Сравнение работы Axiom и Pyro на примере сцены из ВКР

Автор визуального исследования сделал сцену с симуляцией разрушения и предлагает на ее примере разобрать создание дыма от разлетающихся осколков и взрыв.

Вы можете скачать эту сцену по ссылке и найти проект, под названием "scene", в котором находятся все необходимые кэши.

Для загрузки кэшированных данных симуляции необходимо обратиться к узлу "file cache", активировать опцию "load from disk" и настроить параметр "constructed" на значение "explicit". После этого следует определить файлы, которые будут загружены в проект.

Кэширование симуляции представляет собой процесс сохранения различных видов данных, таких как анимация, симуляция частиц, трансформация камер и прочие элементы. Этот подход не только способствует оптимизации рабочего процесса, но также значительно упрощает обмен определенными данными между коллегами, обеспечивая их удобную передачу.

Следующим шагом для реализации симуляции взрыва является создание эмиттера с использованием ноды "pyro burst source". По своей функциональности данная нода схожа с pyro source, рассмотренной в предыдущих этапах, однако "pyro burst source" обеспечивает более точное моделирование взрывного процесса с использованием частиц. Её преимуществом является широкая возможность настройки параметров, что позволяет адаптировать модель под конкретные условия. Именно по этой причине данный метод часто выбирают специалисты в области симуляции.

Генерация точек источника начинается с координаты нуля. Чтобы упростить процесс настройки симуляции, рекомендуется переместить сцену с разрушением башни в область, где создаётся взрыв. Это можно выполнить с помощью использования элемента null в контексте obj. Такой подход способствует повышению удобства работы и минимизации возможных проблем с параметризацией на последующих этапах.

В разделе «burst components» можно создать требуемые атрибуты, именно поэтому автор визуального исследования добавил атрибут «divergence», чтобы сделать взрыв более управляемым. Позже были скорректированы такие параметры, как направление взрыва и стартовое время создания частиц. Подробный разбор этой ноды не обязателен, так как ее настройка сильно зависит от поставленной задачи, а параметры интуитивны и легко понимаются.

После создания общего эффекта разлетающихся частиц необходимо перейти во вкладку "quick setups" и выбрать "pyro simulation". Это действие автоматически создаст готовую настройку для симуляции, параметры которой можно редактировать.

Для того, чтобы сделать кэш взрыва, необходимо вытащить ноду "pyro post process", которая конвертирует дым в VDB, для того, чтобы на рендере программа смогла увидеть поля, созданные при симуляции и корректно зашейдить.

"File cache" отвечает за процесс сохранения информации, можно выставить необходимые кадры, назвать, а так же указать в какую папку необходимо экспортировать секвенцию.

По умолчанию можно зайти в "geo", где хранится проект и найти папку с необходимым неймингом, именно в ней и будут храниться файлы кэша.

В процессе моделирования взрыва применялась коллизия, которая играла ключевую роль в создании правдоподобной симуляции. Для корректного переноса эффектов разрушения необходимо в контейнере геометрии создать узел "null", а затем использовать его в узле "object merge". Параметр "transform" следует установить в положение "into this object". Это обеспечивает сохранение трансформационных свойств геометрии и её корректное отображение в пространстве.

Для узла, отвечающего за растеризацию атрибутов, полезно применять функцию "velocity blur". Данная функция позволяет создавать эффект размытия поля скорости. Настройка параметра "shutter offset" с отрицательным значением предоставляет возможность добиться эффекта, при котором разлетающиеся фрагменты генерируют дымовые шлейфы.

Чтобы корректно перенести геометрическую плоскость, необходимо воспользоваться тем же методом: скопировать путь через узел "null" и экспортировать его в "object merge". Узел "extrude volume" играет важную роль в добавлении объёма, вытягивая плоскость вниз и тем самым создавая пространство для заполнения объёма вместе с добавлением атрибута "v". Эти шаги повторяют методику, описанную ранее при рассмотрении симуляции системы "Pyro".

При регулировке параметров была создана анимация силы значений таких параметров, как "gravity direction" и "gravity scale" для того, чтобы дым после взрыва поднимался наверх быстрее.

Кэширование взрыва для 150 кадров составило ~ 1 час.

Среди основных недостатков можно выделить затруднения в контроле общего визуального восприятия дыма и огня, вызванные длительным процессом симуляции. Это значительно усложняет процесс работы. Несмотря на установление параметров "dissipation" и "cooling rate" на минимальные значения, взрыв все равно быстро прекратил своё распространение, что повлияло на конечный результат.

Особое достоинство заключается в том, что турбулентность дыма реалистично взаимодействует с разрушенным зданием, создавая впечатление его поглощения.

Debris представляет собой симуляцию дыма, возникающего при падении обломков вследствие разрушения. Для достижения этого автор визуального исследования выделил ключевые точки и провел симуляцию частиц, обозначенных как "debris_pts".

Чтобы подготовить точки для Pyro, нужно создать атрибут «v» с помощью ноды «trails». Трансформации в контексте «obj» были удалены, поскольку точки от осколков уже закэшированы в правильном положении и не требуют дополнительной трансформации.

Через инструмент "Pyro Source" становится возможным инициализировать основные атрибуты, необходимые для корректного выполнения симуляции дыма, а также последующей растеризации требуемых полей.

Не менее значимым этапом является предварительная обработка данных. Автор визуального исследования провел очистку точек от излишних значений, применив инструмент "Attribute Delete" и активировав функцию "Delete Non-Selected", оставляя при этом только атрибут скорости. Этот шаг играет ключевую роль в оптимизации рабочего процесса.

Чтобы добавить необходимую геометрию для коллизии, нужно создать ноду "null", скопировать её путь с помощью комбинации клавиш Ctrl + C и вставить его в ноду "object merge", в которой находится симуляция pyro. Автор применил "extrude volume" к плоскости для заполнения внутреннего пространства и выполнения необходимых операций по созданию sdf для коллизии.

Следует подчеркнуть, что в данном случае разрушение здания не было включено в симуляцию, поскольку это негативно влияло на её общее восприятие.