3d-max三維動畫制作第十章

第十章粒子系統(tǒng)與空間扭曲10.1〖實(shí)例10-1〗雪花紛飛效果的制作——基本粒子系統(tǒng)10.2〖實(shí)例10-2〗香煙燃燒效果的制作——高級粒子系統(tǒng)10.3〖實(shí)例10-3〗茶壺倒水動畫效果的制作——空間扭曲工具10.4上機(jī)實(shí)訓(xùn)主要內(nèi)容10.1〖實(shí)例10-1〗雪花紛飛效果的制作——基本粒子系統(tǒng)⑴設(shè)置環(huán)境背景。⑵創(chuàng)建雪粒子。⑶保持雪粒子的選中狀態(tài),設(shè)置雪粒子參數(shù)。⑷制作雪粒子材質(zhì)。⑸設(shè)置雪粒子的運(yùn)動模糊。⑹將時(shí)間滑塊移動至40幀，激活透視圖，單擊工具欄上的“快速渲染”按鈕，進(jìn)行渲染。按下F10鍵，打開“渲染場景”面板，設(shè)置渲染輸出參數(shù)。10.1.1粒子系統(tǒng)概述

所謂粒子系統(tǒng)是指由粒子對象發(fā)射的粒子的集合，主要用于大量對象群組動畫的制作。使用粒子系統(tǒng)不僅可以模擬下雨、飄雪、落葉等自然現(xiàn)象，還可以制作魚群游動、煙花爆炸等動畫效果。

3dsmax的粒子系統(tǒng)主要包括PFSource粒子系統(tǒng)、噴射粒子系統(tǒng)、雪粒子系統(tǒng)、暴風(fēng)雪粒子系統(tǒng)、粒子云、粒子陣列和超級噴射粒子系統(tǒng)。噴射粒子和雪粒子是粒子系統(tǒng)中最簡單、最基本的粒子類型，習(xí)慣上將它們稱為基本粒子系統(tǒng)；將暴風(fēng)雪粒子、超級噴射粒子、粒子陣列和粒子云統(tǒng)稱為高級粒子。

10.1.2噴射粒子

噴射粒子可以模擬簡單的水滴下落效果，如下雨、噴泉等。噴射粒子系統(tǒng)創(chuàng)建完成后可以切換到修改面板進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，噴射粒子系統(tǒng)的“參數(shù)”卷展欄有4個(gè)參數(shù)選項(xiàng)組。“粒子”選項(xiàng)組“視口計(jì)數(shù)”：用來設(shè)置在視圖中顯示的粒子數(shù)量?！颁秩居?jì)數(shù)”：用來設(shè)置在渲染效果中顯示的粒子數(shù)量?！耙暱谟?jì)數(shù)”設(shè)置的數(shù)值不會影響最終的渲染效果中的粒子數(shù)量?！八未笮　保河脕碓O(shè)置粒子的大小?！八俣取保涸O(shè)置粒子運(yùn)動的速度，粒子以該速度值做勻速運(yùn)動。“變化”：用來改變粒子運(yùn)動的速度和方向?！八巍?“圓點(diǎn)”/“十字叉”：選擇粒子在視圖中的顯示效果⒉“渲染”選項(xiàng)組“渲染”選項(xiàng)組控制粒子最終的渲染效果，系統(tǒng)為噴射粒子提供了2種渲染類型，分別是四面體和面。“四面體”是噴射粒子的默認(rèn)渲染效果，它模擬了水滴的效果；“面”是將粒子渲染為正方形面，面的邊長由“水滴”大小確定，面粒子始終面向攝影機(jī)。⒊“計(jì)時(shí)”選項(xiàng)組粒子的產(chǎn)生和消失是以幀為單位計(jì)量的，“計(jì)時(shí)”選項(xiàng)組用來設(shè)置粒子產(chǎn)生的時(shí)間以及粒子在場景中存活的時(shí)間?！伴_始”：用來設(shè)置開始產(chǎn)生粒子的時(shí)間?！皦勖保涸O(shè)置每個(gè)粒子從產(chǎn)生到消失所經(jīng)歷的幀數(shù)?！俺錾俾省保涸O(shè)置在每幀中心產(chǎn)生粒子的數(shù)量。“恒定”：勾選該復(fù)選框后，“出生速率”將不可用，粒子的出生速率設(shè)置為恒定⒋“發(fā)射器”選項(xiàng)組“發(fā)射器”選項(xiàng)組用來設(shè)置發(fā)射器的大小，發(fā)射器的大小決定了粒子發(fā)射的面積?！伴L度”和“寬度”分別設(shè)置發(fā)射器的長和寬。勾選“隱藏”復(fù)選框會在視圖中隱藏粒子發(fā)射器圖標(biāo)，實(shí)際上，無論是否隱藏，發(fā)射器都不會被渲染。10.1.3雪粒子

雪粒子主要用來制作雪花或紙屑等飄落的效果。雪粒子與噴射粒子的參數(shù)設(shè)置基本相同，不同之處有兩點(diǎn)，一是粒子的形狀不同，一是雪粒子可以使粒子對象在下落的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，雪粒子系統(tǒng)的“參數(shù)”卷展欄如下圖所示，下面主要介紹雪粒子與噴射粒子不同的參數(shù)的作用?！傲Ｗ印边x項(xiàng)組“粒子”選項(xiàng)組大部分參數(shù)與“噴射”粒子系統(tǒng)相同，不同的是增加了控制粒子在運(yùn)動中旋轉(zhuǎn)的參數(shù)?！把┗ù笮　保河脕碓O(shè)置雪花粒子的大小。“翻滾”：用來設(shè)置產(chǎn)生隨機(jī)旋轉(zhuǎn)的雪花粒子的數(shù)量。數(shù)值為0時(shí)，所有粒子都不會旋轉(zhuǎn)；數(shù)值為1時(shí)，所有粒子都會旋轉(zhuǎn)?！胺瓭L速率”：用來設(shè)置雪花粒子的旋轉(zhuǎn)速率。數(shù)值越大雪花粒子的旋轉(zhuǎn)速度也越快。⒉“渲染”選項(xiàng)組“渲染”選項(xiàng)組的作用于噴射粒子相同，雪花粒子提供了3種粒子的渲染形狀，有2種形狀不同與噴射粒子，它們分別是：“六角形”：該形狀是雪花粒子的默認(rèn)渲染形狀，將雪花粒子渲染為六角形，可以為雪花粒子的每個(gè)側(cè)面指定一種材質(zhì)。“三角形”：將三角形作為雪花粒子的渲染形狀，只可以對三角形的一個(gè)側(cè)面指定材質(zhì)。10.2〖實(shí)例10-2〗香煙燃燒效果的制作——高級粒子系統(tǒng)

本實(shí)例利用超級噴射粒子來模擬香煙燃燒產(chǎn)生煙霧的效果，通過實(shí)例的制作介紹暴風(fēng)雪、超級噴射粒子、粒子云和粒子陣列等高級粒子系統(tǒng)的基本參數(shù)設(shè)置和應(yīng)用范圍。香煙燃燒效果如下圖所示。

操作步驟⑴選擇“文件”→“打開”菜單命令，打開

香煙燃燒.max場景文件。⑵單擊動畫控制區(qū)中的“時(shí)間配置”按鈕，在彈出的“時(shí)間配置”對話框中設(shè)置“長度”為300，單擊“確定”按鈕。⑶創(chuàng)建超級噴射粒子。單擊“創(chuàng)建”→“幾何體”→“粒子系統(tǒng)”→“超級噴射”按鈕，在頂視圖中創(chuàng)建超級噴射粒子，移動超級噴射粒子圖標(biāo)至香煙燃燒的位置。⑷設(shè)置超級噴射粒子參數(shù)。在“基本參數(shù)”卷展欄中設(shè)置“粒子分布”選項(xiàng)組的軸“擴(kuò)散”為12，平面“擴(kuò)散”為30；“視口顯示”選項(xiàng)組的“粒子數(shù)百分比”為10。⑸在“粒子生成”卷展欄中，勾選“粒子數(shù)量”選項(xiàng)組生成粒子。⑹在“粒子類型”卷展欄中，勾選“粒子類型”選項(xiàng)組中的“標(biāo)準(zhǔn)粒子”和“標(biāo)準(zhǔn)粒子”選項(xiàng)組中的“面”單選項(xiàng)。⑺激活“Camera01”視圖，按下動畫控制區(qū)中的“播放動畫”按鈕，可以看到有粒子從香煙的燃燒部位發(fā)射出來，但粒子垂直向上運(yùn)動，沒有飄散的效果。⑻制作風(fēng)力影響粒子的運(yùn)動。單擊“創(chuàng)建”→“空間扭曲”→“力”→“風(fēng)”按鈕，在前視圖中創(chuàng)建風(fēng)圖標(biāo)。⑼單擊主工具欄上的“綁定到空間扭曲”按鈕，在視圖中選擇超級噴射粒子圖標(biāo)，并拖動到風(fēng)力圖標(biāo)上，將超級噴射粒子綁定到風(fēng)力上，噴射粒子的運(yùn)動將受風(fēng)力吹動的影響。⑽設(shè)置超級噴射粒子的材質(zhì)。⑾制作風(fēng)力圖標(biāo)動畫。單擊動畫控制區(qū)的“自動關(guān)鍵點(diǎn)”按鈕，移動時(shí)間滑塊到第150幀處，在頂視圖中選擇風(fēng)力圖標(biāo)，繞Z軸旋轉(zhuǎn)，再單擊“自動關(guān)鍵點(diǎn)”按鈕，關(guān)閉自動關(guān)鍵點(diǎn)狀態(tài)。⑿保持風(fēng)力圖標(biāo)的選中狀態(tài)，按住Shift鍵，拖動時(shí)間軸上第0幀上的關(guān)鍵幀標(biāo)記至第300幀處，將第0幀的關(guān)鍵幀狀態(tài)復(fù)制到第300幀。⒀激活“Camera01”視圖，按下動畫控制區(qū)中的“播放動畫”按鈕，可以粒子從香煙的燃燒部位發(fā)射，在風(fēng)力的作用下不斷飄動擴(kuò)散。⒁按下F10鍵，打開“渲染場景”面板，設(shè)置渲染輸出參數(shù)后，單擊“渲染”按鈕進(jìn)行動畫渲染輸出，效果如下圖所示。

10.2.1暴風(fēng)雪粒子暴風(fēng)雪粒子是雪粒子的加強(qiáng)，基本特性與雪粒子相同，都是通過發(fā)射器平面向下發(fā)射粒子對象。暴風(fēng)雪粒子除了可以制作下雪效果外，還可以將粒子對象定義成各種幾何形狀，與空間扭曲配合制作魚群游動、液體流動和花瓣隨風(fēng)飄舞等效果。常用參數(shù)設(shè)置如下：1.“基本參數(shù)”卷展欄該卷展欄主要用于設(shè)置發(fā)射器和視圖中粒子顯示的相關(guān)屬性?！帮@示圖標(biāo)”選項(xiàng)組中的參數(shù)與雪粒子基本相同。⒉“粒子生成”卷展欄“粒子生成”卷展欄用來設(shè)置粒子對象的生成數(shù)量和生成時(shí)間等屬性?！傲Ｗ訑?shù)量”選項(xiàng)組：該選項(xiàng)組的參數(shù)與雪粒子完全相同。“粒子運(yùn)動”選項(xiàng)組：該選項(xiàng)組的參數(shù)與雪粒子完全相同?！傲Ｗ佑?jì)時(shí)”選項(xiàng)組：用于設(shè)置粒子生存周期的相關(guān)參數(shù)。“粒子大小”選項(xiàng)組：用于設(shè)置粒子對象大小相關(guān)的屬性。

⒊“粒子類型”卷展欄“粒子類型”卷展欄用來設(shè)置粒子對象的類型和形狀以及材質(zhì)等屬性?！傲Ｗ宇愋汀边x項(xiàng)組：用于設(shè)置粒子的基本類型?！皹?biāo)準(zhǔn)粒子”選項(xiàng)組：系統(tǒng)提供了“三角形”、“立方體”、“面”、“特殊”、“恒定”、“四面體”、“六角形”和“球體”8種標(biāo)準(zhǔn)形狀的粒子。“變形球粒子參數(shù)”選項(xiàng)組：變形球粒子在發(fā)射過程中可以相互碰撞、融合，常用于模擬液體的效果，“變形球粒子參數(shù)”選項(xiàng)組就是用來對變形球粒子的屬性進(jìn)行設(shè)置?！皩?shí)例參數(shù)”選項(xiàng)組：用于選中“實(shí)例幾何體”粒子方式后的相關(guān)粒子屬性的設(shè)置。

⒋“旋轉(zhuǎn)和碰撞”卷展欄“旋轉(zhuǎn)和碰撞”卷展欄用于設(shè)置粒子對象自身旋轉(zhuǎn)和碰撞的相關(guān)參數(shù)?！白孕俣瓤刂啤边x項(xiàng)組：用于設(shè)定粒子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的相關(guān)選項(xiàng)?！啊白孕S控制”選項(xiàng)組：用于設(shè)置粒子自旋軸的相關(guān)參數(shù)?！傲Ｗ优鲎病边x項(xiàng)組：用于設(shè)定粒子對象在運(yùn)動過程中發(fā)生碰撞的相關(guān)參數(shù)。

⒌其他卷展欄“對象繼承”卷展欄用于設(shè)置粒子對象跟隨發(fā)射器運(yùn)動的屬性，即設(shè)置發(fā)射器運(yùn)動時(shí)，如何影響粒子對象的運(yùn)動。通常取默認(rèn)值就可以達(dá)到真實(shí)的運(yùn)動效果?！傲Ｗ臃敝场本碚箼谟糜谠O(shè)置粒子對象繁殖的相關(guān)參數(shù)。10.2.2超級噴射粒子

超級噴射粒子是噴射粒子的增強(qiáng)版本，但與噴射粒子不同的是，超級噴射粒子將從一個(gè)點(diǎn)向外發(fā)射粒子對象，產(chǎn)生線性或錐形的粒子流。超級噴射粒子常用來制作引擎噴火、噴泉等特效?！皻馀葸\(yùn)動”卷展欄是超級噴射粒子不同于暴風(fēng)雪粒子的參數(shù)卷展欄，“氣泡運(yùn)動”卷展欄用來設(shè)置粒子運(yùn)動過程中產(chǎn)生搖擺的效果，可以用來模擬氣泡在水中搖擺上升的效果。“振幅”：用于設(shè)置粒子對象進(jìn)行左右搖擺的幅度?！白兓保河糜谠O(shè)置粒子對象搖擺幅度的變化程度?！爸芷凇保河糜谠O(shè)置粒子對象搖擺一個(gè)周期所用的時(shí)間。“變化”：用于設(shè)置粒子對象搖擺周期的變化程度?！跋辔弧保河糜谠O(shè)置粒子對象在初始狀態(tài)下偏離噴射方向的位移。“變化”：用于設(shè)置粒子對象相位的變化程度。粒子云可以在一個(gè)設(shè)置的空間范圍內(nèi)產(chǎn)生粒子，粒子的空間形狀可以是標(biāo)準(zhǔn)幾何體或者自制的三維模型。粒子云有多種造型，常用來制作堆積在一起的不規(guī)則群體，例如云團(tuán)、石塊等；還可以讓粒子從三維模型中流出，制作水滴下落的效果；同時(shí)還可以將三維模型作為發(fā)射器，制作群體運(yùn)動的動畫效果。10.2.3粒子云1.“基本參數(shù)”卷展欄粒子云的“基本參數(shù)”卷展欄如下圖所示：2.“粒子生成”卷展欄“粒子生成”卷展欄如下圖所示。

粒子陣列有兩個(gè)特點(diǎn)，一是沒有固定形狀的發(fā)射器，需要使用三維對象作為發(fā)射器；二是粒子陣列可以將模型的表面炸開，產(chǎn)生不規(guī)則的碎片?？梢岳昧Ｗ雨嚵兄谱鲗ο蟊ɑ蚍鬯槌伤槠男Ч?/p>

粒子陣列參數(shù)

10.2.4粒子陣列1.“基本參數(shù)”卷展欄在“基本參數(shù)”卷展欄中，“基于對象的發(fā)射器”選項(xiàng)組用于在場景中選擇任意三維對象作為粒子發(fā)射器，圖10-29所示的石塊爆炸效果就是選擇石塊對象作為粒子陣列的發(fā)射器?！傲Ｗ臃植肌边x項(xiàng)組用于設(shè)定發(fā)射器的粒子發(fā)射編制方式，即粒子從發(fā)射器的什么部位部位發(fā)射出來，粒子陣列共有5種編制方式：“在整個(gè)曲面”：從對象表面發(fā)射粒子?！把乜梢娺叀保貉匕l(fā)射器對象的可見邊發(fā)射粒子?！霸谒械捻旤c(diǎn)上”：沿發(fā)射器對象的頂點(diǎn)發(fā)射粒子。“在特殊點(diǎn)上”：沿發(fā)射器對象指定的特殊頂點(diǎn)上發(fā)射粒子?！霸诿娴闹行摹保簭陌l(fā)射器對象的表面中心發(fā)射粒子。2.“粒子生成”卷展欄

“粒子生成”卷展欄中的“粒子類型”選項(xiàng)組增加了“對象碎片”單選項(xiàng)，選中后以對象破裂爆炸的碎片作為粒子發(fā)射。選中該單選項(xiàng)后，會激活“對象碎片控制”選項(xiàng)組，在該選項(xiàng)組中可以設(shè)置碎片的“厚度”和碎片的數(shù)量。10.3〖實(shí)例10-3〗茶壺倒水動畫效果的制作——空間扭曲工具⑴選擇“文件”→“打開”菜單命令，在彈出的對話框中選擇配套光盤中\(zhòng)Scenes\第10章\10-3斟茶.max場景文件。⑵創(chuàng)建茶壺的水流。單擊“創(chuàng)建”→“幾何體”→“粒子系統(tǒng)”→“噴射”按鈕。⑶保持粒子的選中狀態(tài)，單擊工具欄上的“選擇并鏈接”按鈕，拖動噴射粒子到茶壺對象上，將噴射粒子鏈接到茶壺上，隨茶壺一起移動。⑷創(chuàng)建重力。單擊“創(chuàng)建”→“空間扭曲”→“力”→“重力”按鈕。⑸制作茶壺移動倒茶動畫。⑹預(yù)覽動畫發(fā)現(xiàn)茶水第0幀開始倒出，不合理。選擇噴射粒子，在噴射粒子的“參數(shù)”卷展欄中修改粒子的“開始”為30，再次預(yù)覽動畫，發(fā)現(xiàn)茶水流出的時(shí)間已經(jīng)正確。⑺添加一個(gè)導(dǎo)向板阻止水流穿透茶杯。單擊“創(chuàng)建”→“空間扭曲”→“導(dǎo)向器”→“導(dǎo)向板”按鈕，在頂視圖中創(chuàng)建一個(gè)導(dǎo)向板，使用移動按鈕移動至茶杯底部位置。⑻選擇導(dǎo)向板，在導(dǎo)向板的“參數(shù)”卷展欄中設(shè)置“反彈”為0.4，“摩擦力”為70，使水流不會從茶杯中反彈出來。⑼設(shè)置噴射粒子，調(diào)整水流狀態(tài)。⑽設(shè)置茶壺倒水后復(fù)位動畫。在視圖中選擇茶壺，按住Shift鍵，在時(shí)間滑塊上將0幀的關(guān)鍵幀標(biāo)志復(fù)制到100幀，將30幀關(guān)鍵幀標(biāo)志復(fù)制到75幀。⑾制作茶水材質(zhì)。按下M鍵，在“材質(zhì)編輯器”中選擇一個(gè)空白示例球，設(shè)置“漫反射”的“紅”、“綠”、“藍(lán)”分別為234、224和187，“自發(fā)光”為70，并將材質(zhì)賦予噴射粒子。⑿設(shè)置水流的運(yùn)動模糊。選擇噴射粒子，右擊鼠標(biāo)，在彈出的“對象屬性”對話框中，選擇“運(yùn)動模糊”選項(xiàng)組中的“啟用”復(fù)選框和“圖像”單選項(xiàng)，單擊“確定”按鈕。⒀按下F10鍵，打開“渲染場景”面板，設(shè)置渲染輸出參數(shù)后，單擊“渲染”按鈕進(jìn)行動畫渲染輸出。10.3.1空間扭曲概述

空間扭曲對象是一種不可渲染的對象，它主要用來影響空間對象的形狀和位置，用于創(chuàng)建一些特殊效果，例如風(fēng)吹、爆破、對象變形等等?？臻g扭曲分為應(yīng)用于粒子和應(yīng)用于幾何體兩大類，本章主要介紹應(yīng)用于粒子系統(tǒng)的空間扭曲工具?？臻g扭曲對象的創(chuàng)建流程如下：單擊“創(chuàng)建”面板中的“空間扭曲”按鈕，在下拉菜單中選擇相應(yīng)的空間扭曲類型，然后在視圖中拖動鼠標(biāo)，創(chuàng)建一個(gè)空間扭曲對象的圖標(biāo)，如下圖所示。10.3〖實(shí)例10-3〗茶壺倒水動畫效果的制作——空間扭曲工具⑴選擇“文件”→“打開”菜單命令，在彈出的對話框中選擇配套光盤中\(zhòng)Scenes\第10章\10-3斟茶.max場景文件。⑵創(chuàng)建茶壺的水流。單擊“創(chuàng)建”→“幾何體”→“粒子系統(tǒng)→“噴射”按鈕。⑶保持粒子的選中狀態(tài)，單擊工具欄上的“選擇并鏈接”按鈕，拖動噴射粒子到茶壺對象上，將噴射粒子鏈接到茶壺上，隨茶壺一起移動。⑷創(chuàng)建重力。單擊“創(chuàng)建”→“空間扭曲”→“力”→“重力”按鈕⑸制作茶壺移動倒茶動畫。單擊動畫控制區(qū)中的“自動關(guān)鍵點(diǎn)”按鈕。⑹預(yù)覽動畫發(fā)現(xiàn)茶水第0幀開始倒出，不合理。選擇噴射粒子，在噴射粒子的“參數(shù)”卷展欄中修改粒子的“開始”為30，再次預(yù)覽動畫，發(fā)現(xiàn)茶水流出的時(shí)間已經(jīng)正確。⑺添加一個(gè)導(dǎo)向板阻止水流穿透茶杯。單擊“創(chuàng)建”→“空間扭曲”→“導(dǎo)向器”→“導(dǎo)向板”按鈕，在頂視圖中創(chuàng)建一個(gè)導(dǎo)向板，使用移動按鈕移動至茶杯底部位置。⑻選擇導(dǎo)向板，在導(dǎo)向板的“參數(shù)”卷展欄中設(shè)置“反彈”為0.4，“摩擦力”為70，使水流不會從茶杯中反彈出來。⑼設(shè)置噴射粒子，調(diào)整水流狀態(tài)。選擇噴射粒子，在修改面板中設(shè)置噴射粒子的“渲染計(jì)數(shù)”為600，選擇“四面體”單選項(xiàng)。⑽設(shè)置茶壺倒水后復(fù)位動畫。在視圖中選擇茶壺，按住Shift鍵，在時(shí)間滑塊上將0幀的關(guān)鍵幀標(biāo)志復(fù)制到100幀，將30幀關(guān)鍵幀標(biāo)志復(fù)制到75幀。⑾制作茶水材質(zhì)。按下M鍵，在“材質(zhì)編輯器”中選擇一個(gè)空白示例球，設(shè)置“漫反射”的“紅”、“綠”、“藍(lán)”分別為234、224和187，“自發(fā)光”為70，并將材質(zhì)賦予噴射粒子。⑿設(shè)置水流的運(yùn)動模糊。選擇噴射粒子，右擊鼠標(biāo)，在彈出的“對象屬性”對話框中，選擇“運(yùn)動模糊”選項(xiàng)組中的“啟用”復(fù)選框和“圖像”單選項(xiàng)，單擊“確定”按鈕。⒀按下F10鍵，打開“渲染場景”面板，設(shè)置渲染輸出參數(shù)后，單擊“渲染”按鈕進(jìn)行動畫渲染輸出

10.3.1空間扭曲概述

空間扭曲對象是一種不可渲染的對象，它主要用來影響空間對象的形狀和位置，用于創(chuàng)建一些特殊效果，例如風(fēng)吹、爆破、對象變形等等?？臻g扭曲分為應(yīng)用于粒子和應(yīng)用于幾何體兩大類