Rychlý návod, modul PyroCluster

2.12.2004· Autor: Pavel Zoch, Ph.D.· Počet komentářů: 1

V publikaci QuickStart, kterou Maxon připravil k nové verzi CINEMY 4D R9 je mimo jiné také malý jednoduchý návod na práci s modulem PyroCluster. Tento návod ale není určen jen uživatelům verze R9. Je určen všem, kteří tento modul mají a ještě si jej nestačili vyzkoušet.

Toto je rychlý úvodní návod k modulu PyroCluster. Provede Vás prvními kroky s tímto nástrojem a ukáže Vám úžasné možnosti, které nabízí. Návod je strukturován takto:

1. Úvod

“PyroCluster“ je mocným nástrojem pro tvorbu volumetrického (objemového) kouře, explozí a ohňových efektů. Jedná se vlastně o 3D shader, který je založený na integrovaných částicových systémech CINEMY 4D, nebo na částicových systémech modulu “Thinking Particles“. Shader může být samozřejmě animovaný a najdete jej ve Správci materiálů v menu Soubor > PyroCluster . Tedy v případě, je-li modul nainstalovaný. Více informací viz níže.

Tento modul můžete použít pro tvorbu realistických efektů, jaké znáte například z filmů. Po prostudování těchto malých návodů zjistíte, že některé efekty se vytvoří snadněji, než jste si zřejmě mysleli. Jak již bylo zmíněno, modul PyroCluster využívá částicový systém CINEMY 4D a pomocí tohoto systému také může být animovaný. Vzhled efektu je ale závislý jen na PyruClusteru. Částicové systémy nám umožňují pro dosažení požadovaného efektu ovlivňovat chování gravitací, větrem, turbulencemi a podobně. Pro dosažení ještě více kombinovaných efektů můžete také míchat a renderovat více volumetrických efektů v jedné scéně. Jste li také šťastlivcem vlastnícím modul “Thinking Particles“, tak máte pro tvorbu svých efektů, například výbuchů, ještě daleko širší možnosti. CINEMA 4D nabízí dost příležitostí na to, abychom na využití částic nezapomněli…

Pokud patříte mezi ty, kteří raději preferují mluvené slovo (a vládnete dobře anglickým jazykem), pak Vám doporučujeme se podívat na kapitolu 4 v “Quickstart Tutorial Part 1“.

2. Obecné informace/Uživatelské rozhraní

Aktuální vzhled efektu je založen na nastavení shaderu PyroCluster, shaderu PyroCluster – vykreslení objemu, generátoru částic a objektu Prostředí. Společně tvoří nezbytné složky, jejichž vlastnosti můžeme nastavit a vytvořit tak jakýkoliv představitelný pyrotechnický efekt. Komponenty v detailu:

PyroCluster shader je materiálem, který se přiřazuje generátoru částic. S nastavením tohoto shaderu si dáme jen velmi málo práce, použijeme jednu z přednastavených voleb, která je na stránce „Hlavní“ v parametru „Nastavení“.

Nejrychlejším způsobem jak vytvořit skvělý pyrotechnický efekt je vytvoření materiálu pomocí menu Správce materiálů. K dispozici pak máme již přednastavené efekty ohně, vulkanického dýmu, mraku, stejně tak jako páry, kouře a ohnivé koule. V tomto shaderu také můžeme pomocí přechodů například nastavovat parametry přechodů, či definovat vlastnosti stínů.

Shader PyroCluster – vykreslení objemu vytváří volumetrické efekty a přiřazuje se objektu Prostředí. Některé z parametrů tohoto shaderu ovlivňují režim renderu (zejména Globální velikost kroku, což je jeden z nejdůležitějších parametrů). Více o tomto parametru a také parametrech jako Světlo z objemu, Limit vykreslení paprsku a podobně níže.

Součástí částicových systému CINEMY 4D je samozřejmě také generátor částic. Jakýkoliv objekt, který tento generátor emituje, při tom samozřejmě může být podle požadavků modifikován. Může být nastaven počet částic, rychlost,životnost a rotace.

Posledním objektem, ale nikoliv nedůležitým, je objekt Prostředí. Scénu si můžeme obohatit o barvu prostředí a mlhu. V našem případě ale prostředí slouží k započtení shaderu PyroCluster – vykreslení objemu, který zahrne do scény volumetrický výpočet.

Velmi užitečným znakem modulu je náhled efektu, který nám umožňuje měnit a přesně nastavovat efekt průběžně a netestovat jej jen renderem celé scény. Prostě šetří čas.

Modul PyroCluster také obsahuje různé typy fraktálů, které můžete použít pro doladění efektu podle Vašich požadavků. Například kumulativní mrak vyžaduje jiný typ fraktálového šumu, jak mrak mlžný. Jiný fraktál můžeme použít pro zobrazení korálového útesu, nebo shluku kamení.

Efekt si lze zobrazit a vytvořit ve formě koule, krychle a dalších objektů. To nám dává skvělý přehled nad celkovým vzhledem efektu a také nám umožňuje nastavit efekt do všech podrobností bez toho, že by se musela renderovat celá scéna. Je samozřejmé, že efekty PyroClusteru mohou vrhat stíny na další objekty, tedy pokud uživatel chce, užitím normálních světel scény. Mimo to lze pro vytvoření ohňových efektů využít možnosti nastavení Svítivosti, díky čemuž se pak efekt zahrne i do výpočtu radiozity.

Asi té suché teorie bylo již dost a je vhodná chvíle na to, abychom začali s praktickou ukázkou: s rychlým tutoriálem. Pomocí poměrně malé scény si předvedeme, jak rychle a snadno dosáhnout požadovaných výsledků. Po projití tohoto návodu bude každý z uživatelů připraven si vytvářet vlastní efekty.

Pokud jste si právě udělali šálek kávy, nebo si chcete trochu odpočinout, pak se můžete podívat na následující obrázky. Dají Vám dobrý přehled o tom, co všechno efekt dokáže.

4. Rychlý návod – 10 kroků ke slávě

Tento návod popisuje deset základních nastavení, která jsou zapotřebí pro vytvoření PyroCluster efektu. Jakmile se tímto příkladem procvičíme, můžeme si hrát s jednotlivými parametry vzorové scény, nebo si nastavit vlastní efekt podle svého.

1. Otevřeme si v CINEMĚ 4D novou scénu pomocí Soubor > Nový.

2. Ve Správci materiálu si zvolíme Soubor > PyroCluster > PyroCluster a Soubor > PyroCluster > PyroCluster – vykreslení objemu.

3. Vytvoříme si objekt Prostředí (Objekty > Scéna > Prostředí).

4. Vytvoříme si nový generátor částic (Objekty > Částice > Generátor).

5. Přiřadíme PyroCluster materiál generátoru částic.

6. Přiřadíme shader PyroCluster – vykreslení objemu objektu Prostředí.

7. Nastavíme úhel “P“ generátoru částic ve Správci souřadnic na 90.

8. Dvakrát poklepeme na materiál PyroCluster ve Správci materiálů a vybereme v záložce Hlavní u parametru Nastavení volbu Pára.

9. Na otázku „Chcete opravdu konvertovat všechny parametry?“ odpovíme „Ano“ a zavřeme okno editoru materiálu.

10. Uchopíme posuvník časové osy a posuneme jej na snímek 40 a zvolíme Rendering > Renderovat pohled.

Nyní si kávu můžeme dopít…

Voila! Jestli chcete tak se nyní můžete vrátit do nastavení shaderu PyroCluster a zkusit si volbu Oheň, ostatně pokud máte pyromanické sklony a budete je zkoušet jen za využití PyroClusteru, tak jste před zákony bezpeční :-). Scéna kterou jsme si vyzkoušeli se počítala docela rychle a můžeme poznamenat, že délka výpočtu závisí jednak na komplexnosti scény a také na použitém nastavení. Pokud si chcete nastavení své scény zoptimalizovat již teď a nechcete pročítat následující stať, tak Vám doporučujeme se podívat do stati Tipy a triky.

5. Rychlý návod – optimalizace a animace

V této části návodu se podíváme na to, jak udělat efekt páry ještě více realistický a podíváme se na to, jak by vypadal kdyby se pohyboval. Posuneme si pohled v editoru tak, aby byl objekt generátoru částic na spodním okraji pohledu. Předtím než si nastavíme animaci si ještě upravíme shader PyroCluster – vykreslení objemu ve Správci materiálů. V tomto shaderu nastavíme parametr Režim na „Uživatelský“ a parametr Globální velikost kroku nastavíme na 10.

Změna parametru se nám projeví za chvilinku. Zatím si vybereme Rendering > Vytvořit náhled, kde nastavíme Režim náhledu nastavíme na Plný rendering a Snímků/sec. nastavíme na 15. Potvrdíme stiskem 15.

Tím jsme vlastně právě vytvořili svou první animaci efektu PyroCluster a to jen několika kliknutím myši. Jak vidno lze z prázdné scény vytvořit (takřka) komplexní animaci velmi rychle. Scénu si ještě za využití dvou objektů trochu doladíme. Uděláme toto: vytvoříme si objekty částicového systému CINEMY 4D Turbulence a Tření (Objekty > Částice > Turbulence, Tření) a obou těmto objektům nastavíme velikost podle osy Y na 1000. Situace by v editačním okně měla vypadat podobně jako na obrázku.

Zvedneme obě hodnoty generovaných částic v generátoru částic na 20 (ve Správci objektů si vybereme objekt Generátor částic a ve Správci nastavení zvýšíme parametry Počet částic/čas (Editor) a Počet částic/čas (Render). Životnost snížíme z 500 na 100 a parametr Rychlost zvýšíme na 300. V záložce Generátor nastavíme parametry Horizontální úhel a Vertikální úhel na 30. U objektu Tření snížíme sílu efektu na 4.

Nyní se můžeme podívat na náhled naší animace (Rendering > Vytvořit náhled).

Chování páry je nyní podstatně realističtější. Částice se emitují rychleji, ale existují kratší dobu a mají větší rozptyl díky větším úhlům generátoru částic. Objekt Turbulence obohatí efekt (kdo by to řekl) o víření a objekt Tření částice zpomalí, přičemž je samozřejmě dokáže při dostatečně vysoké hodnotě zcela zastavit. Samozřejmě že si můžete zkusit svoje vlastní nastavení. Zkuste si různá nastavení a sledujte, jak se hodí do Vaší scény.

Předtím než si ukážeme některé triky, kterými můžeme zrychlit rendering, měli bychom se také podívat na „Přechody“ (barevné přechody). Poklepeme tedy dvakrát na materiál PyroCluster a přejdeme na stránku „Věk“. V nastavení shaderu můžeme definovat nejen barvu, ale také animace, podívejme se například na vlastnosti jaké jsou v záložce Věk jako například Velikost. V nastavení shaderu je množství velmi silných funkcí, které během životnosti částic ovlivňují tak zvané voxely. Vezměme si například „starý poloměr“, který mění s časem rozšíření voxelů. Lze také nastavit změnu barvy částice v průběhu jejího života. Je zde fakticky neomezené množství možností.

6. Tipy a triky

Je několik způsobů, jak optimalizovat rychlost renderingu, ale většina opravdu fungujících metod spočívá v tom, že se zvýší hodnota parametru Globální velikost kroku u shaderu PyroCluster – vykreslení objemu. V tomto shaderu nalezneme také několik předvolených renderovacích režimů. Pokud klikneme na seznam režimů renderu, tak určitě spatříme také režim Uživatelský. Vybereme si jej a tím si také zpřístupníme parametr Globální velikost kroku. Zvýšíme si tedy tuto hodnotu na 20 a zkusíme si předešlou scénu opět vypočítat.

Parametr Globální velikost kroku definuje jemnost rozdělení 3D prostoru, ve kterém se vyhledává objem PyroClusteru. Nižší hodnota zvyšuje délku výpočtu a vyšší ji snižuje. Není od věci si zkoušet trochu „laborovat“ s touto hodnotou s sledovat její vliv na vzhled scény. Určitě při tom zjistíme, že se často délka výpočtu občas dramaticky zvýší bez toho, že by se dramaticky také zvedla kvalita. Možná to bude znít neuvěřitelně, ale úpravou této hodnoty lze výpočtový čas snížit na jednu setinu původní hodnoty či dokonce ještě méně. Více je tato problematika popsaná v referenčním manuálu PyroClusteru. Nejlepší je vždy si s nastavením této hodnoty hrát tak dlouho, dokud nenalezneme rozumnou rovnováhu mezi kvalitou a délkou výpočtu. Pro zrychlení výpočtu také můžeme experimentovat s hodnotami parametrů Limit průhlednosti paprsků.

Další metodou kterak snížit výpočtový čas je redukce emitovaných částic. Doporučujeme spíše používat menší množství částic, ale zvýšit namísto toho velikost voxelu (tedy emitované částice a jejího šumu atd.). Určitě při tom zjistíme, že často lze docílit podobných či stejných výsledků avšak vyjma scén, ve kterých se částice velmi rychle pohybují, nebo kde mají částicové systémy velký rozptyl emise.

Méně světel je někdy více! Samozřejmě při tom nehovoříme o aktuálním vzhledu scény. Ve scéně není nikdy dost světel do okamžiku, kdy nevypadá skutečně dokonale. Ale pokud nechceme ve scéně vzájemně prolínat efekty PyroClusteru a světel, tak můžeme u těch „nepotřebných“ světel na stránce Scéna jejich nastavení ve Správci nastavení vypnout volby PyroCluster Osvětlení a PyroCluster vrhá stín. Čím více světel totiž u efektu PyroCluster je, tím déle se scéna počítá. Občas až nesnesitelně dlouho…

7. Závěrem

Již jsme si ukázali, jak můžeme pomocí PyroClusteru velmi rychle a snadno vytvořit úžasné efekty a je asi ten správný okamžik, aby si každý další možnosti efektu zkusil sám. Jsme při tom prakticky bez omezení, tedy pokud nebudeme chtít podpálit něco v praxi, ale o tom jsme již mluvili. Pokud bude něco někomu nejasné, pak ať se podívá do referenčního návodu tohoto modulu.

Měli bychom také pamatovat na to, že to jsme si ukázali je jen jeden z mnoha způsobů, jak vytvořit nějaký efekt a navíc jsme tento efekt udělali velmi jednoduchý, aby si jej mohl bez problémů zkusit jakýkoliv čtenář. Samozřejmě že bychom mohli jít daleko více do detailů v případě, že bychom dělali efekt pro širokoúhlou projekci a studovali bychom při tom také charakteristiky chování páry. Mohli bychom si při tom opět vzít za vzor onu kávu, kterou jsme vypili již na úvodu. Musíme se jen dobře dívat a sledovat detaily a ty si pak můžeme zkusit nasimulovat v PyroClusteru. Nejlepším učitelem je skutečnost sama o sobě a dobré pozorovatelské schopnosti jsou jedním z nejdůležitějším faktorem určujícím dosažení kvalitního výsledku. Není přeci špatné vědět, že můžeme nasimulovat vše, co si jen dokážeme představit?

Komentáře k článku
..ještě jeden tip	neznám | 4.12.2004 23:04