Blender物理シミュレーション（Particle）

パーティクルは面や頂点から粒子(パーティクル)を放出し、さらに連続して描画する事でStrand（糸状）にしてHair（髪の毛など）を作成できる機能です。

 

 

使用バージョン

Blender2.49b、2.67b、2.80

 

 

パーティクルの基本

パーティクルを使用する

2.6系以降

Propertiesヘッダー→Particle→+

2.4系

ObjectF7→Particle button→Particle Systemパネル→Add New

 

パーティクルを生成するとParticleSystemモディファイアが追加されます。
ヘアータイプのパーティクルはConvertでメッシュオブジェクトに変換できます。

 

プレビュー

3Dビュー上でアニメーションとしてプレビューできます。
Blender基本操作（アニメーション）

 

発生させたパーティクルはオブジェクトモードで3D Viewの描画モードをSolidにすると確認できます。

 

Emitterでパーティクルを発生させる

粒子を放出するエミッタータイプのパーティクルを使用します。

 

簡単なパーティクル

2.6系以降

デフォルト設定のままアニメーションさせると、パーティクルが落下していきます。

 

Propertiesヘッダー→Scene→Gravityパネルを無効にすると、重力の影響が無くなりパーティクルが上昇します。

 

2.4系

Physicsパネル→Normalの値を1にしてシミュレーションを行うと、面の法線の向きに合わせた粒子が放出されるのが見えます。

 

Randomを1にすると、オブジェクトを中心にランダムな方向に粒子が放出されます。
数値を大きくするほど遠くへ飛んでいきます。

 

レンダリング時の表示はVisualizationパネルで点やクロスなどに変えられますが、マテリアル設定で色を変えたりHaloで光のように表示する事もできます。

 

他のオブジェクトをパーティクルとして使う

使用するオブジェクトを指定します。

 

2.8系

Renderパネル→Render AsObject→Objectパネル→Instance Object

2.6系

Renderパネル→Object→Dupli Object

2.4系

Visualizationパネル→Objectを選択→OB

 

EmitterはPlaneで、OBにCubeを指定しました。PhysicsパネルNormalの値は5です。

パーティクル関連のパネル

選択システムによって設定項目は異なります。

 

2.6系

基本設定

 

Type

Emitter

パーティクルを放射

オブジェクトを適用して飛ばしたりする事もできます。
Haloタイプのマテリアルにして粒子の大きさなどを変更します。

Hair

ストランドとして描画

Advancedを有効にするとVelocityパネル、Rotationパネル、Phisicsパネルが増えます。
Emitterパネルの項目も増えますが、Hair Lengthの項目が隠れます。

 

Emissionパネル

生成するパーティクルの数や寿命などを設定します。

 

Hair dynamicsパネル（Hair）

クロスシミュレーションを使用した物理演算を有効にします。

 

Cacheパネル（Emitter）

シミュレーションを行いデータをキャッシュとして保存します。

 

Velocityパネル

面の角度などをパーティクルの速度に影響させます。

 

Ramdom

生成されるパーティクルのスピードにランダム性を持たせる

 

Rotationパネル

パーティクルの回転を有効にします。

 

Phisicsパネル

演算の設定です。
選択したタイプによって設定項目は異なります。

 

 

演算のタイプ

Newtonian

デフォルトのタイプ

Keyed

指定した他のパーティクルシステムから発生したパーティクルと同じ位置に発生

Boids

人工知能を持ったパーティクルが群れのように動き回る

設定によって敵を攻撃したり、指定オブジェクトに向かったりします。

Battle

体力や攻撃力を設定します。

Misc

回転量や高さなどを設定します。

Relations

指定オブジェクトが持つパーティクルとの関係性を設定します。

Fluid

液体のような表面張力やバネの力などを持つ

 

Boid Brainパネル（Boids選択時）

＋からボイドの動きのルールを追加します。
ルールは上にあるものが優先されます。

 

Goal

指定したゴールとなるオブジェクトに向かう

Avoid

指定したオブジェクトとの衝突を避ける

Avoid Collision

ボイドやコリジョンオブジェクトを避ける

Separate

互いに離れる

Flock

近隣のボイドの動きをコピーしますが互いに離れる

Follow Leader

指定したオブジェクトをリーダーにして追従

Average Speed

平均速度を維持

Fight

近くのボイドに向かって移動し戦う

 

Renderパネル

レンダリング時の描画のタイプを選択します。

 

Displayパネル

3D View上での表示のタイプを選択します。

 

Childrenパネル

発生パーティクルを親として、さらに子パーティクルを生成します。
流れを集結させたり、ランダムな乱れを適用したりできるので髪型の作成に適しています。

 

Field Weightsパネル

各種エフェクターの影響度です。

 

Force Field Settingsパネル

パーティクル自身をエフェクターにします。

 

Vertex Groupsパネル

パーティクルの密度や寿命に影響させる頂点グループを設定します。

 

2.4系

Particle Systemパネル

どの種類のシステムを使用するかを設定します。

 

Emitterなど

Emitter：発生装置、Reactor：反応装置、Hair：ヘアー

 

Basic

Amount

発生量

Segments（Hair選択時）

ヘアーの分割数。高い数値で滑らかになるが重くなる

Sta/End（Reactor選択時）

反応条件に当てはまらなくても指定フレーム内でパーティクルを発生させる

Deathなど（Reactor選択時）

反応するパーティクルの条件

Multi React（Reactor選択時）

複数回反応させる

Shape（Reactor選択時）

ターゲットとの距離による反応の強さ

Sta（Emitter選択時）

発生フレーム

End（Emitter選択時）

終了フレーム

Life（Hair以外）

パーティクルの寿命

Rand（Hair以外）

寿命のランダム度合い

 

Emit From

Random

ランダムにする

Facesなど

パーティクル発生場所

Even（Hair以外でVerts選択時以外）

等分布にする

Jittered（Hair以外でVerts選択時以外）

分布方法

Amount

サンプリングに使用するジッター数

P/F

放出位置/面

Grid（Hair以外でVerts選択時以外）

分布方法

Invert

反転

 

Reactor選択時

Target

Ob

ターゲットとなるパーティクルシステムを持つオブジェクト

Psys

ターゲットとなるパーティクルシステムの番号

 

Physicsパネル

パーティクル生成の数値設定を行います。

 

Initial velocity

Object

オブジェクトの動きをパーティクルの発生スピードに影響させる

Normal

面のノーマルを影響させる

Random

向きのランダム性の強さ

Tan

面のタンジェントを影響させる

Rot

面のタンジェントを回転させる

Particle（Reactor選択時）

ターゲットのパーティクルを発生スピードに影響させる

Reactor（Reactor選択時）

ターゲットのパーティクルの発生方向を発生スピードに影響させる

 

Global effects

AccXYZ

パーティクルの向き

Drag

空気抵抗の度合い

Brown

ブラウン運動の度合い(毛先がランダムな方向に曲がる)

Damp

スピードの減速度

 

Visualizationパネル

パーティクルを3Dビューやレンダリングでどう表示するかの設定を行います。
プルダウンメニューからパーティクルの表示タイプを選択します（選択しているパーティクルシステムによって選択できる項目は異なる）。

 

None選択時
パーティクルは表示されなくなります。

Render emitter

パーティクル発生装置オブジェクトをレンダリング

 

None選択時以外

Draw

Vel

パーティクルのベロシティを表示

Size

パーティクルのサイズを表示

Num

パーティクルの番号を表示

Draw Size

3Dビューのパーティクルのピクセルサイズ

Disp

3Dビューでの表示量。低スペックマシンでは低めに

 

Render

Emitter

発生元のオブジェクトを描画するか

Parents

親パーティクルを描画

Unbom

発生前のパーティクルを表示

Died

寿命の終わったパーティクルを表示

 

プルダウンメニューの選択項目によっては以下の項目が設定可能になります。

 

Line選択時

Speed

パーティクルの速度をラインの長さに乗算

Back

ラインの後ろの長さ

Front

ラインの頭の長さ

 

Path選択時

Steps

3Dビューでのパスのステップ数

Render

レンダリングでのパスのステップ数

Abs Length

子パーティクルの寿命を絶対値で指定

Max Length

子パーティクルのパスの長さをBlender単位で指定

RLength

長さにランダムな変化を加える

B-Spline

B-スプラインで滑らかに

Strand render

レンダリングにストランドプリミティブを使用(レイトレース非対応の為、アルファ透過を使用していると奥にあるStrandが消えてしまうが高速レンダリングが可能に)

Adaptive render

パーティクルのパスのステップ数を表示

 

Object選択時

OB

パーティクルの位置にここで指定したオブジェクトを表示

 

Group選択時

GR

パーティクルの位置にここで指定したグループ内のオブジェクトを表示

Dupli Group

グループをそのまま表示

Pick Random

グループ内のオブジェクトからランダムに表示

 

Billboard選択時

 

Lock

ビルボードの向きを固定

Viewなど

ビルボードの向き

Tilt

ビルボードのひねり

Rand

ひねりのランダム度合い

UV Split

UVコーディネイトの分割数

Noneなど

ビルボードのテクスチャのアニメーションタイプ

Linearなど

ビルボードのテクスチャのオフセットタイプ

OffsetX、Y

ビルボードに与えるオフセットの値

OB

指定オブジェクトにビルボードを向ける（デフォルトではカメラ）

Normalなど

UVチャンネル

UV

使用するUVレイヤー

 

Extrasパネル

 

Effector

エフェクターのサイズなどを設定

Time

使用する時間のタイプや挙動を設定

Vertex group

頂点グループによって影響を制御

Density

密度（発生範囲）

Velocity

速度

Length

長さ

Clump

収束

Kink

ねじれ

Rough1～E

1、2、終端の乱れ

Size

サイズ

TanVel

タンジェント速度

TanRot

タンジェント回転

Effector

エフェクター

Neg

影響を反転

 

Childenパネル

None以外を選択すると選択した部分から子パーティクルを生成します。

Reactorで水しぶきを作る

Reactorは他のパーティクルシステムとのイベント時に働きます。
モンキーからCubeが放出されて下に落ち、Planeの水面と衝突して水しぶきパーティクルが発生するシーンを作成します。

 

使用オブジェクト

落下開始位置にモンキーを置きEmitterにします。
放出されるオブジェクトとしてCubeも用意しておきます。

 

2.6系以降

パーティクルタイプのReactorが無い為、Dynamic Paintを使用します。

 

モンキーにDynamic Paint→TypeBrushを設定します。

 

Sourceパネル

Paint

Particle System

Particle System

ParticleSettings（使用しているパーティクル名）

2.4系

Physicsパネル→Normal：1、AccZ：-9.82

 

落下用オブジェクト

モンキーからCubeが発生し落下するようにします。
※「他のオブジェクトをパーティクルとして使う」参照

 

水面オブジェクト

Planeを水面にします。

 

2.6系以降

Planeはメッシュをある程度細分化します。

パーティクル接触部分にウェイトがペイントされるようにして、データをパーティクル発生範囲として指定できるようにします。

 

ダイナミックペイント側

Surface（2.6系ではDynamic Paint Advanced）パネル

SurfaceWeightを選択します。

時間が経つと消えていくようにするにはDissolve（2.6系ではFade）を有効にします。

Outputパネル

出力する頂点グループdp_weightが設定されているので、+で有効にします。

パーティクル側

TypeHairを選択します。

Renderパネル

Objectを選択し、Instance Object（2.6系ではDupli Object）に描画用のオブジェクト名を入力します。

Vertex Groupsパネル

Dencity、Lengthに頂点グループ名を入力します。

 

モディファイアの順番はダイナミックペイントが上、パーティクルが下になるようにします。

 

2.4系

Particle Systemパネル

プルダウンメニュー→Reactorを選択

 

Basic

他パーティクルとの接触時にパーティクルを発生させたいのでCollisionを選択

Target

モンキーを指定

Physicsパネル

高く跳ね上がった後に重力で下に落ちていく設定にしています。

 

Normal

10

AccZ

-9.82

Reactor

跳ね上がる形状を変えられるので好みで設定

Visualizationパネル

水しぶきの形を設定します。

 

Circleを選択（Pointなどでも良い）

 

衝突用オブジェクト

2.6系

特に設定は行いません。

2.4系

水面用のPlaneに落ちたCubeがそのまま落下していかないようにもう一つPlaneを用意して、ObjectF7→Physics buttons→Collisionパネル→Collisionを有効にします。

※水面用Planeに直接指定しても良いですが、挙動が変わってしまうので別のPlaneに設定しています。

 

Particle Interaction

Damping

0.7

 

完成

2.6系

モンキーから発生したパーティクル（描画用オブジェクトは未設定）がPlaneに衝突し、衝突部分のウェイトによってPlaneからパーティクル（画像ではCubeを指定している）が発生します。

2.4系

シミュレーションを開始すると水面にCubeが接触した時に水しぶきパーティクルが発生します。

Hairで芝生を作る

長さを持つHairを使用します。

 

毛並みとしてHairをカスタマイズする場合は、Particle Modeを使用します。
Blender編集モード（Particle Mode）

 

使用オブジェクト

 

Planeを何度か細分化して頂点数を増やします。
頂点から草を生やす設定にするので頂点数：4225、面数：4096くらいにします。

 

パーティクルの設定

パーティクルのタイプはHairにします。

 

量を1000、分割数のSegmentsを5くらいにします。
Randomを有効、Vertsを選択します。

 

2.6系以降

 

 

2.4系

 

プレビュー

3D ViewでHairが発生したのを確認できます。

 

ここでレンダリングを行うと白い棒のような毛が生えているオブジェクトになりますが、まだ芝生には見えない状態です。

 

マテリアル設定

マテリアルを作成し、芝生らしくなるように色を付けます。

 

2.8系

シェーダーノードでHairに色が付くように編集します。

根元から毛先にグラデーションで色を付けるにはHair Infoノード→Interceptを方向として使用します。

2.4系

Texture

新しいテクスチャを作成

Map Input

Strandボタンを有効に（テクスチャが生成されたパーティクルに対して適用される）

Map To

Alphボタンを有効に(アルファ透過を利用して毛先を細く見せる為)

Shaders

Specを0.00に(透過部分に光が当たってうまく透過できなくなるのを防ぐ)

Mirror Trans

Ray Transp(透過)を有効に

Material

A(アルファ値)を0.00に

 

形状の設定

2.8系

Hair Shapeパネル

2.6系

Strandパネル

マテリアル側のパネルです。

Rootの数値で根元の太さを設定します。

2.4系

Links and Pipelineパネル

Strandsで設定を行います。
※アルファ透過を行わなくてもStartを少し太く、Endを細くすれば先細りの効果を出せます。

 

Use Tangent Shadings

Tangentシェーダーを利用

Surface Diffuse

発生元オブジェクトのライティング計算を適用

Dist

Hairの長さに合わせて発生元オブジェクト表面の凹凸(Normal)を適用

Use Blender Units

Blender単位を使用

Start

開始点の太さ

End

終了点の太さ

Shape

鋭利の度合い

Width Fade

幅に合わせてフェード

 

テクスチャ

テクスチャのタイプはBlendを選択します。

 

2.4系

Colorsパネル→Colorbandでプレビューの左右をクリックして色とアルファ値の設定を行います。

 

左側

芝生の根元となる色(濃い緑)に。A：0.000(不透明)

右側

芝生の先端となる色(薄い黄緑)に。A：1.000(透明)

 

プレビュータイプをHair strandsにすると芝生らしくなっているのが確認できます。

 

完成

2.4系

発生元オブジェクトを描画しない設定にしました。
開始点の太さを1.5位にすると先端の細さが強調されます。

 

Amountを10000、Normalを0.005、Randomを0.001に設定したものです。

 

アルファ透過無し、Start：1.54、End：0.25、Amount：1000、Normal：0.02、Brown：0.05に設定したものです。
Brownの値を増やすとStrandが曲がって草むら風になります。