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“mParticles 粘合”测试

发布于 2022-07-23 00:46:09 字数 14945 浏览 0 评论 0 收藏 0

“mParticles 粘合”测试在粒子之间创建绑定,因此可作为粒子物质的“胶水”。使用“mParticles 粘合”,粒子往往以原始形态聚集在一起,但在模拟过程中可以基于物理操作或“mParticles 溶解”操作符的影响而断开。与“粒子流”中的许多其他测试一样,可以使用“mParticles 粘合”而不必将其连接到另一个事件,在这种情况下它用作操作符。

  • 粒子视图 单击或添加“mP 粘合”测试。

“mParticles 粘合”可提供两种绑定粒子的基本方法:柔性和刚性。刚性模式(绑定类型为刚性或简化)牢固地保持粒子相对于彼此的位置,而在柔性模式(绑定类型为距离)中,粒子具有更高的自由度以围绕彼此移动。

请参见:

“mParticles 粘合”测试:“距离绑定”卷展栏

“mParticles 粘合”测试:“刚性绑定/简化绑定”卷展栏

“mParticles 粘合”测试:“关联到数据通道/从数据通道关联”卷展栏

“mParticles 溶解”操作符

粘合要点

“mParticles 粘合”是“粒子流”中最重要和复杂的物理模拟元素之一,因此请务必了解各种因素如何协同工作,无论是在“粘合”中,还是在系统其余部分中。当您使用“mParticles 粘合”时,请注意以下事项:

  • 当第一次使用“mParticles 粘合”设置模拟时,应始终启用可视化绑定(请参见下文),以便您可以看到哪些粒子绑定在一起。
  • 数值不稳定性是系统固有的,从而导致您不期望发生的运动,但有多种方法可以减少或消除此类运动。第一个也是最重要的是“mParticles 世界”辅助对象 “高级参数”卷展栏上的“子帧因子”设置。典型的通式是:[子帧因子] = 2 * [每个粒子的最大绑定数] + 2。因此,如果将“每个粒子的最大绑定数”设置为 4,则将“子帧因子”设置为 10 (2*4 + 2)。
  • 如果调整“子帧因子”设置不起作用,则设置可能遇到了虚拟扭矩动量,这时可以使用“mParticles 阻力”操作符来解决。将其添加到有问题的事件中,然后增加“阻尼因子”“角度”设置,直到粒子系统稳定为止。
  • 对于绑定到导向器的粒子,导向器必须属于同一“mParticles 世界”模拟中的任何“mParticles 碰撞”测试的一部分。

界面

“绑定”组

类型
定义“mParticles 粘合”操作符使用的绑定的主要类别。可用的选项有“距离”、“刚性”和“简化”。每种类型都有其自己的卷展栏以及与该绑定类型相关的其他参数。
  • 距离使用此方法根据“绑定对象”组中的设置在两个模拟项目的两个点之间保持指定距离:粒子-粒子、粒子-导向器或粒子-地面(请参见下文)。这样通常会产生相对比较灵活的绑定,可模拟诸如布料等材质。

    在某些情况下,您可能会在“距离”绑定中看到弹性行为,此时粒子暂时拉开,然后自发地回到一起。若要防止这种情况发生,请增加“mParticles 世界”辅助对象 “高级参数”卷展栏上的“子帧因子”值。

    有关与距离相关的设置,请参见“距离绑定”卷展栏

  • 刚性此绑定类型不允许两个模拟项目之间的相对移动。但是,根据其他模拟参数,在相对定位中有一些偏差,可以利用这一点向刚性绑定应用灵活性。

    具体来说,影响相对定位中的偏差的参数包括:“mParticles 世界”辅助对象 “高级参数”卷展栏上的“子帧因子”值(增加该值可减少灵活性),以及“刚性绑定”卷展栏上的“解算因子”设置。

    此外,您还可以通过绑定几何体本身控制灵活性。例如,一面单砖厚度的墙要比一面双砖厚度的墙更灵活,因为前者的所有绑定位于一个平面上(2D 结构)。但是,双砖厚度墙中的绑定可形成更稳定的 3D 结构。

    有关与刚性相关的设置,请参见“刚性绑定/简化绑定”卷展栏

  • 简化类似于“刚性”,但使用更简单的模拟解算器,可以加快模拟速度,但代价是相对定位中的精确度降低(由于解算器的精度不足导致刚性绑定更加灵活)。

    有关与简化相关的设置,请参见“刚性绑定/简化绑定”卷展栏

有关显示使用不同“绑定类型”选项和“子帧因子”值效果的视频,请参见绑定类型

计时
定义何时形成新的绑定。
  • 在事件输入时在粒子进入事件时为每个粒子创建绑定。新粒子将绑定到所有粒子;“旧”(已在事件中)和“新”(刚刚进入事件)。一旦定义了绑定,粒子将无法获得到事件中已存在的粒子的任何新绑定。

    当使用“出生栅格”操作符同时生成所有粒子时,绑定也立即被定义。当连续的粒子流进入事件时,如果新粒子足够接近旧粒子,可以在新旧粒子之间生成新的绑定。

  • 连续操作符将在每个积分步长检查潜在的新绑定,该检查涉及当前事件中的所有粒子。

有关显示“计时”选项效果的视频,请参见计时

绑定距离
距离一个粒子的距离,在该距离范围内“mParticles 粘合”将检查可以绑定到该粒子的其他粒子。

有关显示“绑定距离”值效果的视频,请参见绑定距离

在生成绑定的第一阶段(查找绑定的候选项),潜在的绑定伙伴粒子数不能超过“每个粒子的最大绑定数”值,如果粒子已具有在当前帧之前生成的绑定,则此数量可能会更少。当考虑到地面或导向器的绑定时,该距离是从粒子的中心到地面或导向器的曲面上最近的点进行测量的。

提示在调整“绑定距离”、“绑定间隙”和“仅绑定中心对齐”时,启用“可视化绑定”选项通常会有帮助(请参见下文)。当“可视化绑定”选项启用时,绑定被描述为线和其他符号,绑定使用“可视化绑定”复选框旁边的色样,如下图所示。

在下图中,砖墙使用低“绑定距离”值,因此绑定相对不稳定:

通过增加“绑定距离”值,则得到对角线绑定以及垂直绑定,因此提高了结构的稳定性:

绑定间距
生成绑定的第二个可选阶段考虑粒子方向和碰撞图形(而不是渲染的图形)。当“绑定间隙”启用时,为进行绑定,粒子图形之间的距离必须小于“绑定间隙”值。由于此选项处理粒子图形,如果粒子具有复杂的碰撞图形(例如凸面外壳),模拟可能会比较慢。

有关使用“绑定间隙”的示例,请参见 mParticles 快速入门教程,它使用“绑定间隙”和“仅绑定中心对齐”(请参见下文),以仅在水平方向绑定粒子。

有关显示“绑定间隙”值效果的视频,请参见绑定间隙

仅绑定中心对齐
启用时,绑定仅在彼此对齐的粒子之间发生。对于每对粒子(即,粒子 A 和粒子 B),软件通过从粒子 A 的轴到最接近粒子 A 的轴的粒子 B 的局部轴的推断扩展上最接近的点绘制一条假想线来确定对齐,然后使用粒子 B 的轴和粒子 A 的局部轴反转此过程。如果两条假想线的长度(以世界单位计算)都没有超过“对齐边界”值,则“mParticles 粘合”认为粒子会对齐,并且仅绑定这些粒子。

下图显示了一个示例,介绍“仅绑定中心对齐”如何工作。它描述了两个砖型粒子:1 和 2。红色十字显示砖 1 的局部轴,它延伸以通过砖 2 的轴(显示为蓝色的小十字)。如果砖 2 的轴与砖 1 的最近延伸轴上的最近点之间的距离等于或小于“对齐边界”距离,则“mParticles 粘合”认为它们的中心会对齐,可用于绑定目的。

对齐边界
以世界单位定义接近因子,并测量一个粒子的局部轴和其他粒子的轴位置之间的距离(作为无限长的线和点之间的距离)。两个粒子的扩展轴之间的距离不得超过此值,以便将粒子视为对齐。

有关显示“对齐边界”设置效果的视频,请参见对齐边界

允许绑定穿透
定义绑定到一起的粒子是否可以相互穿透。启用时,模拟引擎允许粒子图形重叠。禁用时,粒子不能重叠;相反,它们会发生碰撞。这同样适用于绑定到导向器或地面的粒子。

有关显示“允许绑定穿透”选项效果的视频,请参见允许绑定穿透

每个粒子的最大绑定数
在“绑定距离”内软件为每个粒子考虑的最大数量的绑定候选对象。此选项可能会影响绑定之后粒子的排列方式;您可能要使用它进行实验来查找模拟的最佳值。

当“绑定对象”组 “导向器和/或地面”绑定选项处于启用状态时(请参见下文),在定义粒子是否可以绑定到导向器和/或地面时,此限制被忽略。从这个意义上来说,到导向器和地面的绑定比常规粒子绑定具有更高的优先级。但是,如果一个粒子绑定到导向器和/或地面,则这些“重要”绑定被视为粒子绑定总数的一部分,因此它可以限制一个粒子可以绑定的粒子数量。

提示允许一个粒子具有大量绑定会使模拟更复杂,也可能会变得不稳定,因为有更多的反力应用于粒子。为了在使用绑定的模拟中获得最佳的稳定性和精度,建议您在“mParticles 世界”辅助对象中增加“子帧因子”设置。典型的通式是:[子帧因子] = 2 * [每个粒子的最大绑定数] + 2。因此,如果将“每个粒子的最大绑定数”设置为 4,则将“子帧因子”设置为 10 (2*4 + 2)。

有关显示“每个粒子的最大绑定数”效果的视频,请参见每个粒子的最大绑定数

可视化绑定
启用时,绑定使用指定的颜色在视口中显示为边界实体之间的线;要更改颜色,请单击色样。为了更好地查看链接,将视口设置为“线框”显示,如有必要,可设置为“边界框”。

当要查看“mParticles 粘合”测试设置的结果时,“可视化绑定”是很有用的调试工具:哪些粒子被绑定到另外一些粒子。复选框的状态不会影响模拟,但启用时,该选项可能会减慢播放速度。该选项仅与视口相关;它不会影响渲染输出。

柔性和刚性绑定以不同的方式显示。刚性绑定使用线段连接粒子位置,它在粒子位置放置一个圆形标记。如果粒子和导向器或地面通过刚性绑定进行绑定,则在粒子位置和最近的导向器/地面曲面点之间绘制线段。每个柔性绑定将绘制为定位绑定点之间的线,并在定位位置具有方形标记。

您可以在以下两个主题找到有关定位点的更多信息,其中包含特定于绑定类型的卷展栏:“mParticles 粘合”测试:“距离绑定”卷展栏“mParticles 粘合”测试:“刚性绑定/简化绑定”卷展栏

提示您可以切换与一个特定“mParticles 世界”辅助对象相关联的所有绑定的可见性,方法是使用此辅助对象的“参数”卷展栏上的“隐藏视觉表示”“粒子绑定”设置(在卷展栏的底部)。 提示可见绑定不进行渲染,但可以使其显示在动画预览中。在“生成预览”对话框中,启用“在预览中显示”组 “辅助对象”。
烘焙绑定/撤消烘焙/ ?
生成绑定是占用大量 CPU 资源的过程(测试必须检查事件中所有粒子之间的绑定,以查找那些满足指定条件的绑定)。

若要避免每次运行模拟时都要重复执行这些计算,可以预先计算和保存绑定信息,方法是单击“烘焙绑定”。“mParticles 粘合”记录当前帧中的所有绑定,并随后使用该信息以确定当一对粒子进入事件时是否对其绑定。

在烘焙绑定后,“绑定”组中的大多数参数变为不可用,因为它们不再定义绑定条件;绑定条件由烘焙数据定义。有一种例外是“每个粒子的最大绑定数”,它在烘焙之后仍然可用,因此您可以在烘焙解决方案中减小(而不增大)每个粒子的最大绑定数。

要删除烘焙数据,请单击“撤消烘焙”,要查看录制的绑定统计信息,请单击“?”按钮。

绑定记录将与场景文件一同保存,这通常会导致文件较大,并且下次加载文件时,绑定记录将再次作为绑定导向。

“可打破性”组

只将粒子绑定在一起通常不会有足够好的视觉效果。将绑定的粒子打破的能力也非常重要,尤其是如果施加于粒子绑定的力超过特定级别。“可打破性”组中的参数定义冲击力阈值。

注意:对于相同的可打破性设置组合,有时较小的作用力比较大的作用力产生更明显的打破效果,这是由于冲击力矩分散到粒子和绑定的方式不同。例如,考虑一颗高速的子弹可以在玻璃窗上留下一个小孔,而较慢的冲击力可能击碎整个玻璃窗。当然,环境可能有很大不同,因此通常需要使用绑定设置和应用的力进行试验以获得所需的结果。
可通过力打破
启用时,剩余的“可打破性”设置可用,并允许您指定绑定可以被打断的条件。对于具有自然随机外观的断裂,两个最重要的设置是“最大力”和“最大扭矩”。 提示在大多数模拟中,要使绑定不容易被打破,您需要提高“最大力”和“最大扭矩”。
最大力
绑定断裂之前可承受的最大线性力。这是使粒子分离的力。
最大扭矩
绑定断裂之前可承受的最大角度力。这是扭曲和/或折弯粒子的力。

有关显示“最大力”和“最大扭矩”值效果的视频,请参见“最大力”和“最大扭矩”

按绑定距离计算的最大值
允许模拟考虑每对粒子之间的距离,使用它作为附加因子以设置力的最大值。

例如,对于一面砖墙,打破垂直相邻的砖(在一个更高或更低的层)需要的力应大于打破水平相邻的砖(在相同的层)需要的力,因为前者之间比后者之间存在更多的曲面区域,因此需要更多的砂浆。

距离单位
粒子(即,它们的中心)之间的距离,在此距离应用指定的“最大力”/“最大扭矩”值。

对于更大和更小的距离,“最大力”/“最大扭矩”将以反比应用。因此,如果粒子之间的距离是“距离单位”值指定的两倍远,则应用的“最大力”/“最大扭矩”值是指定的一半。

在以下插图中,粒子 1261 和 1260 之间的距离大于粒子 1261 和 1237 之间的距离。因此,当“按绑定距离计算的最大值”启用时,1261 和 1237 之间的绑定将强于 1261 和 1260 之间的绑定。

有关显示“按绑定距离计算的最大值”选项效果的视频,请参见按绑定距离计算的最大值

连续调整
可以设置“最大力”和“最大扭矩”设置的动画;但是,默认情况下,在生成绑定时,这些设置的当前值将被设定为力和扭矩阈值的常量值。如果您希望能够在生成绑定后连续调整力和扭矩的阈值,可启用“连续调整”。这样力或扭矩的阈值将连续进行调整,并且如果在任意给定帧当前阈值低于施加到绑定上的实际力或扭矩,则绑定将断开。
同步方式
当使用“连续调整”选项时,请使用“同步方式”来选择在其中应用“最大力”/“最大扭矩”值动画的时间帧:“绝对时间”、“事件持续时间”或“粒子年龄”。有关详细信息,请参见主要 3ds Max 帮助(例如,“缩放操作符”主题 “动画偏移关键点”组部分)。

有关显示“连续调整”选项效果的视频,请参见同步方式

“测试真值粒子条件”组

测试真值粒子条件
启用时,“mParticles 粘合”也作为一个测试,基于事件中的粒子绑定以及哪些选项处于活动状态将粒子重定向到下一个事件,这些选项包括:
  • 绑定一旦粒子获得任何绑定(绑定到另一个粒子、导向器或地面),它将立刻弹出到下一事件。 注意:绑定是粒子的永久特性,因此粒子在下一事件将保持绑定状态。此外,确定绑定如何打破的属性(由“最大力”和“最大扭矩”设置定义)也会持续;如果足够的力应用于下一个事件中的粒子,绑定可以被打破。但是,“连续调整”更新(请参见上文)不再应用于下一事件中的粒子绑定;当粒子离开当前事件时它将保持此刻力或扭矩的阈值。
  • 断开任何绑定当粒子断开任何绑定时执行此选项的操作;与“绑定”条件一样(请参见上文),当重定向到下一个事件时粒子保持其他绑定不变。
  • 断开所有绑定当粒子丢失所有绑定时执行此选项的操作。

有关显示“测试真值粒子条件”选项效果的视频,请参见测试真值粒子条件

“绑定对象”组

此组中的设置用于指定粒子可绑定到哪些其他模拟实体。它可以是当前事件中的粒子、其他事件中的粒子、导向器、地面或上述任意组合。

有关显示“绑定对象”组中的选项效果的视频,请参见“绑定对象”组

当前事件粒子
启用时,当前事件中的粒子可与此事件中的其他粒子绑定。这是默认启用的唯一“绑定对象”选项。
其他事件粒子
启用时,当前事件中的粒子可以与其他事件中在列表中高亮显示的粒子绑定。例如,如果希望此事件中的粒子仅与事件 03 和 05 中的粒子绑定,可启用“其他事件粒子”,高亮显示列表中的事件 03 和事件 05,然后禁用所有其他“绑定对象”选项。 注意:出于技术原因,“其他事件粒子”列表中始终列出所有事件,而不是只列出不包含“mParticles 粘合”测试的事件。如果希望绑定当前事件中的粒子以及其他事件中的粒子,请启用“当前事件粒子”和“其他事件粒子”,并仅高亮显示“其他事件粒子”列表中的其他事件。
导向器
启用时,当前事件中的粒子可以与列表中的任意导向器绑定在一起;使用“添加”或“按列表”按钮添加导向器。若要创建导向器,请将“粒子流碰撞图形 (WSM)”修改器应用到标准网格对象;该对象随后可以与 MassFX 模拟中的粒子交互。 重要信息:对于绑定到导向器的粒子,导向器必须属于同一“mParticles 世界”模拟中的任何“mParticles 碰撞”测试的一部分。
地面
启用时,当前事件中的粒子可以绑定到地面,如主“mParticles 世界”辅助对象所定义。因此,“地面碰撞平面”选项必须在辅助对象的参数中启用。 注意:当“绑定”“类型”设置为“距离”时,“地面”选项将不可用。解决方法是,将一个薄长方体放在地面上并位于粒子下方,应用“粒子流碰撞图形 (WSM)”修改器,然后将其指定为导向器(请参见上文)。
添加/按列表/移除/=>
使用这些按钮可编辑导向器列表。若要填充列表,请单击“添加”,然后选择一个对象,或单击“按列表”以打开一个选择对话框,然后选择列表中的对象。

若要从列表中移除对象,请高亮显示它,然后单击“移除”,要选择列表中的对象,并在“修改”面板上显示其参数,可将其高亮显示,然后单击 => 按钮。

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