Patlayan Su Balonu

Bu sayfadaki talimatlar, patlayan su balonu simülasyonunun kurulum sürecinde size yol gösterir. Basınçlı balonun parçalanmasını simüle etmek için 3ds Max Cloth Modifier kullanıyoruz ve ardından bu Cloth simülasyonunu Phoenix Liquid için bir çarpışma nesnesi olarak kullanıyoruz. Simülasyonun davranışını yöneten akışkan dinamiği ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Daha sonra, çok daha yoğun olan başka bir su balonu patlaması türünü yeniden oluşturmak için simülasyonun ayarlarını değiştiriyoruz. Son
olarak, fizik simülasyonunda ortaya çıkan en yaygın sorunlardan biri olan iç içe geçme sorununu ele alıyor ve yaygın sorunları çözme yöntemlerini tartışıyoruz.

Proje dosyalarını indirmek için:

Takip etmek istiyorsunuz ama ehliyetiniz yok mu?:

Ölçek, herhangi bir simülasyonun davranışı için çok önemlidir.  Simülatörün  gerçek dünyadaki birim cinsinden  boyutu , simülasyon dinamikleri için önemlidir. Büyük ölçekli simülasyonlar daha yavaş hareket ediyormuş gibi görünürken, orta ve küçük ölçekli simülasyonlarda çok fazla hareketlilik vardır. Simülatörünüzü oluştururken, Simülatörün gerçek dünyadaki boyutlarının gösterildiği Izgara (Grid) seçeneğini kontrol etmelisiniz. Sahnedeki Simülatörün boyutu değiştirilemiyorsa, Izgara (Grid) seçeneğindeki Sahne Ölçeği (Scene Scale) seçeneğini değiştirerek çözücüyü ölçeğin daha büyük veya daha küçük olduğu gibi çalışacak şekilde kandırabilirsiniz .

Phoenix çözümleyicisi, Görüntü Birimi Ölçeğini nasıl görüntülemeyi seçtiğinizden etkilenmez; bu sadece bir kolaylık meselesidir.

Özelleştir → Birim Ayarları bölümüne gidin ve Görüntü Birimi Ölçeğini Metrik Santimetre olarak ayarlayın .

Ayrıca, Sistem Birimlerini 1 Birim 1 Santimetreye eşit olacak şekilde ayarlayın .

Bir balonu temsil etmek için, kumaş simülasyonlarına uygun topolojiye sahip bir geometriye ihtiyacımız var.

30 segmentli bir Geosfer ilkel nesnesi oluşturun ve yarıçapını 20 cm olarak ayarlayın .

Jeosfere ProOptimize değiştiricisini uygulayın .

Kumaş simülasyonları için uygun bir topolojik desen oluşturmak üzere Vertex% değerini yaklaşık 28’e ayarlayın .

Küreye bir Kumaş değiştirici atayın ve Nesne Özellikleri menüsüne gidin.

Listeden Geosphere’i seçin ve ardından  “Kumaş” olarak ayarlayın . Bu, Geosphere’i simülasyonda dinamik bir kumaş nesnesi olarak ayarlar.

Kumaş Özellikleri panelinde   , Ön Ayarı İpek  olarak  ayarlayın . İpek ön ayarı, ayrıntılı kırışıklıkları kolayca oluşturmanıza olanak tanır. Diğer ön ayarlar ve ayarlarla da denemeler yapabilirsiniz.

Basıncı 20  olarak  ayarlayın  . Basınç parametresi, balonun sönmesini ve kendi içine çökmesini önler.

Cloth değiştiricisinin altında , Group alt nesnesine gidin .

Balonun en üst köşesini (okun gösterdiği gibi) seçin ve Grup Oluştur düğmesine basın.

Ardından “Koru” düğmesine basın , böylece bu köşe kumaş simülasyonundan etkilenmeyecek ve kumaşın geri kalanı ondan sarkacaktır.

Fare seçim modunuzu Boyama Seçimi olarak değiştirin. Boyama Seçimi simgesine sağ tıklayarak ve Genel sekmesinden Boyama Seçimi Fırça Boyutu parametresini düzenleyerek fırça boyutunu kontrol edebilirsiniz.

İsteğe bağlı olarak, seçim alanınızı görmekte zorlanıyorsanız Görünüm Alanı gölgelendirme modunu Gizli Çizgi olarak ayarlayabilirsiniz. Grup alt nesne

modunda , balonun parçalanmasını istediğiniz köşeleri manuel olarak seçin.

Köşe noktaları seçildikten sonra, “Yırtmak” düğmesine basın.

Bu, yeni bir Kaynak Grubu oluşturur . Bu gruptaki köşeler bölünür ve birbirine kaynaklanır. Sınırlama gücü onları tutmaya yetmediğinde, parçalanmaya başlayacaklardır.

 Simülasyonun başlangıcında balonun dağılmamasını sağlamak için Kısıtlama Gücünü 9999 olarak ayarlayın  .

Animasyonun kare hızını FPS : 120 olarak ayarlayın.

Bu sayede kumaşın hareketini yavaş çekimde simüle edebilir ve pişirme işleminden sonra hızlandırabiliriz.

Adım parametresini 0,008’e düşürün , aksi takdirde Adımın kare uzunluğundan büyük olamayacağına dair bir uyarı alırsınız. 120 FPS’deki kare uzunluğu 0,0083(3)’tür.

cm/birim parametresini 10 olarak ayarlayarak Sahne Ölçeğini artırın . Bu parametre, balonun “görünür” ağırlığını kolayca kontrol etmek için kullanılabilir.

Simülasyon Parametreleri açılır menüsünden Alt Örnekleme değerini yaklaşık 10 – 20 olarak ayarlayın.

Daha yüksek alt örnek değerleri, kumaşın aşırı gerilmesini önler.

Kumaşın kendi kendine kesişmesini önlemek için Kendi Kendine Çarpışma özelliğini etkinleştirin .

Balonun resimde gösterildiği gibi ilk dinlenme pozisyonunu almasını sağlamak için yerel bir simülasyon gerçekleştirin.

“Yerel Simülasyonu” seçeneğine tıklayın .

Balon istenilen şekle geldiğinde, zaman içinde bir simülasyon yapabiliriz.

Balonun şeklinden memnun kaldığımıza göre, Kaynak Grubu için Kısıtlama Gücünü 10’a düşürebiliriz.

Simülasyon düğmesine basın .

Simülasyon sırasında şişirme basıncı arttıkça balon yavaş yavaş parçalanıyor.

Tebrikler!

Simülasyon tamamlandıktan sonra, kare hızını tekrar NTSC’ye değiştirebilirsiniz .

Kumaş değiştiricisinin altında , Anahtarları Oluştur düğmesine tıklayın .

Bu, köşe animasyon anahtarları oluşturur ve esasen kumaş simülasyonunu pişirir.

Zaman Yapılandırması penceresinden , Zamanı Yeniden Ölçeklendir düğmesine tıklayın .

Animasyon oynatma hızını artırmak için Uzunluk parametresini 50 olarak ayarlayın .

Tekrar belirtelim, sistem birimlerinin doğru ayarlandığından emin olun (1 Birim = 1 cm).

Aşağıdaki görsel, sahnenin genel yapısını göstermektedir. 

Simüle edilen balon geometrisinin kalınlığı olmadığı için, onu Phoenix simülasyonunda olduğu gibi kullanamayız.

Balona bir Kabuk değiştirici uygulayın ve Dış Miktar değerini 0,1 cm olarak ayarlayın.

Bu değer, balon nesnesinin boyutuna ve Phoenix simülasyonunun çözünürlüğüne bağlı olarak değiştirilebilir.

Balonun içindeki suyun basınçlı olması gerektiğinden, içine bir yayıcı yerleştirin ve Çıkış Hızı parametresini kullanarak bu tür bir sıvının davranışını taklit edin.

Bir jeosferi balonun içine yerleştirin .

Phoenix’in Komut Paneli’ndeki Yardımcılar sekmesinden bir LiquidSrc yardımcı programı oluşturun .

Ekle düğmesini kullanarak Geosphere’i bir yayıcı olarak ekleyin .

LiquidSrc yardımcı fonksiyonunun Outgoing Velocity parametresini , başlangıçta hızlı çalışıp sonra aniden duracak şekilde anahtar karelerle değiştirin .

Bu simülasyonun temel amacı, bir balondan suyun fışkırması etkisini taklit etmektir. Sıvı Kaynağı Çıkış Hızı ve genel zamanlama için en iyi değeri bulun.

İyi bir referans görseli veya videosu bulun ve balondan fışkıran suya dikkat edin.

Ek ipucu: Balon tamamen patlamadan önce LiquidSource’un Çıkış Hızı özelliğini kapatın .

V-Ray fiziksel kameranızı oluşturun ve ihtiyaçlarınıza göre ayarlarını yapın.

Alan derinliği ve hareket bulanıklığını etkinleştirin .
Diyafram açıklığını, enstantane hızını ve ISO değerini ayarlayın.

Phoenix Araç Çubuğu’ndan veya Oluştur panelinin Phoenix FD menüsünden bir Sıvı Simülatörü oluşturun .

Boyutunu balonun geometrisini kapsayacak şekilde ayarlayın ve kamerayla hizalamaya çalışın.

Ar-Ge aşamasında Hücre boyutu parametresinin aşırı küçük olması gerekmez; 0,3 cm olarak ayarlayabilirsiniz. Uyarlanabilir Izgarayı etkinleştirin ve X, Y ve Z için Maksimum Genişleme aralığını resimde gösterildiği gibi yapılandırın.

Dikkat ederseniz, balonun arka kısmı kısmen simülasyon ızgarasının dışında kalıyor. Bu sayede bazı kaynaklardan tasarruf edebilir ve simülasyon için gereken belleği azaltabiliriz. Kamera açısı göz önüne alındığında arka tarafın önemi oldukça azdır.

Yerçekimini düşük bir değere (0,05) ayarlayın , böylece sıvı neredeyse ağırlıksız olsun.

“Çerçeve başına adım sayısı ” parametresini 2 olarak ayarlayın .

Düşük değerler, patlamalar için ideal olan ‘gürültülü’ bir sonuç verecektir. Yüksek değerler (10 veya daha fazla), sıvının hareketini yumuşatma eğilimindedir. 2 değeri iyi bir sonuç verir, bu nedenle bu eğitimde bu değer kullanılmıştır. Gerekirse değeri artırabilirsiniz.

İşlemleri biraz yavaşlatmak için Zaman Ölçeği 0,7 olarak ayarlanmıştır .

Yüzey gerilimini 0,05 olarak ayarlayın (karşılaştırma için, suyun yüzey gerilimi 0,05 ~ 0,10 arasındadır).

Islatma özelliği etkinleştirildi  ,  Tüketilen  Sıvı seçeneği 0,1  olarak  ve  Kuruma Süresi 0,01 saniye  olarak  ayarlandı  .

Islak harita parçacıkları, sıvıyla temas eden nesnelerin yüzeyinde oluşur. Oluşturulan ıslak harita parçacık grubu, Phoenix Parçacık Dokusu kullanılarak bir malzemenin seçeneklerini yönlendirmek için render zamanında kullanılabilir.

 Islak harita parçacıkları ,  yüzey gerilimi ve/veya viskozite 0’ın üzerinde olduğunda sıvının  nesnelerin yüzeyine  yapışmasını  da sağlar  .

Çıkış ayarları menüsünden , Çıkış Izgara Kanalları altında Hız özelliğini etkinleştirin.

Hareket bulanıklığı ile render almak için hız çıktısı gereklidir.

Simülasyonu çalıştırmak için Başlat’a basın .

Önizleme altında  , “Ağ Göster” seçeneğini etkinleştirin  . Bu, simülasyon sırasında sıvı ağını önizlemenizi sağlar.

Sonuçtan memnun kaldığınızda, Hücre Boyutunu azaltarak ızgara çözünürlüğünü artırın .

Hücre boyutunu yaklaşık 0,2 cm olarak ayarlayın .

Son simülasyonu çalıştırın.

Eğitim sahnesindeki aydınlatma, HDRI atanmış bir V-Ray Dome ışığı içermektedir.

İsteğe bağlı olarak, arka plana bir uçak yerleştirip rengini siyaha yakın bir tona ayarlayabilirsiniz.

Balonlar genellikle ince kauçuktan yapıldığından ve ince kauçuk yarı saydam olma eğiliminde olduğundan, Yarı Saydamlık özelliğini etkinleştirin .

Model türünü Hibrit model olarak ayarlayın ve Arka yüz rengini Dağılım renginden biraz daha koyu bir değere getirin . Sonuçtan memnun kalana kadar Işık çarpanını ayarlayın .

Yansıma beyaz olarak ayarlanmıştır çünkü kauçuk dielektrik bir malzemedir ve genellikle metallerin aksine gri tonlarında yansıma gösterir.

Yarı saydamlık efekti için gerekli olan kırılma değeri orta gri bir değere ayarlanmıştır.

Sis rengini buna göre ayarlayın ve sonuç size uygun olana kadar Sis Sapması’nın farklı değerlerini deneyin . Bu iki ayar da saydamlık etkinleştirildiğinde nesnenin görünümünü etkiler.

Gerçek suyun Kırılma İndeksi ( IOR) yaklaşık 1,33’tür. Buna göre ayarlayın.
Yansıma ve Kırılma renkleri fiziksel olarak doğru olan beyaz olarak ayarlanmıştır . Farklı bir sıvı türü için malzeme oluşturmak istiyorsanız, saydam bir sıvı oluşturmak için Sis renginin kullanıldığı Şarap Kadehi Patlaması eğitimine (ve daha spesifik olarak Malzeme Kurulumu bölümüne) bakın.

Kumaş hazırlama aşamasında , ani bir yırtılmayı simüle etmek için daha fazla köşeyi yırtılacak şekilde seçin.

Balon geometrisinin Phoenix Özellikleri’nde , Hareket Hızı Etkisi parametresini -1.0 olarak ayarlayın. Kauçuk parçalar sıvıdan uzaklaştığında, simülasyona aktarılan hızlar, önceki kurulumda balon geometrisinin sıvıyı dışarı doğru sürüklemesinin aksine, sıvının merkezine doğru yönelir. Bu, basınç birikmesine ve rastgele sıçramalara neden olur.

Balonun yapısından sıvı parçacıklarının geçmesi durumunda en kolay çözüm, balonun kalınlığını artırmaktır.

Shell değiştiricisindeki iç miktarı 1,0 cm’ye yükseltin . Simülasyon tamamlandıktan sonra, son işleme için İç Miktarı tekrar 0’a ve Dış Miktarı 0,1 cm’ye ayarlayabilirsiniz .