Volumetrický kouř v 3ds max - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

kour

kour

20. ledna 2004, 00.00 | AfterBurn je mocný nástroj na tvorbu volumetrických efektů. V následujícím tutorialu uvidíte, jak s jeho pomocí vytvořit kouř.

Kouř patří mezi efekty, které nemusí být na první pohled nijak ohromující jako například exploze, ale pokud člověk chce, aby kouř vypadal pořádně, není jeho tvorba záležitost na pár minut.

Existuje řada klasických způsobů, jak vytvořit kouř a také existuje několik nástrojů specializovaných právě pro tento účel. Jeden z nejpoužívanějších nástrojů je plugin AfterBurn, jenž často používají i velká studia při tvorbě efektů do velkých Hollywoodských filmů. V následujícím tutoriálu si ukážeme, jak vytvořit kouř právě pomocí tohoto nástroje.

Možná si říkáte, proč používat drahý plugin, když pomocí částic a materiálu lze také vytvořit poměrně kvalitní kouř. Pravda, pomocí namapovaných částic lze vytvořit kouř, ale co když budete chtít kameru přiblížit nebo dokonce s ní budete prolétávat kouřem? Zde již klasický způsob nebude dostačující a budete potřebovat opravdový 3D volumetrický kouř.

Abyste měli představu, o čem mluvím, tak na následujícím obrázku se můžete podívat na výsledek, ke kterému se dopracujeme. Netvrdím, že se jedná o maximálně realistický efekt. Snažím se vám jen ukázat jeden ze způsobů, kterými lze podobného efektu dosáhnout. Je pak jen na vás, jak si tento postup osvojíte a přizpůsobíte vašim potřebám.

AfterBurn pracuje pouze s částicovými systémy, takže začneme tím, že si jeden vytvoříme. Pro tento účel bude stačit obyčejný SuperSpray, takže ParticleFlow můžete tentokrát nechat v klidu spát. Vytvořte tedy SuperSpray a nastavte ho podle následujících obrázků.

V nabídce Basic Parameters můžete vše ponechat v původním stavu. Rozptyl částic zde nastavovat nemusíte, protože to za vás udělá vítr, který k částicovému systému přiřadíme později.

V nabídce Particle Generation již nějaké úpravy budou.

Particle Quantity nastavte na Rate a zadejte hodnotu 25, což vytvoří dostatečně hustý kouř.

Speed nastavte na 1,5 a Variation na 25%, abyste dosáhli jisté variability v rychlosti jednotlivých částic.

V Particle Timing nastavte Emit Start na –200. Tím začne vypouštění částic dříve, než samotná animace, takže v animaci bude zachycen již dávno probíhající pohyb.

Emit Stop a Display Until nastavte na 100, protože máme pouze 100 snímkovou animaci. Pokud budete mít delší úsek, je potřeba tomu přizpůsobit i tyto hodnoty.

Life jsem v tomto případě nastavil na 150. Většinou je potřeba zkoušet různé hodnoty metodou pokus/omyl a podle výsledku se rozhodnout, protože nikdo nedokáže odhadnout přesné hodnoty, které vytvoří požadovaný výsledek.

Variation nastavte opět na 25%, abyste do předchozích hodnot vnesli trochu potřebného chaosu.

Hodnoty jako Particle Size nebudou nutné, protože částicový systém nakonec schováte a bude vidět jen efekt vytvořený AfterBurnem.

Nyní byste měli vidět něco podobného jako je na následujícím obrázku a možná si říkáte, že to moc jako kouř nevypadá.

Přidejte tedy do scény vítr (SpaceWarps/Wind) a nastavte podle následujícího obrázku.

Nepotřebujeme žádný uragán ani bezvětří, takže nastavte Strength na 0,01, čímž vytvoříte takový střední vítr. Připomínám, že hodnota je nastavena pro tento konkrétní příklad a závisí také na rychlosti pohybu částic. Pokud by se částice pohybovaly rychleji, byla by potřeba i větší síla větru, aby je ovlivnila tak, jak je potřeba.

Dále zde máme hodnoty Turbulence, Frequency a Scale. Nebudu se rozepisovat o tom, jak která z nich funguje, protože ke konkrétním číslům se zde opět nejlépe dopracujete metodou pokus/omyl. Já jsem se touto metodou dopracoval k těmto hodnotám, ale pokud se vám výsledek nelíbí, můžete sami zkoušet různé kombinace.

Zde vidíte, jak vítr ovlivnil částice

Tím bychom měli za sebou první část tvorby kouře. Nyní přichází čas na opravdovou zábavu a to je tvorba samotného volumetrického efektu. Otevřete si tedy okno Environment a do seznamu přidejte nový AfterBurn efekt.

V nejvyšší části nabídky máte volbu možnosti vykreslování (Rendering Type). Pro rychlejší vykreslení pokusných renderů můžete použít Octane Shader, kde uvidíte tvar daného efektu. Pro plné vykreslení efektu včetně nasvícení a stínů však musíte použít Raymarcher, který je sice velmi náročný na výpočet, ale výsledek odpovídá obětovanému času.

Na následujícím obrázku vidíte nastavení v nabídce Illumination/Shading Parameters a Color Parameters.

V Shadow Tracing zaškrtněte políčka Shadow Cast, Shadow Receive a Self Shadows. Ostatní hodnoty můžete ponechat, snad jen s výjimkou Shadow Opacity, kterou nastavte na 0,5, čímž vytvoříte jemnější stíny.

V Shading nastavte Shading Type na Lambert a Normals na Shape. Ambient Color jsem nastavil na gradientní barvu, která odpovídá pozadí. Pokud budete mít jinou barvu pozadí, bude potřeba nastavit i jinou barvu zde.

Ostatní položky můžete přejít a pouze v nabídce Color Parameters nastavte Color 1 na barvu, kterou má mít váš kouř. Já jsem v tomto případě zvolil bílou s přechodem do šedo-modré.

Pokračujeme do dalších částí nastavení v nabídce Particle Shape/Animation Parameters a Noise Shape Parameters, kde se dostáváme k nejdůležitější části efektu a to k vytvoření jeho tvaru.

K pochopení následujících kroků je potřeba si rozebrat a prozkoumat chování reálného kouře. Ten vychází z úzké trubice a postupně se rozšiřuje a slábne. Tudíž je potřeba nastavit efekt tak, aby se velikost jednotlivých částic zvětšovala a samotný efekt aby během animace slábnul.

AfterBurn pro tyto účely nabízí tzv. AFC neboli Animation Flow Curves, které dokáží měnit určité hodnoty v závislosti na jiných hodnotách, jako například Particle Age.

Low Value u Sph. Radius nastavte na 2, aktivujte AFC křivku (kliknutím pravým tlačítkem na ikonu a zvolením Enable), políčko vedle AFC ponechte nastavené na PA (Particle Age) a nastavte Hi Value na 40 a Var% na 25. Sph. Radius udává poloměr koule, která se vytvoří kolem každé částice, takže při vzniku částice bude poloměr 2 a při zániku částice bude poloměr 40. Particle Age jste nastavili na 150, takže kouli potrvá 150 snímků (+- 25% díky nastavené variabilitě u Particle Age), než se zvětší ze 2 na 40. Navíc variabilita nastavená zde u Sph. Radius vytváří variace u poloměrů koulí jednotlivých částic, takže nám přidává na celkové nepravidelnosti efektu. Tím jsme ovšem ještě neskončili. Klikněte na tlačítko AFC a zobrazí se vám nové okno s danou AFC křivkou. Aby nebylo zvětšování poloměru příliš rovnoměrné, změňte křivku podobně jak vidíte na následujícím obrázku.

Nyní můžeme přejít do nabídky Noise Shape Parameters. V Size nastavte Gain na 0,9 a Bias na 0,5 a Type nastavte na Fractal. Opět jsem se k těmto hodnotám dopracoval oblíbenou metodou pokus/omyl, takže si zde můžete zkusit různé kombinace a výsledky sledovat v malém preview okně s okamžitou odezvou.

To by bylo vše pro Noise Shape a můžete přejít do nabídky Noise Animation Parameters.

Zde jsou poměrně důležité hodnoty pro nastavení hustoty, která by se měla u našeho kouře postupně snižovat a také je zde nastavení animace celého efektu.

Low Value u Density tedy nastavte na 1, aktivujte AFC křivku, nastavte ji na Particle Age a Hi Value nastavte na 0. AFC křivku můžete nastavit podobně jako u Sph. Radius, aby efekt neměl příliš lineární průběh.

Low Value u Noise Size nastavte na 4, Hi Value na 15, Var +% na 10 a AFC křivku podobně jako v předchozím případě.

Noise Levels jsem zvolil 6. Pokud víte, jak funguje Noise procedurální mapa, nemělo by vám pochopení tohoto a předchozího nastavení činit velké potíže.

Hi a Lo threshold zde funguje opět jako v případě Noise mapy, takže není potřeba detailnějšího popisu.

Poslední věcí, kterou zde nastavíte bude hodnota Phase. Low Value nastavte na 0, aktivujte AFC, nastavte ji na Particle Age, Hi Value nastavte na 50 a Var +% na 10. AFC křivku zde můžete nechat ve výchozí podobě, protože nepravidelnosti by v tomto případě nemusely mít dobrý dopad na výsledek. Rozmezí mezi Low a Hi Value je zde závislé na délce animace. Pokud budete mít delší animaci, nebo budete mít pomalejší pohyb, pak bude potřeba vyšší nebo naopak nižší Hi Value.

To byl poslední krok k vytvoření kouře, který jste viděli na začátku a po vyrenderování byste měli spatřit podobný obrázek. Doufám, že tento tutorial byl pro někoho užitečný a že se z něj možná i něco naučil. Jak jsem již zmínil, tak výpočet podobných efektů je poměrně náročný na procesor a je tedy potřeba si vše řádně naplánovat a udělat dostatek pokusných renderů, než člověk spustí render ve finální kvalitě. I v tomto případě byl render konečné animace dlouhý a proto zde přikládám výslednou podobu (avi, 300 Kb), aby si každý mohl prohlédnout, jak to vypadá v pohybu a nemusel čekat několik hodin na výpočet.