硬件渲染粒子与软件渲染元素结合

I 、创建一个 Sprite 图像

　　用一个简单的点发射器和软件渲染粒子云，创建一系列用作 sprite 纹理的图像，粒子产生和消失的动画——结合软件渲染粒子云的动画和体积纹理——能够制作出变化多端的动画纹理。

1 、设置 Timeline Range ：从 1 到 60

2 、创建一个点发射器

3 、第 30 帧， rate 关键帧为 100

4 、第 31 帧， rate 关键帧为 0

5 、设置粒子 lifespan 为 lifespanRandom

6 、设置 lifespanRandom 为 0.3

7 、设置 lifespan 为 1

　　回放动画，注意：第 60 帧粒子的生成和消失。

1 、设置 conserve 为 0.9

2 、增加一个紊乱场

3 、设置 magnitude 为 25

4 、设置 attenuation 为 0

5 、设置 frequency 为 2

6 、第 1 帧，关键帧 TranslateY 为 0

7 、第 60 关键帧，关键帧 TranslateY 为 5

　　回放动画，注意：粒子现在更随机自由地运动并夹在一起。这些团块在软件渲染里有更大的密度，给最终的精灵影像添加了更多的变换。

1 、创建一个粒子云 shader

2 、设置颜色为 100% 的白色

3 、创建一个 Volume Noise 3D Texture

4 、将 3D Texture Placement 做为动画紊乱场的父物体

5 、将 Volume Noise 连接到粒子云材质的 Blob Map 属性

6 、打开 Volume Noise 纹理属性编辑器

7 、设置 Threshold 为 0

8 、设置 Amplitude 为 1

9 、设置 Ratio 为 0.4

10 、设置 Frequency Ratio 为 0.2

11 、设置 Depth Max 为 5

12 、设置 Scale 为 3.0,3.0,3.0

13 、设置 Noise Type 为 Wispy

　　不同的气体要求不同的图像，从壶里发出的蒸汽更细弱一点，但从烟囱里出来的烟雾更浓密更“圆”一点。云层是浓密的，但却有一个纤细的边，你就要为你的图像复制这样的边。一旦增加了不同的扭曲和缩放值到你的 sprite 粒子，而且还有成打的粒子彼此重叠，那它们都将混合并创建理想的外观。

1 、打开粒子物体属性编辑器

2 、设置粒子渲染类型为 cloud

3 、点击的 Add Attibutes 后的 Current Render Type

4 、打开 Better Illumination

5 、为 OpacityPP 创建一个 ramp

6 、 ramp 底部和顶部设置为黑色，中间为白色

7 、设置 Interpolation 为 Smooth

8 、增加一个预粒子 radiusPP 属性

9 、创建表达式类型里：

radiusPP=rand(0.3,1.3)

　　从顶部摄影机观看场景，设置视口大小，确保这样粒子到了窗口的边却不会跑出边外。

1 、 打开全局渲染窗口

2 、 设置理想的文件名

cg/image/ 的粒子系统在为 sprite 图像命名方面是非常特别的， cg/image/ 倾向于用 Name.# 这样的命名格式，例如： cloudTex.1, cloudTex.20 等等。

1 、 设置 Frame/Animation Ext 为 name.#

2 、 设置 Frame Range 为 1-60

3 、 设置 camera 为 Top

4 、 打开 RGB 和 Alpha 通道

　　一个 Sprite 图像应该始终是正方形的，比如 1 ： 1 的比例。即使图像分辨率非常高，但其大小也不应该超过 512 Χ 512 。因为图像在硬件里渲染，所以需要图形卡里的纹理储存器。每个 sprite 图像被载入纹理储存器，所以，如果你有 100 个不同的图像，它们都是 512 Χ 512 分辨率，那多数图形卡将没有足够的内存有效地回放场景，并会“卡壳”。在帧里一个 sprite 应该是多大，这才是获得分辨率的真正决定性因素。考虑到一旦你运用了运动模糊 sprite ，任何像素都趋向于完全消失，你可以用更低分辨率的图像操作。

　　设置分辨率为 128*128

　　附加 tweaks 到渲染图像序列，比如添加模糊，调整对比度，用一个合成包修改 alpha 通道。

　　最后，渲染图像序列。

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II 、粒子发射

　　重新设置 frame range 为 1-100

　　当一辆汽车踢起灰尘的时候，从轮胎下半部分会发出像一团云样的东西。刻化这个发射形状的简单方法就是用一个体积发射器。

　　打开 wheelsOnPath.ma 文件 .

　　在这个场景里，沿着凹凸表面的一条运动路径有一个简单的汽车装备。车轮通过一个 closestPiontOnSurface 约束粘附在地面。

　　现在从轮胎发射粒子。

1 、创建一个发射器

2 、设置 Emitter Type 为 Volume

3 、设置 Volume shape 为 sphere

　　尘埃没有特定的运动方向，其运动源自汽车周围的空气运动，因此，你不用在体积形状基础上给与尘埃任何速度。

1 、设置 Away From Center 为 0

2 、设置 Away From Axis 为 0

3 、设置 Along Axis 为 0

4 、设置 Around Axis 为 0

　　但是，尘埃的运动基于汽车运动的基础上，所以，汽车踢起的尘埃要稍微随着汽车的向前运动而向前运动。

1 、打开 outliner

2 、选择 Fitire 和你刚才创建的发射器： Emitter1

3 、点约束和方向约束发射器到轮胎

4 、缩放发射器，大概有轮胎的 1/3 高，长于和宽于轮胎大约 1/4 。

5 、调整发射器的 VolumeOffsetZ 属性，重新定位发射器，低于轮胎 1/3 。

　　回放时，你会看见左前轮胎后面有粒子轨迹。

1 、复制 Emitter1 三次

2 、删除复制品潜在的点约束和方向约束节点

3 、点约束、方向约束每个发射器到每个轮胎，这样，每个轮胎都有了一个发射器。

4 、重新命名这些发射器为： IEmitter,frEmitter,blEmitter,brEmitter

5 、用动力学关系编辑器，连接粒子物体到每个发射器。

　　回放，你会看见所有轮胎左后方都留下了一道粒子轨迹。

　　当一辆汽车奔跑在一条满是灰尘的溪谷时，它会碰到各种各样的凹凸地，水沟，岩石和沙地，每次碰撞的结果就是：汽车不仅改变一点点方向，而且汽车踢起的尘土和碎片数量都会不同，利用 noise 和 rand 功能，你可以很容易地模拟这种随意的变化。

1 、选择 flEmitter

2 、在通道盒里，右键点击任何属性并选择 Expressions ……

3 、在 Expression Editor 中键入：

float $rate=100.0

float $rateRand=0.5

flEmitter.rate=$rate+$rateRand*$rate*noise(frame)

　　这个表达式运用了 noise 功能，可以依据不同的帧在 -1 到 1 之间取一个值。这个值将与 rate 的百分数相乘再相加。

FlEmitter 发射器的 rate 的最终结果是围绕着 $rate 大概成平均状，但是，这个参数可以低到 0.5 ，也可以高到 1.5 ，主要看 noise 值的回馈。

　　不是随便用一个数字发生器就可以得到声音功能的值，将声音功能视为一个预定的曲线，可以无限延伸，这个曲线在它的值里有各种各样的声音，但声音平滑插入，声音功能回到什么样的值依赖于你在曲线哪里取样。如果你给声音功能取 10 的值：

print(noise(10));

　　… cg/image/ 回到 -0.465903 的值

　　如果你给声音功能取 10.01 的值 :

print(noise(10.01));

　　… cg/image/ 回到 -0.474992 的值

　　参数表达式里：

flEmitter.rate=$rate+$rateRand*$rate*noise(frame)

　　…我们用“帧”作为声音输入，所以，每个帧的声音功能回到一个新的值。

　　既然帧以每帧的整数增加，来自声音功能的结果可能变化很大。如果你想从声音功能那里获得一个更加平滑的数字流，那就用“ time ”来代替 “ frame ”。

　　一样的输入值，声音功能返回的值也一样，所以，每个发射器需要用不同的输入值。

　　在表达式编辑器里，增加：

frEmitter.rate=$rate+$rateRand*$rate*noise(frame+100)

blEmitter.rate=$rate+$rateRand*$rate*noise(frame+200)

brEmitter.rate=$rate+$rateRand*$rate*noise(frame+300)

　　现在每个 rates 参数都是从声音曲线不同部分取样，回放时候，你会看见粒子的轨迹有点更加随意稀少了。

参数 rates 任何明显的提高都表示模拟轮胎碰到了凹凸块或者是岩石。发生碰撞的时候，粒子方向突然随意改变，就好像刚刚发生了一场小的爆炸。

　　因为声音功能对同样的输入总是返回到同样的值，所以，我们检查 rates 参数的一个突然变化并添加一些随意性到发射速度上。

　　在表达式编辑器里，添加：

float $flChange=noise(frame)-noise(frame-1);

float $flChange=noise(frame)-noise(frame-1);

float $frChange=noise(frame+100)-noise(frame+100-1);

float $blChange=noise(frame+200)-noise(frame+200-1);

float $flChange=noise(frame+300)-noise(frame+300-1);

float $randomSpeed=100;

flEmitter.randomDirection=$randomSpeed*linstep(0.1,0.5, $flChange);

frEmitter.randomDirection=$randomSpeed*linstep(0.1,0.5, $frChange);

blEmitter.randomDirection=$randomSpeed*linstep(0.1,0.5, $blChange);

brEmitter.randomDirection=$randomSpeed*linstep(0.1,0.5, $brChange)

　　回放时，你会看在尘土轨迹甚至有更大的随意性，一些粒子飘浮空中，其他一些粒子保持静止状态。

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III 、创建一个特效装备

　　在完成一个作品时，越多的给予使用者超越解算的控制越好，基于这种考虑，越复杂的参数设置会使使用者工作起来越困难。

　　你想要做的最后一件事就是：提供终端使用者一个复杂的表达式，这需要调试每个镜头。创建一个控制装备，用它驱动一个表达式的结果，你就可能给终端使用者一套控制表示式（表示式控制场景）的工具，这样，他们就不用自己编辑表达式就可以控制场景。

1 、选择发射器和粒子物体，把它们编成组。

2 、重新命名结果组节点为 dustcontrols

3 、选择组节点，并打开 Add Attribute 窗口

4 、添加下面的属性，维持 Float,Scalar 属性：

rate

rateRand

randSpeed

　　发射的表达式：

float $rate=100;

float $rateRand=0.5

float $radomSpeed=10;

　　替换成

float $rate=dustControls.rate;

float $rateRand=dustControls.rateRand

float $radomSpeed=dustControls.randSpeed;

　　现在你可以从表达式外控制这些变量。

　　控制节点的通道盒应该仅仅显示相关的属性，那些对解算没有影响的属性应该被挪开。变形属性，旋转属性和缩放属性不需要用来控制解算，所以，可以用 channel Control 窗口将它们关掉。将它们从通道盒挪开之前，先锁定它们，这样，使用者就不会偶尔变形，旋转或缩放该组。

IV. 创建尘土粒子运动

1 、重新命名 particle1 为 dustParticles

2 、设置 Particle Render Type 为 Sprites

3 、设置 Inherit Factor 为 0.2

4 、点击 play

　　粒子紧随车后，注意粒子能随在车后多长距离，那些以随意爆发速度发射的粒子是怎样漂浮远去的。粒子保存属性设置为 1 ，意味着每帧保持 100% 运动。既然粒子继承了发射器 20% 的运动，粒子就收到初始的爆发速度。粒子绝不会丢失速度，会继续沿着那个方向运动。

1 、选择 dustParticles

2 、设置 conserve 为 0.9

　　现在回放场景，你会看见粒子最初随着汽车运动，但是它们会很快就丢失向前运动的动力并开始落后，最后停止运动。

　　降低 conserve ，你可以用场来更好地控制粒子的运动。

1 、创建一个紊乱场并指派到尘土粒子

2 、设置 Magnitude 为 100

3 、设置 Attenuation 为 0

4 、设置 Frequency 为 3

5 、点击 play

　　粒子在紊乱场内继续运动并在随意方向扩展范围。紊乱场是 3D Noise ，就像一个三维程序上的纹理。将声音视为一个大理石质地的纹理，如果你动画纹理布置，你就会在空间运动三维声音。

　　选择 dustControls 节点，添加一个 turbulenceRise 属性，设置其值为 0.1 。

　　打开你一直在用于发射的表达式，在它的最后添加一行：

//Turbulence Rise

//

TurbulenceField1.ty=dustControls.turbulenceRise*frame;

　　当你回放场景时候，你看见尘土粒子沿 Y 轴向上运动，这是因为紊乱纹理随着场的变换而向上运动，粒子继续被这些纹理吸引。

　　依靠你正试图创建的尘土类型，不管它是一种细而轻的像粉笔一样的东西，还是更重的像被汽车踢起的泥土，在 Y 轴运动的紊乱场参数都会给你的粒子重力感觉：

　　不像气态物质，比如烟雾或者蒸汽（固体或液体变化成一种气体并升上天），尘土会保持固体状，但它是一种非常轻的固体，可以踢到空气中，并逗留在最轻的空气流上，最后落地。尘土越厚，就越重，落地越快。要获得尘土落地运动状态，做到以下两点：

1 、创建一个重力场并指定给 dustParticles

2 、设置重力场 magnitude 为 2

　　回放时候，即使紊乱场继续将粒子向上拉，粒子看起来还是更重。对于这种效果，重力场的大小与场景大小不相关。对重力场的 magnitude 调整，应该建立在你追求的外观基础上。

　　粒子现在穿透了地面，如果是一个非常细小的尘土，粒子落到地面就 ok 了，但是对于一个更厚重的尘土，你希望地上尘土堆积得厚重一点。

1 、选择地面平面、粒子，并碰撞。

2 、设置 Tessenllation Factor 为 2000

3 、设置 Resilience 为 0.1

4 、设置 Friction 为 0.3

　　粒子堆积在地上，它们就像是被重力拉下来的，接着又被紊乱场拉上天。赋予紊乱，粒子就像是液体在运动。