Введение
Разработка этого занятия была навеяна мне другим занятием, в рамках которого я решал задачу, требующую применения в 3ds Max старой системы частиц. С появлением в программе системы потоков частиц (модуль Particle Flow) я задался целью повторно решить старую задачу, на что у меня постоянно не хватало вдохновения. По сравнению с исходным занятием, настоящая система более сложная, а потому и более реалистичная — как с точки зрения цветов, так и анимации. Внимательно изучив немногочисленные, но прекрасного качества исходные материалы, предоставленные нам NASA, я, без длительных раздумий, решил сделать систему максимально процедурной в том понимании, что ключевое поведение системы частиц (эмиссия и взаимодействие) в большинстве своем определяются примененными материалами и многочисленными вложенными картами. Это совсем не значит, что применяемая система частиц максимально упрощена, — это далеко не так. После настройки важных параметров все частицы условно объединяются в одно целое, которое и будет создавать необходимую иллюзию большого объекта.
Анализ эффекта
а) В рамках этого занятия нам необходимо изучить исходные материалы, отснятые в обсерватории SOHO EIT, полученные в спектральной линии Не II 304 Е. Если отснять Солнце в естественном температурном диапазоне, то фотография получится сильно засвеченной или же по большей части желтой с огромным количеством деталей, которые будет очень сложно моделировать. Поверхность Солнца состоит из огромного количества элементов самых разных размеров, начиная с больших, окрашенных в другой цвет пятен, и заканчивая вспышками вещества, а также темными длинными извилинами. Каждое большое белое (в этом типе снимков) пятно на поверхности Солнца имеет ярко выраженную границу желто-оранжевого цвета, которая, в свою очередь переходит в более однородные области. Цветовой диапазон, в котором представлена поверхность Солнца, вполне ожидаемо основан на трех базовых цветах — белом, желто-оранжевом и более темном оранжево-красном, которым чаще всего окрашиваются вспышки вещества, вырывающиеся из светлых пятен на поверхности.
б) Вспышки на поверхности Солнца лучше всего просматриваются в перпендикулярном к внешней короне направлении на фоне черного космического пространства. Но не забывайте, что они наблюдаются надо всей поверхностью Солнца, в том числе и перед ним, сливаясь с основными цветами, что создает неоднородность на всей видимой части поверхности.
в) Каждая большая (главная) вспышка сопровождается несколькими второстепенными, которые происходят с разными скоростями, образуя над поверхностью арки различной высоты. Эти небольшие вспышки вырываются под произвольными углами, имеют разную ширину и неизменно поглощаются поверхностью Солнца, чаще всего втягиваясь в точку, из которой они вырвались, что приводит к образованию «брызг» солнечного вещества в указанных местах поверхности.
г) Цвет вспышки зависит от интенсивности явления и расстояния от поверхности, на которое она поднялась: он колеблется от белого до темного оранжево-красного, который вновь переходит в белый при возвращении материи на поверхность. Внешняя корона сильнее всего проявляется на экваторе, поскольку именно эта часть поверхности Солнца больше всего подвержена возникновению вспышек. Это приводит к более сильному внешнему свечению, которое проявляется скорее в горизонтальном, а не в вертикальном направлении. Нам необходимо уделить этой области Солнца особое внимание. Внешняя корона на большинстве снимков отображается как более сильное проявление внутренней короны, наблюдаемой только у самой поверхности Солнца. Внешний край Солнца при детальном рассмотрении состоит из огромного количества мелких протуберанцев, устремленных перпендикулярно поверхности, окрашенных в яркий оранжевый цвет и быстро исчезающих после отрыва от самой поверхности.
При создании эффекта вспышек нам не обойтись без помощи модуля Particle Flow, хотя общие характеристики и направление движения частиц будут задаваться с помощью настроек материала. Первым делом нам необходимо создать основной материал поверхности Солнца, поскольку именно он впоследствии будет применяться в системе частиц. Основная текстура поверхности создается методом множественного вложения карт Cellular, которые маскируются для проявления многочисленных ярких пятен на экваторе и сокрытия их на полюсах. Каждый «элемент» состоит из нескольких слоев, представляющих, например, языки пламени, светлые пятна или другие артефакты на поверхности, наложение которых обеспечивает максимально естественный переход от неоднородной структуры к однородной. Мы будем использовать ответвления в дереве карт, чтобы применять их в новом материале, который назначается элементам, соответствующим светлым участкам поверхности, из которых и происходит эмиссия частиц. Исходно эмитированные частицы вначале привязываются к поверхности и порождают дополнительные частицы, которые разбиваются на несколько скоростных групп. Эти частицы в дальнейшем образуют потоки вещества с разной скоростью движения, что приводит к эмиссии в каждой точке вспышек различной высоты! Спустя некоторое время частицы переходят в другое состояние, которое обязывает их вернуться обратно на поверхность к ближайшей (текущей) точке эмиссии на поверхности. Следовательно, точки эмиссии должны обладать достаточным притяжением, чтобы вернуть потоки ближайших частиц обратно на поверхность. Задержка перед возникновением следующего события просто необходима, иначе частицы сразу после эмиссии будут втягиваться в точку, из которой они произошли. Чтобы заставить частицы возвращаться на поверхность в определенной точке (не обязательно исходной), мы создадим еще одну копию поверхности Солнца и, воспользовавшись картой эмиссии, чтобы выделить поверхности, удалим все поверхности, не включенные в точки эмиссии. Впоследствии в критерии Find Target (Поиск цели) можно указать притягивать частицы только к оставшимся точкам геометрии. Поверхностные языки пламени создаются подобным образом: в качестве эмиттеров частиц выступают оранжевые области поверхности Солнца, но в данном случае частицы не притягиваются обратно поверхностью, зато поддаются воздействию искривления пространства Wind. В завершение сцены нам необходимо добавить в нее объемное освещение, чтобы сымитировать высокую интенсивность Солнца, а затем добавить свечение, максимально проявляемое на экваторе.