[Blender] Physics: Cloth 物理模擬:布料 基本篇

更新於 發佈於 閱讀時間約 4 分鐘

序言

人要衣裝,Blender裡的模型也要穿衣服。

Blender的物理模擬非常強大,但是在使用的過程中常常會出現破圖、穿模、效果不如預期的情況,很容易導致放棄學習。

常見的布料模擬畫面

常見的布料模擬畫面



physics 面板

physics 面板

看一下Physics面板上的選項總共有八項,感覺不是很多,但事實上每一個項目點開後都有很多參數可以調整,而本篇的主角布料模擬更是最多可調參數的一項,還好經過本人測試,可以使用布料模擬的就只有Mesh(網格)物件,瞬間學習難度下降不少。

事實上,布料模擬並不是只能用在製作衣服的動畫上,只要參數調整的好,幾乎可以模擬出所有材質,所以布料模擬非常值得研究瞭解一番。

預設材質

Cloth 參數面板

Cloth 參數面板

不知道有沒有人注意到套用cloth後出現的參數面板有一個小小的按鈕,點下去後會出現幾個預設的材質。

1.Cotton-棉花

2.Denim-牛仔布

3.Leather-皮革

4.Rubber-橡膠

5.Silk-絲綢


我們可以直接套用這些預設好的材質,而不用一項項參數去改,模擬測試結果如下圖,這邊只使用預設的網格物件Monkey-Suzanne跟一個平面網格當地面,皆加入Collision(碰撞)物理性質,達到目標布料物件變形的效果。

預設材質模擬效果

預設材質模擬效果

從圖片上可以看出來套用不同的預設材質呈現出來的質地大不相同,跟印象中的對應材質已經相去不遠,如果曾經跟我一樣是看YT影片學習Blender的話,一定會發現他們改了一堆的參數,但即使一直按暫停一步步操作,努力去聽懂對方說的英文,還是做不出跟他們一樣的效果,其中一個原因就是他們很會藏招,故意設定一些很不合理的數值,讓看的人跟著做錯,然後就會去看更多影片增加他們的點閱率。

為了讓布料看起來更滑順幫布料加了一些modifier

為了讓布料看起來更滑順幫布料加了一些modifier

基本參數設定

下圖中,Cloth面板的諸多參數設定中,紅框範圍內可以視為基本的設定,各項參數說明如下。

基本參數設定面板

基本參數設定面板

Quality Steps:每一幀運算的次數,影響模擬品質,數值在1~80之間,在測試過程中設定為1會發生布料直接穿過碰撞物件的現象。

Speed Multiplier:數值在1~10之間,直接影響布料掉落速度,想要快速模擬可以拉高數值。

Physical Properties(物理性質)

Vertex Mass:數值為0~?,指的是每個網格點的重量,數值愈高掉落愈快。

Air Viscosity:空氣的黏滯性,一樣會影響布料掉落的速度,也會影響變形,數值在0~10之間。

Bending Model:分為Angular(角度)跟Linear(線性),在運算時採用的算法,選用Linear時變形會改用結構性去控制。

Stiffness(剛性)

Tension(張力):值在0~10000之間,

Compression(壓力):值在0~10000之間

Structural(結構性):值在0~10000之間,只能應用Linear模式中,

Shear(剪力):值在0~10000之間

Bending(彎曲):值在0~10000之間

Damping(彈性)

Tension(張力):值在0~50之間

Compression(壓力):值在0~50之間

Structural(結構性):值在0~50之間,只能應用Linear模式中

Shear(剪力):值在0~50之間

Bending(彎曲):值在0~1000之間

剛性跟彈性的值建議套用預設材質,或是另外找別人分享的參數設置,如果照抄還是得不到理想的效果,有可能是模型尺度不同。

進階參數設定

Internal Springs  與 Pressure

Internal Springs 與 Pressure

Internal Springs(內部彈性)

官方說明的意思是碰撞模擬過程中,點跟點的距離如果大於Max Spring Creation length就不會碰撞,預設為0則所有頂點無視距離都會模擬碰撞,實際效果需要再測試。

Pressure(壓力)

可以理解成布料內部與外部的氣體壓力差,設定為0時為平衡狀態,大於0是內部壓力大於外部壓力,布料會鼓起來,小於0是內部壓力小於外部壓力,布料會被向內壓,數值在-10000~10000間,過大或過小可能會爆掉。


Custom Volume(自訂體積)

勾選後可以開啟Target Volume參數。

Target Volume(目標體積)

數值在0~10000之間,測試時設定到10000立方體直接變成圓球飛起來。

Pressure Scale(壓力刻度)

設定環境壓力,數值為0~10000,過高會爆掉。

Fluid Density(流體密度)

假設布料內有流體時的狀況,單純模擬而非真的有物件被增加,設定為1時為水的密度,過高會爆掉。

Vetex Group(頂點組)

用頂點組控制受壓力範圍。

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Frank Plaza
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