Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche"

Der Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche" bietet die Möglichkeit, Geschwindigkeit und Richtung von Partikeln mit beliebigen Objekten in der Szene zu steuern. Dies steht im Gegensatz zum vorgegebenen Operator "Geschwindigkeit", der die Geschwindigkeit und Richtung von Partikeln mithilfe des Partikelfluss-Symbols steuert. Der Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche" verfügt außerdem über Optionen, mit denen die Geschwindigkeit auf der Grundlage der Materialien in der Szene oder kontinuierlich gesteuert werden kann.

Partikelansicht > Klicken Sie in einem Ereignis auf den Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche", oder fügen Sie einen Operator des Typs "Geschwindigkeit nach Oberfläche" zum Partikelsystem hinzu, und wählen Sie diesen aus.

In der Regel werden mit dem Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche" Geschwindigkeit und Richtung auf der Grundlage der Objekte zugewiesen, die mit dem Operator "Objektposition" als Emitter verwendet werden. Dem Operator "Objektposition" werden also dieselben Objekte als Emitter zugewiesen, die auch als Oberflächengeometrie-Objekte für den Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche" verwendet werden.

Tipp: Um die Partikelbewegung auf der Oberfläche besser steuern zu können, wenden Sie vor dem Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche" in demselben Ereignis den Operator "Geschwindigkeit" an. Mit dem Operator "Geschwindigkeit" können Sie die Richtung der Partikel auf der Oberfläche bestimmen, während Sie mit dem Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche" die vertikale Komponente des Geschwindigkeitsvektors so anpassen können, dass er der Kontur der Oberfläche folgt.

Prozeduren

Beispiel: So verwenden Sie den Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche":

Der Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche" bietet zahlreiche Verwendungsmöglichkeiten. In der folgenden Anleitung finden Sie eine Reihe von Beispielen; Sie können den Operator jedoch auch auf eigene Faust ausprobieren, um seine Funktionsweise kennenzulernen.

Starten Sie 3ds Max oder setzen Sie es zurück, und fügen Sie ein Partikelfluss-System hinzu. platzieren Sie das Symbol der Partikelflussquelle am Weltursprung (X/Y/Z = 0), und wählen Sie für die Einstellungen "Länge" und "Breite" des Symbols jeweils den Wert 30.
Fügen Sie der Szene einen Zylinder-Grundkörper hinzu. Positionieren Sie den Zylinder über dem Quellensymbol, indem Sie für X und Y den Wert 0 und für Z den Wert 30 wählen. Legen Sie für den Radius den Wert 20 und für die Höhe den Wert 40 fest.
Geben Sie die Animation wieder, und halten Sie sie dann an.
Die Partikel werden gemäß den vorgegebenen Anfangseinstellungen nach unten geleitet.
Öffnen Sie die Partikelansicht, und fügen Sie einen Operator des Typs "Geschwindigkeit nach Oberfläche" zum Ende von Ereignis 01 hinzu. Klicken Sie auf den Operator in dem Ereignis, um dessen Parameterfenster in der Partikelansicht anzuzeigen.
Klicken Sie im Bereich "Oberflächengeometrie" auf "Hinzufügen", und wählen Sie den Zylinder aus.
Geben Sie die Animation erneut wieder, und halten Sie sie dann an.
Die Partikel werden immer noch nach unten geleitet.
Wechseln Sie zu Frame 15, damit Sie die Partikel sehen können, und verschieben Sie den Zylinder langsam auf der Z-Achse nach unten. Beobachten Sie dabei die Partikel im Perspektiv-Ansichtsfenster und im Ansichtsfenster von vorn. Lassen Sie die Maustaste los, sobald sich der Emitter über dem Zylinder befindet.
Wenn sich der untere Teil des Zylinders unter dem Emitter befindet, bewegen sich immer mehr Partikel auf der XY-Ebene anstatt senkrecht zu dieser Ebene. Dies liegt daran, dass sich die Partikel zu einem gewissen Zeitpunkt näher an den vertikalen Seiten des Zylinders als an seinem unteren Teil befinden und sich daraufhin senkrecht zu den vertikalen Seiten bewegen. Sobald der obere Teil des Zylinders am nächsten liegt, bewegen sich die Partikel wieder vertikal, dieses Mal jedoch nach oben anstatt nach unten.
Verschieben Sie den Zylinder wieder nach oben, bis sich der Emitter am vertikalen Mittelpunkt des Zylinders befindet. Klicken Sie anschließend in der Modifikatorgruppe auf den nach unten weisenden Pfeil des Zahlenauswahlfelds "Seiten", und verringern Sie die Anzahl der Seiten schrittweise.
Bei jedem Klicken ändern sich die nach außen geleiteten Partikelströme und bewegen sich nun senkrecht zu den vertikalen Seiten. Sie können auch versuchen, den Zylinder zu drehen. Die Partikelströme drehen sich daraufhin ebenfalls, ähnlich den Speichen eines Rads.
Wählen Sie für den Richtungsparameter des Operators "Geschwindigkeit nach Oberfläche" die Option "Außerhalb der Oberfläche", und verschieben Sie den Zylinder anschließend nach oben und nach unten.
Das Verhalten der Partikel ändert sich nicht wesentlich. Die Option "Außerhalb der Oberfläche" bietet in Verbindung mit der Option "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren", die weiter unten beschrieben wird, einige nützliche Funktionen.
Wählen Sie für den Richtungsparameter des Operators "Geschwindigkeit nach Oberfläche" die Option "Parallel zur Oberfläche", und verschieben Sie den Zylinder anschließend nach oben und nach unten.
Die Partikel zeigen nun im Vergleich zu den anderen beiden Optionen genau das gegenteilige Verhalten. Wenn sich die Partikel näher am oberen oder unteren Teil des Zylinders befinden, bewegen sie sich auf der XY-Ebene; wenn sie sich näher an den vertikalen Seiten befinden, bewegen sie sich nach unten. Wenn sich die Partikel nach oben bewegen sollen, wählen Sie für die Einstellung "Geschwindigkeit" einen negativen Wert.

Im nächsten Schritt lernen Sie, wie Sie mit der Option "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren" das Partikelverhalten beeinflussen können.
Wählen Sie den Parameter "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren" des Operators "Geschwindigkeit nach Oberfläche", und ziehen Sie den Zeitschieber.
Die Partikel werden vom Emitter ausgesendet und kreisen dann in einer annähernd zylindrischen Gesamtformation um den Zylinder. Partikelfluss überprüft fortlaufend, welcher Seite des Zylinders ein Partikel am nächsten ist, und ändert gegebenenfalls die Richtung des Partikels, damit es sich parallel zu dieser Seite bewegt. Sie können die Größe der Partikelkreisbahnen beeinflussen, indem Sie die Geschwindigkeit ändern.

Abschließend lernen Sie, wie Sie die Partikelbewegung innerhalb des Zylinders einschränken können.
Machen Sie den Zylinder deutlich größer, indem Sie den Radius auf 60 und die Höhe auf 90 setzen. Aktivieren Sie gegebenenfalls das Perspektiv-Ansichtsfenster, und drücken Sie die Taste F3, um zur Drahtgittermodell-Ansicht zu wechseln.
Klicken Sie in der Partikelansicht auf den Operator "Geschwindigkeit 01", und wählen Sie für die Einstellung "Richtung" die Option "Zufällig 3D".
Klicken Sie auf den Operator "Geschwindigkeit nach Oberfläche". Legen Sie für die Geschwindigkeit gegebenenfalls den Wert "300" fest. Wählen Sie im Bereich "Richtung" die Option "Außerhalb der Oberfläche", und ziehen Sie den Zeitschieber.
Nach Verlassen des Emitters bewegen sich die Partikel stets von der nächsten Oberfläche weg, sodass sie sich in der Mitte des Zylinders häufen.
Erhöhen Sie allmählich den Wert für die Einstellung "Geschwindigkeit" bis auf ca. 1.000.
Die Partikel verteilen sich vertikal und bewegen sich schließlich so schnell, dass sie aus dem Zylinder herausfallen. Durch Erhöhen der Partikelbeschleunigung können Sie erreichen, dass die Partikel in dem Zylinder bleiben, indem sie eine Drehung vollziehen, bevor sie an der nächsten Oberfläche vorbeigeleitet werden.
Erhöhen Sie den Wert der Einstellung "Beschl.-Grenzw.", bis die Partikel den Zylinder nicht mehr verlassen.
Erweitern Sie den Raum, in dem sich die Partikel bewegen können, indem Sie den Emitter vergrößern. Experimentieren Sie auch mit anderen Einstellungen innerhalb des Partikelsystems, um ihre Auswirkungen kennenzulernen. In dieser Anleitung wurden nur einige Möglichkeiten beschrieben. Je mehr Sie selbst ausprobieren, desto besser erschließt sich Ihnen das Leistungspotential dieses Operators.

Benutzeroberfläche

Die Benutzeroberfläche wird im Parameterfenster auf der rechten Seite des Dialogfelds "Partikelansicht" angezeigt.

[Dropdown-Liste "Geschwindigkeitssteuerung"]

Mit der ersten Einstellung können Sie festlegen, ob der Operator die Geschwindigkeit einmalig oder fortlaufend steuert.

Einmal einstellen Der Operator legt die Geschwindigkeit einmal für jedes Partikel fest, wenn das Partikel in das Ereignis eintritt.
Kontinuierlich kontrollieren Der Operator stellt die Partikelgeschwindigkeit fortlaufend während des gesamten Ereignisses ein. Wenn Sie diese Option wählen, können Sie auf die Einstellungen im Bereich "Kontinuierliche Geschwindigkeitssteuerung" zugreifen.

Geschwindigkeit

Zeigt die Partikelgeschwindigkeit in Systemeinheiten pro Sekunde an. Vorgabe = 300.

Mit der Option "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren" können Sie das Kontrollkästchen "Geschwindigkeit" deaktivieren. In diesem Fall verwendet das Partikelfluss-System die aktuelle Partikelgeschwindigkeit.

Wenn Sie für "Geschwindigkeit" einen negativen Wert einstellen, bewegen sich die Partikel in die entgegengesetzte Richtung.

Variation

Legt den Betrag, um den die Partikelgeschwindigkeit variieren kann, in Systemeinheiten pro Sekunde fest. Vorgabe = 0,0.

Zur Berechnung der Partikelgeschwindigkeiten multipliziert das System den Wert "Variation" mit einer zufälligen Zahl zwischen -1,0 und 1,0 und addiert das Ergebnis zum Wert "Geschwindigkeit" hinzu. Wenn Sie für die Geschwindigkeit beispielsweise den Wert 300 und für die Variation den Wert 100 festgelegt haben, bewegt sich jedes Partikel mit einer Geschwindigkeit zwischen 200 und 400.

Bereich "Oberflächengeometrie"

Mit den Steuerelementen in diesem Bereich können Sie Objekte zuweisen, die sich auf die Geschwindigkeit und Richtung der Partikel auswirken.

[Geometrieliste]

In der Liste in diesem Bereich werden die Objekte bzw. die Referenzgeometrie angezeigt, die der Operator zur Steuerung der Geschwindigkeit und Richtung verwendet.

Wenn Sie keine Objekte zuweisen, werden die aktuelle Geschwindigkeit und die aktuelle Richtung der Partikel nicht beeinflusst.

Sie können mehrere Oberflächengeometrie-Objekte zuweisen. Wenn jedoch nicht alle Objekte gleichzeitig auch Emitter sind, lassen sich die Ergebnisse nur schwer interpretieren. Im Allgemeinen sollten Sie daher die Objekte als Oberflächengeometrie zuweisen, die das System auch als Emitter verwendet.

Tipp: Wenn Sie Partikel in Relation zu Objekten mit hoher Polygonanzahl verschieben, erzielen Sie die besten Ergebnisse, wenn Sie eine Platzhalterversion mit niedriger Polygonanzahl erstellen und als Oberflächengeometrie verwenden, den Platzhalter bei Bedarf als untergeordnetes Objekt des Objekts mit hoher Polygonanzahl verknüpfen und anschließend ausblenden.

Sie können diese Liste mit den Schaltflächen "Hinzufügen" und "Entfernen" bearbeiten.

Hinzufügen

Fügt der Liste ein Objekt hinzu. Klicken Sie auf "Hinzufügen" und anschließend auf ein Objekt im Ansichtsfenster.

Nach Liste

Fügt der Liste mehrere Objekte hinzu. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Nach Liste", um das Dialogfeld "Oberflächenobjekte auswählen" zu öffnen. Die Funktionsweise dieses Dialogfelds entspricht der des Dialogfelds Auswahl aus der Szene. Markieren Sie die Objekte, mit denen die Geschwindigkeit und Richtung gesteuert werden sollen, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche "Auswählen".

Entfernen

Entfernt ein Objekt aus der Liste. Markieren Sie das Objekt in der Liste, und klicken Sie dann auf "Entfernen".

Animierte Form

Aktivieren Sie dieses Kontrollkästchen, damit Partikel der Oberfläche eines Objekts folgen, dessen Form durch Morphing oder mit Modifikatoren animiert wurde.

Subframe-Sampling

Wenn diese Option aktiviert ist, übernimmt der Operator die Animation der Form der Oberflächengeometrie auf Tickbasis (alle 1/4800 Sekunde) anstatt auf Frame-Basis. Dies ermöglicht eine höhere Präzision, da die Partikelpositionen der Animation der Form des Oberflächengeometrie-Objekts folgen.

Geschwindigkeit nach Material

Variiert die aktuelle Geschwindigkeit und Richtung der Partikel auf der Grundlage der Eigenschaften des Materials, das den einzelnen Oberflächengeometrie-Objekten zugewiesen wurde. Wenn einem Objekt beispielsweise ein schwarz-weiß kariertes Streu-Map zugewiesen wurde und Sie die Option "Graustufenmultiplikator" wählen, bewegen sich die Partikel in der Nähe der weißen Karos schneller als die Partikel in der Nähe der schwarzen Karos.

Anmerkung: Damit vom Material beeinflusste Geschwindigkeit in den Ansichtsfenstern richtig dargestellt wird, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: Mindestens ein Ansichtsfenster muss in einen schattierten Anzeigemodus gesetzt sein, und für das Material oder das Map muss im Material-Editor die Option "Map im Ansichtsfenster zeigen" aktiviert sein.

Folgende Optionen stehen zur Verfügung:

Graustufenmultiplikator Ermöglicht das Steuern der Geschwindigkeit auf der Grundlage der Luminanz des Materials, wobei dunklere Bereiche langsamere Partikel und hellere Bereiche schnellere Partikel erzeugen. Partikelfluss multipliziert die Luminanz des Materials in der Umgebung jedes Partikels, die in einen Prozentwert umgewandelt wird, mit der aktuellen Geschwindigkeit des Partikels. Eine Luminanz von 0 wird in 0 % umgewandelt, eine Luminanz von 128 in 50 % und eine Luminanz von 255 in 100 %.
Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit eines Partikels, das sich mit 50 Einheiten pro Sekunde fortbewegt, durch ein Pixel mit einer Luminanz von 90 beeinflusst wird, ergibt sich daraus die Geschwindigkeit 90/255*50 bzw. etwa 17,6 Einheiten pro Sekunde.
Signierte Graustufen Funktioniert wie die Option "Graustufenmultiplikator", jedoch kann der Multiplikator auch negativ sein, wodurch die Bewegung umgekehrt wird. Die Option "Signierte Graustufen" verwendet einen Material-Luminanzwert von 128 als Mittelpunkt und weist diesem Wert einen Multiplikator von 0 % zu. Luminanzwerte von 0 bis 127 haben Multiplikatoren von -100 % bis etwa -1 % zur Folge, Werte zwischen 129 und 255 Multiplikatoren von etwa 1 % bis 100 %.
RGB als Welt-XYZ-Mult.Funktioniert wie die Option "Graustufenmultiplikator", jedoch wird die Partikelgeschwindigkeit auf der X-, Y- und Z-Achse der Welt durch die Intensität der Kanäle Rot, Grün und Blau des Materials beeinflusst. Wenn also beispielsweise das Materialpixel rein rot ist, d. h. sein RGB-Wert (255,0,0) ist, behält das Partikel seine derzeitige Geschwindigkeit auf der Welt-X-Achse bei, seine Geschwindigkeit auf der Y- und Z-Achse wird jedoch auf 0 verringert. Ebenso führt ein mittelgelbes Pixel (128,128,0) dazu, dass die Geschwindigkeit auf der Welt-X- und Y-Achse um die Hälfte reduziert und die Geschwindigkeit auf der Z-Achse auf 0 verringert wird.
RGB als lokaler XYZ-Mult.Funktioniert wie die Option "RGB als Welt-XYZ-Mult.", verwendet jedoch anstelle der Weltkoordinaten die lokalen Koordinaten des Objekts.

Untermaterial verwenden Wenn diese Option aktiviert ist, wird ein Untermaterial aus dem Multi-/Unterobjekt-Material verwendet, das der Oberflächengeometrie zur Definition der Geschwindigkeit zugewiesen wurde.

Mit dieser Option können unsichtbare Materialien für die Steuerung der Partikelgeschwindigkeit verwendet werden. Wenn der Emitter ein Multi-/Unterobjekt-Material verwendet, die dazugehörige Geometrie jedoch nicht die ID verwendet, die einem der Untermaterialien entspricht, wird das Untermaterial nicht angezeigt. Der Operator kann das Untermaterial jedoch zur Berechnung der Dichte der Partikelplatzierung verwenden. Partikelfluss geht in diesem Fall davon aus, dass das Material auf die gesamte Objektoberfläche angewendet wurde.

Mtl-ID Legt die Material-ID des Untermaterials fest, das für die Steuerung der Partikelgeschwindigkeit verwendet wird.

Bereich "Richtung"

[Dropdown-Liste "Richtung"]

In der Dropdown-Liste "Richtung" können Sie festlegen, in welche Richtung sich die Partikel nach ihrer Erzeugung bewegen. In den meisten Fällen hängt die tatsächliche Richtung auch von der Ausrichtung des Symbols ab. Eine Ausnahme bildet, wenn für Operator "Position"

Parameter "Ort" die Option "Drehpunkt" eingestellt ist.

Partikel bewegen sich stets auf einer geraden Linie, sofern die Bewegung nicht durch andere Faktoren beeinflusst wird.

Oberflächen-Normalen(Vorgabe) Jedes Partikel bewegt sich auf einer Linie, die senkrecht zur nächstgelegenen Oberfläche verläuft. Die Richtung der Oberflächen spielt dabei keine Rolle.
Außerhalb der Oberfläche Die Partikel bewegen sich von der nächstgelegenen Oberfläche weg.
Tipp: Mit dieser Option können Sie Partikel auf das Innere eines Objekts beschränken. Positionieren Sie hierfür den Emitter im Innern des Objekts, definieren Sie das Objekt als Oberflächengeometrie, wählen Sie die Option "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren", und wählen Sie anschließend "Außerhalb der Oberfläche". Wenn sich ein Partikel einer Oberfläche annähert, macht es kehrt und bewegt sich direkt von der Oberfläche fort. Mit der Einstellung "Geschwindigkeit" können Sie den Bereich steuern, in dem sich die Partikel bewegen. Sie sollten dabei jedoch beachten, dass Partikel, die sich sehr schnell bewegen, aus ihrem Container herausfallen können. Erhöhen Sie in einem solchen Fall die Einstellung "Beschl.-Grenzw.", damit die Partikel schneller kehrtmachen.
Parallel zur Oberfläche Jedes Partikel bewegt sich parallel zur nächstgelegenen Oberfläche fort.
Damit die Partikel ein Objekt umkreisen, verwenden Sie diese Option zusammen mit der Option "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren", und legen Sie die entsprechenden Werte für die Einstellung "Kontinuierliche Geschwindigkeitssteuerung" fest (siehe Anleitung im folgenden Abschnitt).

Abweichung

Wenn diese Option aktiviert ist, wird der Partikelstrom ausgebreitet. Mit dem Zahlenwert können Sie das Ausmaß der Abweichung festlegen. Bereich = 0 bis 180. Vorgabe = 0. Der Wert kann animiert werden.

Diese Option ist nicht verfügbar, wenn die Option "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren" gewählt wurde.

Tipp: Wenn die Partikel eine fontänenartige Gischt bilden sollen, wählen Sie für Operator "Position"

Parameter "Ort" die Option "Drehpunkt", aktivieren Sie für die Richtung die Option "Parallel zum Symbolpfeil", wählen Sie den gewünschten Winkel für die Abweichung, und drehen Sie das Symbol so, dass die Pfeilspitzen nach oben zeigen.

Bereich "Kontinuierliche Geschwindigkeitssteuerung"

Wenn Sie die Option "Geschwindigkeit kontinuierlich kontrollieren" gewählt haben, erhalten Sie Zugriff auf die Steuerelemente in diesem Bereich. Im Wesentlichen können Sie mit diesen Steuerelementen festlegen, dass sich die Partikel im Bereich des Oberflächengeometrie-Objekts bewegen und nicht auf einer geraden Linie vom Emitter fort.

Beschl.-Grenzw.: Legt die maximale Beschleunigung fest. Je höher der eingestellte Wert, desto schneller können die Partikel umkehren und ihre Geschwindigkeit ändern.
Tipp: Mit einem niedrigen Wert für die Einstellung "Beschl.-Grenzw." erzielen Sie eine gleichmäßige Bewegung; höhere Werte empfehlen sich, wenn größere Präzision erforderlich ist, beispielsweise wenn die Partikel auf ein kleines Ziel auftreffen sollen. Sie können diese Einstellung animieren (verwenden Sie für die Einstellung "Synchronisation nach" "Ereignisdauer"), um abhängig von den gewünschten Ergebnissen unterschiedliche Werte festzulegen.
Unbegrenzter Bereich: Wenn diese Option aktiviert ist, steuert die Oberfläche Geschwindigkeit und Richtung der Partikel in beliebigem Abstand. Ist die Option deaktiviert, müssen sich die Partikel innerhalb des definierten Bereichs befinden. Vorgabe = Aktiviert.
Bereich: Legt den maximalen Abstand zwischen den Partikeln und der Oberfläche in Systemeinheiten fest. Partikel, die außerhalb dieses Bereichs liegen, werden nicht durch die Oberflächengeometrie gesteuert.
Falloff-Zone: Gibt den Abstand in Systemeinheiten an, in dem die Oberflächengeometrie über den Wert "Bereich" hinaus die Partikel noch teilweise steuert. Der Einfluss der Oberflächengeometrie nimmt von 100 % des mit der Einstellung "Bereich" definierten Abstands bis auf 0 % in dem Bereich ab, der sich aus der Summe der Werte für "Bereich" und "Falloff-Zone" ergibt.

Gruppe Animations-Abstand-Keying

Wählen Sie den Zeitrahmen zur Anwendung animierter Parameter. Eine Erläuterung finden Sie unter Gruppe Animations-Abstand-Keying.

Absolute Zeit Keys für Parameter werden in den Frames angewendet, für die sie auch erstellt wurden.
Partikelalter Keys für Parameter werden in den Frames angewendet, in denen die Partikel das entsprechende Alter erreicht haben.
Ereignisdauer Keys für Parameter werden auf die Partikel ab ihrem Eintritt in das Ereignis angewendet.

Bereich "Einmaligkeit"

Mit der Einstellung "Einmaligkeit" können Sie zufällige Werte für die Variation der Geschwindigkeit und die Richtung bei Verwendung der Optionen "Zufällig 3D" und "Zufällig horizontal" festlegen.

Ausgangszahl: Legt einen zufälligen Wert fest.
Neu: Berechnet auf der Grundlage einer Zufallsformel eine neue Ausgangszahl.