|
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）。' M) }6 P9 e% c; E2 n2 n) C& B ) B, @7 }3 W8 e2 ~* V- @# a% i7 o: M* b 1.墙壁的创建。2 _# ^ Q, u/ R8 x 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。 |4 y5 s8 x1 r' L Maya制作模型碎片的一些方法：) I- [4 I! M& e" Y& q# D& N （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。! B$ s$ z1 Q# t9 J* X （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）。 @+ S# W& w: D& W" v( Z' R4 e 7 j1 E" ]1 ?7 @- m7 W ; J8 O3 C& u$ u- Z# P l* d' x9 I : i9 Y) `1 {" M* w7 ]& d （3）使用内核布料系统的布料切割，不过碎片会比较整齐。 （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。8 J) Q0 ]: v3 v5 w- e: ` （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。 这里，我所进行的步骤如下：) j6 K' J' {9 n. j2 q* ]% v( k7 r+ _ （1）使用CutFacesTool将面片切割为几大块；9 X' R3 h2 K8 P) N e3 l : \, Y# y6 {1 g7 G+ m. E/ P （2）对撞击中心的区域模型进行细分操作：EditMesh->AddDivisions； （3）删除所有碎片的历史，对细分后的碎片执行：Effects->CreateShatter（粉碎）；' P# h7 W; B$ W# g* ~: O# O 2 f4 ` }; d) j( e, |1 l- } （4）全选整个墙体模型，执行Extrude（挤压）命令，制作出厚度； , }4 R6 d& |# ], \/ v! z) h6 L9 ^& ? （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；9 v& C9 J) {& K$ A* _2 d& U （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）； （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。( F3 h- C) b) i& C & Q* `) q2 N; W' R7 k* G ! p& t8 s: h2 B$ H （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。 5 x! p. {) x8 ^; 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……）。 4 u' R# B( G' S4 K4 v+ x: C 4 I/ O1 T/ i4 o O6 K% p 2.其他场景物体。斜坡，地平面，小车，大铁球。6 { |# {' O$ M8 {9 G% Z* v 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）。 ) T7 y, d- u0 S8 j7 p 4.赋予包裹物体刚体属性。 ! W/ _' M4 L5 e' k! ] 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） ImpulseZ（Z轴向的推力）：-10（抵消部分总摩擦力） Mass（质量）：500% Q7 g/ L4 d6 Y- r! O: a Bounciness（弹性）：0.3 ) W& Z4 T; F# Q' l( D 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。 [ i* o) B* u6 }& n, j+ } ; H l, P0 {! v( _' ^6 `' K 6.对地面创建被动刚体。 , D8 l6 l4 d1 R6 k$ l & V2 P6 `& D+ V( c9 {$ @$ C 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。) v$ l- T6 L$ @5 [/ X 球体刚体属性参数设置如下：$ B* I% h% r4 d1 M% C5 v" }# A Mass（质量）：1000 Bounciness（弹性）：0.13 |% F! m+ ?& O1 k N * P2 h D7 s5 K! R2 ~$ [ ' i& Y1 f( J7 k- `4 J( ~& ^& B 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）。 + M$ ~! g& d& n% x5 |, J% c 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。 # {& R0 R F, J7 W7 S & ?4 U2 h* o9 K# S7 N" n4 P + s/ S; L# j, d. m8 n" ] 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。 % | j; e3 p% [/ k 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）: （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。( j% ] b! e0 U: G/ z G' ^ （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。 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； 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；3 _: a' X, R% g \5 M" J/ G0 s 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；) o* Q5 j) e2 e0 V; s 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。- Y4 a. L9 R' Q; N* X6 x 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。, U m) y) `7 c$ b1 n. Q （1）全选墙壁的各刚体几何体，执行CreateActiveRigidBody；/ m2 W3 {7 N, z, d （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）： Mass（质量）：203 A9 B7 B; Y3 _, s6 N/ K Bounciness（弹性）：0.1 StandIn（替代）：Cube（为了正确解算，最后我还是设为了None）! K, _! X$ h, {8 M$ W4 K ' Z% i6 M- `& T. Q3 P# d （3）保持刚体全选，执行Solvers->SetRigidBodyInterpenetration（设置刚体穿插）； （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）。 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 ^3 a- \. N( t! D# l' q 1 I3 P! T# n! Q （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。 : z8 H% j3 P% C3 a9 V! ^ 6 f8 `9 h; K# ~# s5 r( 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。 / X+ A* t- |2 v2 W# U1 _* ` A ; H0 F: ^: o/ q 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。 8 z7 e& g/ C! N9 N1 X 8 Y9 `% v" Q( N2 R+ X6 M; {- v# J* D （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。 （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。 ! V% x8 [4 H3 W- O7 Z! L3 s) M 2 }9 |9 Q4 F8 s/ L% f; K# A% J 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）。 2 C, N2 f! ~& C9 \ （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。 *国际惯例，将关键帧的总长度压缩为一半左右。 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。) {" N8 n/ |5 u0 [4 T 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）。 % j3 f$ A H; a' B% f% l. m $ u. B0 L# z' a" G2 I 15.技术点总结：7 O7 O8 }! `2 O3 s' s: K8 p4 R 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