射器 图 4-6 3D 流体容器和发射器 1.2. 流体命令介绍 下面将介绍 Maya 菜单栏中关于流体的两个菜单： Fluid Effects （流体特效） 菜单和 Field （场渲染效果设定）菜单。 1.2.1. 流体特效菜单 将 Maya 状态栏切换至 Dynamics 动力学标签， 主菜单中便会显示 Fluid Effects 菜单， 如 图 4-7 所示。 图 4-7 流体特效菜单 图注： Create 3D Container 创建 3D 流体容器； Create 2D Co

6、ntainer 创建 2D 流体容器；Add/Edit Contents 添加/编辑关联；Create 3D Container with Emitter 创 建带发射器的 3D 流体容器；Create 2D Container with Emitter 创建带发射器的 2D 流体容器；Get Fluid Example 获取流体实例；Get Ocean/Pond Example 获取海洋池塘实例；Ocean 海洋系统；Pond 池 塘系统； Extend Fluid 扩展流体； Edit Fluid Resolution 编辑流体分辨率；Make Collide 创建碰撞；Make Moti

7、on Field 创建运动场； Set Initial State 设置初始 状态；Clear Initial State 清除初始状态；Save State As. 保存状态为；Create Cache 创建缓存；Append to Cache 添加到缓存； Replace Cache Frame 替换缓 存；Truncate Cache 截取缓存；Delete Cache 删除 缓存。 本书版权属于幸星国际动画学院所有 其中有几个命令有子级扩展命令， 图 4-8 即 AddEdit Contents （添加编辑内容命令） 的子级命令组，如图 4-8 所示。 图 4-8 添加编辑关联扩展命令

8、 Ocean（海洋系统命令）的子级命令组见图 4-9。 图 4-9 海洋系统扩展命令 Pond（池塘系统命令）的子级命令组如图 4-10 所示。 图 4-10 池塘系统扩展命令 1.2.2. 场渲染效果设定菜单 接下来介绍 Fields（场渲染设定）菜单，如图 4-11 所示。 图注： Create Pond 创建池塘； Create Wake 创 建波浪； Add Pond Surface Locator 添加表面定 位器；Add Dynamic Locator 添加动力学定位 器；Add Boat Locator 添加船定位器；Add Dynamic Buoy 添 加 动 力 学 浮 标

9、； Float Selected Object；Make Boats 创建船；Make Motor Boats 创建电动船。 图注：Create Ocean 创建海洋；Add Preview Plane 创建预览平面；Create Wake 创建波浪；Add Ocean Surface Locator 添加海洋定位器；Add Dynamic Locator 创建动力学定位器；Add Boat Locator 创建船定位器；Add Dynamic Buoy 创建动力学浮标；Float Selected Object 漂浮选择物体；Make Boats 创 建船；Make Motor Boats

10、创建电动船 图注： Emitter 添加发射器； Emit from Object 添加物体发射器； Gradients 添加梯度； Paint Fluid Tool 流体笔刷工具；With Curve 曲 线；Initial States 初始状态。 本书版权属于幸星国际动画学院所有 图 4-11 场渲染效果设定菜单 在流体系统中，流体可以被外在的力场驱动。用户可以按照实际需求选用需要的力场。 在动力学系统中，场是通用的，即对流体、粒子和刚体都起作用，而且效果是一致的。关于 场的具体用法，请参考第 2 章粒子动力学相关部分。 1.3. 流体的属性编辑器 为了方便介绍，本书此处以 3D 带发射

11、器的流体容器为例，通过 Fluid Effects Create 3D Container with Emitter（创建 3D 流体容器和发射器）命令创建如图 4-12 b 所示的 3D 流 体容器。 a) 选择 Create 3D Container with Emitter b) 在视图中生成一个 3D 流体容器 图 4-12 创建 3D 带发射器的流体容器 图注： Air 风场； Drag 阻力场； Gravity 重 力场；Newton 牛顿场；Radial 放射 场；Turbulence 紊乱场；Uniform 统 一场； Vortex 漩涡场； Volume Axis 体 积轴场

12、；Use Selected as Souce of Field 使选中物体作为源力场； Affect Selected Object(s) 作用于选中物体 本书版权属于幸星国际动画学院所有 图 4-13 流体属性编辑器 在该流体容器被选中的前提下， 使用键盘上的快捷键 Ctrla 打开它的属性设置选项盒， 如图 4-13 所示。接下来，本书将详细介绍流体属性的各个卷展栏。 1. Container Properties（容器设置） 容器设置卷展栏如图 4-14 所示，其中的选项分别介绍如下。 图 4-14 容器设置卷展栏 （1） Resolution 分辨率 分辨率控制流体容器的精度， 直观表

13、示是一个个小网格。 流体容器的细节取决于分辨率， 图注： Container Properties容 器 设 置 ； Contents Method 关联模式； Display 显 示； Dynamic Simulation 动力学模拟设 置； Contents Details 关联设置； Density 密度； Velocity 速度； Turbulence 紊乱； Temperature 温度；Fuel 燃料；Color 颜色；Grids Cache 网格缓存；Surface 表面；Shading 着色；Color 颜色； incandescence 白炽；Opacity 透明； Matt

14、e Opacity 遮罩；Shading Quality 渲染质量； Textures 纹理； Lighting 灯 光。 本书版权属于幸星国际动画学院所有 该值越高细节越多， 但是相应的解算和渲染时间也更长。 分辨率的单位是体积像素 （voxel)， 它是矢量值。如图 4-15 所示，底部网格线直观地显示出了分辨率（当前分辨率是 3030 30） 。 图 4-15 流体容器的分辨率显示 （2） Size 尺寸 尺寸定义了流体容器的大小。 Size 值的大小直接影响细节， 而正常情况下将对象设置为 一组后再进行缩放不会影响细节。 例如， 烟囱冒出的烟雾和香烟冒出的烟雾之间的区别就是 大小不同，

15、而细节上很明显是烟囱的烟更多。Size 可以被指定纹理，并通过贴图控制。 （3） Boundary 边界 边界定义了流体在接近流体容器边界时的衰减模式，如图 4-16 所示，其中该选项下拉 列表的各选项如下所示： None：开放边界。在这种模式下，流体容器的边界不会对流体产生作用，经过的 流体直接被切除掉。 Both Sides：双面封闭边界。在此模式下，边界会像墙一样阻挡流体，使流体被强 制限定在容器内。 -NN side：单向封闭边界，不封闭的一端采用 None 模式衰减。这里的“N”可以 是 XYZ 轴向。 Wrapping： 循环边界。 这种模式下， 流体到达边界后会从该边界对应的另一

16、边出来。 本书版权属于幸星国际动画学院所有 a) Both Sides 封闭边界 b ) Y，-Y 单向封闭边界 c) Wrapping 循环边界 图 4-16 各种衰减模式下的流体效果 此处需说明一下，2D 流体容器属性编辑器的容器设置卷展栏里会有一个区别于 3D 流 体容器的选项Use Height Field 使用高度场，它是 2D 流体专用的。可以将 2D 曲面绘制 成高度场而并非平坦的平面，可以实现某些效果。同时开启此项后会使渲染速度加快，如图 4-17 所示。 图 4-17 2D 流体容器的属性设置卷展栏 2. Contents Method（关联模式） 下面将学习第二个 Contents Method 关联模式卷展栏，如图 4-18 所示。 本书版权属于幸星国际动画学院所有 图 4-18 关联模式卷展栏 关联模式类似一个属性开关。 打开后相应的模块就会被激活。 每个属性开关都有图 4-19 中下拉列表里的几个属性。 图 4-19 关联模式卷展栏下各个选项的下拉列表