Blender Dokumentation: Die erste Fluidanimation

Diese Seite bezieht sich auf Blender v2.43

Ein kleiner Zimmerbrunnen

Abbildung 1: Die Szene in Wireframe Ansicht. Die Domain könnte noch stark verkleinert werden, um bessere Renderergebnisse zu erzielen.

• Fügen Sie eine UVsphere mit einer Auflösung von jeweils 16 Linien ein. Diese Kugel wird in der Animation von Wasser umflossen und bekommt später die Einstellung Obstacle im Fluidsystem. Je höher die Auflösung in diesem Fall ist, desto länger dauert die Berechnung. Obstacles sollten deshalb immer "Lowpolygon-Objekte" sein. Drehen Sie die Kugel so, dass die Pole in der Vorderansicht nach oben und unten zeigen, markieren den oberen Teil im EditMode und verschieben ihn ein wenig nach unten, so dass eine Delle entsteht. Eine Detailansicht finden Sie in Abb.5 etwas weiter unten auf der Seite. Nun fertigen Sie eine Kopie der immer noch markierten Meshauswahl an und wandeln es in ein eigenes Objekt um. Diese Fläche wird später als Inflow-Objekt benutzt, bildet also die Wasserquelle. Immer noch im Editmode, ohne die bestehende Auswahl zu deselektieren, erzeugen Sie ein Duplikat (Shift-D), verschieben das Duplikat etwas nach oben und wandeln es in ein eigenes Objekt um ( P).
• Fügen Sie einen Kubus ein, der später die Domain bilden wird. Passen Sie den Kubus so an, dass er relativ nahe an die UV-Sphere anschließt, aber dennoch Platz lässt für das fließende Wasser. Je größer der Abstand UV-Sphere - Kubus ist, um so länger dauert die Berechnung.
• Die Erstellung des Modells schließen Sie durch das Einfügen eines weiteren Kubus ab, der die untere Wasserfläche bilden wird.

Domain

Abbildung 2: Das Fluidsystem aktivieren

Abbildung 3: Einstellungen im Reiter Domain >> Standard

Abbildung 4: Einstellungen im Reiter Domain >> Advanced

Nun müssen Sie den einzelnen Objekten eine Funktion innerhalb des Fluidsystems zuweisen.

• Selektieren Sie den großen Würfel, drücken F7, den Physics Button, aktivieren den Reiter "Fluid Simulation" und drücken auf Enable. Die Einstellungsmöglichkeiten werden nun angezeigt und als erstes klicken Sie auf Domain. Der Würfel hat hiermit die Funktion der Domain erhalten und muss noch im Folgenden konfiguriert werden. Bevor Sie aber erste Grundeinstellungen vornehmen, möchte ich mit einigen Vorüberlegungen beginnen:

Die Domain stellt einen "Berechnungsraum" dar, in dem gewisse physikalische Gegebenheiten herrschen wie z.B. Gravitations- und Beschleunigungswerte. Im Kapitel Fluids wurden die Zusammenhänge ausführlich dargelegt.

Der Einfachheit halber möchte ich Ihnen empfehlen die

• Realworld-size auf 5 (Abb.4 Nr.7)
• Anfangszeit der Sim: 0 Sekunden (Abb.3 Nr.3)
• Endzeit der Sim: 4 Sekunden (Abb.3 Nr.4)
• Dauer der Simulation in der Timeline (am besten in einem neuen Fenster öffnen) auf 100 Frames einzustellen,
• die Abspielrate steht standardmäßig auf 25 Frames/Sekunde und muss nicht verändert werden.

Warum diese Einstellungen?

Wenn Sie die Realworld-size auf 5 Meter setzen, braucht das Fluid genau eine Sekunde oder 25 Frames, um diese 5 Meter zurück zu legen. Mit den Werten lässt sich sehr leicht rechnen. Für 4 Sekunden Animation müssen 100 Frames berechnet werden, bei einer Abspielrate von 25 Frames/Sekunde stimmt das perfekt mit den Voreinstellungen von 25 Frames/Sekunde überein. Außerdem erhalten wir auch optisch einen Ablauf, den wir sehr leicht mit unseren Erfahrungen in der Realität in Verbindung bringen und abschätzen können. Animationszeiten von 4 Sekunden sind einfach leichter mit den physikalischen Größen in Beziehung zu setzen als Animationen mit einer Dauer von 0.4 Sekunden.

Es ist übrigens egal, wie groß Sie den Kubus in Blender skalieren. Entscheidend ist allein die Werte bei Realworld Size oder anders gesagt; auch wenn Sie den Kubus auf x-fache Anfangsgröße skalieren, hat er für die Berechnung des Fluids immer noch denjenigen Wert, den Sie bei Realword size eingestellt haben.

Unter Abb.3 finden Sie die zwei Werte Resolution (Nr.1) und Preview Resolution (Nr.2). Damit kann die Endauflösung und die Vorschauauflösung der Simulation angegeben werden. Für Testzwecke ändern Sie die Previewres. auf 1 und unter Nr.5 die Einstellung auf Final. Bei geringen Auflösungen (bis 80) hat das den Vorteil, dass die Previewdaten nicht berechnet werden müssen und bei der Darstellung auf dem Monitor die besser auflösenden, finalen Daten angezeigt werden. Außerdem wird Rechenzeit eingespart, die sonst für die Preview Daten aufgewendet werden müsste. Je nach Güte der Grafikkarte, sollten Sie bei Werten ab 80 bis 100 den Einsatz der Vorschaueinstellung in Erwägung ziehen. Für die Simulationsdaten richten Sie einen eigenen Ordner ein und geben den Pfad zu diesem Ordner unter Nr.6 an. Aktivieren Sie den Reiter Adv und tragen unter „Realwordsize“ (Nr.7) den Wert 5 ein.

Obstacle

Abbildung 5: Die UV-Sphere in einer Detailansicht; der abgesenkte Bereich ist hervorgehoben

Selektieren Sie die Kugel im ObjectMode und aktivieren die Einstellung Obstacle. Damit die Flüssigkeit an der Oberfläche nicht vollständig abperlt, aktivieren Sie die Einstellung Part und tragen unter Partslip Amount 0.5 ein.

Das Inflow Element

Abbildung 6: Das Inflow Element

• Das Inflow Element ist in diesem Fall nur eine Fläche, deswegen müssen Sie bei Inflow InitShell aktivieren, sonst funktioniert die Animation nicht !
• Das Wasser wird in Richtung der Flächennormalen austreten. Kontrollieren Sie deren Ausrichtung (F9 / Draw Normals). Abhängig davon, in welcher Ansicht Sie die Objekte eingefügt haben, ergibt sich die Ausflussrichtung. In meinem Fall ist es die Z Richtung und damit das Wasser fließen kann, habe ich die Anfangsgeschwindigkeit von 1.50 bei Inflow velocity eingetragen.

Das Fluid

Abbildung 7: Die Einstellungen für das Fluid

Unter dem Stein soll sich eine Wasserfläche befinden. Selektieren Sie den kleinen Kubus unter der Kugel und aktivieren Sie die Einstellung Fluid. Da es sich um einen Kubus handelt, der im Gegensatz zu einer Fläche über Volumen verfügt, aktivieren Sie die Einstellung "Init Volume".

Die Berechnung

Abbildung 8: Bake

Jetzt kommt der spannende Teil der ganzen Aktion, die Berechnung des Fluids. Aktivieren Sie dafür die Domain und klicken Sie den großen Button BAKE. Spannend ist es in mehrerlei Hinsicht. Passable Ergebnisse bei Flüssigkeiten werden Sie erst ab einer Auflösung von 200 erreichen, zufriedenstellende ab 300.

Dabei hat die Größe der Domain entscheidenden Einfluss auf den benötigten Arbeitsspeicher. Sie sollten unbedingt versuchen, sie so klein zu halten, wie es Ihnen in der Szene irgenwie möglich ist.

Ab jetzt zählt bei Ihrem Computer die pure Leistung, sowohl was die Rechengeschwindigkeit als auch den Arbeitsspeicher angeht. Rechenzeiten von 10 Minuten / Frame können leicht überschritten werden und Sie müssen selbst entscheiden, wann die Grenze der Belastung erreicht ist. Überprüfen Sie noch einmal alle Einstellungen und machen Sie einige Probeläufe mit kleiner Auflösung um zu sehen, ob alles so funktioniert, wie Sie sich das vorgestellt haben. Die Einstellungen für die Kamera und das Licht sind im Augenblick noch nicht wichtig. Wenn die Flüssigkeit fertig berechnet ist, können Sie sich um diese Einstellungen bemühen.

Abbildung 9: Renderergebnis