In diesem neunten Tutorial der Reihe zu Feuer und Rauch mit dem Fluid Simulator in Blender 4.5 sehen wir uns an, wie man Force Fields wie Turbulence und Curve Guide verwendet, um das Verhalten und die Flugbahn der Elemente in der Simulation zu beeinflussen.
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.
Die Videoversion dieses Tutorials ist derzeit in dieser Sprache nicht verfügbar. Unten kannst du dir die englische Version mit Untertiteln ansehen; unter dem Video findest du die ins Deutsche übersetzte Transkription.
Videotranskript
Hallo zusammen! In diesem neunten Tutorial der Reihe zu Feuer und Rauch mit dem Fluid Simulator in Blender 4.5 sehen wir uns an, wie man Force Fields wie Turbulence und Curve Guide verwendet, um das Verhalten und die Flugbahn der Elemente in der Simulation zu beeinflussen.
Die Ausgangsszene, die ich für dieses Tutorial verwende, ist sehr einfach und besteht nur aus dem Domain und einer Kugel, die im Inflow Modus sowohl Feuer als auch Rauch emittiert.
Wenn wir der Szene ein Empty hinzufügen, können wir ihm ein Force Field zuweisen, um die Simulationselemente zu stören oder zu lenken. Force Fields befinden sich im Physics Panel, genau wie die Fluid Simulationen für Mesh Objekte. Ich habe Arrows als Empty Typ gewählt, da einige Force Fields in bestimmten Richtungen wirken und sich dieser Empty Typ dafür direkt gut visualisieren lässt.
Anschließend füge ich ein Force Field hinzu, das standardmäßig vom Typ Force ist. Für jedes Force Field informiert uns ein Tooltip über seine Wirkung und die Richtungen, in denen es arbeitet. Force hat standardmäßig die Form Point und wirkt radial von seinem Zentrum aus. Beim Abspielen der Simulation bemerken wir jedoch keinen Effekt, obwohl sich das Inflow Objekt scheinbar im Wirkungsbereich des Force Field befindet.
In solchen Fällen scheint folgendes Vorgehen zu funktionieren: Nach dem Speichern der Projektdatei legt man einen Cache Ordner fest. Dann stellt man den Baking Modus des Domain auf All und lässt Blender die Simulation für zumindest einige Frames berechnen.
Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, drückt man Play, um zu prüfen, ob die Simulation korrekt berechnet wurde. Wenn das der Fall ist, löscht man den Domain Cache und setzt den Baking Modus wieder auf Replay.
Anschließend passt man sowohl die Animationslänge des Projekts als auch den Frame Bereich der Simulation im Domain an und klickt in der Timeline auf Play.
Wenn die Simulation nun korrekt läuft, kann man ab diesem Zeitpunkt die verschiedenen Effekte im Replay Modus testen.
Um die Intensität der Effekte zu steuern, bieten Force Fields das Feld Strength, das sich auf das ausgewählte Force Field bezieht und animiert werden kann.
Als Randbemerkung: Man kann den Wert eines Feldes bei mehreren ausgewählten Objekten gleichzeitig ändern, indem man vor dem Anklicken des zu bearbeitenden Feldes die ALT Taste gedrückt hält.
Mit Strength können wir also, auch mithilfe von Animationen, die Intensität einzelner Force Fields anpassen. Wie wir jedoch in den Tutorials zum Domain gelernt haben, ist es auch möglich, den Einfluss aller Force Fields in der Szene oder aller Force Fields eines bestimmten Typs zu steuern. Diese Einstellungen befinden sich im Abschnitt Field Weights des Domain und können, wie in vielen anderen Fällen, ebenfalls mit Keyframes versehen werden. Das bedeutet, dass sich der Effekt eines oder aller Force Fields im Zeitverlauf animieren lässt.
Das Feld Strength von Force sowie von vielen anderen Force Fields kann auch negative Werte annehmen. Im Fall von Force führt dies dazu, dass das Feuer vom Force Field angezogen wird.
Auf dem Bildschirm zeige ich ein Beispiel, das ich erstellt habe, indem ich die Bewegung des Empty in der Szene animiert und für Force einen negativen Wert eingestellt habe. Wie man sich vorstellen kann, ist dies eine interessante Methode, um Feuer und Rauch gezielt zu steuern.
Alle Parameter jedes verfügbaren Force Field im Detail zu behandeln, würde eine eigene Mini Serie erfordern, daher gehe ich hier nicht weiter darauf ein. Es gibt jedoch einen Abschnitt, der einen genaueren Blick verdient: Falloff. Damit können wir einen Wirkungsbereich für ein Force Field festlegen.
Im Moment beeinflusst das Force Field den gesamten virtuellen Raum ohne Abschwächung. Um ein deutlicheres Beispiel zu zeigen, ändere ich Force zu Wind und lasse Strength negativ. Obwohl Wind nur entlang der Z Achse wirkt und relativ weit vom Inflow Objekt entfernt ist, wird dieses dennoch beeinflusst.
Um den Wirkungsbereich des Force Field zu begrenzen, können wir im Abschnitt Falloff das Feld Max Distance verwenden. Standardmäßig ist dieser Parameter deaktiviert. Wenn er aktiviert wird, wird der Wirkungsbereich des Force Field im 3D Viewport als Kreis dargestellt. Wie viele andere Parameter kann auch Max Distance mit Keyframes versehen werden und ist somit eine weitere Möglichkeit, die Effekte eines Force Field in Animationen zu steuern. In diesem Fall zieht Wind die Flammen und den Rauch an, da ich Strength auf einem negativen Wert belassen habe.
Nun deaktiviere ich Max Distance, setze das Force Field wieder auf seine ursprüngliche Ausrichtung und vergebe einen positiven Wert für Strength, um mir schnell noch einige andere Force Fields anzusehen.
Ein sehr nützliches Force Field, um den Flammen mehr Bewegung zu verleihen, ist natürlich Turbulence. Die erzeugte Störung ist so stark, dass der Rauch die Flammen weniger sichtbar macht, daher reduziere ich ihn mithilfe der Option Dissolve im Domain.
Turbulence kann noch zufälliger gestaltet werden, indem man den Parameter Noise erhöht. Dieses Rauschen ist eigentlich pseudorandom, da es bestimmten Mustern folgt, und man kann das Muster über den Parameter Noise Seed auswählen. Wenn eure Flammen trotz Anpassung von Vorticity oder dem Hinzufügen von Textures zu gleichmäßig wirken, kann ein kleines Turbulence Force Field genau das Richtige sein.
Zum Abschluss werfen wir noch einen Blick auf das Curve Guide Force Field, mit dem wir Simulationselemente einem Pfad folgen lassen können. Für dieses Beispiel habe ich die Ausgangsszene von Grund auf neu erstellt, das neue Projekt in einer neuen Datei gespeichert und für das Domain einen neuen Cache Ordner eingerichtet. Auf diese Weise entsprechen die Anfangseinstellungen des Domain und der Inflow Objekte, die ich in der Szene platziert habe, den Standardwerten, die man beim Erstellen erhält.
Allerdings aktiviere ich Dissolve mit einer höheren Frame Anzahl als dem Standardwert, damit der Rauch die Sicht nicht zu stark verdeckt.
Außerdem verschiebe ich das Inflow Objekt zur Seite, um Platz für die Pfadkurve zu schaffen.
Nachdem ich eine Bezier Kurve hinzugefügt und so positioniert habe, dass sie ein Curve Guide Force Field erhält, sind die Ergebnisse zunächst ziemlich enttäuschend.
Wenn ihr mit Kurven und dem Curve Guide Modifier vertraut seid, wisst ihr, dass es gute Praxis ist, den Origin der Kurve an den Anfang des Pfads zu setzen und vor allem sicherzustellen, dass die Kurve korrekt ausgerichtet ist. Das lässt sich im Edit Mode mit Curve Overlays überprüfen, und eine falsche Ausrichtung kann mit Switch Direction korrigiert werden. Nach einem Neustart der Simulation sieht es etwas besser aus, aber immer noch nicht ganz richtig.
Ich habe verschiedene Einstellungen ausprobiert, zum Beispiel Gravity im Domain deaktiviert und den Curve Guide Wert in den Field Weights erhöht. Natürlich habe ich auch Vorticity und Reaction Speed verringert, die Auflösung erhöht und weitere Anpassungen vorgenommen. Etwas hat sich verändert, aber nicht ausreichend. Daher zeige ich euch jetzt die Methode, die ich normalerweise verwende, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Ich füge dem Objekt mit Inflow ein Particle System vom Typ Emitter hinzu und konfiguriere die grundlegenden Parameter so, dass die Partikel korrekt emittiert werden. Beachtet, dass die Partikel dem Kurvenpfad sofort folgen, da sich der Emitter im Wirkungsbereich des Force Field befindet.
Den Wirkungsbereich des Force Field kann man in dessen Panel über den Parameter Minimum Distance festlegen. Dort können wir auch Clumping auf 1 setzen, sodass alle Partikel am Endpunkt der Kurve zusammenlaufen.
An diesem Punkt stelle ich im Particle System des Emitters unter Render die Option None ein, da diese Partikel nicht gerendert werden sollen, und kehre anschließend zum Inflow Panel zurück.
In diesem Panel ändere ich Flow Source von Mesh zu Particle System und wähle das eben erstellte Particle System aus. Auf diese Weise werden Feuer und Rauch von den Partikeln emittiert, die dem Pfad folgen.
Ab hier könnt ihr Parameter wie Fuel, Vorticity und andere anpassen, um den Flammen das gewünschte Aussehen zu verleihen.
Bevor wir das Tutorial beenden, zeige ich euch noch, wie man einen Kontrollpunkt einer Kurve mit einem externen Objekt verknüpft, mithilfe einer Technik namens Hooking. Dadurch lässt sich die Form der Kurve einfach animieren. Zuerst wähle ich die Kurve aus, wechsle in den Edit Mode und selektiere den letzten Kontrollpunkt. Anschließend verwende ich den Hook Operator und wähle die Option Hook To New Object, wodurch zu diesem Zweck ein Empty erstellt wird.
Im Object Mode könnt ihr dieses Empty verschieben und seine Bewegungen animieren, wodurch sich die Kurve und entsprechend auch die Flammen verformen. Natürlich könnt ihr dieselbe Technik verwenden, um weitere Empties für andere Kontrollpunkte der Kurve hinzuzufügen und komplexere Animationen zu erstellen.
Wie ihr vielleicht bemerkt habt, stoppt die Partikelemission zu einem bestimmten Zeitpunkt. Dieser Parameter heißt Frame End und befindet sich im Particle System Panel. Im selben Panel steuert der Parameter Lifetime, wie schnell sich die Partikel entlang der Kurve bewegen.
Bevor wir abschließen, noch zwei kurze Hinweise.
Die Größe des Emitter Objekts bestimmt die Größe der Emissionsfläche. Wenn ihr also möchtet, dass die Partikel entlang einer schmaleren Kurve konzentriert werden, passt die Größe dieses Objekts entsprechend an.
Auch die Anzahl der Partikel beeinflusst, ob die Feuerkurve eher segmentiert oder gleichmäßiger wirkt. Möglicherweise müsst ihr sie erhöhen, um den Flammen ein glatteres und kontinuierlicheres Aussehen zu geben.
In diesem Zusammenhang kann auch Motion Blur hilfreich sein, das wir im nächsten Tutorial behandeln werden.