www.samueldiasneto.com: Fumaça e fogo no Blender
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Nível: Intermediário.
Versão do Blender: 2.5 e posteriores.


Neste tutorial abordaremos o básico da simulação de fumaça e fogo no Blender.

A simulação de fumaça é similar a simulação de fluidos. Um objeto Domínio e um objeto Fluxo são necessários. Assim como na simulação de fluidos, a maioria dos ajustes são encontrados quando o objeto Domínio está selecionado.

Fluxo de trabalho


Domínio

Criando o domínio

Antes de adicionar a fumaça a sua cena você precisa definir a área onde será a simulação. Na física do Blender esta área é chamada domínio. Uma boa idéia é escolher um cubo pois você pode redimensioná-lo (S) para a visão da sua câmera.

Não edite os vértices do domínio! Se você quer um domínio maior, redimensione-o no modo objeto. Alterar seu tamanho no modo edição fará com que sua fumaça apareça mais de uma vez na renderização, como uma textura repetida.

Esteja certo que está no modo objeto e vá para a aba Physics. Adicione Smoke e escolha o botão Domain. Por enquanto é só isso. Voltaremos aqui mais tarde.


Configurações

Resolution
O nível de detalhe da fumaça. Uma resolution de 32 fará o bake em alguns segundos, enquanto uma resolution de 100 poderá levar mais de meia hora na maioria dos PCs.
Time Scale
Afeta a rapidez de execução da simulação.
Border Collisions
Vertically Open - A fumaça desaparece quando colide com o topo ou o fundo do domínio.
Open - A fumaça desaparece quando atravessa os limites do objeto domínio.
Collide All - Os limites do domínio são tratados como objetos colisão, a fumaça irá colidir e ficar dentro.
Behavior
Quanto a densidade e temperatura afetam o movimento da fumaça. Valores mais altos fazem a fumaça surgir mais rápido.
Density - Quanto a densidade afeta o movimento da fumaça, valores altos fazem a fumaça surgir mais rápido.
Temp. Diff. - Quanto o calor afeta o movimento da fumaça, valores altos fazem a fumaça surgir mais rápido.
Vorticity - Afeta a turbulência/rotação da fumaça.
Dissolve
Permite que a fumaça se dissipe ao longo do tempo.
Time
A velocidade de dissipação da fumaça.
Slow
Usa 1/Time em vez de Time, fazendo a fumaça se dissipar mais devagar.

Smoke High Resolution

A opção High Resolution lhe permite simular em baixa resolução e depois usar técnicas de noise para aumentar a resolução sem realmente computá-la. Isto permite aos animadores configurar uma simulação de baixa resolução rapidamente e depois adicionar detalhes sem alterar os movimentos dos fluidos em geral.

Resolution/Divisions
Melhora a resolução da fumaça por este fator usando noise.
Smooth Emitter
Suaviza a fumaça emitida evitando que esta seja emitida em blocos.
Show High Resolution
Exibe alta resolução usando amplificação.
Noise Method
Wavelet
FFT
Strength
Força do noise.

Smoke Fields Weights

Determina a influência dos diversos campos de força na fumaça.

Gravity
Determina o quanto a fumaça é afetada pela gravidade.
All
Altera a influência geral de todos os campos de força.

Os outros ajustes determinam o quanto os diversos campos de força afetam a fumaça. Abaixo temos um exemplo de fumaça com o campo de força vento(Wind).



Fluxo

Criando um objeto fluxo

Agora que definimos o volume que conterá a fumaça, vamos adicionar o objeto a partir do qual a fumaça será emitida. Adicione outro cubo e esteja certo que este novo cubo fique dentro do cubo domínio.

Selecione o cubo fluxo e vá para a aba Physics. Adicione Smoke, mas agora escolha Flow.

A fumaça não será emitida do objeto em si, mas sim das partículas que ele emitirá. Então, precisamos configurar um sistema de partículas. Com o pequeno cubo ainda selecionado vá para a aba Particles. Adicione um novo sistema de partículas e desative Physics porque queremos que nossa fumaça seja emitida de um local estacionário. Também não queremos ver as partículas, então desative Render também.

Agora volte a aba Physics e escolha este novo sistema de partículas na seção Smoke. Deve haver uma lista com apenas um sistema a escolher, chamado "Particle System", já que nós não alteramos seu nome. Agora você pode percorrer a timeline para ver a fumaça saindo do cubo. Outra maneira de ver a fumaça é iniciar a animação com ALT+A (pare a animação do mesmo jeito).


Configurações

Outflow
Apaga a fumaça da simulação.
Particle System
Sistema de partículas emitido por este objeto.
Initial Velocity
A fumaça herda sua velocidade da partícula emitida.
Multiplier
Multiplicador para ajustar a velocidade passada para a fumaça.
Initial Values
Absolute Density - Só permite valor de densidade na área do emissor.
Density - Valor inicial de densidade.
Temp. Diff. - Diferença de temperatura para a temperatura ambiente.


Colisão

A fumaça pode colidir com objetos mesh usando a opção Collision da seção Smoke. Atualmente somente a colisão com objetos estáticos é suportada.

Campos de força

O Blender suporta campos de força (Force Fields) como o vento ou vortex fields (vortex fields empurram a fumaça no sentido de uma espiral). Estes campos de força modificam a simulação da fumaça da mesma forma que fazem com outros sistemas de física como as partículas.



Renderizando a fumaça

Criando o material

Simular a fumaça é fácil, porém renderizá-la não. Rederizar neste ponto resultará apenas na imagem de um grande cubo (F12) ou num crash (Animação, CTRL+F12).

O material deve ser do tipo Volume, com Density igual a zero e Density Scale com um valor alto (observe na figura à direita).

Para a renderização da fumaça ter sucesso você deve configurar corretamente o material e a textura do domínio. A fumaça requer um material complexo para renderizar corretamente. Selecione o cubo grande e vá para a aba Material. Altere o tipo de material para Volume e ajuste o valor de Density para 0 (zero). Se você ajustar Density para valores maiores que zero, o cubo domínio será preenchido com o material volume.

Esta é a configuração básica para a renderização da fumaça, porém existem outras configurações que afetam esta renderização. Para mais informações consulte:
http://wiki.blender.org/index.php/User:Broken/VolumeRenderingDev (em inglês)


Adicionando a textura

Além do material a renderização da fumaça querer sua própria textura. O Blender 2.5 tem uma nova textura criada especialmente para a renderização da fumaça chamada Voxel Data.

Lembre-se de configurar o objeto domínio (Domain Object) corretamente e fazer os ajustes necessários na seção Influence.

Vá para a aba Texture e altere o tipo para Voxel Data.

Nas configurações do Voxel Data escolha o Domain Object como sendo nosso cubo domínio. Como estamos usando o cubo padrão ele deve ser listado com o nome "Cube". Caso você tenha atribuído um nome diferente, escolha o nome correto.

Na seção Influence habilite Density e ajuste o valor para 1.000. Habilite Emission também. Agora você deve ser capaz de renderizar frames.

Uma dica para ver a fumaça claramente é ajustar a cor do horizonte para um tom escuro. Este ajuste é feito na aba World.


Adicionando cor a fumaça

Em meus testes, para adicionar cor a fumaça eu tive que adicionar outra textura do tipo Voxel Data.

Na seção Colors, ajustei a cor desejada.

Usei o mesmo Domain Object e ajustei Source para Heat.

Na seção Influence só habilitei Reflection.

Aqui temos o resultado da renderização.


Fogo

Para simular o fogo você precisará de outra textura.

No painel Material aumente o valor de Emission.

Então, adicione outra textura (mantenha a textura antiga habilitada senão a fumaça vai desaparecer).

Ajuste Colors/Ramp com cores que representem bem o fogo. Normalmente usa-se, da esquerda para a direita, tons de vemelho, laranja, amarelo e branco. O tom de vermelho deve ter alpha ajustado para 0.5, aproximadamente.

O ajuste mostrado na figura ao lado é apenas um exemplo. Estas configurações de cores são muito importantes e darão o aspecto do fogo, então você deve testar vários tons de cores e posições, deslizar as posições de cores para a direita e para a esquerda e ir renderizando um frame até encontrar a configuração correta para a aparência desejada.

Na seção Influence habilite Emission e Emission Color.

Ajuste Blend para Multiply.

Para exemplificar como a configuração de Colors/Ramp influencia no aspecto do fogo observe a tabela abaixo. Do lado esquerdo temos a configuração e do lado direito a renderização do frame.



Processando a simulação de fumaça (bake)

Se você quer renderizar uma animação de fumaça deve primeiro processar a simulação. Este processamento é, na prática, a execução de cálculos relativos a simulação e é conhecido como bake. Para executar o bake o arquivo deve estar salvo. Os cálculos são armazenados num arquivo cache que pode ser nomeado.

Ao percorrer a timeline ou rodar a animação na viewport com ALT+A você já fez o bake da simulação, porém somente em memória. Para renderizar uma animação os dados do bake devem estar no disco. E antes de executar o bake você deve salvar o blenderfile (arquivo .blend).

Depois selecione o cubo domínio e vá para a aba Physics, seção Smoke Cache. Atribua um nome para o arquivo cache digitando o nome desejado na caixa de texto Filename e pressionando ENTER. Clique no botão Bake e sua simulação será processada e armanezada em disco, no arquivo cache.

Na posição do cursor do mouse, deve aparecer um pequeno quadrado preto com um número que vai crescendo de 1 até 100 (final do bake). Este processamento leva um certo tempo que depende das configurações de sua simulação e da capacidade de sua máquina. Não fique nervoso. Se estiver demorando faça outra coisa. Após o bake sua simulação está pronta pra ser renderizada como uma animação.



Problemas comuns

PROBLEMA SOLUÇÃO

O Blender fecha quando eu clico no botão Domain de uma simulação de fumaça.

Isto é causado por drivers desatualizados. Atualize seus drivers.

O Blender fecha quando eu executo o bake de uma simulação.

Seu computador tem pouca memória RAM. Tente executar o bake com baixa resolução (low resolution).

A fumaça não está renderizando.

Leia o tutorial novamente com atenção.

Quando tento criar fogo coisas estranhas aparecem e não fogo.

Esteja certo que configurou um valor alto para Emission na seção de materiais, que ajustou o Source da textura para Density e que ajustou a textura do fogo para Multiply.

 

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