Maya透明白炽表面材质

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PS：本篇教程没有图片，不是故意为之，实在是作者厌恶截图过程。不过，换种思维，这不正好给大家提供了一个自由发挥，想象空间广大的氛围吗！而且，同样的方法，因人而异，可以做出很多种效果，大家一起努力吧。

　　在Maya术语中，火焰很像一个透明的白炽表面，而非由数千粒子组成的雾状表面。火焰有羽化也有硬性边界，一个非常光滑转变的内部，变化的透明度和流动性，更类似与液体或织物而非气体。

　　基于以上观察，一种能较好创建单独火焰的技术是softbody，这种技术包括两个阶段：怎样使火焰运动和怎样渲染。申明一下，我们的焦点不是创建火，就是那个在壁炉/营火/火球出现的大火， 只是一个小小的烛焰。这些效果在maya中意味更多的粒子而不是几何体。理想的做法是联合两种技术—在粒子群中创建ISO表面，这也许在maya4.5中利用流体动力学是可行的，PDI等工作室写出了类似软件，在影片“Shrek”中用于火龙喷出的火球。不过我们仍需等待。因为我想保证教程的精简，所以这是在假定你拥有一定的软件知识上写的。我们会选择如下技术 ：modling，softbody，goals，springs，fields，lights，hypershade，render utilities，the connerction editor，shader glow。

　　（1）用你选择的的技术为烛焰建模，要注意烛焰的UV坐标。如果是多边形表面，干净的规划UVs，以使color ramp能光滑的结合到表面，在我的例子，我创建了一条Nurbs曲线然后旋转，因为我们要把它转为softbody，保证有足够多的顶点以得到光滑的动态变形。

　　（2）把烛焰模型转为softbody然后设计行为。选择模型，打开“Create Softbodys”对话框然后选择如下操作：Duplicate make copy soft，hide original，make non-soft a goal，设置设置weight value为1，此时softbody particles是不会移动的，除非目标移动因为goalPP以及goalweight的值为1。

　　（3） 使用component editor来设置goalPP值以使环绕灯芯的粒子拥有一个较高的goalPP，比如.8，但剩余部分应该有一个较低的值，比如.2

　　（4）为粒子加入一个turbulence field，此时烛焰会在。8到.2的粒子中产生“眼泪”。

　　（5）为softbody加上一根弹簧使其具有流动和布料特性。在创建对话框中选择值为2的“wireframe”。你现在可以开始实验turbulence field的强度，频率，相位以及弹簧的硬度及阻尼。就像使用任何弹簧，如果你的弹簧由于高属性值而爆炸，记住增加场景的“over sampling”。

　　设计完了烛焰的动画，现在我们把目光聚焦到渲染上。我们应该特别注意烛焰的亮度，色彩，透明度以及边界质量。烛焰的颜色在底部趋于蓝色，但顶部趋于橘红，有时是红色。通过对表面进行ramp贴图，我们很容易达到目的。另外烛焰在中心更加明亮，这可以通过变化材质透明度达到。烛焰在中心比边界更透明。现在设置透明度。

　　以上我们看到了六个不同的shader，每个shader在不同方面控制透明度，每个shader都是lambert，表面颜色白色。折射关闭。

　　（A）不透明

　　（B）透明度被设置为50%灰度，这就是maya缺省计算透明度方式，当透明度逼近白色，表面均匀褪色。

　　（C）透明度直接被sample info的facing ratio控制。

　　（D）透明度被set driven key关联控制，facing ratio为driver。

　　（E）透明度直接被ramp控制。
 
　　（F）透明度被ramp和set drivern key曲线（facing ratio为driver）的乘积（multiplication）所控制。也可以直接连一个ramp到透明度，再把facing ratio曲线连到ramp的color gain。因为缺少教材，渲染程序节点看起来有些神秘，但它们的确可以达到很多目的。在本例中我们使用“sample info utility”……不要和名称相近但完全不同的“partical sample utilitky” 混淆.sample info utility（SIU）拥有好几个属性，其中之一便是“facing ratio”。它的属性值从 0变化到1，取决于表面法线相对于摄象机的位置。法线正对摄象机值为1，垂直为0。通过connection editor连接SIU的“浮点”facing ratio output到材质的“向量”transparency，我们在透明度和面对比率之间得到一个线性关系。
 
　　以上我们看到hypershade中连接后的结果。缺点是缺少灵活的变化。与你努力相对的是，边界更透明了，你需要更生动的衰减，如下图。

　　接下来就是不仅要让烛焰中心比边界透明，而且底部要比顶部透明。为了达到目的，一旦SDK/SIU关系建立，打断SDK曲线输出和材质的连接。然后创建一个ramp和multiply/divide utility。连接ramp的‘color output’到multiply的节点‘input one’，再连接SDK曲线到‘input two’，最后连接multiply节点的output到材质的transparency。如果你愿意，可以不使用multiply节点，而把SDK曲线连到ramp的‘color gain’。

　　最后一步就是指定shader glow，从上图可以看出加入glow后的进步。最左端的图象没有glow，但基于SIU的透明是显然的。一旦glow生效，我们可以选择是否保留几何体。通过勾选‘hide source’，实际的几何体不会被渲染，只有发光。这就是令烛焰表现完美的伟大技术，但并不仅限于此。当然，通过类似的流程就算是幽灵也可以轻松完成。当glow生效后，我们还需要知道一些关于shader glow节点的知识。在multilister/hypershader中有一个shader glow节点，它控制着所有材质的glow。如果你需要不同物体表现不同的glow，就必须分遍渲染。此外，还有很多属性可以用来设计glow的外观，其中之一便是threshold（初始值）。上图中，右边三幅图的threhold值分别是0，.08和.04。threshold环型修剪glow的亮度值，的确是一个设计glow外观的好工具。另一个需要改变的重要属性是auto exposure（自动暴光），缺省为打开。这会使glow在动画中闪烁，最好把它关闭。这样做会使glow爆裂，因此你要在shader glow节点，中降低glow和halo（光晕）的强度。另一个需要提出的问题是我们通过给表面颜色贴图而不是给白炽（incandecance）贴图来创建烛焰。这是因为亮度是基于透明度的。如果你需要使用incandecance，记住一旦此区域有一较高的 incandecance值，则透明部分会渲染的更亮，所以你需要用SIU来控制incandecance，并且有一个反转值。

　　PS：图就是我们用incandecance来定义烛焰亮度的结果，同样的SIU SDK曲线被同时用于transparency和incandecance，但对于incandecance，SDK曲线首先要经过reverse utility（反转节点）。

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