液體在我們的生活中無處不在，從倒牛奶、擠牙膏到?jīng)坝康暮＠恕Ｔ?strong>3D動(dòng)畫中，要成功地生成這些液體，這是一項(xiàng)非常艱巨的工作。因?yàn)樗鼈円苑浅?fù)雜的方式移動(dòng)和響應(yīng)其他對(duì)象，所以模擬更難計(jì)算并且生成的幾何體或粒子文件可能非常大。

許多3D軟件應(yīng)用程序都有內(nèi)置的粒子系統(tǒng)，當(dāng)與體積對(duì)象或變形球等事物結(jié)合使用時(shí)，可以創(chuàng)造出流動(dòng)流體的效果。

制作液體有兩種主要方法：對(duì)于流和飛濺的特寫鏡頭（通常用于飲料廣告），您可以對(duì)粒子流進(jìn)行網(wǎng)格化，然后將合適的著色器添加到生成的幾何體中。第二種計(jì)算成本更高的方法是基本上用粒子來完成這一切（可能與置換的海洋幾何形狀混合）。但對(duì)于真實(shí)的水，你需要數(shù)十億個(gè)粒子。

今天，我們將研究一些用于模擬流體的工具。有許多與著名的 3D 軟件兼容，您可以選擇最適合您工作流程的軟件。

1、Realflow

與液體最密切相關(guān)的軟件是Realflow，它具有創(chuàng)建小規(guī)模流動(dòng)流體的方法，以及具有水濺、泡沫和噴霧的大規(guī)模波浪和海洋。這是模擬 3D 流體的最佳軟件之一。

Realflow 于 1998 年首次發(fā)布，參與了許多電視廣告和電影，如 X 戰(zhàn)警：背水一戰(zhàn)和復(fù)仇者聯(lián)盟。

該應(yīng)用程序在獨(dú)立模式下工作，但提供基于Maxwell渲染引擎的預(yù)覽，并具有與大多數(shù)大型 3D 應(yīng)用程序（如3Ds max、Maya、Cinema 4D）的插件橋，因此您可以設(shè)置場景，將其移動(dòng)到Realflow、模擬，然后將幾何或粒子數(shù)據(jù)返回到您的應(yīng)用程序。

2、Phoenix FD

Phoenix FD以產(chǎn)生火和煙霧而聞名，但由于它是一個(gè)完整的流體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，它也可以產(chǎn)生液體。它的工作原理與制作氣體體積時(shí)的原理非常相似，并且不尋常之處在于它使用體素而不是粒子，在渲染時(shí)生成隱式表面。

此應(yīng)用程序還能夠創(chuàng)建氣泡、泡沫和飛濺，并具有變形工具，因此您可以根據(jù)自己的喜好實(shí)際塑造流體。用于 3ds Max 和 Maya 的 Phoenix FD 可以在海洋上產(chǎn)生船波、滴落的巧克力或起泡的啤酒，當(dāng)使用 V-Ray 進(jìn)行全局照明渲染時(shí)，結(jié)果會(huì)非常壯觀。

3、Bifrost

Bifrost是一個(gè)程序框架，可以使用FLIP（流體隱式粒子）解算器創(chuàng)建模擬液體和空氣動(dòng)力學(xué)效果。它首次出現(xiàn)在 2009 年左右的一些令人驚嘆的 SIGGRAPH 技術(shù)演示中，當(dāng)時(shí)仍然是來自 Exotic Matter 的 Naiad。雖然尚未完成，但該技術(shù)已被用作 VFX 工作室的專用工具，并被用于包括《阿凡達(dá)》、《X 戰(zhàn)警》、《猩球崛起》在內(nèi)的電影中。

在 Autodesk 于 2012 年 8 月購買該技術(shù)之前，Naiad 甚至從未發(fā)布過 1.0 版。一年后，Naiad 以 Bifrost 的形式重新出現(xiàn)——Maya 2015 中的程序效果平臺(tái)。

它能夠處理數(shù)千萬個(gè)粒子以進(jìn)行大規(guī)模流體模擬。通過多次升級(jí)，現(xiàn)在它有能力將泡沫顆粒產(chǎn)生為液體以產(chǎn)生氣泡、泡沫和噴霧效果，以及從位移幾何體產(chǎn)生速度場并影響顆粒，產(chǎn)生滾動(dòng)波。

4、Houdini

Houdini是一款 3D 程序軟件，用于電影、電視、廣告和視頻游戲中的建模、裝配、動(dòng)畫、特效、材質(zhì)貼圖、照明和渲染。它還使用像 Bifrost 這樣的 FLIP（流體隱式粒子）解算器，它既快速又準(zhǔn)確，可以創(chuàng)建薄霧以及泡沫、噴霧和氣泡。

Houdini 有許多您可以利用的功能，例如 surfacer - 從粒子源生成液體對(duì)象的操作符 - 它可以產(chǎn)生更光滑的表面和更好的“片狀”，即通過表面張力保持在一起的薄層流體。或用于制作海洋、海灘、波浪等的專用 Ocean FX 模擬器，結(jié)合新的海洋材質(zhì)，打造更真實(shí)的模擬游戲。

Houdini 是一個(gè)復(fù)雜的軟件，但如果你需要你的流體與其他元素（如軟體和剛體動(dòng)力學(xué)）相互作用，它絕對(duì)是一個(gè)強(qiáng)大的工具。這些都是 Houdini 成為下一個(gè)模擬 3D 流體的最佳工具的原因。

5、Blender

Blender是免費(fèi)的，顯然是最便宜的流體動(dòng)力學(xué)解決方案。這是模擬 3D 流體的最佳免費(fèi)工具之一。它還具有FLIP Fluids 插件。FLIP Fluids 模擬器旨在改進(jìn) Blender 內(nèi)部 Elbeem 流體模擬系統(tǒng)的許多方面，例如速度、性能、準(zhǔn)確性、可定制性和用戶體驗(yàn)。您可以使用 FLIP 流體的許多功能創(chuàng)建您的逼真流體效果，例如：Whitewater Simulation、Mesh Generator、預(yù)設(shè)和材料、Simulation Stats、障礙物對(duì)象、流體和流入對(duì)象、流出對(duì)象等。

6、Psunami

在低端市場，您可以從像Psunami這樣的After Effects 插件開始。

Psunami 最初由 Atomic Power 于 1999 年開發(fā)，它生成一個(gè)移位的多邊形平面，然后根據(jù)波浪大小、風(fēng)等進(jìn)行動(dòng)畫處理。但是，使用它后的渲染有點(diǎn)慢，并且會(huì)占用你的內(nèi)存。

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