Erstellen von gesteuerten Simulationen

Flüssigkeitssimulationen können mit Polygonnetzen gesteuert werden. Dadurch wird eine detaillierte, hochauflösende Simulation erstellt, die auf den obersten Oberflächen-Layer beschränkt ist, um den Speicherbedarf zu verringern und die Berechnungszeit zu verkürzen. Gesteuerte Simulationen sind eine effiziente Methode zum Simulieren des Verhaltens von Ozeanen und anderen großen Flüssigkeitskörpern.

Erstellen einer netzgesteuerten Simulation

Sie können eine Verformungsebene oder ein anderes flaches Netz verwenden, um die Oberfläche einer Flüssigkeitssimulation zu steuern und gleichzeitig die Simulation auf einen oder mehrere bestimmte Bereiche zu beschränken. Das ist nützlich für Szenen wie z. B. ein Schiff auf dem Meer, bei dem eine große Wasserfläche gerendert werden muss, Spritzer und andere simulierte Effekte jedoch nur in einem kleineren Bereich auftreten.

Netzgesteuerte Simulationen umfassen drei Elemente:

• ein Führungsnetz
• einen Emissionsbereich
• alle hinzugefügten Collider

Führungsnetz

Das Führungsnetz definiert die Oberfläche der Flüssigkeit, indem es die Positionen von Scheitelpunkten animiert, um die Geschwindigkeit zu erreichen, die die Simulation steuert. Durch Verformung des Netzes können Sie bestimmen, wie sich die Wellen an der Oberfläche verhalten.

Die besten Ergebnisse erzielen Sie, wenn die Geschwindigkeit sowohl horizontale als auch vertikale Komponenten besitzt. Zusätzlich sollten sich die Wellen im Führungsnetz auf eine Art und Weise bewegen, die sich nicht zu sehr von realen Wellen unterscheidet. Wenn die Wellen extrem schnell, langsam oder groß sind, treten in der Simulation möglicherweise Artefakte oder andere unerwartete Ergebnisse auf.

In einem typischen Arbeitsablauf können Sie das Netz auch für das Rendern der nicht simulierten Bereiche der Flüssigkeitsoberfläche verwenden und anschließend beim Zusammenstellen die simulierten und nicht simulierten Renderings verschmelzen.

Emissionsbereich

Emissionsbereiche bestimmen das Volumen der abgegebenen Flüssigkeit. Eine solche Beschränkung der Emission spart Arbeitsspeicher und Berechnungszeit.

Alternativ zur dargestellten Verwendung eines separaten Netzes zur Definition eines Emissionsbereichs können Sie die gleichen Netze verwenden, die derzeit als Collider genutzt werden, und die Dicke eines Emissionsbereichs um sie herum angeben.

Die Emissionsbereiche können sowohl animiert als auch verformt sein. Während sich die Bereiche bewegen, werden neue Partikel in zuvor leere Bereiche gesetzt, und Partikel außerhalb der Bereiche werden nach einem festgelegten Zeitintervall zerstört. Die Emissionsbereiche sollten sich nicht horizontal über die Führungsnetze hinaus erstrecken.

Collider

Ein Collider, z. B. ein Boot oder ein Felsen, kann Effekte wie Spritzer, Kielwasser und Bugwellen erzeugen.

Erstellen einer gesteuerten Simulation (Beispiel)

Erstellen Sie anhand der folgenden Schritte eine einfache gesteuerte Simulation einer Teekanne bei schwerem Seegang:

1. Wählen Sie in der Gruppe Erstellen Geometrie > Flüssigkeiten, klicken Sie dann auf die Schaltfläche Flüssigkeit und ziehen Sie die Maus im Ansichtsfenster. Dadurch wird der Szene eine Flüssigkeitssimulation hinzugefügt. Es liegen jedoch noch keine Partikel vor, da keine Emitter definiert wurden.
2. Erstellen Sie eine einfache Szene für die gesteuerte Simulation mit:
   • einer Ebene: Geben Sie in das zugehörige Rollout Parameter die Werte 125 in das Feld Länge, 125 in das Feld Breite, 300 in das Feld Längensegmente und 300 in das Feld Breitensegmente ein.
   • einer Teekanne: Geben Sie in das zugehörige Rollout Parameter den Wert 9 in das Feld Radius ein. Bewegen Sie die Teekanne innerhalb der Ebene so, als würde sie im Wasser treiben.
3. Fügen Sie einen Modifikator Welle in die Ebene ein. Geben Sie im zugehörigen Rollout Parameter die Werte -2,5 in das Feld Amplitude 1, 1,8 in das Feld Amplitude 2 und 42,5 in das Feld Wellenlänge ein.
4. Animieren Sie die Phase der Welle bei Frame 100 auf 0,6.
5. Fügen Sie einen Modifikator Rauschen in die Ebene ein. Geben Sie im zugehörigen Rollout Parameter den Wert 42 in das Feld Skalieren ein, wählen Sie Fraktal und geben Sie die Werte 5 in das Feld Wiederholungen und 13 in das Feld Z-Stärke ein. Aktivieren Sie Rauschen animieren und animieren Sie die Phase bei Frame 100 auf 10.
6. Fügen Sie einen Modifikator Schieben in die Ebene ein. Geben Sie in das zugehörige Rollout Parameter den Wert -1,6 in das Feld Schieben ein.
7. Fügen Sie einen weiteren Modifikator Rauschen in die Ebene ein. Geben Sie im zugehörigen Rollout Parameter den Wert 1,0 in das Feld Skalieren ein, wählen Sie Fraktal und geben Sie die Werte 6 in das Feld Wiederholungen und 0,33 in das Feld Z-Stärke ein. Aktivieren Sie Rauschen animieren und animieren Sie die Phase bei Frame 100 auf 33.
8. Animieren Sie die Bewegung der Teekanne auf der Oberfläche der Ebene.
9. Wählen Sie das Flüssigkeitsobjekt aus und klicken Sie im Rollout Einrichten auf die Schaltfläche Simulationsansicht, um das Fenster Simulationsansicht zu öffnen.
10. Klicken Sie unter Flüssigkeitsattribute > Guide-System > Guide-Emitter hinzufügen auf Auswählen und wählen Sie die Teekanne aus. Klicken Sie erneut auf Auswählen, um die Objektauswahl aufzuheben.
11. Klicken Sie im Bereich Guide-Netz hinzufügen auf Auswählen und wählen Sie das Ebenenobjekt aus. Klicken Sie erneut auf Auswählen, um die Objektauswahl aufzuheben.
12. Klicken Sie unter Flüssigkeitsattribute > Colliders/Killplanes > Colliders hinzufügen auf Auswählen und fügen Sie die Teekanne als Collider hinzu. Klicken Sie erneut auf Auswählen, um die Objektauswahl aufzuheben.
13. Klicken Sie in der Gruppe Solver-Parameter unter Guide-System in der Listenansicht auf teapot001 (Guide-Emitter). Erhöhen Sie unter Parameter für Guide-Emitter > Konvertierung die Dicke auf 30. Dadurch nimmt die Größe des Emissionsnetzes zu.
14. Deaktivieren Sie unter Simulationsparameter > Allgemeine Parameter > Skalieren die Option Systemskalierung verwenden und setzen Sie die Fluidskala auf 1,0 = 1 Meter. Wenn Sie eine detailliertere Simulation wünschen, verringern Sie den Wert der Basis-Voxelgröße auf 0,3.
15. Klicken Sie im Bereich Verwaltungssystem auf , um den Solver auszuführen und die Simulation auszuführen.

    In der Simulation spritzen Flüssigkeit und Schaum über die Oberfläche der Teekanne, während sie auf den Wellen treibt.