|
现在我们来弄一个比较复杂的刚体动力学特效。一个大铁球撞破墙壁，一辆路过的小轿车被碎石击中，然后变向（危险行为，请勿模仿）。1 M# @% M8 x W 8 Q4 ]+ r( x$ X Z4 j B# Z1 r5 g- \ W8 I( ^ ! ]: H: C @0 u9 ^1 D- f7 D3 e$ t 1.墙壁的创建。 这里就不与BlastCode这样专业的破碎插件进行比较了，我使用Maya最平常的方法创建出即将破碎的墙壁。( \9 K3 x) ]9 N' B Maya制作模型碎片的一些方法： （1）使用CutFacesTool对模型进行直线切割。这种方法可以得到很规整的模型，尤其可以应用于复杂几何体的切割，不过缺点就是操作繁琐。 （2）使用SplitPolygonTool在简单的平面上描绘出裂痕，然后使用提取面命令分离这些面（执行Extract命令前KeepFacesTogether要先去掉勾选）。 / b* |( h+ |! F' ?3 j （3）使用内核布料系统的布料切割，不过碎片会比较整齐。$ Y/ l, A9 _- U8 ~8 P （4）使用Dynamics动力学模块下Effects菜单的Shatter。此命令要求模型无历史，且材质不能太复杂，在圆弧表面的几何体上容易发生形变。 （5）使用SplitVertex切分点工具。此命令会将点周围的边全部分离，与布料的切割类似。 （6）使用自定义的色块贴图，执行贴图转几何体命令（TextureToGeometry），然后提取面分离。这是最省事的方法，可控性也高，不过太复杂的贴图Maya会需要大量的运算时间。与BlastCode插件的破碎贴图有点类似。$ i$ \' x* d# ^; ~ 这里，我所进行的步骤如下：) G1 D/ F0 r1 F, S3 h （1）使用CutFacesTool将面片切割为几大块； 9 t3 Y1 j( v/ X （2）对撞击中心的区域模型进行细分操作：EditMesh->AddDivisions； o$ X1 d; H2 Q4 v 0 d# y: ~3 l( L7 v( E# M （3）删除所有碎片的历史，对细分后的碎片执行：Effects->CreateShatter（粉碎）； ! a# F! N' S+ V （4）全选整个墙体模型，执行Extrude（挤压）命令，制作出厚度；, F+ p& q1 g! M1 K4 Y 9 P5 |) j7 t1 h8 `8 ^* b/ i & u# m+ f+ i0 u （5）全选整个墙体模型，执行Combine（合并）命令，合并为一个物体以方便编辑UV； . I1 t7 n- e8 ?' l! H3 Y （6）选择这个合并后的模型，使用一个平面的UV贴图投射PlanarMapping（如果也需要对模型的厚度进行单独UV展开，可以在侧视图选择这些模型面后进行AutomaticMapping）； 2 s7 d) z$ d# K X' o G, l: O （7）选择模型，执行Separate（分离），再次将模型分离为独立的小块，然后删除所有历史。 & V8 E4 |8 g1 J6 X （8）除了删除操作历史，冻结坐标（FreezeTransformations）和轴心居中（CenterPivot）也是很重要的操作。如果你在执行刚体解算时发生异常（如碰撞后刚体方向，旋转或大小很不合理的变化），那么最大的可能就是刚体物体或者其所在的组的变形属性（位置，旋转，缩放）的初始态有数值变化。: j8 S( i2 j4 x2 g! ` B; A （9）赋予模型贴图。与常规的模型贴图是一样的，没太多需要说明的，不过要注意的一点就是：由于是会产生动力学动画的物体，因此不可使用3D纹理节点进行贴图（谁用谁知道……）。$ H$ Q$ T2 p5 j a$ q8 Z . g5 X$ P8 p7 w' W& \2 q$ M : p. }0 ]4 Y2 f$ m9 I* W" r 2.其他场景物体。斜坡，地平面，小车，大铁球。 - {; A" p; |1 T3 D6 b/ R 3.制作包裹物体（刚体代理）。刚体的模拟是很耗费资源的，尤其是过于复杂的模型。配合分层渲染，我们应尽可能的优化刚体的解算。包裹物体就是参考复杂模型的基本外观，制作出一个简单的多边形几何体；将复杂模型作为包裹物体的子物体，然后在渲染的时候排除包裹物体（方法很多，最简单的就是将该包裹物体放于物体层中，设置层选项为Template参考模式－T字母标志；不过如果使用的是MentalRay渲染，就需要使用渲染过滤，因为MR不支持参考模式的层设置）。4 F! X$ W* Q* E! t# {# B + L/ H. ?* E" l z 4.赋予包裹物体刚体属性。' P- x. S: I; s; A 6 Q/ d& R5 `0 h, c+ m% H & `5 J# y5 j: U9 G p 包裹物体刚体属性参数设置如下： InitialVelocityZ（Z轴向的初速度）：-20（负号表示朝Z轴的相反方向运动）& B1 m9 {, ^2 V4 H ImpulseZ（Z轴向的推力）：-10（抵消部分总摩擦力） Mass（质量）：500" u s1 R' o7 P8 n- J+ T2 h# z; M Bounciness（弹性）：0.3 5.动力场连接。选择车的包裹物体，执行Fields->Gravity，将重力场增加至刚体解算中。 * h, o( E' X" S. f' t1 m$ ^' L* ^ 3 _4 f2 S2 g) c7 x, O" U* } 6.对地面创建被动刚体。 % _! g0 n1 m4 ^0 l/ i - q x% g0 s% U# s1 ?7 U9 T: d 7.刚体约束。选择墙壁后的球体，执行CreateNailConstraint（创建钉子约束）。创建约束或动力场连接时，Maya会自动将几何体转为刚体属性，所以可以跳过赋予刚体属性的步骤。 球体刚体属性参数设置如下：# O! ] ?$ v8 N7 ` Mass（质量）：10007 M1 P# q* @4 F* e$ f Bounciness（弹性）：0.1 0 L. N% x) y5 \) j; k/ G* S9 n 3 K. u8 V* C+ H9 G; H3 ? 8.设定初始位置。可以使用风场将球体吹至一定高度后，再将此位置的球体设置为初始态InitialState；这里我使用一个NURBS曲线圆圈进行定位，直接移动球体的位置（钉子约束点位置不变）。 ' O( U9 Z$ \2 b+ ^# n4 u 9.手动将刚体与场景中已存在的动力场进行连接。选择球体，执行Window->RelationshipEditors->DynamicRelationships（动力学关系编辑器），点击Fields栏下的GravityField，当文字背景为默认的橙色时表示所选物体已经受重力场的影响。 # S+ t8 U% \- T+ ^7 N3 e 10. 测试场景。为使小球穿过墙体撞击小车，根据需要改变小车的初速度或推力。因为总摩擦力与小车的质量有关，因此初速度的能量消耗程度取决于物体质量和摩擦因数的大小。5 B7 U8 a! B, M4 K! I0 P7 }9 I 11.墙壁刚体的制作――由于墙壁有较多的碎片小块，因此我将它留到最后再制作。全选墙壁物体，执行CreateActiveRigidBody。此时最好不要播放场景动画，因为基本上都会卡机，甚至Maya崩溃。 解决方案（任选其一）:; R, e* H9 C% j. c+ [ （1）缩小所有刚体，使它们之间具有一定间隔，并修改刚体解算器下的参数值－步长和碰撞容差。& e- |; V z( I （2）设置刚体代理－方体和球体，降低解算质量。 （3）设置碰撞层。 （4）设置穿插属性。* [3 @# \$ J H c 如果撞击发生在很短的一瞬间，且镜头上不会过多的停留在碎片的飞行中，那么可以使用方案（4），这是快速实现效果的最优选择；/ ]) X- Y. O' K; u" M1 k/ r 如果镜头不会停留在撞击点上（或者距离较远，可以忽略模型块的间距），我们可以使用方案（1），这可以较为完美的实现碎片飞行中的碰撞；$ w) R! {1 t; |1 } 如果碎片较为规则，接近于方体，可使用方案（2）刚体代理来完成；0 C; I4 D, T) }9 u+ C, `- I$ q 如果你需要对不同区域的碎片进行碰撞设置，方案（3）则可以考虑，我们可以将之理解为方案（4）的扩展。 有时由于一些画面视觉的要求，我们需要同时将多种方案应用于一个场景动画中，但往往还是难以达到理想的动力学解算效果。此时，我们可以对个别物体的烘焙关键帧进行细节动画的调整；如果工作量太大，对碎片进行分层渲染来避免穿插镜头也是可以考虑的。 12.选择方案（4）进行。一般撞击后飞行的碎片之间的碰撞不会太多，这里我直接忽略（谁叫我使用的是一个过时了的笔记本……效率优先），遇到穿插时我更倾向于对烘焙了关键帧的物体进行个别处理。 （1）全选墙壁的各刚体几何体，执行CreateActiveRigidBody；6 r" \- T/ D( Y6 `8 j: X （2）保持刚体全选，点击右边通道栏SHAPES下的RigidBody节点，展开属性列表，直接修改参数值如下（所有选择物体的相同属性都会被同时修改）：$ R, T" I$ P2 ~ Mass（质量）：200 ?+ d; l6 q1 Z# Q. V, V9 L Bounciness（弹性）：0.1! R, b# l1 x/ b9 P% `; T StandIn（替代）：Cube（为了正确解算，最后我还是设为了None）2 X; _+ y5 M7 F" Y$ h 5 O. C6 w' a7 w3 Y1 t# t' v. J. c0 ^ （3）保持刚体全选，执行Solvers->SetRigidBodyInterpenetration（设置刚体穿插）； ! @% c. q$ |: ]# | # I3 E. |' G0 Z& [ （4）选择最下面的几何体，将通道栏中的Active改为Off（输入0，回车即可）。. J# {8 G/ ]4 u L 因为底部几何体不参与动力学解算，此步操作将所选几何体变为被动刚体，可避免它们与被动刚体地面的穿插（或者你也可以将它们与地面设置刚体穿插）－被动刚体间不会出现解算穿插的问题。, @5 b8 N7 R7 n; j6 ^0 j0 v $ b9 _4 p$ e Q8 K6 ~ （5）设置了刚体间的穿插，可以获得流畅的动力学解算效果，并且除了刚体碎片间的碰撞，它们与场景中其他刚体的碰撞还是会被真实的解算出来。如果仍打算将解算质量降到最低来提高解算速度，可以将所选刚体的通道栏的StandIn设置为Cube，并将刚体解算器RigidSolver节点的StepSize（步长）和CollisionTolerance（碰撞容差）数值提高，而RigidSolverMethods设置为MidPoint。 / L/ D- n+ R8 B+ S+ i) q8 }3 F% w 3 u7 K$ B) u) ]% o# C, c' b （6）播放场景动画进行测试。当动画达到预想效果，对墙体刚体设置重力场。 7 g0 K! W9 l6 u: q' d2 x8 o 在碎片被撞击飞出之前，我不打算让它受到重力场的作用而运动，因此我需要加入一个新的重力场，并对力场设置关键帧：将重力场的Magnitude（强度）设置为0；在发生撞击的那一帧设置关键帧（KeySelected），然后在下一帧更改Magnitude数值为9.8并设置关键帧。5 u" U5 x% ~2 `' @) j 5 @, @) S! X H( V& W 6 ~& L, z1 x$ I# i. k 9 f0 Y3 l" H8 n; f* @2 |& k 3 n% _+ s5 K# E （7）选择那些不打算参与解算的模型，将它们通道栏的Ignore设置为On。, Y% H3 a! a- H( x" F ( `+ _: V# f* B z* Q1 E# f# Z$ A （8）播放动画，发现碰撞区的一些碎片与剩余的墙体发生穿插。 要解决这个问题，可以选择这些刚体，恢复它们的碰撞属性（SetRigidBodyCollision）――如果恢复的刚体太多，那又回到了设置穿插属性之前；根据镜头需要，常常需要进行分层渲染或调节烘焙关键帧来解决物体穿帮的镜头（华丽的特效是要慢慢磨出来的）。 3 ?' `2 Z. N$ t+ A j' l0 `! { （9）当动画效果基本达到，烘焙动力学模拟的关键帧（BakeSimulation），然后删除所有刚体属性。! G; E( O5 R% s *国际惯例，将关键帧的总长度压缩为一半左右。) m4 o( o& a. [& ?, O- X. E " }* S D9 `9 {7 z% t" r / t9 F: J2 K4 k 13.设置镜头及灯光，渲染。当加入一些粒子特效（3D粒子或平面粒子）及碎片飞行的运动模糊，并在后期合成中完成震镜效果，一个很酷的撞击特效也就产生了。以下使用平面粒子软件ParticleIllusion素材中的一个简单烟效进行合成的效果演示。6 _# r. R* o6 T6 \; U: N 14.最终效果（太大图片网络观看会比较卡，因此设置为低质量的GIF图片）。* y4 W3 _3 ^2 M; |3 W ; A! Q; p% H! A. e6 ~ 5 |+ @% O. s8 V. P6 M' N- ~0 y& n 15.技术点总结：# Q8 p( J/ a+ r: D5 z# x1 C0 {$ u 切割物体－设置刚体属性－添加力场和碰撞－设置刚体穿插－烘焙动力学关键帧 |
评分
TA的作品
TA的主页
你可能喜欢
全部评论3