Cоздание солнцеподобной звезды в Blender

Материал из Blender3D.

Перейти к: навигация, поиск

Содержание

Введение

Звезды являются наиболее известными астрономическими обьектами, не считая планет, опасных комет и астероидов. При космического фильма, почти все действие происходит на фоне огней в темном черном пространстве. Но иногда нужно видеть звезду очень близко. Объектом этого урока будет создание Солнцеподобной звезды, которая будет анимированная и при этом будут использоваться только процедурные текстуры.

В этом уроке я использовал Blender 2.43, но он может быть также сделан в версии 2.42a (или в более поздних версиях). Прежде чем начать этот урок, вам следует иметь некоторые справочные картинки для изучения и для вдохновения. Только одно предостережение, это урок является результатом моих экспериментов в попытках создания Солнца, поэтому некоторые настройки являются лучшими что я нашел для моего проекта, и являются результатом попыток и ошибок.

Так что следуйте им как руководством, а не просто копируйте.

Создание Солнца

Шаг 1: Фотосфера

Прежде всего, вы должны знать базовые принципы интерфейса Blender. если это не так, то посетите http://wiki.blender.org/index.php/Manual/The_Interface

Откройте Blender, удалите стандартный куб [x] или [Del]. сейчас добавте сферу; Add>>Mesh>>UVsphere и используйте стандартное значение 32 для Rings и Segments. Сейчас измените Edit Mode на Object Mode [Tab]. В Buttons window нажмите [F9], нажмите Set smooth (включить сглаживание) на панели "Links and Materials". Большинство работы будет проделано над материалом сферы, так что давайте добавим новый материал нашей сфере. Измените контекст в Button Window на "Shading" нажав [F5] на панели "Links and Pipeline", нажмите "Add new". Сейчас наше Солнце имеет материал но он серый и скучный и совсем не похожий на звезду. первое что мы должны изменить это цвет материала; нажмите на Сol(our) на панели материалов и выберите желтый цвет. вы можете также изменять цвет двигая бегунки RGB (красный, зеленый, синий). RGB значения: R=1.000, G=1.000, B=0.200.

Также измените степень матовости ("Spec" бегунок) на 0 и излучения ("Emit") на 0,5. Эти настройки находятся во вкладке "Shaders" на панели материала. Измените имя этого материала на "photoshere".

Шаг 2: Гранулы

Пришло время добавить гранул, эффект вызванный конвенцией горячего газа на поверхности Солнца, похожее на кипение воды. Для того чтобы добиться этого эффекта мы будем использовать текстуры. Нажмите [F6] для доступа к настройке текстур материала. сейчас мы создадим новую текстуру нажав "Add New" и потом выберем тип текстуры "Voronoi". Этот вид текстур хорошо подходит для создания чешуи, прожилок и гранулированной поверхности Солнца. Измените имя текстуры на "convection". Будет хорошим стилем использование "логических" имен текстур, материалов, объектов и т.д. Справа появится новоя панель, с названием "Voronoi".

Здесь вы можете изменять некоторые параметры текстуры, такие как размер "зерна". Измените "Size" 0,050 как на картинке ниже.

Перейдите назад к "Material" [F5] чтобы увидеть как сейчас на желтом Солнце находятся розовые "гранулы". Текстура может изменять несколько параметров материала, например цвет или прозрачность. По умолчанию, для каждой новой текстуры цвет будет розовый.

Для того чтобы изменить цвет нашей текстуры, перейдите на панель "Map To". На этой панели мы видим разные виды эффектов которые могут применяться к материалу, и проверте что кнопка "Col" нажата. Ниже вы видите розовый прямоугольник. нажмите на него и выберите оранжевый цвет (R=1.000, G=0.465, B=0.000).

Сейчас мы можем проверить как выглядит наше Солнце, нажав [F12]. Солнце выглядит как планета, потому что имеет отчетливую тень. Мы должны изменить положение камеры и света для более убедительного эффекта.

Переключитес из вида спереди на 3d вид, нажав [NUM1]. Выровняйте лампу вместе с камерой выделив первой лампу [RMB] а эатем камеру [Shift+RMB].

Последний выделенный объект (в данном случае камера) является активным объектом. Сейчас нажмите [Ctrl+C], в меню "Copy Attributes" выберите "Location". Теперь мы имеем лампу движущуюся в полном соответствии с положением камеры.

Снова сделайте рендер [F12]. Тень сейчас расположена вокруг. Измените тип лампы на "Sun". Ориентируйте ее на сферу вращая [R] в виде справа [NUM3]. пунктирные линии покажут вам направление света.

Шаг 3: Анимация гранул

Гранулы существуют малый промежуток времени, обычно несколько минут, и придают фотосфере бурлящий эффект.

Измените формат экрана на "1-Animation"

Справа вы видите "IPO Curve Editor". Обычно, в окне IPO показаны параметры связанные с объектом, такие как положение или вращение. но нам более интересны параметры связанные с материалом объекта, поэтому измените на "Material" в меню расположеном в заголовке окна IPO.

В правой части IPO окна мы видим список параметров, которые называются "chanels" ("каналы"). Мы можем листать их вверх и вниз нажав [MMB] и двигая мышку вверх или вниз. пролистайте вниз к каналу "OfsZ"; после этого этого выберите нажа [LMB]. Надпись станет белой, а слева появится серый прямоугольник, показывающий что канал выделен.

Сейчас нажмите [Ctrl+LMB] один раз в главной области IPO окна. Белая точка и появится пурпурная линия. Сейчас нажмите снова [Ctrl+LMB], в другом месте. Вторая белая точка появится там где вы нажали и нарисуется кривая между двумя ключевыми кадрами (белые точки. Сейчас подлите кривую IPO до бесконечности нажав Curve>>Extend>>Mode>>Extrapolation.

Чем круче эта линия, тем быстрее будет изменятся Z offset (смещение по Z). Вы можете изменять эту линию переходя в режим редактирования [Tab], выделяя одну вершину [RMB] и двигая ее [G], после этого выйдете из режима редактирования [Tab].

Последним этапом является сборка, мы должны определить как будет текстура расположена на сфере. На панели "Material" [F5], перейдите на вкладку "Map Input" и измените настройки матрицы как на картинке ниже.

И если вы желаете, вы можете перейти снова на режим экрана "2-Model".

Шаг 4: Затенение края диска

Сейчас нам нужно имитировать эффект "затенения диска" видимый на Солнце, с помощью Ramp шейдера (для более детальной информации о Ramp шейдерах посетите wiki.blender.org/index.php/Manual/PartIII/Ramp_Shaders

На панели кнопок, перейдите на панель "Ramps" и проверьте чтобы кнопка "Show Col Ramp" была нажата. Сейчас нажмите "colorband" для создания градиента, чтобы использовать его в Color Ramp. В этом градиенте левый конец градиета будет черный с alpha=0 (всмысле он будет полностью прозрачен). Другой конец будет голубой и alpha=1 (полностью непрозрачный). Вы можете мзменить атрибуты любого из этих цветов нажимая на нем и изменяя RGB параметры. Измените левый край на чистый красный (R=1, G=0, B=0) и измените alpha на 1. Справа измениет цвет на желтый (R=1, G=1, B=0) и alpha на 0.


Измените Input на "Normal". Теперь когда ramp-шейдер настроен, наше Солнце имеет красный цвет на крае, который постепенно смешивается с материалом находящимся в центре Солнца, имитируя затенение края диска.

Шаг 5: Солнечные пятна

Если вы визуализировав Солнце, то оно имеет гранулы и затененный край. Сейчас нам необходимо добавить солнечные пятна.. для этого мы будем использовать процедурную текстуру. Она будет подобна той, что мы делали для гранул.

Активируйте вкладку "Textures" [F6] и нажмите на свободном слоте, как раз ниже слота "convection". Добавте новую текстуру и назовите ее "sun spots". Выберите тип текстуры "Musgrave". Появится новая панель, которая называется "Musgrave", где вы можете изменять настройки, связанные с этой текстурой. Измените Musgrave type (меню вверху панели) на "hybrid Mulyifractal" и измените настройки так как показано на картинке ниже.

Сейчас вы снова можете сделать визуализацию [F12], но вы увидите что ваше Солнце купается в розовом, и только иногда с желтыми вкрапленими. Розовый цвет следовало бы ожидать (смотри объяснение этого явления в секции "гранулы"). Но нам нужен противоположный эффект...нам нужны только маленькие черные пятна на Солнце.

Как же нам решить эту проблему? Очень просто, используя colorband. Перейдите на панель "Color". Здесь мы должны использовать colorband еффект "invent". Смотрите картинку ниже как руководство.

Примите к сведению, что крайняя правая точка имеет положение 0.600, вы можете изменять его с помощью слайдера "Loc", это сделает colorband "раннее" прозрачным. Благодаря этому будет учтено больше мелких пятнышек, которые будут выглядеть более подобно солнечным пятнам. Визуализируйте картинку, чтобы увидеть этот эффект.

Если вы передвиньте левый край colorband ближе к правому краю, контраст между пятнами будет возрастать, делая их более видимыми.

Итак, мы создали фотосферу нашей звезды. Сейчас мы переходим к созданию остальных элементов присутствующих в атмосфере Солнца, начнем с солнечной короны.

Шаг 6: Солнечная корона - Система частиц

Солнечная корона окружает фотосферу, и содержит очень горячий газ но он имеет малую плотность, ее видно только в течении полного солнечного затмения. Но здесь нам не нужна научная точность. Перейдите на другой слой, на пример если вы работали на слое №1, то перейдите на слой №2, нажав [2]. Здесь мы добавим другую сферу, с настройками по умолчанию; Add>>Mesh>>UVsphere. Мы будем использовать как эммитер для частиц. Перейдите на панель "Object" [F7] и на вкладку "Physics". Добавте новую систему частиц, нажав кнопку "New". Измените настройки системы частиц как показано на картинке ниже.

Для просмотра анимированных частиц, поместите курсор в 3D окно и нажмите [Alt+A]. Для того чтобы остановить предпросмотр анимации нажмите [Esc].

Шаг 7: Солнечная корона - Материал

Если мы визуализируем кадр сейчас, мы увидим, что частицы имеют серый цвет.Вполне естественно, что нам нужно исправить это. Создайте новый материал и на панели "Links and Pipeline" нажмите "Halo". Это специальный вид материала, который показывает только вершины. Назовите этот материал "solar corona" и придайте ему красный цвет. Измените оставшиеся настройки как показано на рисунке ниже.

Мы будем использовать текстуру для внесения некой беспорядочности в частицы, придающий более неправильный вмд короне. Поэтому кнопка "HaloTex" нажата. Перейдите на панель текстур [F7] и создайте новую текстуру, назовите ее "variation". Используйте картинку ниже, как руководство по настройке, но идея здесь в том, чтобы создать текстуру облаков с colorband, изменить цвет с полностью прозрачного черного (левый край) к полностью непрозрачному красному (правый край).

Мы уже почти все сделали здесь, но мы еще должны позаботится о маленькой детали, для постепенного исчезновения частиц. Это достигается за счет ключевых кадров alpha-параметра материала частиц.

Первое, убедитесь, что вы находитесь на 1 кадре (проверьте заголовок button wimdow). Поместите курсор в button wimdow, и поставте aphpa = 1, нажмите [I] и из выпадающего меню "Insert Key" выберите "Alpha"

Сейчас мы имеем ключевой кадр с alpha-параметром равным 1, в первом кадре. Сейчас перейдите на кадр 51, нажав 5 раз [Up Arrow] (каждое нажатие [Up Arrow] прибавляет 10 кадров, а [Down Arrow] отнимает 10 кадров. Измените alpha на 0 вставте другой ключевой кадр. Сейчас каждая частица юудет плавно исчезать вместо того чтобы просто внезапно исчезнуть, когда она "умрет".

Неплохо будет увеличить размер сферы "corone" и сферы "photosphere" для лучшего эффекта. Выберите сферу corone [RMB] и нажмите [S] а затем [1.4] для того чтобы размер стал 1,4. Перейдите на слои с другой сферой (на слой 1) выберите ее и масштабируйте к 2 (нажмите [S] и [2]).

Шаг 8: Солнечные вспышки

Солнечные вспышки являются наиболее впечатлительными эффектами. Колосальное колличество гарячего газа, который может иметь 350 000 км в длину, это в 28 раз больше чем Земля. И поэтому их эффектность это один из наиблее сложных аспектов для имитациии в Blender.

Метод которыйя покажу очень упрощенный посравнению с реальным феноменом, но дает весьма неплохие результаты.

Для того чтобы быть организованными, давайте перейдем на другой слой. Помните, что фотосфера на первом слое,а солнечная корона на втором, ток что перйдем на слой 3, нажав [3]. Здесь создадим круг (Add>>Mesh>>Circle) c 32 вершинами. Дальше (со всеми выделенными вершинами) нажмите [Shift+F] для заливки полигонов. Сейчас перейдите в Object Mode [Tab].

Неплохо будет сохранить слой с фотосферой видимым, поэтому нажмите [Shift+1] для того чтобы сделать слои 1 и 3 видимыми. Если сфера закрывает круг, нажмите [Z] для переключения в каркасный вид. Теперь передвиньте круг [G] к краю сферы и поверните его [R] так чтобы сделать параллельным поверхности. Также смасштабируйте его [S] к значению 0,1. Сейчас, на слое 3, добавте кривую Add>>Curve>>Path. В режиме редактирования, переместите вершины так чтобы они создали петлю, с одним концом размещенным в круге.

Сейчас выберите круг и трансформируйте его в систему частиц, с настройками как на картинке ниже.

Также создайте материал в соответствии с рисунком показаным ниже.

Для создания частиц следующих по кривой, мы должны выделить ее и перейти на панель "Object" [F7] и на вкладку "Phisics". на панеле "Field and Deflection" выберите "Curve Guide". Если все пошло нормально, то частицы должны следовать по кривой. Если оно двигиются в противоположном направлении, выберите кривую, перейдите в режим редактирования [Tab], выберите все вершины [A] и нажмите [W]. В выпадающем меню выберите "Switch Direction" как на картинке ниже.

Сейчас у нас есть (очень простое) возвышение см. на картинке ниже.

Конечно, можно добавить больше деталей, таких как больше кривых с небольшим отличием формы, для придания больше случайности и анимировать материал

Шаг 9: Настройка Визуализации

Слои Сейчас пришло время для того чтобы соединить все три элемента, которые мы создали на трех слоях. Мы создадим render layers и затем будем использовать его как вход для композиции. Давайте создадим render layers; измените button window контекст на "Scene" [F10]и на панеле "render Layers", в "Scene": нажмите на кнопке первого слоя, так чтобы только этот слой был нажат. Измените имя на "photosphere". Теперь нажмите маленькую кнопку левее имени и добавте новый render layer.

На новым render слое будут выделены все слои, но нам нужен только второй слой (тот что с солнечной короной). Напоследок, создайте другой render layer, выделите только третий слой и измените имя на "promience". Смотри на картинку ниже.

Смешаем их все вместе с помощью Composite Nodes:

Сейчас мы будем использовать render layers, мы настроем composite nodes. Измените 3D window на "Node Editor" window. Затем нажмем на кнопку с портретом на заголовке окна для активации Composite Nodes. Автоматически Blender создает два нода, один служит ка вход, а другой ка квыход. Для того чтобы увидеть эффект от composite nodes на финальном рендере, нажмите кнопку "Do Composute", ниже кнопки "Anim" (на панеле "Scene" [F10]).

Input node может быть render layer, и и идея здесь в том, чтобы использовать три render layer, которые мы создали, применяя различные эффекты к ним (а именно затуманить render layers частицами) и потом скомбинировать их для получения финальной картинки. Вы можете добавлять ноды нажимая [Space] или [shift+A] и выбирать из списка. Для более детальной информации об использовании нодов смотрите здесь (http://wiki.blender.org/index.php/Manual/Node_Composition). Настройки нодов показаны на картинке.

Промежуточные ноды используются как "Blur", "Alpha Value" и "Mix", с различными настройками.

Напоследок, настройте началоьный и конечный кадры так как вы хочете (система частиц стартует с кадра номер 1, но вы можете поставить и негативное значение), визуализирйте анимацию и посмортите на результаты своей работы (не забывайте указывать Blender'у куда складывать визуализированные кадры вашего фильма).

В заключение

В течении этого туториала, мы многое изучили; настраивать материалы и текстуры, анимировать их, создавать две различных системы частиц и использовать относительно новые композитные ноды. Конечно, вы можете экспериментировать с параметрами или пробовать другие (возможно более эффективные) методы для достичения похожих результатов. Также, вы может добавить больше сложности звезде добавляя больше текстур.

Этот урок работает и с другими тапами звезд также, измняя цвет (звезды также бывают голубыми, белыми и красными или) или удаляя гранулы для голбых гигантов.

Я хочу поблагодарить Джорджа Мартинса (Jorge Martins) за то что он показал мне как делать эффект гранул и Ольгу Морейру (Olga Moreira) за научные советы




Об авторе

Luis Belerique 28 лет и он живет в Порто, Португалия. Он работает game дизайнером и 3d дизайнером для doubleMV - R&D, где использует Blender. Он также студент астрономии. luis.belerique@gmail.com

Личные инструменты