使用 MassFX 模拟刚体物理行为

MassFX 提供了设置对象动画的工具，使对象的行为如同物理世界中的一样。若要开始学习 MassFX，最好先学习刚体，刚体可以模拟硬对象（如木材、塑料和金属）。

在本教程中，将创建一个简单的模拟：一个下落的球体（可能是孩子的玩具球）使一只碗从茶几上掉下来。

该练习将重点介绍使用 MassFX 的几个方面：

• 通过使对象成为刚体来将其添加到模拟中。
• 区分动态刚体和静态刚体。
• 配置凹面对象的物理图形。

技能级别：初级

完成时间：20 分钟

本教程的准备工作

• 如果尚未下载教程文件（MAX 场景和其他资源），请立即下载并将其解压缩到名为 \Autodesk 3ds Max 2016 教程的项目文件夹中。 请参见提供教程文件的位置。
• 在快速访问工具栏上，单击 （项目文件夹），并将当前项目设置为 Autodesk 3ds Max 2016 教程。
  

设置课程：

• 在快速访问工具栏上，单击 （打开文件），导航到 \animation\massfx 文件夹，然后打开 coffeetable_disaster_start.max 。
  注： 如果对话框询问您是否要使用场景的 Gamma 和 LUT 设置，请接受场景 Gamma 设置，然后单击“确定”。如果对话框询问是否要使用场景的单位，请接受场景单位，然后单击“确定”。

  此场景包含三个对象：空中的一个球，同样位于空中的一个长方体（将用作静态茶几）和静放在茶几上的一个碗。

  

设置茶几：

茶几是一个不会移动的长方体，因此它是该模拟中的最简单对象。

1. 如果 MassFX 工具栏尚不可见，请右键单击主工具栏右侧的区域，然后从弹出菜单中选择“MassFX 工具栏”。
   

   3ds Max 将打开该工具栏。

   

   MassFX 工具栏

2. 选择茶几对象。
3. 在 MassFX 工具栏上，打开“刚体”弹出按钮（第二个按钮），然后从弹出按钮列表中选择“将选定项设置为静态刚体”。
   

   静态刚体是模拟的一部分，但它不会移动或更改。

4. 转至 “修改”面板。MassFX 通过将“MassFX 刚体”修改器应用到选定对象来设置对象。
5. 查看“物理图形”卷展栏。该静态刚体的默认“图形类型”为“长方体”，因为它是从长方体基本体开始的。
   

   MassFX 适用于两种类型的几何体：

   • 图形网格是原始对象几何体。

     对于模拟中不会移动的静态刚体，通常使用图形网格（原始）。

   • 物理图形是 MassFX 在模拟中用于表示图形网格的几何体。

     对于模拟中所有移动的刚体，通常使用物理图形。

   根据经验，尽可能使用最简单的几何体。在本例中，茶几是一个静态的简单长方形，因此使用“原始”就足够了。打开“图形类型”下拉列表并选择“原始”。

   模拟中的其他两个对象是动态刚体：它们可以响应重力等力，并可在模拟中与其他对象进行物理交互。

设置球：

1. 选择球对象。
2. 在 MassFX 工具栏上，打开“刚体”弹出按钮，然后从列表中选择“将选定项设置为动力学刚体”。
   

   动力学刚体是在物理力作用下移动的对象。对于球，这个力是重力。

3. 在“修改”面板 “物理图形”卷展栏上，查看“图形类型”。
   

   大多数动态刚体的默认网格类型为“凸面”。这与球的图形非常接近，如您在视口中所见。

   

   “凸面”物理图形近似于球

   注意：“网格变换”子对象层级用于偏移物理图形，以便清晰显示。

   但是，默认图形的滚动效果不是非常好。“MassFX 刚体”修改器具有更适用于球形对象的图形。

4. 在“物理图形”卷展栏上，打开“图形类型”下拉列表并选择“球体”。
   

   现在，物理图形便与原始球的图形相匹配。

   

设置碗：

碗需要进行更多的设置，因为它是凹面的。

1. 选择碗对象。
2. 在 MassFX 工具栏上，单击 （将选定项设置为动力学刚体）。

   （对球使用相同选项后应显示该按钮。）

   默认的“凸面”物理图形与碗不太近似，因为它是凸面图形，如您在视口中所见。

   

   动态刚体在 MassFX 中必须使用凸面物理图形表示。若要为凹面图形（如碗）建模，可以使该图形与较小的凸面图形集合近似。“MassFX 刚体”修改器提供“凹面”图形类型，使您可以自动创建该集合。

3. 在“修改”面板 “物理图形”卷展栏上，打开“图形类型”下拉列表并选择“凹面”。
   

   “凸面”物理图形将消失。没有默认的“凹面”图形：您需要为模拟中的每个凹面对象构造一个自定义“凹面”图形集合。

4. 在“修改”面板上，向下滚动至“物理网格参数”卷展栏。在此卷展栏上，单击“生成”。
   

   3ds Max 将需要一些时间进行计算。在此期间，系统将显示状态消息“正在计算”，并以百分比形式显示计算进度。当完成物理图形后，状态行将显示新合成网格的相关信息：“当前网格包含 14 个外壳”。但是，您可以在视口中看到新的物理图形仍为凸面。

   

   对于某些自动生成的凹面图形，需要启用切换以改进拟合的开关。

5. 在“物理网格参数”卷展栏上，启用“提高适配”（在“生成”按钮上方），然后再次单击“生成”按钮。

   现在，该图形是真正的凹面图形，不过也非常复杂，包含了 115 个外壳。

6. 在“物理网格参数”卷展栏上进行以下设置：
   • 网格细节：0.0
   • 最小外壳大小：5.0
   • 每个外壳最大顶点数：10
7. 再次单击“生成”。

   现在，该网格仅包含 10 个外壳，这样模拟速度将更快。后面您会看到，这足以为碗创建真正的凹面物理图形。

   
   提示： 在此类模拟中，球和碗之间的交互会影响两者的移动，各个外壳的图形可能会存在巨大差异。在本教程的下一部分运行模拟后，请尝试更改网格参数（确保每次都单击“生成”），然后再次运行模拟以查看行为的变化。

   这些是设置该模拟所需要执行的所有操作。现在即可准备观察如何进行模拟了。

播放模拟：

1. 在 MassFX 工具栏上，单击 （开始模拟）。

   3ds Max 进行计算时会有一段短暂的暂停，然后球落入碗中，然后略有反弹，最后和碗一起从茶几上滚落下来。

2. 要再次播放模拟，可以单击 MassFX 工具栏 （重置模拟），然后再次单击 （开始模拟）。

   重复播放模拟的另一种方法是将模拟作为 3ds Max 动画进行烘焙。接下来的步骤中将介绍如何执行此操作。

烘焙动画：

“烘焙”程序动画涉及将动画中每个对象的变换录制为关键帧。此过程通常是逐帧完成的，会生成与原始模拟一样的可渲染动画。

1. 在 MassFX 工具栏上，单击 （世界参数）。

   3ds Max 将打开“MassFX 工具”对话框并定位到“世界参数”面板。

   
2. 在“MassFX 工具”对话框上，单击 （模拟工具）选项卡。
   
3. 在“工具”选项卡中，单击“烘焙所有”。

   3ds Max 会将模拟转换为关键帧。执行此操作时，将在窗口底部显示一个进度条。

   烘焙完成后，即可将模拟作为常规动画进行播放，方法是单击 3ds Max 窗口右下角附近的 （播放动画）。也可以将烘焙的动画渲染到视频文件。如果您希望返回并调整模拟，则可以取消烘焙任何或全部对象。

   提示： 烘焙的 MassFX 模拟是一个“重”动画，对于每个移动对象，每个帧上都有一个关键点。如果要进一步编辑动画，您可以通过在每个设置了动画的对象上应用“轨迹视图” （“简化曲线”）工具来使动画更易于操作。

保存工作：

• 将场景另存为 my_coffeetable_spill.max。

  文件 coffeetable_disaster_setup.max 包括本教程中介绍的 MassFX 设置，但不包括烘焙的动画。

  要查看茶几的动画版本，请播放此影片：

小结

MassFX 通过模拟真实世界的物理行为来创建动画。

模拟中对象的属性由“MassFX 刚体”修改器提供。简单的静态对象可以由几何（原始）网格来表示；动态对象可以由物理图形来表示，根据原始几何体，物理图形可以采用多种不同的形式。若要模拟凹面对象，请选择“合成”物理图形类型，然后单击“生成”构造一组近似于凹面对象的凸面外壳。

设置完对象后，单击 （开始模拟）可查看效果。

可以将模拟烘焙到标准 3ds Max 动画。