Blender Dokumentation/ Tutorials/ Partikel/ Partikel-Haare (v2.41)

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Blender v2.41
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Übersicht[Bearbeiten]

Blenders Partikelsystem kann nicht nur Partikel erzeugen, sondern "Haarsträhnen" generieren, die nicht nur für menschliche Haare, sondern auch für Fell und Federn eingesetzt werden können. Dazu werden die Partikel als sichtbare Polygonstränge gerendert. Diese Polygonstränge sind niemals kleiner als 1 Pixel, das verhindert, dass zuviele Artefakte beim Rendern erzeugt werden.

Da die Haare als statische Partikel erzeugt werden, gelten im Prinzip alle Partikeleinstellungen wie im Abschnitt Partikel beschrieben. Hier sollen daher nur die Einstellungen besprochen werden, die zur Erzeugung von Haaren besonders wichtig sind.

Wählen Sie ein Objekt aus, wechseln mit F7 in den Objektkontext. Mit dem Physics Button Blender3D PhysicsButton.png wechseln Sie zu den Physik Buttons. Schalten Sie auf dem Particles Panel mit New die Partikelfunktionen ein. Sie müssen vier Einstellungen vornehmen, um die ersten "Haare" auf einem Mesh sprießen zu lassen.

Abbildung 1: Die Einstellungen für die ersten, einfachen Haare.
Abbildung 2: Haare auf einer Kugel.
  • Static: Die Haare sollen von Anfang an da sein, und immer sichtbar bleiben.
  • Vect: Dies sorgt dafür, dass zwischen den Partikeln die Strähnen gerendert werden.
  • Mesh: Das Objekt selbst wird ebenfalls gerendert, sonst kommen die Haare aus dem Nichts.
  • Normal: Die Partikel benötigen eine Anfangsgeschwindigkeit, damit sie aus dem Mesh auch herauskommen. Je höher die Anfangsgeschwindigkeit (und je länger sie "leben"), desto länger die Haare.

Einstellungsmöglichkeiten[Bearbeiten]

Das Mesh emittiert die Partikel. Von den Partikeln wird eine bestimmte Menge emittiert, sie haben eine Anfangsgeschwindigkeit, Richtung und eine bestimmte Lebensdauer.

  • Amount: Die Anzahl an Haaren. Je höher der Amount, desto dichter die Haare.
  • Step: Da mehr Partikel erzeugt werden, als bei statischen Partikeln benötigt werden (u.U. kommen viele Partikel auf ein Pixel), kann hier die Menge an Partikeln in einer Strähne verringert werden, indem jeweils Step Partikel ausgelassen werden. Lassen Sie den Wert auf 5.
  • Live: Die Lebensdauer der Partikel. Je länger die Partikel leben, desto größer ist die Strecke, die sie zurücklegen, desto länger sind die entstehenden Haare.
  • Disp: Die im 3D-Fenster angezeigten Haare. Verringern Sie diesen Wert, beschleunigt das die Darstellung beim Modellieren.

Man kann den Ursprungsort der Haare auf mehrere Weisen einschränken.

  • Vert: Die Haare werden von den Vertices emittiert.
  • Faces: Die Haare werden von den Faces emittiert.
    • Random/Even: Die Verteilung der Haare auf den Faces. Eine natürlichere Verteilung erreichen Sie mit Random.
  • VGroup: Um Partikel nur von einem Teil eines Meshes rendern zulassen, können Sie hier eine Vertexgruppe eintragen. Dann werden die Partikel nur von dieser Vertexgruppe emittiert. So benötigt man z.B. bei einem Kopf kein separates Mesh für die Haare, sondern definiert nur eine entsprechende Vertexgruppe.

Das Material, mit dem die Haare gerendert werden, kann unabhängig vom Material sein, mit dem das Meshes dargestellt wird. Dazu erstellen Sie in den Editing Buttons (F9) einen neuen Materialindex (New auf dem Link and Materials Panel), und machen diesen Single User (siehe Abschnitt Multimaterial). Sie müssen aber keine Vertices zuweisen, so dass das Material nicht beim Rendern des Meshes benutzt wird. Bei Material in der Display Gruppe des Particles Panel stellen Sie die entsprechende Materialnummer ein. Das Haar kann so bspw. eine andere Farbe, oder andere Texturen bekommen als das Mesh.

Abbildung 3: Klicken, um eine Single User Copy des Materials zu erstellen.

Wenn Sie unserem Beispiel folgen wollen, aktivieren Sie Rand, setzen Random im Particle Motion Panel auf 0.01, unter Force Z auf -0.02, sowie den Parameter Material auf dem Particles Panel auf 2. Erstellen Sie einen neuen Materialindex wie gerade beschrieben. Wechseln Sie in die Material Buttons (F5) und machen eine Single User Copy von dem Material, indem Sie auf die kleine 2 neben dem Materialnamen klicken. Dann ist das Material der Strands von dem Material des Meshes unabhängig.



Strands Material[Bearbeiten]

Abbildung 4: Das Strands Panel in den Material buttons.

Noch sehen die "Haare" aus wie Papierschnipsel, das kann durch zwei Methoden geändert werden. Als erstes ändern wir das Material für die Haare, das geschieht in den Material buttons (F5) auf dem Material Panel. Klicken Sie auf den Button Strands um das Panel für die Strands Einstellungen zu öffnen (Abbildung 4).

  • Use Tangent Shading: Berechnet das Licht so, als wären die Strands sehr dünn und rund. Das lässt die Haare heller, glänzender erscheinen. Eine Ebene wird bei Beleuchtung von hinten gar nicht mehr beleuchtet, mit Tangent Shading wird sie nur dunkler, nicht ganz schwarz.
  • Start: Dicke der Haare an ihrem Anfang.
  • End: Dicke der Haare an ihrem Ende.
  • Shape: Verlauf der Haardicke von Start bis End. 0.0 ist ein linearer Verlauf, positive Werte verkürzen den Verlauf nach rechts, negative Werte verkürzen den Verlauf nach links.
Abbildung 5: Start: 20, End: 1, Shape: 0.9
Abbildung 6: Start: 20, End: 1, Shape: -0.9
Abbildung 7: Start: 7, End: 2, Shape: 0.0

Unser Beispielbild (Abbildung 7) wurde mit Strands Start: 7, End: 2, Shape: 0.0 gerendert.


Strands Shader[Bearbeiten]

Abbildung 8: Map Input Typ Strand.

Die Form der Haare ist immer noch nicht befriedigend, aber jetzt wird die zweite Methode eingesetzt, Haare zu formen. Im wesentlichen bekommen die Haare eine Alphatextur, die die Haare weich in die Umgebung ausblendet. Damit das vernünftig funktioniert, brauchen wir einen neuen Map Input Typ, nämlich Strand (Abbildung 8). Damit folgt die Textur der Richtung des Strands.

Abbildung 9: Map To Panel für Blendtextur.

Erzeugen Sie nun zunächst eine neue Textur, mit Map Input Strand, Map To Alpha und Spec, DVar 0.0. Da ich bei der Textur das Colorband einsetzen möchte, muss noch NoRGB aktiviert werden. Wie bei jeder Alphatextur muss noch ZTransp auf dem MirrorTransp Panel angestellt werden, sonst scheint nur der Welthintergrund durch die Haare hindurch.

Als Textur wird eine lineare Blendtextur benutzt. Damit man den Verlauf des Ausblendens fein steuern kann, benutzen wir ein Colorband. Dabei ist der Bereich ganz links auf dem Colorband der Start des Strands, der Bereich rechts das Ende (die Spitze). Bei den hier benutzten Einstellungen entspricht schwarz voller Sichtbarkeit (opak), weiß voller Transparenz (Abbildung 10). Den genauen Verlauf können Sie nach Ihren Wünschen anpassen.

Abbildung 10: Textur zum Ausblenden der Strands.
Abbildung 11: Die Haare mit der Alphatextur.

Die "Haare" mit der Textur sehen Sie in Abbildung 11. Jetzt brauchen wir nur noch zwei Dinge: eine Haarfarbe und mehr Haare. Die Farbgebung erfolgt wie bei jedem anderen Material auch, entweder benutzen Sie eine einheitliche Farbe aus dem Material Panel, oder nehmen eine Textur. In Abbildung 12 wurde eine Farbtextur (Map Input Orco!) benutzt. Die Anzahl der Haare (also die Anzahl der Partikel) beträgt 20,000.

Klassische Dreipunktbeleuchtung und eine leichte Anpassung des Welthintergrundes ergeben folgendes Ergebnis:

Abbildung 12: Ein haariger Ball.


Curve Guide[Bearbeiten]

Abbildung 13: Eine Bezier-Kurve zu einem Curve Guide machen.

Es gibt vielfältige Optionen Partikelemission zu steuern. So können Sie die Dichte oder Emissionsgeschwindigkeit mit Vertexfarben anpassen, Kraftfelder benutzen usw. Dazu gibt es ein exzellentes Videotutorial auf der Seite mit den Releasenotes zu den Partikeloptionen in Version 2.40 [1].

Den Weg eines Partikels können Sie mit einem Curve Guide steuern, und damit auch die Form eines Haares. Als Curve Guide kann jedes Curve Objekt dienen, wir benützen hier eine Bezier Curve. Dabei muss sich das Curve Objekt auf dem gleichen Layer befinden wie das emittierende Objekt. Das Benutzen eines Guides ist sehr einfach.

  1. Fügen Sie eine Bezier Curve hinzu (Space->Add->Curve->Bezier Curve).
  2. Im Objekt-Kontext (F7) wechseln Sie in die Physics Buttons, und wählen auf dem Curve and Deflections Panel den Kurven Typ Curve Guide (Abbildung 13).
Abbildung 14: Wirkung des Curve Guides auf die Haare.

Die Wirkung des Curve Guide auf die Haare ist im 3D-Fenster sofort sichtbar. Durch Anpassen der Kurve verändern Sie den Fall der Haare. Einige Tips:

  • Stellen Sie den Step Parameter auf 1, sonst ist die Auflösung nicht hoch genug, und das Haar besteht aus einer Reihe von geraden Abschnitten.
  • Stellen Sie den Life Parameter hoch genug (50 oder höher). Auch dies ist für die ausreichende Auflösung nötig.
  • Bei langen Haaren sollten Sie darauf achten, dass die Bezierkurve möglichst weich geschwungen ist, sonst entstehen im Haar unnatürliche Knicke.
  • Sie werden vermutlich eine Reihe von Testrendern benötigen. Stellen Sie dafür OSA und ZTransp aus, dann werden die Haare sehr schnell gerendert, auch wenn die Farbe nicht stimmt.
  • Es ist viel leichter die Haare zusammenzuhalten, wenn Sie den Norm Parameter auf Null (oder sehr klein) stellen! Negative Norm Werte führen am Haaransatz zu Schwierigkeiten, bündeln die Haare aber.


Abbildung 15: lange Haare mit statischen Partikeln

Die Haare aus Abbildung 15 bestehen aus 5000 Partikeln. Benutzen Sie mehr Partikel, erleichtert es das Hantieren im 3D-Fenster, wenn Sie den Disp(lay) Wert herunterstellen. Lange Haare brauchen wirklich viel Hauptspeicher. 20.000 dieser Haare benötigen etwa 500 MB RAM zum Rendern.

Die gegenüber den Voreinstellungen veränderten Regler sind in den Abbildungen 16 bis 19 hervorgehoben. Unterschiedliche Haarlängen erreichen Sie mit dem RLife Parameter, unterschiedliche Richtungen für die Haare mit Random. Ist Random zu groß, erscheint das Haar "verwuschelt".

Zur Demonstration wurde hier eine andere Textur benützt, diese macht die Haare sichtbar, arbeitet also gerade umgekehrt wie oben beschrieben. Das führt zu einer etwas größeren Spekularität, da die Alpha Einstellung nur die diffusen Reflexionen verringert. Obwohl also das Haar an der Spitze durchsichtig ist, hat es dort noch seinen vollen Glanz.

Abbildung 16: Partikeleinstellungen für das blonde Haare aus Abbildung 15.
Abbildung 17: Materialeinstellungen für das blonde Haare aus Abbildung 15.
Abbildung 18: Die Mapping Einstellungen für die Textur.
Abbildung 19: Die Textur Einstellungen. Opak blendet hier ein (setzt Alpha auf 1), Transparenz lässt die Durchsichtigkeit des Materials unverändert.

Mehrere Curve Guides[Bearbeiten]

Wenn man einen runden Gegenstand (Kopf) mit langen Haaren ausstatten will, bekommt man relativ schnell ein Problem. Ein Guide reicht nicht aus, um die Haare wie gewünscht zu formen. Am Haaransatz gehen die Haare nämlich zum Teil nicht in die gewünschte Richtung, sondern durch den Kopf hindurch.

Blender3D FreeDifficulty.gif

Haare gehen durch Gegenstände

Leider funktioniert Deflection mit statischen Partikeln nicht, Sie müssen ausreichend viele Guides einsetzen.



Abbildung 20: Optionen für die Curve Guides.

Positionieren Sie die Curve Guides so, wie auch die Haare verlaufen sollen, d.h. beginnen Sie am Partikel emittierenden Objekt. Um den Einflussbereich der Guides einzustellen, benutzt man die verschiedenen Optionen auf dem Fields and Deflection Panel der Bezier Kurve (Abbildung 20).

  • MinDist: Bis hierhin hat die Kurve maximalen Einfluss. Symbolisiert durch einen durchgehend gezeichneten Kreis.
  • Falloff: Je höher der Falloff, desto stärker beeinflusst die Kurve Partikel (wenn multiple Kurven eingesetzt werden). Symbolisiert durch einen gestrichelt gezeichneten Kreis.
  • Use MaxDist/MaxDist: Die größtmögliche Entfernung, in der die Kurve Einfluss hat.

Die Dist und Falloff Einstellungen beziehen sich nur auf den Ort, an dem die Partikel generiert werden. Folgt ein Partikel einer Kurve, bleibt er bei ihr, auch wenn sich im Verlauf eine andere Kurve nähert.

  • Additive: Benutzt den Falloff einer Kurve (zwischen den Dist Werten) um die Geschwindigkeit der Partikel - und damit die Haarlänge - festzulegen.
Abbildung 21: Haare mit 9 Curve Guides.

Um es gleich vorweg zu sagen: Eine schöne Frisur damit zu erstellen, erfordert viel Übung und ein gutes Fingerspitzengefühl. Problematisch ist insbesondere der Haaransatz. Je mehr Guides Sie einsetzen, desto besser können Sie den Haaransatz modellieren, aber es ist dann schwierig, den Verlauf der Haare gleichmäßig zu gestalten. Bringen Sie eine Bezier Kurve in die gewünschte Form, stellen Use MaxDist an, wählen eine passende MaxDist Entfernung und duplizieren die Kurve. In Abbildung 21 wurden 9 Curve Guides benutzt, um die Haare mit einem gleichmäßigen Verlauf zu versehen.


Links[Bearbeiten]

Die englischsprachige Vorlage dieses Textes
Releasenotes zum Hair Strand Rendering in v2.40
Releasenotes zu den neuen Partikeloptionen in v2.40
Fur Library mit statischen Partikeln. Brilliant!
Fur Library, Haare