На последнем этапе мы добавим в сцену с горящей спичкой (в окружающее пространство) освещение, создав и поместив заполняющие источники света, а после них добавим в пламя свечение необходимого уровня яркости.

В окне проекции Front создайте источник света Omni и расположите его справа от объекта Matchtip так, чтобы оба они почти касались. Назовите источник света Ignition OmniO1 Активизируйте карту теней (Shadow Map), установите настройку Multiplier (Множитель) в значение 0, параметр Color — в значение RGB 255, 220, 194. Щелкните на кнопке Exclude (Исключение) и установите такие настройки, при которых объект Flame не освещается и на нем не отбрасывается тень. Параметр Decay Type (Тип освещения) установите в значение Inverse Square (Обратно пропорционально квадрату), параметр Start — в значение 1, после чего активизируйте режим показа (Show). Выставьте флажок Use and Show Far Attenuation (Применить дальнее ослабление), а затем задайте для параметра Start значение 5, а для параметра End — значение 200. Откройте раскрывающуюся панель Advanced Effects (Дополнительные эффекты), настройте контрастность на уровне 50. Перейдите к кадру 20, включите режим Auto Key и задайте для параметра Multiplier значение 20, а настройку Decay Start (Начало ослабления) приравняйте к значению 5. Отключите режим Auto Key и переместите полученные ключи из кадра 0 в кадр, в котором частицы только начинают генерироваться (в нашем случае это кадр 4). Скопируйте ключ из кадра 20 в кадр 30, а ключ из кадра, в котором начинается генерация частиц, в кадр 35. Создайте четыре экземпляра источника освещения и расположите их вокруг головки спички, как показано на рисунке. Анимируйте исходный источник освещения Ignition Omni так, чтобы он смещался наружу, начиная анимацию с кадра, в котором начинается генерация частиц, и заканчивая ее кадром 20.

Применяемые источники освещения имеют очень высокое значение параметра Multiplier, поскольку в качестве их типа выбран вариант Decay. В нашем случае используется подтип Inverse Square Decay (Ослабление обратно пропорциональное квадрату) источника освещения, что позволяет получить интенсивное свечение по бокам спички. Настройка Far Attenuation указывает расстояние, на котором освещение приравнивается к нулю; если ее не задать, то программа будет считать, что освещение угасает на бесконечности, что требует несравненно большего времени визуализации. Расположение источников света вокруг спички (как показано на рисунке) позволяет ос-’ ветить все четыре ее стороны и увеличивает интенсивность свечения в месте генерации частиц, распространяющихся в направлении от спички. Изменение положения источников освещения приводит к расширению области распространения частиц и неправильному освещению головки спички. Мы клонировали ключи для кратковременного фиксирования интенсивности на определенном уровне и дальнейшего постепенного ее возвращения к исходному нулевому значению.

Создайте копию источника освещения Ignition Omni05 и переименуйте его в Flame OmniOl. Удалите в новом источнике освещения типа Omni все ключи, установите параметр Decay Start равным 5, включите режим Auto Key, а затем задайте в кадре 40 параметру Multiplier значение 10. Отключите режим Auto Key и измените положение полученного ключа, переместив его из кадра 0 в кадр 30. Перейдите на вкладку Motion и отобразите раздел настроек Position (Положение) для источника освещения. Щелкните на кнопке разворачивания панели Assign Controller (Назначить контроллер) и создайте контроллер Attachment (Присоединение). Перейдите к кадру 100, в котором пламя еще не деформировано, щелкните на кнопке Pick Object (Выбрать объект) для контроллера Attachment и укажите объект Flame. Щелкните на кнопке Set Position (Задать положение) и выберите точку в верхней половине пламени. Отключите опцию Set Position. Создайте еще три экземпляра такого источника освещения. Расположите один из них под пламенем на противоположной стороне от исходнопщсточника. Остальные два расположите на оставшихся сторонах пламени как можно §|гиже к самой спичке, как показана на, рисунке.

Контроллер Attachment применяется для привязки освещения к форме пламени, что позволяет создать эффект мерцания. Расположение источников освещения выбрано таким образом, чтобы сделать пламя максимально ярким в самом важном месте — верхней центральной его части. При этом освещение от источников никоим образом не искажает остальную часть сцены, поскольку настройка Multiplier анимирована так, что освещение присутствует в сцене только после добавления в нее объекта пламени.

Откройте панель Effects и добавьте на ней эффект Lens Effects (Объектив). В раскрывающейся панели Lens Effects Parameters (Параметры эффекта) добавьте настройку Glow (Свечение). В раскрывающейся панели Glow Element (Элемент свечения) установите параметр Size в значение 1, параметр Intensity — в значение 50, а параметр Use Source Color (Применить ййсодный цвет) — в значение 100. Перейдите на вкладку Options и активизируйте опцию Effects ID (Код эффектов). Добавьте еще один элемент Glow и на его раскрывающейся панели Glow Element задайте для параметра Size значение 10, параметра Use Source Color — значение 30, а первому образцу Radial назначьте цвет RGB 140,41, 0.

Зайдите на вкладку Options и включите опцию Effects ID. Наконец, выделите объект Rame. активизируйте в его свойствах настройку Object Motion Blur (Размытие движения объекта). Визуализируйте анимацию.

Как только мы назначим настройке Material Effects ID как системе частиц, так и объекту Rare значение 1, в них незамедлительно добавляется эффект свечения (Glow), который завершает это . Несколько заниженное значение цвета Use Source Color для второго свечения требуется, бавить на границе пламени больше оранжевого оттенка. Если придерживаться исходного зна-тламя будет казаться слишком интенсивным. Тем не менее, если вам необходимо имитировать ри длительной выдержке, то увеличьте эту настройку а вместе с ней и общую интенсивность свечения. Для лучшего наложения системы частиц на объект пламени и удаления четких границ в сцену добавлен эффект Object Motion Blur. Он также помогает сделать пламя более устойчивым. Выбор эффекта Object Motion Blur, а не Image Motion Blur, мотивируется перекрыванием частицами выбранного обьекта Flame. При использовании эффекта Image Motion Blur пламя просматривалось значительно хуже. Поскольку эффект Object Motion Blur применяется на этапе визуализации, общее время рендеринга увеличиваивается (оно почти такое же, как и при визуализации объекта без эффекта). Если у вас достаточно производительный компьютер, то попробуйте применить эффект Object Motion Blur по отношению к потоку частиц и сравните полученный результат с показанным в этом примере.

Дальнейшие действия

К концу занятия мы создали очень правдоподобную имитацию, основанную на реальном эффекте, которая, тем не менее, весьма ограниченная. Модификатор Slice, применяемый для формирования перехода от системы частиц к объекту пламени, обеспечивает полное перекрывание структуры объекта. Без него мы не получим должного эффекта, поскольку будем наблюдать заднюю сторону структуры.

Вы можете попробовать уменьшить выдержку сцены, уменьшив значение настройки Multiplier для источника освещения Omni, освещающего объект пламени, а также понизив интенсивность материалов частиц. Кроме того, вы можете увеличить длительность анимации для начального момента возгорания спички, тем самым замехтив течение времени и детально представив процесс распространения пламени вдоль поверхности головки спички.

В настоящий момент эффект возгорания головки вьплядит очень правдоподобно, чего не скажешь о распространении огня вдоль самой спички, поскольку пламя налагается на спичку и закрывает последнюю в процессе движения. Сверившись с исходными рисунками, легко заметить, что пламя растягивается, стараясь «захватить» все больше материала для горения. Подобные наблюдения наталкивают на следующие размышления: во-первых, со временем пламя становится более продолжительным и интенсивным, и во-вторых, скорость сжигания материала повышается, высота пламени понижается, а его форма искажается. В определенный момент от основного языка пламени может отделяться дочерний, если, конечно, на спичке имеется достаточно необуглившегося дерева для его горения. Если гореть нечему, то дочерний язык пламени быстро угасает. Подобное поведение огня имитируется с помощью модификаторов FFD, отвечающих за создание правильной формы пламени, и модификатора Slice, обеспечивающего разрыв пламени на две части. Края полученных языков пламени сглаживаются с помощью модификатора Relax (Ослабление).

В зависимости от внешней среды вам понадобится притушить и/или повысить интенсивность пламени или даже усилить «ветер», непосредственно влияющий на получаемый эффект, для чего изменяются настройки анимации модификатора Noise, применяемого в объекте Flame.

В рассмотренном примере использовалась система частиц РАггау, не требующая сложной настройки и весьма простая в применении. Тем не менее система частиц эАггау в настоящее время не очень популярна. Вполне вероятно, что вскоре она вообще будет исключена из категории рекомендуемых к использованию. Исходя из вышесказанного, попробуйте преобразовать систему частиц РАггау в самый простой поток частиц (Particle Flow). Подобное преобразование поможет вам создать дополнительные эффекты, например образовать небольшой язык пламени на вершине основного объекта, или дымок, характерный для момента полного угасания спички!

В верхней части структуры материала в ячейку Opacity добавьте карту Mix и назовите ее Flame Opacity. В ячейку Color 2 добавьте карту Mix, назвав ее Flame Height Opacity Control (Управление непрозрачностью пламени по высоте). Экземпляр карты Blue Tint Mix Control назначьте ячейке Mix Amount карты Flame Height Opacity Control. Ячейке Color 1 карты Flame Height Opacity Control назначьте карту Mask и назовите ее Flame Bottom Opacity (Непрозрачность нижней части пламени). Карту Gradient Ramp добавьте в ячейку Mask, назвав ее Flame Bottom Opacity Radial (Круговая непрозрачность нижней части пламени). Параметру Map Channel задайте значение 2 и отключите повторение в направлении U и V. Добавьте маркер в точке 14, а маркер в точке 50 переместите в точку 71. Назначьте маркерам в точках 0 и 14 белый цвет, маркеру в точке 71 — цвет RGB 136, 136,136, а маркеру в точке 100 — черный цвет. В качестве типа градиента (Gradient Туре) выберите Radial, а на разворачивающейся панели Output активизируйте режим Invert (Инвертировать). Добавьте карту Gradient Ramp в ячейку Map карты Flame Bottom Opacity и назовите ее Flame Height Falloff Control (Управление спадом высоты пламени). Установите для параметра W Angle значение 90, а настройке Interpolation (Интерполяция) задайте значение Ease In. Измените положение маркера в точке 50, перетащив его в точку 88. Добавьте маркеры в точках 3, 21 и 58. Маркерам в точках 3, 88 и 100 задайте черный цвет, а маркерам в точках 21 и 58 — белый цвет.

Структура этой карты Mix включает карту Blue Tint Mix Control, которая добавляет и определяет прозрачность синего оттенка в основе языка пламени (при этом карта Mask задает радиальную прозрачность основы пламени). Без радиального маскирования пламя в своей основе будет полностью непрозрачным. Для радиального градиента отключено повторение, чтобы избежать его применения в других частях пламени. Учтите, что здесь применяется инвертированный градиент, позволяющий скрыть его края там, где они есть.

Скопируйте карту Flame Bot-tomOpacity Radial в ячейку Mix Amount карты Flame Opacity и назовите ее Leading Edge Opacity (Непрозрачность переднего края). Измените значение параметра Map Channel на 3. Измените положение маркера в точке 14, переместив его в точку 33; маркер в точке 71 переместите вточку 92 и назначьте ему черный цвет.

Снова-таки, поскольку большинство настроек для текущего градиента уже задавалось нами в другой карте, мы можем просто клонировать ее и немного подкорректировать, чтобы создать необходимую карту В этой ноеой карте используется канал Map Channel 3, который располагается на половине расстояния от основы пламени, что делает его передний фронт прозрачным. При этом с увеличением глубины проникновения пламя благодаря радиальному градиенту становится все менее прозрачным.

Назовите новый материал Ignition Flame (Воспламенение) и определите ему в сцене систему частиц РАггау. Установите параметр Material Effects Channel ID равным 1 и активизируйте режим Face Map (Лицевая карта). Задайте параметру Setf-Hlumination значение 100 и разрешите суммировать уровни прозрачности (Additive Transparency). Добавьте карту Particle Age (Возраст частиц) в ячейку Diffuse и установите для образца Color 1 белый дает. Образцу Color 2 задайте цвет RGB 255, 195,95, а образцу Color 3 — цвет RGB 220,80,330. В качестве положения образца Color 2 укажите 10. Добавьте карту Mask в ячейку Opacity материала, а в его ячейку Mask добавьте карту Particle Age. Поменяйте местами цвета Colors 1 и Color 3; назначьте образцу Color 1 цвет RGB 130,130,130, а образцу Color 2 — цвет RGB 65,65, 65. Добавьте карту Gradient в ячейку Map карты Mask и укажите в качестве его типа Radial. Параметр Noise выставьте на уровне 0,7, параметру Size определите значение 5, а затем включите режим турбулентности (Turbulence).

Мы, как и прежде, будем использовать настройку Material Effect Channel ID, чтобы добиться от системы частиц более продолжительного эффекта, образующего слабое свечение, увеличивающее общую интенсивность пламени. Поскольку в нашем примере используются частицы типа Facing, то логично активизировать режим Face Mapping, чтобы применить к системе частиц радиальный градиент. Цвет и прозрачность частиц зависит от продолжительности их жизни (достаточно короткой) — они быстро изменяют цвет и становятся прозрачными. В градиенте создается сильный шум, позволяющий при визуализации скрыть в генерируемой системе частиц градиентность структуры. Обратите внимание на использование настройки Additive Transparency, многократно применяемой.

Назовите новый материал Flame и назначьте его объекту Flame сцены. В разделе Material Effects (Эффекты материала) определите параметру Channel ID (Код канала) значение 1, включите режимы 2-Sided (Двухсторонний), Self-Illumination (Самоосвещение) и откройте разворачивающуюся панель Extended Parameters, выставив на ней флажок Additive Transparency (Суммирование прозрачности).

Мы используем двухсторонний материал в режиме Additive Transparency, чтобы несколько осветлить его. Параметр Channel раздела Material Effects встраивается так, чтобы материалу при визуализации можно было назначить свечение. Обратите внимание, что материал пламени имеет сильное сходство с материалом пламени свечи из предыдущего урока; по крайней мере методики их создания почти полностью повторяются. Тем не менее существуют определенные отличия, о которых стоит упомянуть. Как и в других примерах этой книги, в которых создаются эффекты пламени, параметр Additive Transparency лучше всего использовать в слабо освещенных сценах. Сцены с высоким уровнем фонового освещения его применение может привести к эффекту «засвечивания» материала за счет дополнительной подсветки объектов. Чтобы решить эту проблему попробуйте увеличить выход для карты Self-illumination и отказаться от применения настройки Additive Transparency.

Откройте разворачивающуюся панель Maps (Карты), добавьте в ячейку Diffuse карту Mix и назовите ее Flame Side Mixer (Смешение боковых сторон пламени). Образцу Color 2 установите цвет RGB 220, 105, 65. В ячейку Mix Amount добавьте карту Falloff, назвав ее Side Mix Control (Управление смешением сторон). Подкорректируйте кривую Mix так, как показано на рисунке, а затем определите параметру Output Amount значение 3. В ячейку Side добавьте карту Gradient Ramp, дав ей название Side Mix Height Control (Управление высотой смещение на сторонах). Параметр W Angle установите в значение 90, Удалите средний маркер и добавьте маркеры в точках 16, 31 и 77, назначив им соответственно черный, белый и RGB 174, 174,174 цвета. Измените цвет флага в точке 100 на черный. Щелкните на кнопке Show Map in Viewport, чтобы просмотреть результат применения только что настроенной карты.

Карта Mix отвечает за наложение карты, которую еще нам только предстоит создать, с оранжевой областью пламени, распространяющейся в перпендикулярном к огню направлении. Этот эффект задается с помощью карты Falloff, которая в свою очередь настраивается картой Gradient Ramp, задающей плавность распространения и проникновения эффекта.

В ячейку Color 1 карты Flame Side Mixer добавьте карту Gradient Ramp и назовите ее Flame Color. Параметр W Angle установите равным 90, удалите средний маркер и добавьте маркеры в точках 16, 30, 50, 60 и 71. Маркерам в точках 0 и 16 задайте цвет RGB 180,70 5 маркерам в точках 30 и 50 — белый цвет, маркеру в точке 60 — цвет RGB 255,195, 95, а маркерам в точках 71 и 100 — цвет RGB 220, 82,31. Щелкните на кнопке Show Map in Viewport, чтобы ознакомиться с результатами выполненных действий.

Указанные цвета и положения маркеров выбраны, исходя из опорных изображений, лежащих в основе создаваемого эффекта. Как видно в окне проекции, градиент настроен так, чтобы изменять цвета точно в необходимых местах сцены.

Вернитесь в начало структуры материала, добавьте в ячейку Self-Illumination карту Mix и назовите ее Blue Tint Self Illumination (Самоосвещение голубого оттенка). Образцу Color 2 назначьте цвет RGB 130,110,195, а затем определите экземпляр карты Flame Side Mixer Mix образцу Color 1. Добавьте карту Falloff в ячейку Mix Amount, дав ей название Blue Tint Mix Control (Управление смешением голубого оттенка). Измените кривую Mix Curve так, как показано на рисунке, и установите параметру Output Amount значение 3. В ячейку Side добавьте карту Gradient Ramp, назвав ее Blue Tint Height Control. Параметру W Angle определите значение 90, среднему маркеру назначьте черный цвет и переместите его в точку 55. Добавьте маркер в точке 77, задайте для него и маркера в точке 100 цвет RGB 146, 146, 146. Щелкните на кнопке Show Map in Viewport, чтобы увидеть результат проведенных изменений.

Как и раньше, поведение карты Falloff контролирует карта Gradient Ramp, в которой предполагается, что голубой цвет из ячейки Mix присутствует только в нижней части пламени. Благодаря такой структуре карта Mix включается в иерархическую структуру карты Flame Side Mixer, добавленной в ячейку Diffuse, что только увеличивает интенсивность проникновения цвета.

Чтобы согласовать систему частиц с анимацией пламени, нам необоходимо создать и анимировать материалы сцены.

Выделите объект Match Tip в диалоговом окне Material Editor и щелкните на кнопке Standard (Стандартные). Выберите материал Blend (Наложение) и по запросу установите переключатель Keep Old Material as Sub-Material (Сохранить старый материал как вложенный). Перейдите к материалу в разделе Material Slot 2 и назовите его Charred (Обуглившийся). В раскрывающемся списке Shader выберите значение Oren-Nayar-Blinn, а в качестве цвета Diffuse — черный. Не забудьте также активизировать самоосвещение (Self-Illumination). Степень отражения (Specular Level) приравняйте 6, а параметр Glossiness (Зеркальность) сделайте равным 12 Добавьте в качестве образца Self-Illumination карту Falloff, а затем дайте ему название Edge Glow (Свечение краев). Цвет Side установите в значение RGB 255,71,0, а параметр Falloff Type (Тип разброса) задайте равным Fresnel (По Френелю). Откройте разворачивающуюся панель Output (Выход) и установите параметр Output Amount (Степень вывода) в значение 2.

Простым изменением типа материала вы добьетесь автоматического назначения этого материала в объектах сцены. Очень сложно отследить изменение в материалах по одним только образцам в диалоговом окне Material Editor. Для большей наглядности нужно в новом материале Blend, воспользовавшись опцией Mix Amount, добавить в наложение материал Charred. Последний применяется для некоторой задержки на поверхности свечения, что создает иллюзию горячей поверхности даже после завершения ее горения. Это свечение усиливается с увеличением значения параметра Output карты Falloff.
В верхней части раздела 8 I настроек материала Charred установите параметр Bump (Рельеф) в значение 200, в качестве образца Bump выберите карту Noise и назовите его Charred Bump (Рельефное обугливание), задав для параметра Size значение 0,2. Вернитесь в начало спецификаций материала, перейдите к кадру 30 и активизируйте режим Auto Key. Установите параметр Mix Amount материала Blend в значение 100, а затем отключите режим Auto Key. Выделите объект Match Tip, щелкните правой кнопкой на ключе в кадре 0 и выберите команду Mix Amount. Задайте для параметра Time (Время) этого ключа значение 20, чтобы сместить
его в кадр с номером 20.

Задав анимацию для параметра Mix Amount материала Blend, можнс Эффективно накладывать два материала, изменяющихся во времени, добившись обугливания головки спички. Сам эффект,не всегда столь наглядный, как того хотелось бы, и сильно зависит от количества генерируемых частиц. Конечный же результат всегда одинаков, даже несмотря на то, что само изменение наблюдается далеко не всегда.
Выберите объект Matchstick 1 сцены и выделите его материал (Wood Ash во втором его образце). Щелкните, как и до этого, на кнопке Standard, выберите материал Blend и по запросу выставьте переключатель Keep Old Material as Sub-MaterM (Вложить старые материалы). Создайте экземпляр материала Charred из материала Match Tip, поместив его в образец Material 2 новогФ материала. Добавьте карту Gradient Ramp в образец Mask нового материала Blend и назовите ее Matchstick Charring Control (Управление обугливанием головки спичкй$.: Параметр Map Channel приравняйте к 2, отключите повторение в направлении U и V, измените положение маркера с точки 50 в точку 5, установив ему черный цвет, добавьте маркер в точке 10, назначив ему белый цвет и задав для параметра Noise Amount значение 0,04. Добавьте в объект Matchstick модификатор UVW Map, задайте его параметру Map Channel значение 2, а настройке Alignment (Выравнивание) — значение Y.

Поскольку мы уже создавали материал Charred, вполне логично повторно применить его, создав отдельный экземпляр в образце Material 2 нового материала Blend. Градиент используется для управления наложением двух материалов, поскольку по мере распространения огня вдоль объекта Matchstick один материал плавно заменяет другой. Повторение отключается, чтобы предотвратить случайное использование материала Charred и отображение его только в белых областях градиента.
Выделите контейнер этого В О модификатора и масштабируйте его в вертикальном направлении до значения 1000% в окне проекции Front. Сместите контейнер в правую часть объекта Matchstick, перейдите к кадру 33 и анимируйте его так, чтобы он пересек объект Match-stick, а градиент приобрел определенную неоднородность. Перейдите к кадру 100 и настройте анимацию контейнера вдоль объекта Matchstick так, чтобы она повторяла перемещение объекта Flame. Отключите режим Auto Key и переместите ключ из кадра 0 в кадр 30. Несколько подкорректируйте кривые In и Out результирующего ключа X Position в кадре 30 для обеспечения плавности эффекта, а затем увеличьте угол атаки кривой In ключа в кадре 100.

Поведение градиента задается с помощью дополнительного модификатора UVW Map, который не включается в сам материал (в противном случае спичка в исходный момент уже будет обелившейся). Эффект обугливания материала происходит очень быстро по мере возникновения пламени, а затем распространяется вдоль спички, следуя поведению объекта Flame (имитируется горение деревянной части спички). Опять-таки, здесь используются ключевые кадры для избежания линейности эффекта в направлении от пламени, поскольку материал сначала должен воспламениться и немного погореть перед образованием угля на поверхности спички.

Первый этап. Сначала необходимо загрузить базовую сцену и настроить искривление пространства, необходимое для управления системой частиц.

Загрузите файл Fire/02_ I Match/Source/02_match_ start.max, расположенный на прилагаемом к книге DVD. В окне проекции Тор задайте искривление пространства типа Wind (Ветер) и назначьте его параметру Strength (Сила) значение 0,5.

Исходная сцена содержит несколько геометрических форм, которые представляют головку и стержень спички, а также единственную камеру (оловке и стержню спички назначены базовые материалы, которые впоследствии будут измениться, поскольку после зажигания спичка обугливается. Искривление пространства Wind применяется для настройки излучения частиц, из которых будет состоять пламя зажигаемой спички.

Нам необходимо сгенерировать карту, с помощью которой создается выделение, применяемое при настройке эмиссии частиц. Эта карта впоследствии назначается головке спички. Назначьте модификатор UVW Map (Наложение карт в системе координат UVW) объекту Match Tip (Кончик спички) сцены, а затем установите его параметру Mapping (Наложение карт) значение Cylindrical (Цилиндрически). Добавьте в стек модификатор Volume Select, а его параметру Stack Selection Level (Уровень выделения) задайте значение Face (Грань), а для опции Select By (Выделять согласно) выберите значение Texture Map (Текстурная карта). Откройте диалоговое окно Material Editor (Редактор материалов) и добавьте образец Gradient Ramp (Усовершенствованный градиент). Назовите новый материал Ignition Generator (Генератор воспламенения), а затем добавьте его экземпляр в категорию Texture Map раздела Volume Select.

После коррекции градиента он применяется для создания выделения на основе вложенного объекта. Это выделение будет применяться нами для генерации частиц. Для анимации положения градиента используется модификатор UVW Map, что прекрасно имитирует перемещение бликов на поверхности объекта Match Tip.

Отключите опции U Tiling (Повторение по U) и V Tiling (Повторение по V), а параметр W Angle (Угол относительно W) градиента приравняйте к 90, затем определите для параметра Noise Amount (Степень шума) значение 0,5. Настройке Size задайте значение 5, а в разделе Fractal (Фрактальный) выберите тип Noise (Шум). Переместите маркер из позиции 50 в позицию 81 и назначьте ему черный цвет. Создайте маркеры в позициях 84 и 94, определив им белый цвет, после чего добавьте черные маркеры в позиции 96 и 100. Перейдите к 20-му кадру, активизируйте опцию Auto Key (Автоматическая расстановка ключей) и назначьте анимацию с помощью ключей в позициях 81, 84,94 и 96 до конца градиента, как показано на рисунке. Выключите режим Auto Key. Добавьте экземпляр этой карты в материал, создайте куб (Box) и назначьте ему этот материал. Переместите ключи в кадрах 0 и 20 вперед на 20 позиций, разместив их в кадрах 20 и 40 соответственно. Удалите куб, поскольку он больше вам не потребуется.

Создав полосу в градиенте и анимировав ее, начиная с одного конца и заканчивая противоположным, вы получите эффект ударной волны, т.е. эффект не просто распространяется по поверхности объекта, но и расширяет область воздействия. Поскольку нам необходимо анимировать положение контейнера модификатора UVW Map, то нужно предотвратить повторение градиента. Именно по этой причине отключена повторяемость. Даже несмотря на то, что градиент назначается модификатору Volume Select, он не представляет нам сведений о ключевых кадрах объекта на панели времени (Time Bar). Тем не менее, добавление его в материал и назначение временному объекту позволяет просматривать ключи и смещать их на 20 позиций вперед, чего требуется добиться перед инициализацией процесса возгорания головки спички.
Установите параметр Selection Туре (Тип выделения) модификатора Volume Select в значение Crossing (Пересечение). Перейдите к вложенному контейнеру модификатора UVW Map, уменьшите его горизонтальный размер до 70%, а затем сместите его в окне проекции Тор вправо так, чтобы он разделял сцену в пропорции 2/3 к 1/3. Перейдите к кадру 30, включите режим Auto Key и измените положение контейнера так, чтобы он переместился в левую часть сцены, как показано на рисунке. Выключите режим Auto Key. Щелкните правой кнопкой на полученных ключах в кадре 0 и выберите команду Z Position (Положение по координате Z). Измените кривую Out (Выход), настроив ее на постепенное замедление с последующей резкой остановкой, а в ключевом кадре 30 с помощью такой же кривой добейтесь постепенного ускорения объекта, как показано на рисунке.

Мы изменили тип выделения модификатора Volume Select для того, чтобы позволить включить в выделение большее количество полигонов. Контейнер модификатора UVW Map уменьшен в размерах, чтобы предотвратить растяжение выделения. Кроме того, этот индикатор также смещается в начало и конец анимационной последовательности, где проверяется исключение из выделения любых полигонов, а также случайная эмиссия частиц. Движение контейнера задается после изменения выходных кривых для положения ключей. Вначале индикатор постепенно замедляется, после чего резко останавливается, задерживается некоторое время в точке возгорания спички, а затем быстро перемещается по поверхности головки спички. Обратите внимание, что иллюстрация, демонстрирующая одну и туже головку спички в разных кадрах (0 и 30), получена после слияния файлов двух копий экрана в Photoshop.

Перетащите на холст оператор  Shape Facing (Лицевая фигура), чтобы создать новое событие, и назовите это событие Small Streams (Маленькие потоки). Задайте для параметра Variation значение 25. В видовом окне Тор создайте новую камеру и расположите ее как раз напротив объекта геосферы, как показано на рисунке, чтобы иметь возможность наблюдать в видовом окне камеры сразу все Солнце. Вернитесь к оператору Shape Facing, щелкните на кнопке в разделе Look At Camera/Object и выберите в сцене объект CameraOl. Добавьте в событие оператор Material Dynamic, а потом еще и оператор Speed. Переименуйте оператор Speed на Speed Small Streams (Скорость небольших потоков) и задайте для параметра Speed значение 20 с настройкой Variation, равной 3. В качестве направления (Direction) выберите Inherit Previous (Наследовать предыдущее) с настройкой Divergence, установленной в значение 2.

В используемом нами операторе Shape Facing, который с текущего момента делает частицы визуализируемыми и выравнивает их, нужно указать направление, в противном случае все частицы будут выравниваться плоскостью вверх. Нас это не совсем устраивает, поэтому мы создали камеру и используем ее в качестве объекта наблюдения. Оператор Material Dynamic добавляется для применения материала, который позволит изменять цвета в зависимости от расстояния от частицы до поверхности Солнца. Оператор Speed в данном контексте самый важный, поскольку определяет высоту потока над уровнем поверхности перед моментом его возвращения к ближайшему светлому пятну. В нем допускается небольшая вариация скоростей и дивергенция, чтобы позволить разделить и смешать отдельные соседние потоки (созданные в критерии Spawn Stream Width предыдущего события), а потому образовать один более широкий поток. В качестве направления скорости выбран тип Inherit Previous, так как направление потока уже задавалось, в самом первом операторе Speed. Нам остается всего лишь указать скорость каждого из потоков.

Добавьте в текущее событие У Оператор Force (Сила). В окне проекции Тор создайте искривление пространства Wind, расположив его в центре объектов Geosphere в точке 0,0,  0. Параметру Strength (Сила) задайте значение 0, а параметру Turbulence (Турбулентность) — значение 1. В поле Frequency (Частота) введите значение 1,  а в поле Scale (Размер) — значение 0,1. Переименуйте это искривление пространства на Wind Streams (Дуновение ветра). Скопируйте искривление пространства и переименуйте копию на Wind Streams Large (Сильный порыв ветра). Параметр Frequency измените до значения 0, а параметр Scale — до значения 0,01. Добавьте оба искривления пространства в оператор Force и задайте для его настройки Influence значение 50. Создайте в событии критерий Age, а в качестве его типа укажите By Event Age (По возрасту частиц), после чего в поле Test Value введите 3 с настройкой Variation, равной нулю. Создайте два экземпляра события и свяжите вход каждого из них с выходом соответствующего критерия Spawn Stream Emission Amount, как показано на рисунке.

Мы добавили в событие оператор Force с пониженным значением параметра Influence (для указания общей силы воздействия добавленных искривлений пространства) и применили в сцене два новых искривления пространства типа Wind, чтобы разнообразить движение потоков, придавая им большую «текучесть». При этом существуют две «формы» искривления пространства — сильная и слабая, которые различаются только настройками. Мы создали экземпляры событий и связали между собой для уникальности отдельных частей и независимого изменения скоростных параметров потоков, чем мы и займемся. Критерий Age добавлен для перевода частиц спустя определенное время в следующее событие, в котором они притягиваются обратно к поверхности Солнца в точку светового пятна. Если добавить притяжение немедленно, с помощью события Find Target, которым мы воспользуемся, то частицы будут сразу же возвращаться в точку эмиссии, что не совсем то, чего нам хочется. Нам необходимо выдержать паузу, в течение которой частицы преодолеют определенное расстояние, и только после этого задать обратное притяжение к поверхности. Теперь эмиссия и возвращение частиц на поверхность будут происходить в совершенно разных точках.

Переименуйте копию перво-|] О го события на Medium Streams (Средние потоки). Сделайте оператор Speed этого события уникальным, переименуйте его на Speed Medium Streams, а затем параметру Speed задайте значение 30. Переименуйте копию второго события на Large Streams (Сильные потоки). Сделайте оператор Speed этого события также уникальным и переименуйте его на Speed Large Streams. Параметр Speed установите  в значение 50.

Мы только что определили скорость для двух оставшихся типов потоков. Таким образом, в завершенной системе вы получите различные по высоте подъема потоки, а потому и арки над поверхностью Солнца, Очень важно сделать операторы уникальными, иначе изменение скоростей вызовет изменение экземпляров операторов в других событиях.

Добавьте на холст экземпляр U оператора Shape Facing, чтобы создать новое событие и связать выход каждого критерия Age в событиях Small Streams, Medium Streams и Large Streams с этим новым событием. Назовите новое событие Stream Find Target Search (Поиск цели потока). Включите в это событие экземпляры операторов Material Dynamic и Force, а также критерий Age Test. Добавьте в событие критерий Find Target, а затем в полях Speed и Accel Limit введите значение 100. В раскрывающемся списке Target Point (Целевая точка) выберите Closest Surface (Ближайшая поверхность). В видовом окне скопируйте (но не создавайте экземпляр) одного из невизуализируемых объектов Geosphere и назовите копию Sun Stream Receptor (Приемщик потоков). Параметру Segments этой копии установите значение 50, после чего добавьте в список модификатор Volume Select (Объемное выделение). В критерии Find Target установите переключатель Mesh Objects (Каркасные объекты), а затем включите полученную копию объекта в список Mesh Objects.

Мы используем экземпляры операторов из других событий, чтобы сохранить имеющиеся настройки и подверженность воздействию ветру, а потому предотвратить возможное изменение в поведении частиц. Более того, чтобы заставить частицы все еще располагаться поверхностью к камере, применяются экземпляры операторов Shape Instance. Если применять не их, а изменять положение камеры, то ориентация частиц нарушится — будет сохраняться последняя известная по предыдущему событию ориентация. Чтобы притянуть частицы обратно к поверхности, применяется критерий Find Target, который настроен на поиск ближайших точек на поверхности. Чтобы ограничить область поиска только светлыми пятнами на Солнце, давайте воспользуемся улучшенной версией карты эмиттера, удалив нежелательные грани с поверхности нового объекта Geosphere и предоставив критерию Find Target проводить поиск только среди оставшихся граней, которые представляют светлые пятна. Увеличение значения параметра Segments в новом объекте Geosphere предоставляет модификатору Volume Select расширить возможности по поиску подходящих граней и созданию более точного выделения с помощью критерия Find Target.

Сначала нам потребуется загрузить исходную сцену и настроить материал. Откройте файл  solarflare_start .max , и по запросу примите предложенные изменения в единицах измерения. Нажмите клавишу <М> или щелкните на кнопке Material Editor (Редактор материалов), чтобы открыть одноименное диалоговое окно. В первой же доступной ячейке создайте новый материал и назовите его Sun Surface (Поверхность Солнца). Назначьте этот материал объекту Sun Renderable (Визуализируемое Солнце).

Мы начинаем творческий процесс с изучения исходной сцены, которая требует применения единой системы измерений. Нам придется работать с процедурными картами, в которых применяется координатная система XYZ, поэтому если ее единицы измерения отличаются от глобальных, конечный результат будет не лучшим! Мы также назначили нашему объекту (примитив типа Geosphere) стандартный материал, чтобы иметь возможность настроить поверхность до момента настройки эмиссии из нее систем частиц. 2 Параметру Self-Illumination (Самоосвещение) материала задайте значение 100, а затем в ячейку Diffuse (Рассеивание) добавьте карту Mix (Смешение). Назовите полученную карту Poles Mix (Смешение в полюсах). В ячейку Color 1 добавьте карту Cellular и назовите ее Large Red Tear Poles (Большие красные пятна на полюсах). Цвет Cell Color (Цвет ячейки) и первый цвет Division Color (Цвет деления) установите равным RGB 255, 135, 10 (ярко-оранжевый), а второй цвет Division Color задайте как RGB 190, 20, 0 (темно-красный). В разделе Cell Characteristics (Характеристики ячейки) установите переключатель Circular (Круговая), а в поле Size (Размер) введите значение 20. Параметру Spread (Расширение) задайте значение 0,8 и установите флажок Fractal (Фрактальный). В поле Iterations (Итерации) введите значение 20, убедитесь в том, что флажок Adaptive (Адаптивная) выставлен, а в поле Roughness (Грубость) введено значение 0,5. Наконец, измените значение параметра Threshold (Порог) раздела Low, установив его равным 0,15.

Приготовьтесь к длительной работе со сложными настройками! Карта Mix применяется для наложения двух подобных вложенных карт, одна из которых содержит больше белых пятен, чем другая, что приводит к меньшей насыщенности белым цветом областей в районе полюсов. Вложенные карты типа Cellular будут применяться в большинстве областей материала Sun Surface; это наилучшее процедурное решение, позволяющее создать реалистичную пятнистую и прерывистую поверхностную структуру. Последующие вложенные карты типа Cellular будут иметь настройки, подобные заданным выше, поэтому в дальнейшем мы не будем останавливаться на детальном их описания, а всего лишь упомянем о затрагиваемых изменениях. В данном же случае карта содержит фон с ярко выраженным оранжевым наполнением (который испещряется другими цветами благодаря применению отдельно настраиваемых карт) с многочисленными красными прожилками в районе полюсов, в которых практически отсутствуют белые пятна. Параметр Size подбирается, исходя из размеров используемого объекта Sun Renderable сцены. Поэтому если объект увеличить, то и настройку Size тоже придется несколько подкорректировать. Мы выставили флажок Fractal, чтобы несколько исказить круговую форму ячеек, а флажок Adaptive применяется для уменьшения времени визуализации и увеличения детализации в зависимости от расстояния до камеры. Наиболее ощутимо применение этой опции при установке параметра Iterations в высокие значения. Параметр Roughness нарушает однородность поверхности, создавая на ней столь важные для нас прожилки. Настройка Threshold увеличена, чтобы добавить сплошной оранжевый цвет в центр всех последующих небольших карт Cellular, подставляемых в первую ячейку раздела Division Color. Конкретные цветовые RGB-значения взяты из исходных материалов, включенных на прилагаемый к книге DVD. Вроде-бы ничего не упустил!

Скопируйте карту Large Red Tear Poles в ее же ячейку Division Color и переименуйте копию этой карты на Uniform Surface (Однородная поверхность). В этой новой карте образцу Cell определите белый цвет, а параметру Size задайте значение 3. Подкорректируйте параметр Roughness, установив его в значение 0,4, уменьшите параметр Low раздела Threshold до значения 0,1, а параметру Mid этого же раздела задайте значение 0,35.

Реализация Эффекта

На этом этапе мы использовали уже заданные настройки ячеек для создания более четкой карты, которая устанавливает неоднородную границу между центральным оранжевым ядром и внешним красным краем карты Large Red Tear Poles. В новой карте мы несколько изменили цвета, чтобы добиться образования немногочисленных белых пятен в центральной части ячейки, а параметр Threshold имеет значение, несколько смягчающее выделяющиеся белые пятна, понижая их интенсивность и одновременно усиливая основной оранжевый цвет Параметр Roughness установлен так, чтобы уменьшить красные промежутки между белыми и оранжевыми цветами ячейки.

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.

Вулканическая лава

Создание материала для вулканического ландшафта не представляет определённых трудностей, правда во время визуализации у вас появится куча свободного времени — придётся поиграть где-нибудь в сторонке от компа  (но это только в случае генерации рельефа и неподобающе большого числа полигонов). В уроке представлены два варианта — анимация эффекта лавы без рельефа и в случае с рельефом.

Первый вариант:

создайте объект Plane в окне проекции Top. Количество полигонов здесь не играет роль.

Нажмите клавишу M для вызова редактора материалов, оставьте вариант Standart. Щёлкните рядом с надписью Diffuse и  примените для неё карту Gradient Ramp — расширенный градиент. Настройки для него приведены ниже:

Примените данный материал к Plane.

Дело за анимацией. Нажмите кнопку Autokey внизу на панели анимаци, правой кнопкой кликните на треугольник Play — нам необходимо изменить количество кадров анимации со 100 до 200.

Вот настройки материала для лавы  на первом и двухсотом кадре:

просто вписывайте соответствующие значения, затем перетаскиваете ползунок анимации далее на 200 кадр и вписывайте следующие значения — программа сама автоматически пометит эти настройки как ключи. Теперь отрегулируйте вид в окне Perspective View (чтобы края  примитива Plane не были видны, также в случае без рельефа «съёмки» лавы лучше вести немного сверху)  и визуализируйте сцену.

Второй случай — задействованы карты Displace — смещение и Self-Illumination — самосвечение и Bump .

Перед тем как назначить материал — необходимо увеличить количество полигонов у плоскости, иначе некому будет искривляться под Displace. Примените модификатор UVW map и Tesselate ( Tension-25).

В окне настройки материала в разделе Maps поставьте галочку напротив Displace — 50-65% , Bump — около 40-50%, скопируйте карту Gradient Ramp из параметра Diffuse (правой кнопкой мыши >Copy>Paste(Copy) , при визуализации вы увидите примерно такое:

Но нам нужна обратная ситуация и поэтому придётся инвертировать градиент — вместо чёрного поставить жёлтый а вместо жёлтого — чёрный цвет (в Displace). Неплохо, но лава не светится.

Добавляем свечение — отметьте параметр Self-Illumination — серым цветом, скопируйте туда карту с Diffuse — придётся немного её подредактировать, приглушить сияние чёрных и красных областей (просто затемните эти области градиента). У нас получится нечто вроде:

Осталось только добавить анимацию (не только карты Diffuse но и прочих, скопированных с неё) — и сцена готова.