Содержание статьи
- Интерфейс программы
- 1.Макросы быстрого доступа
- 1.1 - Элементы управление проектом
- 1.2 - Элементы управления объектом
- 1.3 - Панель быстрых макросов
- 1.4 - Элементы управления отображением объектов
- 2.Панели Nodes, Global Links, Exclusive Links
- 2.1 - Панель Nodes
- 2.2 - Панели Global Links и Exclusive Links
- 3.Панель Viewports
- 3.1 Навигация во Viewport'e
- 3.2 Таблица горячих клавиш Viewport'а
- 4. Панели Node Params и Layers
- 4.1 - Панель Node Params
- 4.2 - Панель Layers
- 5. Панели Timeline и Simulation Control и Miscellaneous Tools
- 5.1 Панель Timeline
- 5.2 Панель Simulation Control
- 5.3 Панель Miscellaneous Tools
- 6. Панель Messages
Вступительное слово
Перед тем как мы начнем нам понадобиться сама программа. Ее можно можно найти (и купить) на сайте разработчиков - www.realflow.com, либо если вы хотите попробовать "нормальную" версию программы, то ее можно найти здесь (2012) или здесь (2013) (только не забудьте удалить ее со своего компьютера после опробования).
Установка Realflow не должна доставить особых хлопот. И так у нас все есть, а теперь в бой! :)
Примечание. Данная статья написана, до выхода 2013 версии, поэтому некоторые элементы интерфейса могут незначительно отличатся.
Интерфейс программы
При первом запуске RealFlow выставляет настройки Layout'a по умолчанию рис.1. Позже вы сможете изменить Layout под собственные нужды.
|
| Рис.1 - Главное окно программы |
Примечание. В данной статье я не буду уделять излишнее внимание каждому элементу интерфейса, а лишь рассмотрю наиболее часто используемые и важные. Наша же задача - создать что-то, а не часами вникать в тонкости интерфейса :)
1.Макросы быстрого доступа
В данной части мы разберемся, что это за макросы и зачем они нужны.
|
| Рис.2 - Макросы быстрого доступа |
1.1 - Элементы управление проектом
1.2 - Элементы управления объектом
Примечание. Рекомендуется держать левую руку на клавиатуре, при этом большой палец должен "отдыхать" на клавише "Alt", а остальные на Q-W-E-R. Это значительно упростит и ускорит вашу работу в программе.
1.3 - Панель быстрых макросов
Эта панель по-умолчанию расположена в верхней части интерфейса программы. Она очень важна для моделирования сцены, поэтому разберем ее поподробней.
Grid Fluid
- это сравнительно новые технологии моделирования в RealFlow. По сути они упрощают создание несложных и замкнутых сцен. Их еще называют "Hybrido" (Hybrid large dimension liquid solver). Эти технологии включают в себя автоматическое создание вторичных брызг и пены для частиц, а также тумана. С Hybrido можно имитировать практически все, начиная от наводнения и заканчивая океаном.
Particle Emmiter
- это набор стандартных Источников частиц (Emitters, Эмиттеров). Все Эмиттеры очень гибки в настройках и дают очень высокой уровень детализации. На Эмиттеры могут влиять любые физические силы доступные в программе, так же они могут взаимодействовать со всеми видами твердых, мягких тел и RealWave-объектами (о том что это такое мы познакомимся позже).
Daemons
- это набор физических явлений и сил действующих на поведение жидкостей или других тел в сцене. Без Демонов, на жидкости и объекты в сцене влияют только внутренние силы, которые действуют между частицами. В настоящее время RealFlow предлагает в общей сложности 27 Демонов для всех мыслимых и немыслимых целей. Но если по каким то причинам вам их не хватает вы всегда можете написать собственный Демон на языке программирования Python.
Objects
- это набор стандартных объектов/примитивов полностью готовых для использования в сцене. Они обладают теме же функциями, что и стандартные объекты в других 3D программах. Кроме того, они несут UV сетку данных текстурирования. Вы можете настраивать все специфические параметры для взаимодействия с жидкостями, волнами или другими динамическими объектами в сцене.
Mesh
- всегда является основой в RealFlow, не зависимо от того как вы конкретно моделируете. Естественно нас волнует вопрос "А что вообще такое Mesh(Меш)?". В RealFlow Меш - это трехмерное представление частиц из одного или нескольких Эмиттеров. По сути он позволяет "анимировать" наши объекты. К Мешам можно применять шейдеры и текстуры (с UV координатами), объединить их с частицами, в общем делать все что бы придать максимальный реализм к нашей жидкости.
Camera
- Создание Камеры в сцене. Можно создавать не ограниченное количество камер, настраивать их по собственном желанию и тд. Тут я думаю все понятно и без объяснений долгих :)
RealWave
- является мощным набором инструментов моделирования волн малого и среднего размера с универсальными возможностями. Например, можно настроить RealWave таким образом, что объект в сцене спровоцирует появление волн, с брызгами и пеной на поверхности. Эти инструменты очень гибки в настройках и их можно расширять с помощью языка программирования Python.
1.4 - Элементы управления отображением объектов
Данные макросы позволяют переключаться между различными отображениями объектов на сцене или делать их "невидимыми" во Viewport'е. Отображение объектов практически ни как не влияет на общую производительность.
Макрос Set Selected Visible [Ctrl + Shift + H]
- изменяет параметр Visible (Видимость) выбранного объекта или группы объектов на значение Yes (Да).
Макрос Set Selected Visible [Ctrl + H]
- изменяет параметр Visible (Видимость) выбранного объекта или группы объектов на значение No (Нет).
Макрос Set Selected Bounding Box
- изменяет отображение выбранного объекта или группы объектов на Bounding Box, т.е. объект любой формы будет выглядеть как "Коробка".
Макрос Set Selected Wireframe
- изменяет отображение выбранного объекта или группы объектов на Wireframe, т.е. объект будет отображен с помощью полигональной сетки.
Макрос Set Selected Flat Shaded
- изменяет отображение выбранного объекта или группы объектов на Flat Shaded, т.е. объект будет отображен с гранями, он не будет сглажен и на нем не будут видны тени от стандартных источников света в Realflow.
Макрос Set Selected Smooth Shaded
- изменяет отображение выбранного объекта или группы объектов на Smooth Shaded, т.е. объект будет отображен с гранями, он будет сглажен и на нем будут видны тени от стандартных источников света в Realflow.
Примечание. С помощью макросов, которые расположены на панели, можно изменять отображение только выделенного объекта (макросы будут не активны, если нет выделенного объекта), а горячими клавишами [7, 8, 9, 0] можно изменить отображение всех объектов в сцене.Примеры возможных отображений можно видеть на рисунке ниже.
 |
| Рис.3 - Отображения объектов в Realflow |
Другие макросы мы не будем разбирать в данной статье, так как на первых порах они нам не понадобятся.
2.Панели Nodes, Global Links, Exclusive Links
Перейдем к разбору второй части интерфейса изображенной на рис.4, которая состоит из трех панелей.
 |
| Рис.4 - Панели Nodes, Global Links and Exclusive Links |
2.1 - Панель Nodes
Панель Nodes на самом деле не более чем список, содержащий в себе элементы, объекты, эмиттеры добавленные в сцену. Когда вы добавите какой либо объект на сцену, он сразу же появиться в этом списке. Если вы удалите объект из него, он удалиться со сцены и наоборот. С помощью панели Nodes можно легко ориентироваться в сложной сцене, так же с ее помощью удобно выделять различные объекты.
Панель Nodes содержит в себе 2 подменю, которые можно вызвать с помощью Правой Кнопки Мыши. Одно вызывается при нажатии на пустом месте в панели, а другое - при нажатии на объект.
Примеры этих меню можно видеть на рис.5.
 |
| Рис.5 - Примеры подменю панели Nodes |
2.2 - Панели Global Links и Exclusive Links
(Данные панели не актуальны для версии 2013 года)
Панели Global Links и Exclusive Links позволяют вам настраивать связи между объектами в сцене. Связи могут быть Глобальными, т.е. их действие распространяется на всю сцену и на все объекты в ней, либо Частными между определенным объектами. Частные связи (Exclusive Links) - невероятно полезный и универсальный инструмент. При добавлении новых объектов в сцену между ними автоматически настраиваются Глобальные связи (Global Links).
При создании Частных связей (Exclusive Links) следует учитывать, что они ДОЛЖНЫ строиться по определенной иерархии:
- • Объекты (Objects) и Эмиттеры (Emitters) должны находиться под RealWave
- • Демоны (Daemons) должны находиться ниже Object'ов и Emitter'ов, а также ниже Grid Fluid Emitter
- • Объекты (Objects) должны быть помещены ниже Emitter'ов
 |
| Рис.6 - Примеры правильного размещения Частных связей (Exclusive Links) |
3.Панель Viewports
Панель Viewports - это наиболее важная часть интерфейса программы. Мы ее будем использовать на протяжении всего процесса создания, моделирования и симуляции поведения жидкостей и тел. Поэтому мы ее разберем самым подробным образом. Пример этой панели можно увидеть на рис.7.
 |
| Рис.7 - Панель Viewports |
Панель Viewports может отображать сцену и объекты на ней в 3D (Perspective, ScreenCamera) и 2D (Front, Top, Side) режимах. Быстро переключаться между этими режимами можно с помощью клавиш [1, 2, 3, 4] либо из меню показанное на рис.8 (Примечание. Это меню можно открыть нажав Правой Кнопкой Мыши на пустом месте в окне Viewport.)
 |
| Рис.8 - Вспомогательное меню Viewport'a |
Теперь мы подробней рассмотрим 2D-режим. К нему относятся такие виды как:
- • Front View [1]
- • Top View [2]
- • Side View [3]
3D-режим доступен для таких видов как :
- • Perspective View [4]
- • ScreenCamera View [5]
(Примечание. Данный вид отображения сцены доступен если на сцене присутствует Camera)
3.1 Навигация во Viewport'e
Viewport - это пространство, полностью контролируемое с помощью сочетаний клавиш или жестов мыши.В 3D-режимах вам доступно 3 степени свободы действий: приближение, вращение, движение (перемещение). В 2D-режимах вам доступно только 2 степени свободы: приближение или движение (перемещение).
На рис.9 вы можете видеть все основные жесты для управления просмотром во Viewport'е.
 |
| Рис.9 - Примеры жестов мышкой во Viewport'e |
Важное примечание. При симуляции сцены вы можете в реальном времени наблюдать за событиями, но это достаточно сильно нагружает процессор и просчитывание замедляется. Для того, что бы ускорить процесс примерно на 15%-20%, рекомендуется отключать Viewport. Это можно сделать в меню View -> Disable Viewports либо сочетанием горячих клавиш Alt + D
3.2 Таблица горячих клавиш Viewport'а
Ниже вы можете видеть таблицу в которой показаны наиболее часто используемые горячие клавиши. Настоятельно рекомендую их запомнить и использовать.
| Клавиша | Описание | Клавиша | Описание | |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Вид "Front View" |
2 | Вид "Top View" |
|
| 3 | Вид "Side View" |
4 | Вид "Perspective View" |
|
| 5 | Вид "SceneCamera View" |
7 | Режим "Bounding Box" |
|
| 8 | Режим "Wireframe" |
9 | Режим "Flat Shaded" |
|
| 0 | Режим "Smooth Shaded" |
Alt+D | Режим "Disable Viewport" |
4. Панели Node Params и Layers
Перейдем к разбору четвертой части интерфейса изображенной на рис.10, которая состоит из двух панелей - Node Params и Layers. Разберемся с каждой из них по порядку.
 |
| Рис.10 - Панели Node Params и Layers |
4.1 - Панель Node Params
Это очень важная часть интерфейса программы. Мы будем с ней взаимодействовать на протяжении всех будущих проектов, но в данной статье мы разберемся только, что это за панель и как ей управлять.
Панель Node Params - содержит в себе настройки выбранного объекта (нода) и состоит из нескольких вкладок с параметрами. Количество вкладок и параметров может динамически изменяются в зависимости от выбранного вами объекта. В каждой такой вкладке множество параметров. Мы сейчас не будем их рассматривать. Со временем, при выполнении следующих уроков мы будем с ними постепенно знакомиться и вы их выучите, и поймете как их применять.
На рисунке ниже вы можете наблюдать панель Node Params для объекта RealWave.
4.2 - Панель Layers
Если вы работали с программами обработки изображений, подобными Photoshop или программами пост-обработки видео, то вам скорее всего, знакома концепция "слоев" и сами принципы работы с ними. Наиболее очевидным преимуществом слоев является то, что они позволяют контролировать видимость объектов в сцене. Другим, очень удобным свойством - является возможность группировки/объединения объектов. Вы можете комбинировать различные элементы сцены и добавлять их на один слой. Кроме того, вы можете изменять порядок слоев и активировать или деактивировать их.
Очень часто при работе с Realflow вам приходиться создавать большое количество Нодов (Объектов) с множеством индивидуальных настроек, конечно вы можете объединять отдельные Объекты вручную и добавлять общие настройки для каждого из них, но за чем такие сложности?. Намного проще и удобней, а также продуктивней использовать слои, так как в Realflow 2012 есть Центр Управления для всех Слоев, который не зависит от Панели Nodes. Еще одна отличительная черта слоев в Reaflow - это возможность экспортировать каждый слой отдельно через Export Central. Если вам не хватает стандартных возможностей работы со слоями, то вы всегда можете расширить их с помощью C++ и Python API.
Для того,что бы привязать определенные объекты к слою вам необходимо создать новый слой - Add New Layer
(Добавить новый слой) и перетащить их из Панели Nodes зажав левую кнопку мыши. После этого объекты будут "принадлежать" данному слою.
Так же вы можете создать отдельный слой под созданные и выделенные объекты, для этого просто нажмите на макрос Add New Layer with Selected Nodes (Добавить новый слой для выбранного объекта)
.
5. Панели Timeline и Simulation Control и Miscellaneous Tools
Перейдем к разбору пятой части интерфейса изображенной на рис.11, которая состоит из трех панелей - Timeline, Simulation Control и Miscellaneous Tools. Разберемся с каждой из них по порядку.
 |
| Рис.11 - Панели Node Params и Layers |
5.1 Панель Timeline
Панель Timeline в RealFlow - это не только простой индикатор времени/кадров, а это универсальный инструмент, который дает вам много информации о моделировании. По временной шкале можно перемещаться вперед или назад, что позволяет просматривать сцену моделирования.
(Примечание. Перемещаться можно если данные моделирования были просчитаны либо загружены из кэша, расположенного на диске). Рассчитанные кадры на шкале времени отображаются оранжевым цветом.
По-умолчанию шкала времени имеет диапазон кадров от 0 до 200. Вы в любое время можете изменить начальный и конечный кадры для диапазона воспроизведения. Для этого необходимо вписать номер кадра в поле слева (начальный кадр) и справа (конечный кадр) от временной шкалы.
Второе поле справа используется для указания диапазона моделирования.
Важное примечание. Если вы импортируете SD-файл геометрии или анимацию, всегда сохраняйте диапазон анимации вместе с файлом, независимо от того, имеются ли какие-либо анимированные элементы в файле или нет. Этот диапазон может быть определен пользователем в настройках плагина экспорта. Обратите внимание, что на временной шакале есть дополнительная линия, указывающая, сколько кадров было импортировано из SD-файла или экспортировано в SD-файл.
Слева на панели Timeline есть кнопка Lock (Блокировка). Рядом с этой кнопкой находится маленький треугольник, нажатие на который открывает мини-меню, показывая некоторые опции для блокировки моделирования:
Блокировка моделирования позволяет вам "заморозить" все ранее анимированные трансформации или движения в сцене или отключить на время запись кэша симуляции на диск. Это очень полезно когда вам необходимо создать начальное состояние сцены или посмотреть как проходит симуляция, либо проверить какие-либо настройки.
Например, перед вами возникла задача разбить камнем стакан, наполненный жидкостью. Первым делом вам необходимо его наполнить. Для этого включаем блокировку и наполняем его до нужного состояния (данные процесса "наполнения" не сохраняются на диск при включенной блокировке). Затем необходимо отключить блокировку и "бросить" камень, который разобьет стакан. В итоге у вас должна получиться сцена разбивания камнем стакана, наполненного водой, которая будет записана на диск.
Этот пример возможно не раскрывает всех "прелестей" и возможностей блокировки, но я вам рекомендую пользоваться ей почаще.
Другая очень удобная кнопка "Go to last cached frame" (К последнему кэшированному кадру) устанавливает указатель времени на последний просчитанный кадр. Кнопка расположена в правой части панели Timeline.
5.2 Панель Simulation Control
Панель Simulation представлена двумя кнопками Simulate и Reset.
Кнопка Simulate [A] начинает процесс моделирования (симуляции) сцены. Во время этого процесса RealFlow выполняет все необходимые расчеты, генерирует файлы данных и записывает их на диск (если кнопка Lock выключена). Процесс Моделирования можно настраивать на глобальном уровне в Настройках программы (Preferences) либо на локальном уровне для каждой конкретной сцены.
Чтобы задать необходимые локальные параметры, нажмите на маленький треугольник рядом с кнопкой Simulate и вызовите мини-меню.
В этом меню есть 3 элемента: "Fluid Dynamics" и "Object Dynamics" - это переключатели, которые активируют соответствующие подсистемы моделирования. По-умолчанию они активированы. Наибольший интерес для нас представляет 3 пункт меню - "Options..." именно в нем скрыта большая часть настроек.
Рекомендуется в начале настроить параметры Моделирования на глобальном уровне (File->Preferences->Simulation) в целом для всех проектов, а затем в индивидуальном порядке, подстраивать их под каждый конкретный проект через окно "Simulation options".
Теперь рассмотрим параметры Моделирования:
- FPS Output - частота кадров сцены. По-умолчанию имеет значение - 25.
- Threads - количество потоков. Это значение напрямую зависит от количества ядер вашего CPU (процессора).
Ниже идет ряд параметров которые влияют на точность моделирования. Чем больше вы зададите шагов, тем лучше и точнее получиться результат моделирования, но следует понимать, что время расчета сцены значительно увеличиться.
Вам доступно два метода расчета шага: Adaptive (Адаптивный) и Fixed (Фиксированный).
Адаптивный метод автоматически вычисляет оптимальный ряд шагов в указанном диапазоне между "MIN и MAX значением подшагов (substeps)".
Фиксированный метод является более точным, но значительно увеличивает время расчета сцены.
Под "точностью" следует понимать - обнаружение взаимодействий между частицами или объектами, обнаружение влияний одних объектов на другие, а также обнаружение столкновений и т.д.
На рисунке выше изображены примеры сцены рассчитанной с разным количеством значений подшагов (substeps). Слева задано больше число подшагов (substeps) и Realflow рассчитал столкновения нормально, а вот справа заданно низкое значение и Realflow "упустил" некоторые частицы.
Оптимальным значением параметра "MAX substeps" является 75 подшагов (substeps). Оно подходит для большинства сцен.
Для тестирования лучше задавать значение параметра "MAX substeps" от 10 до 25 подшагов (substeps), т.к. это уменьшит время расчета и в целом ускорит вашу работу.
Для финального моделирования можно задавать значение параметра "MAX substeps" в 100 подшагов (substeps).
Если по каким то причинам вам не хватает точности, то лучше начать повышать значение параметра MIN substeps.
Последним параметром идет Quality (Качество) - он имеет непосредственное отношение к динамике взаимодействия твердых и мягких тел. Параметр Качество может принимать следующие значения: "Low", "Medium", "High".
При значениях "Low", "Medium" столкновения и взаимодействия тел могут проходить с некоторым неточностями. Например, вы можете увидеть как один объект немного проходит в внутрь другого, хотя по идее такого быть не должно, до данные значения очень уменьшают время расчета и идеально подходят для тестирования либо для предварительного просмотра.
Справа от кнопки Simulate находиться вторая кнопка - Reset [Ctrl+A], нажав на которую вы сбросите сцену на первоначальные параметры и восстановите все объекты в их исходные положения.
Если вы не укажете начальный кадр (поле слева от Временной шкалы), то моделирование будет начинаться с 0 кадра.
Рядом с кнопкой Reset так же есть маленький треугольник нажатие на который открывает мини-меню с одним единственным параметром - Reset To Initial State (Сброс до начального состояния).
Когда активирована эта опция, Realflow при сбросе данных будет учитывать опцию Initial State (Начальное состояние) на панели Node Params у объектов, т.е. Realflow полностью удаляет данные симуляции, но положение объектов, для которых задано Начальное состояние остаться неизменным. Этим приемом мы будем очень часто пользоваться. Большинство сцен смоделировать без этой опции просто невозможно.
Например, при моделировании жидкостей часто возникает ситуация, когда частицы после наполнения заданного объема немного "дрожат" или покачиваются. Каждый раз наблюдать это и пересчитывать было бы глупо, поэтому разработчики добавили такую замечательную функцию как Initial State (Начальное состояние). Вы единожды моделируйте сцену и ждете пока закончиться "дрожание" и покачивание, а затем для жидкости либо другого какого то объекта создаете "Начальное Состояние". Теперь при сбросе сцены вы не потеряете состояния жидкости либо объекта т.к. он вернется к заданному начальному состоянию.
Третьим и заключительным элементом является Simulation Pregress. Он отображает во время моделирования процент готовности текущего кадра. Может иметь значения от 0 до 100.
5.3 Панель Miscellaneous Tools
Эта часть интерфейса по-умолчанию расположена в правой нижней части. На рисунке ниже представлены иконки макросов, будем их разбирать слева на право.
Build mesh
- (Построить Меш)Этот макрос позволяет быстро построить Меш для текущего кадра. Она доступна, если в сцене присутствует Меш и он связан как минимум с одни Эммитером.
Scale options
- (Опции масштабирования). Для версии 2012 года.Этот макрос открывает окно с основными настройками масштабирования. Эти настройки влияют на всю сцену и очень актуальны кода вы импортировали (или создали) слишком большие объекты. Дело в том, что в программе все относительно и параметры, например, Демона Гравитации будут совсем по разному влиять на объекты разного размера. Чем больше физические размеры объекта, тем слабее влияние и наоборот.
Geometry Scale (Масштаб геометрии) - параметр отвечает на масштабирование сцены в целом. Может принимать значения от 1 до 999.
Daemon force scale for particle fluids (Масштабирование влияния демонов на частицы). Данный параметр влияет на все эмиттеры в сцене, кроме эмиитеров типа - Grid Fluid. Может принимать значения от 1 до 999.
Daemon force scale for grid fluids (Масштабирование влияния демонов на частицы в сетках). Под "частицами в сетках" следует понимать эмиттеры которые расположены под макросом Grid Fluid. Может принимать значения от 1 до 999.
Daemon force scale for object (Масштабирование влияния демонов на на объекты). Параметр влияет на масштабирование силы влияния Демонов на объекты в сцене. Может принимать значения от 1 до 999.
Если вы обратите внимание на максимальные и минимальные значения этих параметров, то заметите, что уменьшить масштаб сцены или уменьшить влияние Демонов нельзя. Данные параметры позволяют только увеличивать размеры или влияние, следовательно, применять данные параметры необходимо только в том случае, когда у вас очень большие объекты.
Visualization level of detail
- (Качество детализации)С помощью этой опции вы сможете определить качество детализации в сцене при просмотре через плеер (Playback->Video Preview). На Viewport эти параметры не влияют.
Остальные макросы мы не будем разбирать, так как они скорее всего нам не понадобятся в дальнейших уроках.
6. Панель Messages
Перейдем к разбору шестой и заключительной части интерфейса изображенной на рис.12.
В панели Messages отображаются все уведомления и события происходящие в RealFlow. Здесь вы можете увидеть сообщения об ошибках, уведомления о сохранении файлов проекта, временные шагов, или отладочную информацию из Python-скриптов.
Важное примечание. При выводе сообщений в эту панель Realflow использует ресурсы процессора, что немного замедляет работу программы. Это не особо касаться владельцев мощных ПК. Лично я рекомендую просто закрывать эту панель, нажав на крестик в углу и открывать панель по мере необходимости.
 |
| Рис.12 - Панель Messages |
Заключительное слово
Программа Reaflow позволяет создавать потрясающие эффекты с использование жидкостей и газов. В следующих уроках будем разбирать тонкости и особенности работы с ней. Если вам понравился данный урок, то ставьте лайки, оставляйте комментарии и подписывайтесь на группу в Контакте. Впереди еще много интересного.
Спасибо за внимание. С уважением, Николай.