今天分享給大家的資產(chǎn)是TurbulenceFD中文版插件。這是一款專門為Cinema4D軟件推出的流體模擬插件，適用于C4D2023。它的主要功能是幫助用戶在C4D軟件中創(chuàng)建各種流體模型，包括煙霧、火光和水墨等等。TurbulenceFD中文版使用起來很方便，支持GPU渲染，不管是解算速度還是模擬精度都很出色！

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冬冬老師：xiaomac4d?

插件特點(diǎn)

基于體素的氣態(tài)流體動(dòng)力學(xué)

TurbulenceFD 的模擬管道基于不可壓縮的 Navier Stokes 方程實(shí)施基于體素的求解器。這意味著它使用體素網(wǎng)格來描述煙霧和火焰的體積云，并求解描述該網(wǎng)格上流體運(yùn)動(dòng)的方程。對(duì)于每個(gè)體素，TurbulenceFD 計(jì)算流體的速度以及幾個(gè)通道來描述溫度、煙霧密度、燃料量等屬性。此模擬過程為每個(gè)幀生成一個(gè)體素網(wǎng)格，該網(wǎng)格緩存在磁盤上供體積渲染器。

直觀的工作流程

為了設(shè)置流體模擬，藝術(shù)家使用任何類型的幾何對(duì)象或粒子系統(tǒng)來繪制空間中煙霧、熱、燃料等的來源。然后，流動(dòng)以一種物理上合理的方式攜帶這些排放物，創(chuàng)造出火、爆炸、蒸汽、云、灰塵等的逼真外觀。

使您的 CPU 全力以赴

流體模擬中最大的技術(shù)挑戰(zhàn)是處理一系列體素網(wǎng)格所需的大量數(shù)據(jù)。這就是為什么 TurbulenceFD 的模擬管道從頭開始設(shè)計(jì)以優(yōu)化性能。這包括精心選擇高效的數(shù)值方法，在整個(gè)仿真流程中提供高精度和穩(wěn)定性。并使用最新的高性能計(jì)算技術(shù)實(shí)施此管道，以優(yōu)化利用內(nèi)存緩存、多核 CPU 和高級(jí)矢量指令集。對(duì)于藝術(shù)家來說，這意味著可以在更短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)行更多的迭代，從而使流體工作更加直觀和高效。

在GPU上達(dá)到12x速度

十二次，只需十分鐘！原因很簡單：如今的高端 GPU 的內(nèi)存吞吐量是高端 CPU 的 8-15 倍。TurbulenceFD 利用了這一點(diǎn)。它具有混合 CPU/GPU 模擬管道，可實(shí)現(xiàn)巨大的加速。與某些基于 GPU 的工具不同，這不僅僅是 CPU 模擬的簡化版本。以相同的質(zhì)量支持所有功能。當(dāng)超過 GPU 內(nèi)存時(shí)，TurbulenceFD 會(huì)即時(shí)切換回 CPU。這使您能夠?yàn)榈头直媛蕦?shí)現(xiàn)接近實(shí)時(shí)的速度，并平滑地?cái)U(kuò)展到數(shù)億體素的高分辨率，而不是仔細(xì)地改變參數(shù)。

基于物理的火焰著色器

在創(chuàng)建可信的火焰動(dòng)畫時(shí)，正確選擇顏色至關(guān)重要。您可以手動(dòng)設(shè)計(jì)顏色漸變以獲得完全的藝術(shù)控制。但是，如果您想要逼真的火焰顏色，直接調(diào)整顏色的過程可能既費(fèi)時(shí)又乏味。因此，火焰著色器基于黑體輻射模型模擬逼真的高動(dòng)態(tài)范圍火焰顏色。該模型僅由兩個(gè)溫度值控制。它會(huì)產(chǎn)生真火在這些溫度下所具有的顏色。但 TurbulenceFD 并沒有阻止你。您可能想要逼真的顏色，但需要更大的靈活性來調(diào)整火焰所具有的巨大動(dòng)態(tài)范圍。也許給紅色一個(gè)提升，壓縮動(dòng)態(tài)范圍一點(diǎn)，

多重散射

多重散射是煙霧的全局照明。這是一種更逼真、更明亮的點(diǎn)燃煙霧的方法，因?yàn)樗菑母鱾€(gè)方向照亮的。它還允許火從內(nèi)部照亮煙霧，這對(duì)于逼真的爆炸陰影至關(guān)重要。與許多全局照明技術(shù)不同，TurbulenceFD 中的多重散射不會(huì)增加噪聲，因此適用于動(dòng)畫。TurbulenceFD 中的多重散射渲染時(shí)間實(shí)際上是可以承受的。但如果趕時(shí)間，仍然可以在速度和照明細(xì)節(jié)之間做出折衷。

粒子平流

流體動(dòng)力學(xué)的核心是創(chuàng)建一系列描述流體復(fù)雜的特征運(yùn)動(dòng)的速度場。您可以使用 TurbulenceFD 的速度緩存來控制粒子系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。這使您可以用碎片或火花來補(bǔ)充體素渲染器，或者只渲染粒子本身。

自適應(yīng)容器

TurbulenceFD不斷嘗試最小化需要處理的體積以節(jié)省內(nèi)存和時(shí)間。分析速度場以確保只有那些不會(huì)影響后續(xù)幀中的流動(dòng)的體積部分被剪裁。如有必要，可以控制每個(gè)流體通道的限幅靈敏度。

發(fā)射器

發(fā)射器之于流體模擬就像畫筆之于繪畫。如果一個(gè)物體著火，它會(huì)放出熱量和火焰。TurbulenceFD 允許使用任何幾何對(duì)象或粒子系統(tǒng)發(fā)射到流體通道中。這為發(fā)射器的形狀和動(dòng)畫提供了最大的自由度。在 TurbulenceFD 中使用發(fā)射器就像為繪制火源、煙霧等源頭的筆觸設(shè)置動(dòng)畫。然后流體模擬采用您的動(dòng)畫發(fā)射并從中創(chuàng)建物理上合理的流動(dòng)。

碰撞物體

讓流體流動(dòng)與固體物體相互作用在許多場景中都很有用。從簡單的實(shí)心地板到穿過火和煙霧的車輛，再到著火的動(dòng)畫角色。不僅需要將模擬集成到環(huán)境中，而且它會(huì)在物體尾流中產(chǎn)生漂亮而自然的湍流。碰撞物體可以攪動(dòng)流體，將其搖晃到一邊或充當(dāng)障礙物。TurbulenceFD 還支持具有各種復(fù)雜動(dòng)畫的碰撞對(duì)象，包括 MDD 導(dǎo)入和由剛體動(dòng)力學(xué)控制的對(duì)象。

陰影曲線編輯器

體素著色的核心是函數(shù)曲線（f 曲線），它將溫度和密度等值重新映射到用于不透明度和顏色的強(qiáng)度值。TurbulenceFD 具有專為基于體素的流體著色而設(shè)計(jì)的 f 曲線編輯器。它允許精確和直觀的控制，使其與許多藝術(shù)家已經(jīng)熟悉的色彩校正工作流程非常相似。由于在渲染過程中必須對(duì)函數(shù)曲線進(jìn)行數(shù)十億次評(píng)估，因此為 TurbulenceFD 設(shè)計(jì)了一種特殊類型的樣條曲線，它對(duì)體素渲染特別有效。

湍流映射

向流體速度場添加程序噪聲是獲得看起來更湍流和更有趣的卷曲流的一種方法。這些控件的工作方式非常類似于紋理工具中常見的程序噪聲著色器。然而，在整個(gè)體積上均勻地增加湍流會(huì)激起爆炸的核心，就像遠(yuǎn)離劇烈反應(yīng)的部分一樣。因此，TurbulenceFD 允許您使用其中一個(gè)流體通道和一條簡單的映射曲線來控制向流中添加卷曲的確切位置。通過這種方式，可以只在某些區(qū)域添加湍流，例如爆炸的核心或火焰的高溫部分。

視口預(yù)覽

基于 OpenGL 的預(yù)覽可讓您實(shí)時(shí)詳細(xì)了解每個(gè)流體通道。預(yù)覽中支持多種著色模式。有一種分析模式可以詳細(xì)查看模擬的原始輸出。還有著色模式可以在調(diào)整每個(gè)著色器的設(shè)置時(shí)為您提供實(shí)時(shí)反饋。除了全 3 維預(yù)覽模式外，您還可以顯示體素網(wǎng)格的 2D 切片，定向并定位在體積中的任何位置。這可以被認(rèn)為是預(yù)覽模式的放大鏡，它類似于幾何對(duì)象的線框視圖。

體素網(wǎng)格壓縮

為了幫助處理大型模擬數(shù)據(jù)，TurbulenceFD 具有專為流體數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的無損數(shù)據(jù)壓縮功能。它通常在實(shí)踐中將體素?cái)?shù)據(jù)減少到大約 60%。

點(diǎn)火控制

在 TurbulenceFD 中控制火的點(diǎn)燃方式和火焰?zhèn)鞑サ乃俣染拖袷褂冒l(fā)射器繪制流體一樣簡單靈活。它可以基于任何流體通道，而不僅僅是溫度。如果溫度也驅(qū)動(dòng)使熱氣體上升的浮力，則這避免了您必須執(zhí)行的平衡操作。

升級(jí)

通常，您會(huì)以允許快速迭代的低分辨率或中分辨率進(jìn)行模擬。然后，您可能希望以更高的分辨率簡單地重新模擬以獲得最終結(jié)果。但這可能不僅會(huì)增加高分辨率細(xì)節(jié)，而且由于模擬的數(shù)值性質(zhì)，還會(huì)略微改變大規(guī)模運(yùn)動(dòng)。Up-Res'ing 是一種保持低分辨率或中分辨率模擬的精確形狀和運(yùn)動(dòng)并且僅向其添加高分辨率細(xì)節(jié)的方法。它也比以相同的高分辨率運(yùn)行完整模擬更快。

子網(wǎng)格細(xì)節(jié)

借助渲染時(shí)間子網(wǎng)格細(xì)節(jié)，TurbulenceFD 進(jìn)一步推動(dòng)了 Up-Res'ing 方法。不必在基礎(chǔ)模擬上運(yùn)行第二遍，只需在渲染時(shí)將高分辨率細(xì)節(jié)添加到結(jié)果中。對(duì)于極端設(shè)置，這不如 Up-Res'ing 靈活，但它也不需要額外的模擬通道或額外的緩存內(nèi)存。

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