Приветствую всех любителей 3d графики на нашем блоге!
Копаясь на просторах всемирной паутины, наткнулся на одну старую, но все еще актуальную, статью по созданию водопада при помощи системы частиц. И сегодня мы предлагаем вам перевод этой статьи.

Автором оригинальной статьи является Ронель К. Пабико.

Введение

Я хочу поделиться своими знаниями о том, как создавать водопады в 3ds max при помощи Системы Частиц (Particle System).

Подготовка сцены

1. Для начала установите единицы измерения — метры и визуализируйте рендерером Scanline, который установлен по умолчанию.

Вы можете скачать исходную модель здания, расположенную по ссылке ниже.

Сцена с исходной моделью (3ds max 8 и выше): скачать

Исходное изображение должно выглядеть как на рисунке ниже.

figure2-1

Подготовка сцены — продолжение

2. Моделирование деталей.

Моделирование русла реки
Создайте плоскость (Plane) длинной = 20 м., и шириной 25 м., количество сегментов = 8 x 8.
Примените модификатор Noise (Шум) со следующими параметрами: Scale (масштаб) = 0, Strenght (сила) x=1.7, y=1.5, z=0.25.

Расположите плоскость по низу здания.

Моделирование водной глади.
Создайте плоскость (Plane) длинной = 20 м., и шириной 16 м., количество сегментов = 8 x 8.
Примените модификатор Ripple (Рябь) с параметрами:  Amplitude 1 = 0.06 м., Amplitude 2 = 0.15 м., Wave Lenght (Длина волны) = 1.0 м., Phase (Фаза) = 0.1, Decay (Затухание) = 0.001.
Расположите плоскость примерно на 0.5 м. ниже пола первого этажа здания.

Моделирование большого камня.
Создайте паралеллепипед (Box): Lenght (Длина) = 12 м., Width (Ширина) = 2 м., Height (Высота) = 8м., количество сегментов = 40 х 20 х 20.
Примените модификатор Noise (Шум) и сделайте его грубым и неровным.
Затем примените модификатор TurboSmooth (Турбо-сглаживание), чтобы сгладить поверхность.
Расположите низ камня точно на русле реки.
Украсьте сцену маленькими камушками. Процесс их создания точно такой же как и у большого камня, только с меньшим размерами.

Сцена с исходной моделью будет выглядеть, как на рисунке ниже.

figure3-1

3. Моделирование падения воды.

В панели инструментов (Creating Panel) выберите Geometry (Геометрия) и Particle Systems (Система частиц). В типе объекта выберете PArray. Затем протащите курсор где либо на экране, чтобы создать значок PArray. Размер значка не имеет значения, пока вы его видите — это прекрасно. Также можете зайти во вкладку меню и выберать Create (Создать), затем просмотрите вниз, выберите Particles (Частицы), там вы также найдете PArray.

figure4-1

4. Моделирование источника воды.

Перейдите к разделу Creating Panel (Панель инструментов), затем Standard Primitives (Стандартные Примитивы) и на вкладке Object Type (Тип Объекта) выберите Box(Куб). На виде сверху, создайте Box шириной примерно с главную скалу. Допустим: Lenght (Длина) = 8 м., Width (Ширина) =0.1 м., Height (Высота)= 0.2 м. Он расположен на верхней части главной скалы или там где будет находиться водопад. Будем называть его короб-источник (source box). См. рисунок ниже.

figure5-2

5. Привязка короба-источника к частицам.

Выберите значок PArray, для изменения выберите Basic Parameters (Основные Параметры), спуститесь к Object Base Emitter (Объект-излучатель) и нажмите на кнопку Pick Object (Выбор Объекта), а затем выберите короб-источник (source box). Теперь щелкните в любом месте экрана, чтобы выключить выбор.

figure6

6. Теперь перейдите к окну перспективы и приблизьте ту грань короба-источника, из которой будет литься вода. Выберите короб-источник, затем нажмите правую кнопку мыши и выберите «Convert to poly». Затем на панели модификаций выберите Polygon, выберите переднюю грань короба-источника. Выключите выбор, нажав на серую кнопку напротив фразы «Editable Poly», это просто отключит подсвеченные части, но выбор останется активным.

figure7

7. Снова выберите значок PArray, на панели инструментов внизу раздела Particle Formation поставьте галочку в поле Use Selected Sub-objects. Это означает, что вода выйдет только на поверхности на той грани короба-источника, которую Вы выбрали.

figure8

8. Теперь сделайте видимыми четыре окна проекции, приблизьте короб-источник и сделайте несколько первоначальных испытаний. Переместите ползунок времени на 20 или 30 и посмотрите, что происходит. Частицы выбрасываются в горизонтальном направлении.

figure9

9. Точная регулировка частиц для начальной настройки.
В разделе Viewport Display в PArray выберите Ticks и укажите процент  частиц (Percentage of Particles) — 100%.

В разделе Particle Generation нажмите на Use Rate = 100, скорости (speed) = 0.2 м., вариация (variation) = 50, расхождение (divergence) = 20.

  • Скорость — скорость движения частицы  вдоль нормали при рождении, измеряется в единицах которые пройдет частица за 1 кадр.
  • Вариации — это значение отвечает за изменение скорость выброса для каждой частицы, применяется процентное значение.
  • Расхождение — это значение отвечает за отклонение частицы от нормали, измеряется в угловых градусах.

В разделе Particle Timing (Время частиц) излучения начинаются (Emit start) с 0 и останавливаются (Emit stop) на 100, Показываются в течении  (Display until) 100 кадров. Живут частицы (Life) в течении 100 кадров, и вариация (Variation) жизни = 25. В разделе Particle size (Размер частиц), установите 0.06 м., вариацию (Variation) размера около 10. Это означает, что размер капель воды составляет около 60 мм, так что их можно просмотреть на моей камере. См. иллюстрированное изображение для начальных настроек.

figure10

10. Теперь установите ползунок времени около 40 кадра. Вы можете видеть на изображении ниже как изменились частицы.

figure11

11. Перенаправление частиц для падения вниз.
Перетащите ползунок времени назад до 0, затем разверните ваше окно проекции сверху (top viewport).

В панели инструментов (Creating Panel) выберите Space Warp (Деформация пространства) — иконка в виде волны, затем в типе объекта (Object Type) выберите Forces, после этого Gravity (Гравитация). Или перейдите во вкладку меню Сreate — SpaceWarps – Forces, затем Gravity. См. рисунок ниже.

figure12

Протащите курсор по экрану, чтобы появилась иконка гравитации. На виде сверху она выглядит как квадратный значок с крестиком в центре, на остальных видах этот не крестик, а стрелка. Стрелка указывает направление силы. Размер и расположение не имеет значения до тех пор, пока вы его видите. См. рисунок ниже.

figure13

Сделайте окно проекции сверху (top viewport) активным, перейти на главную панель его свойств и нажмите на значок Bind to Space Warp (Привязать к деформатору пространства), затем нажмите на значок гравитации (указатель мыши превратится в небольшой квадратик с волнистыми диагональные линиями) и перетащить его на значек частиц. Частицы будут выделены в ту же секунду, что означает хорошую привязку. Затем перейдите на панель изменения (Modify Panel), на параметры регулировки силы (strenght) = 0,04.

figure14
Сила (Strength): Увеличивающаяся Сила (Increasing Strength) увеличивает эффект силы тяжести; то есть то, как объекты перемещаются относительно направления стрелки с иконкой гравитации (Gravity). Сила менее 0,0 создает отрицательную гравитацию, которая отталкивает частицы, движущиеся в том же направлении, и привлекает частиц, движущихся в противоположном направлении. Когда сила установлена в 0.0, гравитация (Gravity) не имеет никакого эффекта.
Затухание (Decay): если затуханию задано значение 0.0, гравитация имеет одинаковую силу по всему пространству. Увеличение значения затухания у гравитации, приводит к уменьшению гравитации при увеличении расстояния от положения иконки. По умолчанию = 0.0.

12. Теперь поиграйтесь вашим ползунком времени в районе 25 кадра и смотрите на поток частиц. Теперь исправлены направления и ориентации потока частиц.  Но, как вы видите, он спускается прямо на дно вместо поверхности воды. Мы  исправим это в следующей процедуре. См. изображение ниже.

figure15

13. Перетащите ползунок времени назад до 0, щелкните по значку гравитации правой кнопкой мыши и выберите Hide selection (Скрыть выделение). В Панели создания (Creating Panel) выберите Space warps (Деформаторы пространства) просмотрите вниз и выберите Deflectors (Отражатели) из выпадающего списка, и нажмите на кнопку Deflector (Отражатель). В окне проекции сверху создайте Deflector (Отражатель) таким же размером как и ваша поверхность воды. Затем в окне проекции слева или спереди расположите его в том же месте где ваша поверхность воды.

figure16

14. Сделайте вид сверху активным, перейдите на главную панель инструментов и выберите значок Bind to Space warp (Привязать к деформатору пространства), а затем выберите значок дефлектора и подождите, пока значок изменится, а затем перетащите его на значок частиц. Затем перейдите к панели изменения (Modify Panel) в раздел Parameters (Параметры) и настройте отскок. Для этого я делаю его равным 0,25, а вариацию равной 40.

Bounce (Отскок) — Контролирует скорость, с которой частицы отскакивают от дефлектора. При значении 1.0 — частицы отскакивают от дефлектора с той же скоростью, с которой они ударили его. При значении 0,0 — частицы не отскакивают вообще. При значениях от 0,0 до 1,0 — частицы отскакивают от дефлектора со скоростью меньше чем их начальная скорость. При значениях больших чем 1,0 — частицы отскакивают от дефлектора со скоростью большей, чем их начальная скорости. По умолчанию = 1.0.

Variation (Вариация) — Значение на которое может изменятся значение отскока для каждой частицы. Теперь настройка почти завершена, поиграйтесь с вашим ползунком времени и наблюдайте за реакцией частиц. Переместите ползунок времени на 35. См. изображение ниже.

figure17

15. Теперь примените материалы к моделям. Настройки материалов смотрите на изображениях ниже.

figure18

figure19

16. Итоговая тонкая настройка частиц. Установите ползунок времени на 40 кадр. Нажмите на PArray Particles, зайдите в панель модификации и отрегулируйте параметр Particle generation (Генерация частиц). Используйте значения равное 600. Затем нажмите правой кнопко мыши на частицах, выберите Object properties (Свойства объекта) и включите Motion Blur (Размытие движения), выберите тип размытия Image, затем нажмите ОК. Смотрите изображение ниже.

figure20

Отобразите (Unhide) и разморозьте (Unfreeze) все объекты. Нажмите на камеру, в панели модификации измените и активируйте Render Effect Pass со значением общих проходов (total pass) равным 2. И наконец, нажмите F10, перейдите к Renderer, Object Motion Blur нажмите кнопку Применить. Длительность кадра от 0.5 до 10 образцов, продолжительность подразделения (subdivision) до 10. Выберите короб-источник, щелкните правой кнопкой мыши, выберите свойства объекта и снимите галочку Renderable. Затем запустите визуализацию.

Это моя исходная сцена (невизуализированная).

figure22-1

Визуализация дневной сцены.

figure21

Визуализация ночной сцены.

figure22

Комментарии и критика приветствуются!

До новых встреч на страницах нашего блога!

  • Сергей

    Спасибо большое за урок, но к сожалению я не совсем понял, как создавать направление частиц. Т.е на фотографии выше, они имеют один угол наклона в момент начала падения с водопада, и другой в момент приземления. У меня же они постоянно перпендикулярны земли. Подскажите, что следует исправить для устранения данного недочета. Заранее благодарен!

    • http://rait.kz/ Andrey Shapovalov

      Сергей, возможно, вы что-то не так сделали с гравитацией…
      Попробуйте еще раз выполнить пункт 11. На картинке, к сожалению, подсвечен не верный пункт меню. Нужно выбрать гравитацию.
      Если же у вас с гравитацией все нормально, значит надо увеличить ее силу (Strenght).
      Пишите, если что-то пошло не так…

  • Валентина

    спасибо за урок. У меня возникла такая проблема: вода при рендере видна только с середины камня, а сверху ее вообще нет ! Зато внизу брызги и все красиво. увеличение количества частиц приводит к увеличению воды на рендере, НО снова только с середины камня… Что поправить?

    • http://rait.kz/ Andrey Shapovalov

      Попробуйте увеличить параметры Emit Stop и Display Until в настройках источника частиц.

  • Alexander Chugunov

    Спасибо за урок, все получилось кроме гравитации, так же как и у Сергея перпендикулярна земле, 11 пункт перечитал раз 10, выполнил несколько раз по новой, результат не изменился, значение Strenght увеличивал, все так же без результата, подскажите в чем может быть еще проблема

    • http://rait.kz/ Andrey Shapovalov

      Попробуем разобраться вместе, что эти иностранцы не так сделали…

      • Alexander Chugunov

        Делал другую работу с помощью Blizzard все получилось, скорее всего значение гравитации нужно было увеличивать, потому, что в начале мне пришлось увеличить значение гравитации до нескольких тысяч.. потом уменьшил в итоге после всех манипуляций до 600

        • http://rait.kz/ Andrey Shapovalov

          Если так то, возможно, у вас неверно выставлены единицы измерения.

          • Alexander Chugunov

            в System unit setup были миллиметры, а в Units setup метры, все получилось) забыл сменить

  • Юлиана Кулинич

    А расскажите как сделать рендер на vray, пожалуйста. А то не получается через вирей. водопада не видно.