流体特效制作之如何制作逼真的香烟效果

今天我们来模拟一支香烟点燃后飘出烟雾的效果，我们经常在生活中见到这种效果。这是一个典型的气态流体的案例，仔细观察香烟飘出的烟雾，如图所示， 有以下几个特点。

1.烟在空气中的飘动是一个动态效果，因此需要用动态流体来模拟。

2.香烟飘动的速度偏慢，这与空气的浮力有关。

3.在飘动的过程中香烟会出现扰动与拉丝的效果，可以断定空气中存在其他的扰动力场。

4.香烟的颜色为白色半透明质感。

经过以上几点形态的分析，我们就可以着手制作了，如果大家观察到了更细微的变化也可以纳入到制作的思考范围中去。

制作步骤

步骤1:先来创建一个香烟场景，渲染场景，效果如图所示。

Tips：请使用Camera01视图和mental ray渲染器渲染。

步骤2:按下F5键切换到Dynamics (动力学)模块下，然后执行Fluid Effects>Create 3DContainer with Emtter (流体效果>创建具有发射器的3D容器)菜单命令，并且将流体容器和发射器移动到图所示的位置上。

Tips：1. 流体发射器不要超出流体容器。2.如果流体容器长宽高比例不合适，不要用缩放工具直接缩放流体容器，需要在属性编辑面板中进行修改。

步骤3:设置流体发射器的发射范围。

(1)选择流体发射器，按下Ctrl+a键打开发射器属性，在Basic Emmitter Attributes (基本发射器属性)卷展栏下找到Min Distance (最小距离)和Max Distance (最大距离)，这两个数值表示了流体以哪个范围为半径发射。参数修改如图所示，流体将在0~0.1的半径范围内发射。

(2)在Fluid Attributes (流体属性)卷展栏下找到DensityNoxel/Sec (密度/体素/秒)，将其修改为3.5,增加流体的发射率，Fluid Dropoff (流体衰减)修改为0.05，减缓流体的扩撒速度，如图所示。

步骤4:设置流体容器的解算范围与解算精度。

选择流体容器，按下Ctrl+a键打开容器属性编辑面板，找到Container Properties (容器特性)卷展栏，Base Resolution (基本 分辨率)属性调节为100,增加流体的解算精度;再修改Size (大小)为X=10，Y=30, Z=10, 这样流体容器变为了长方形，更适合流体的运动范围了;最后将Boundary X(边界X)、Boundary Y (边界Y)和Boundary Z (边界Z)修改为None (无)方式，这样流体到达边界的时候就不会反弹了，如图所示。

调整好流体容器和发射器的位置，再次播放动画查看效果，如图所示。

Tips：调节容器尺寸和容器分辨辜时我们始终要保持各个轴向比例的统-性，如将Size (大小)设置为10:20: 10, Resolution (分辨率)就要设置为50: 100: 50或100: 200: 100, Y轴数值永远为X、Z轴的2倍，这样流体就不会出现拉伸，可以模拟出最好的动态效果。 当勾选Keep Voxels Square (保持体素为方形)选项后，Maya就会自动计算Resolution (分辨率)与size (大小)之间的比例关系。

步骤5:设置流体解算方式。

找到Contents Method (内容方法)卷展栏，设置Density (密度)和Velocity (速度)为Dynamic Grid (动态网格)计算方式; Temperature (温度)和Fuel (燃料)为Off (Zero) 方式，如图所示。

Tips：一般情况下我们只有模拟火焰、爆炸、岩浆等有较大热量或者温度变化的流体时才会开启Temperature (温度)和Fuel (燃料)的Dynamic Grid (动态网格)计算方式，本实例的烟雾没有热量与温度的巨大变化，所以采用了Off (zero) [禁用 (零) ]方式。

步骤6:设置流体的动态细节。

(1) 找到Contents Details (内容详细信息)卷展栏下的Density (密度)参数，将Density Scale(密度比例)设置为1, Buoyancy (浮力)设置为15, Dissipation (消散)设置为0.2, Noise (噪波)设置为0.005，如图示。

Tips：Density Scale (密度比例)设置了烟雾发射量的多少; Buoyancy (浮力)设置了烟雾上升的速度; Dissipation (消散)设置了烟雾存在于空中的时间; Noise (噪波)表示烟雾的发射密度将会有轻微的改变

(2)设置Velocity (速度)卷展栏，将Velocity Scale (速度比例)的y轴改为1.5; Swirl (漩涡)设置为10，如图所示。

Tips：Velocity Scale (速度比例)表示容器内X、Y、Z轴向的速度缩放; Swirl (漩涡)可以为容器增加一个类似于漩涡场的力，使流体动态出现一种翻滚的效果。播放动画查看动态效果，如图所示。

Tips：播放动画时要将播放速率设置为Play every Frame (播放每一帧) ，如果我们要查看正常的播放速度，可以通过Playblast (播放预览)查看，如图所示。

步骤7:设置烟雾透明度。

找到Shading (着色)卷展栏下的Transparency (透明度)属性，调节颜色参数,如图所示，增加一些烟雾的可见性。

步骤8:增加流体的解算精度。

增加流体解算精度的基本方法就是增大流体容器的Resolution (分辨率)，这里我们使用两种方法提高流体的解算精度。

(1)找到Container Properties (容器特性)卷展栏，将Base Resolution (基本分辨率)属性设为200，这样流体会更加精细，但是解算速度变慢了很多，如图所示。

帧速率维持在了每秒0.5帧，之前将Base Resolution (基本分辨率)属性设为100，帧速率为每秒3.8帧，如图所示。 如果将Base Resolution (基本分辨率)属性设为300，解算的速度就非常慢了，但是下面的第2种方法解决了这个问题。

(2) Maya增加了另外一种强大的算法叫做Auto Resize (自动调整大小)算法，它的优点在于只计算产生流体的地方，其他没有流体的地方-概忽略不计。 首先进入流体容器属性，找到Auto Resize(自动调整大小)卷展栏，勾选Auto Resize (自动调整大小)选项，如图所示。这样我们就激活了Auto Resize (自 动调整大小)算法。

(3)找到Container Properties (容器特性)卷展栏，将Base Resolution (基本分辨率)属性增加为300，这是一个很高的分辨率，播放动画效果，如图所示。在这种高分辨率的情况下，帧速率维持在了每秒29.8帧，是一个很好的成绩，这也体现了Auto Resize (自动调整大小)算法的优势。

步骤9:修改流体参数。

现在高精度解算的烟雾与之前的烟雾有所不同，它的透明度更低了，消散得也越快了。我们来修改一下具体参数。

(1)找到Shading (着色)卷展栏下的Opacity (不透明度)属性，设置Input Bias (输入偏移)属性为0.25,如图所示，增加一些烟雾的可见性。

(2)在Contents Details (内容详细信息)卷展栏下的Density (密度)参数中，将Dissipation(消散)设置为0.02， 让烟雾消散得更慢- -些。修改完成后，播放动画,如图所示。

步骤10:渲染流体。

本实例我们使用Auto Resize (自动调整大小)算法产生流体，调节完上面的效果后直接单击(渲染)按钮，查看效果。如图所示，烟雾有被切断的效果，而且曝光了。

(1)我们来解决这两个问题，找到Auto Resize (自动调整大小)卷展栏的Auto Resize Threshold(自动调整阈值大小)属性，将其修改为0.001, 然后重新解算，如图所示。

(2)找到Shading (着色)卷展栏下的Color (颜色)属性，调节颜色为0.5左右的灰色，最后单击(渲染) 按钮，查看效果。如图所示，香烟烟雾效果就全部制作完成了。

香烟烟雾属于流体中相对简单的案例，这个案例帮助我们掌握流体动态的基础控制，在制作类似效果的时候，动态是首要的考虑因素，在平时的生活中可以多多观察，看得越多理解得就越深刻，制作出来的效果也就越逼真。