In diesem vierten Tutorial der Reihe zu Feuer und Rauch mit dem Fluid-Simulator in Blender 4.5 sehen wir uns die Parameter der drei Typen von Flow-Objekten an, die in der physikalischen Simulation von Feuer und Rauch verwendet werden.
Dieses Tutorial ist Teil einer Miniserie mit 10 Episoden über die Grundlagen von Feuer und Rauch in Blender 4.5. Für die vollständige Episodenliste klicken Sie hier.
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Videotranskript
Hallo zusammen! In diesem vierten Tutorial der Reihe zu Feuer und Rauch mit dem Fluid-Simulator in Blender 4.5 sehen wir uns die Parameter der drei Typen von Flow-Objekten an, die in der physikalischen Simulation von Feuer und Rauch verwendet werden.
In der Szene, die ich verwende, befinden sich einige Holzscheite in einem Kamin. Diese Scheite bilden ein einziges Mesh-Objekt, das wir als Inflow einrichten. Für die Simulation habe ich bereits eine Domain erstellt, die nur das Volumen des Kamins umschließt.
Ich weise den Scheiten eine Fluid-Komponente vom Typ Inflow zu. Der Modus Fire And Smoke enthält sowohl die Parameter für Smoke als auch für Fire, daher wähle ich diese Kombination, um alle Parameter analysieren zu können. Später werde ich darauf hinweisen, welche Parameter ausschließlich zu Smoke gehören und daher in reinen Fire-Simulationen nicht verfügbar sind. Wie ihr seht, gibt es nicht allzu viele Parameter.
Standardmäßig ist das Flow Behavior auf Geometry eingestellt. Wie wir aus den vorherigen Episoden wissen, erzeugt dieser Modus einen anfänglichen Ausstoß von Flammen und Rauch, danach emittiert das Objekt weder Feuer noch Rauch. Das ist nützlich für Explosionen oder einzelne Rauchstöße, aber in unserem Fall benötigen wir den Modus Inflow. Abgesehen von der Option Use Flow teilen Geometry und Inflow jedoch dieselben Parameter, daher betrachten wir sie anhand von Inflow.
Aus der vorherigen Episode wisst ihr bereits, dass wir mit dem Parameter Fuel die Menge der erzeugten Flammen steuern können. In unserem Fall können wir den Wert etwas reduzieren, um lebendige, aber nicht übermäßige Flammen zu erzeugen, oder ihn stark verringern, um glühende Glut zu simulieren.
Ich verkleinere die Domain etwas und erhöhe die Auflösung. Bevor wir die Inflow-Parameter genauer untersuchen, sehen wir uns an, wie wir den Rauch im Kamin mithilfe eines Outflow-Objekts verschwinden lassen können.
Outflow-Objekte sind Meshes, die Elemente der Fluid-Simulation, also Feuer oder Rauch, bei einer Kollision verschwinden lassen. Ich füge eine einfache Plane hinzu, die als Outflow dient, und positioniere sie oben im Kamin, wo der Rauch normalerweise in den Schornstein aufsteigen würde. Outflow-Objekte müssen, genau wie Inflow-Objekte, nicht zwingend im Rendering sichtbar sein. Daher deaktiviere ich die Sichtbarkeit des Outflow-Objekts sowohl in der Vorschau des 3D Viewport als auch im finalen Render. Von nun an wähle ich es im Outliner aus.
Anschließend füge ich dem Objekt eine Fluid-Komponente hinzu, setze den Typ auf Smoke Flow und das Behavior auf Outflow.
Dieser Objekttyp besitzt nur sehr wenige Parameter, die im Übrigen auch bei Geometry- und Inflow-Objekten vorhanden sind, daher beschreibe ich sie kurz.
Die Option Is Planar sollte aktiviert werden, wenn das Objekt kein Volumen besitzt oder allgemein nicht geschlossen ist. Da die Plane genau diesem Fall entspricht, aktiviere ich diese Option.
Der Parameter Use Flow ermöglicht es, Inflow oder Outflow zu aktivieren oder zu deaktivieren. Er kann animiert werden und ist daher nützlich, wenn man in einer Animation eine intermittierende oder nicht kontinuierliche Emission beziehungsweise Entfernung von Feuer und Rauch erzeugen möchte.
Der Parameter Sampling Substeps definiert die Anzahl zusätzlicher Simulationsschritte zwischen den Frames und verbessert so die Qualität der Simulation. Er ist besonders bei schnellen Simulationen sehr hilfreich, und selbst ein niedriger Wert wie 3 zeigt deutliche Unterschiede. Surface Emission und Volume Emission bieten Versätze für den Emissions- oder Erfassungspunkt von Feuer und Rauch relativ zur Oberfläche oder zum Volumen des Objekts, aber in diesem Fall benötigen wir sie nicht. Über Flow Source sprechen wir später.
Wenn wir die Simulation abspielen, stellen wir fest, dass zunächst alles korrekt aussieht, aber irgendwann entweicht etwas Rauch nach oben. Eine Erhöhung der Substeps ändert daran nichts.
Wenn wir die Plane im 3D View wieder sichtbar machen und den Blickwinkel ändern, wird die Lösung klar: Die Plane ist zu klein, sodass an einem bestimmten Punkt Rauch außerhalb entweicht und aufsteigt. Die einzige Lösung besteht darin, die Plane korrekt zu skalieren und es erneut zu versuchen.
Nun betrachten wir die Parameter des Inflow-Objekts im Detail, mit Ausnahme derjenigen, die wir bereits beim Outflow besprochen haben.
Smoke Color bezieht sich tatsächlich auf die Farbe des Rauchs in der Vorschau des 3D Viewport, da die Renderfarbe des Rauchs an anderer Stelle definiert wird. Hier eine andere Farbe zuzuweisen kann nützlich sein, um Rauch in komplexen Szenen leichter zu erkennen oder dieses Objektattribut im Shading zu verwenden, um Farben oder andere Eigenschaften des Domain Material zu verändern.
Das Feld Absolute Density ist standardmäßig aktiviert und sollte in der Regel so belassen werden, da es sicherstellt, dass es innerhalb der Domain nur eine bestimmte maximale Dichte von Feuer und Rauch gibt.
Ist es deaktiviert, können Feuer und Rauch stark zunehmen und manchmal eine Art unkontrollierten Brand erzeugen. In dieser Szene ist der Effekt durch das Outflow begrenzt, daher entferne ich dieses Objekt vorübergehend aus der Domain, um zu zeigen, wie die Flammen zunehmen. Das Deaktivieren von Absolute Density kann in bestimmten Szenarien sinnvoll sein, ist jedoch in den meisten Fällen nicht empfehlenswert, daher aktiviere ich es wieder.
Die Parameter Initial Temperature und Density beziehen sich auf Rauch und sind daher in reinen Fire-Simulationen nicht verfügbar. Density bestimmt die Menge des emittierten Rauchs, höhere Werte entsprechen größeren Volumina. In meiner Szene wird tatsächlich zu viel Rauch erzeugt, daher reduziere ich diesen Wert.
Der Parameter Initial Temperature definiert den Unterschied zwischen der Temperatur des Rauchs und der Umgebungstemperatur und steuert, wie schnell die Gase aufsteigen. Seine Wirkung hängt jedoch von einem Domain-Parameter namens Buoyancy Heat ab, den wir in einer späteren Episode genauer untersuchen werden.
Bisher habe ich die Inflow-Objekte über ihre gesamte Oberfläche Flammen emittieren lassen, aber es ist möglich, die Emission auf bestimmte Bereiche zu beschränken, indem man Vertices in einer Vertex Group auswählt und anschließend den Namen dieser Vertex Group im entsprechenden Feld der Flow-Komponente angibt.
Ein weiteres Werkzeug, um der Flammenemission Variabilität zu verleihen, ist Texture am unteren Rand des Inflow-Panels. Hier können wir eine Texture zuweisen und vor allem das Feld Offset verwenden, das definiert, welche „Scheibe“ einer prozeduralen Texture genutzt wird.
Prozedurale Texturen wie Clouds oder Noise sind keine zweidimensionalen Bilder, sondern echte dreidimensionale Volumen.
Indem wir den Offset-Wert entlang der Timeline animieren, wie ich es auf dem Bildschirm zeige, verschieben wir die Texture vertikal und verwenden jedes Mal ein anderes Muster für die Emission.
Dadurch wirken die Flammen weniger gleichmäßig. Der Nachteil dieses Systems ist, dass meist mehrere Versuche erforderlich sind, um die richtige Kombination aus Texture-Typ und Offset-Änderung zu finden und ein gutes Ergebnis zu erzielen.
Die Werkzeuge in der Gruppe Initial Velocity ermöglichen es, den Flammen eine anfängliche Richtung und Geschwindigkeit zu geben. Die Feldnamen sind recht intuitiv, daher gibt es dazu nicht viel mehr zu sagen, aber ich werde in einer späteren Episode ein praktisches Beispiel mit einer anderen Szene zeigen.
Abschließend haben wir das Feld Flow Source, mit dem wir zwischen Mesh und Particles wählen können.
Die Bedeutung ist einfach: Bisher haben wir Mesh verwendet, um Feuer und Rauch von Objekten zu emittieren, gegebenenfalls mit Vertex Groups zur Einschränkung der Emissionsflächen.
Objekte können jedoch auch Partikelsysteme besitzen, und manchmal möchten wir, dass diese Partikel und nicht der Emitter selbst Feuer und Rauch erzeugen.
In diesem Fall wählen wir Particles als Flow Source und geben selbstverständlich an, welches Partikelsystem des Mesh die Simulation steuern soll.
Wie ihr euch denken könnt, können wir eine Flow-Komponente entweder der Geometrie oder einem Partikelsystem des ausgewählten Objekts zuweisen.