RealFlow 翻译教程05——放松流体

什么是放松流体？
流体总是带有一定的动能。

例如你在倒一杯水或跳进游泳池时都能感觉到这个动能。

一段时间后，流体的运动会停下来，变成一个平面。

并且这个面一直是水平的。

图1.晃动中的流体，和描绘粒子速度（不同颜色对应不同速度大小）
在Realflow，这个是运动非常强的，你可以看到上下晃动的粒子。

模拟足够长时间后，运动就会减弱，但实际上永远不会完全停止。

如果达到一种几乎看不出运动的状态，就称为“relaxed”（我翻译为“放松”）。

不幸的是，这要花很长时间才能达到这个效果，我们不得不花大量时间，但这里会介绍个非常不错的技术加快这一进程。

另一个问题是流体表面。

不能完全，甚至一直在微微的晃动或溅起。

就会有很多漩涡在mesh 上，但可以通过一些设置去除，可这样又会损失一些细节。

可能你现在最想问的是，为什么要做“放松流体”？答案很简单，很多模拟工作在一开始都要用很平静的表面。

当需要模拟时间非常快时，也会用到它。

例如，在商业制作时。

你不可能等上千帧让流体稳定下来，所以这个过程需要又快又容易实现。

怎样去创建一个基本的放松（稳定）状态？
常用模拟方式是用填充物体发射器（Fill Object).
一开始我们看到流体是均匀的分布在物体里的，但一加上重力场，粒子就有了加速度，上上下下运动很剧烈，要相当长时间才会稳定下来。

我们现在需要一个快捷的方法让粒子平静下来，去创建一个水平的面。

最常用的方法是使用 k Speed辅助器。

这个辅助器能设置粒子的速度极限，衰减流体动能。

很显然这个方法还是需要一点时间，但比不加辅助器时要快很多。

在我们开始时需要一个容器，一个填充物体发射器（Fill Obiect)，和重力场(Gravity).
请注意这个场景也是其它方法的最初场景。

在加入 K Speed前，先要模拟 150-200帧左右，为了除去很高的速度。

放松过程要够快，发射器的“jittering”值要保持 0。

因为我们想创建一个非常平静的面，是不需要粒子随机分布的，会适得其反。

Drag 辅助器是不错的工具。

这个辅助器会衰减流体动能，加速放松过程。

要减弱流体上上下下动的效果，要把发射器“Int Pressure”值设为 0.5.这会加快流体稳定。

当流体一平静下来我们必须找出最大速度，创建初始状态。

最大速度值在发射器“Statistics”面板：
Statistics > V max
图2：“V max”值在发射器的“Statistics”面板
初始状态：
Fill_Object01 > Node Params > Initial State > Make Initial State
还要设置“Use Initial State”为“Yes”，在“Reset”按钮下把“Reset To Initial State”勾选上。

流体看起来很平静，只有一点点运动，但这仍然不能满足一些模拟需要。

另一方面，如果你满意当前状态，可以延长帧到 250-300帧，使流体进一步稳定并创建初始状态。

这基本上是我们所有要做的。

如果你真需要一个平静的面，请继续用k speed辅助器。

这个辅助器会动态的减弱粒子速度，限制他们到一个特定值。

此值会随着时间推移减弱，结果是一个平静液态表面。

请遵循以下说明：
1.设置最大速度
k Speed辅助器可设置流体最大最小速度这两个参数。

最小速度总是0，因为这个值代表粒子没有运动。

开始时k Speed辅助器“Max speed”参数可设为1.49。

也可以用低一点值，
如1.30
然后key上动画。

为了安全一点，延长到250帧.移动时间滑块到最后一帧，Max speed 设为0.001，Key上动画。

（译者注：现在Max speed 动画是第1帧值为1.49，第250帧为0.001.）最后“Limit & Keep”设为“Yes”."Limit&Keep"会限制流体最大速度为给定值，保持粒子而不是删除粒子。

2.Simulate(模拟）
重置（reset）场景开始模拟。

你检查发射器“Statistics”设置，你会看到“V max”不是完全与当前辅助器“Max speed”一致，这是正常的。

250帧后，最终速度可能在0.1和0.5之间，足够了。

通过动画你会看到水平面上粒子一直是非常的平静，速度快的粒子在水平面下。

正是我们想要的结果：粒子在平面是平静的，而速度快的粒子在深的地方（可以忽略）。

3.创建初始状态
为放松粒子，是需要初始状态的。

你可以删除所有BIN文件开始模拟。

只有初始状态是需要的。

现在可以继续调整其它元素，例如有影响的物体（跟物体交互）。

你可以删除k speed,，或在“Global Links”面板删除
放松过程越长，最终效果越好。

如果你需要一个非常稳定的面，你可以在晚上模拟1000，或2000帧，但肯定会有一个时刻过后你会看不到任何变化。

速度是不可能设置成0.0的，因为粒子之间是一直会产生力。

加个“盖子”
当前方法已经很有效了，但这平面不是完全规整甚至还是有一点凹凸。

为了除去这些，要使用一个辅助物体，就是加一个物体盖住流体。

这个覆盖的物体要key上动画，这个过程会压下流体。

更高的压力意味着更高的速度，所以要准备很长的放松过程。

这是很好的办法，来抵消高速度粒子，再一次使用Drag辅助器。

这个场景开始时与之前是一样的，但这次我们需要一个盒子，好像活塞压住流体。

不要忘记改变盒子的“Collision distance”值在 0.005左右或更低。

“Distance tolerance”设置成0.0，创建几乎完美的平衡层。

层3.key上动画的“盖子”压住流体，创建光滑稳定的流体平面
这个“盖子”的动画是很重要的，因此不能：
太快
压得流体太强
开始的太早
如果压缩的太强/或太快,粒子速度将会更高，再一次导致要更长时间模拟。

如果压力太高，“V max”容易达到 10，12或更高值。

只用Gravity和很强的Drag 场，Drag辅助器可以是8.0甚至更高。

现在流体必须稳定在200-250帧左右，放松过程用k Speed辅助器，要重新开始。

“盖子”不要移去，在放松过程中，利用它能减少模拟时间。

流体粒子一旦稳定，就创建一个预览视频。

如果仍然太高，创建一个初始状态，重新模拟用更小的“Max speed”值。

图4：粒子表示了一个非常均匀的平面
当你移除"盖子”，和Drag辅助器，流体会扩散一点，但这通常是因为“Int Pressure”参数。

扩散非常强，导致粒子表面有些不平和凹凸。

不过，如果你比较这个方法产生的与另外的方法产生的效果，这个平面真算是非常光滑的。

如果你想避免扩散效果，你也能用一些小技巧消除：
放松流体时，大多数时候要用初始状态。

移除“盖子”的时刻可以用表达式。

表达式的问题
是，我们要提前知道影响的时刻。

手动key物体，这不是问题，但对刚体，我们就要做测试，找出这个时间点。

当这个时间是已知的，表达式就加在物体的“Simulation”参数下：
Node Params > Node > Simulation > right-click > Add curve
假设影响帧 f=58或模拟时间 t = 2.283.在曲线编辑器，我们得这样写：
if (f > 58,0,1) or
if (t > 2.283,0,1)
这个表达式将打开模拟状态，根据给定的帧 f或时间t
在Python,有一种方法标志碰撞粒子，有人会想这是达到这个效果的完美方法，但这是不可能的。

原因是粒子在之前就与容器壁相碰撞了，RealFlow不能区分粒子与物体，只是简单的检查粒子是否有碰撞。

Meshing
如果你在RF5或更高版本，可以在mesh过程时RK mesh 引擎，因为它很快（多线程）也很容易操作。

用“Smooth”参数能移除一些凹凸，filter能帮助除去不想要的面结构。

但，请小心，因为这两个参数会去掉流体细节。

第一张图片，显示非常光滑mesh，几乎没有看得到的凹凸或不规则。

第二张图片，显示了流体速度，你仍能看到一些粒子在运动（红，黄，和绿色）但大部分面是非常平静，至少蓝
色区域是非常低的速度。