電腦動畫與特效期末專題
我在大三下學期的時候修了一門多媒體所開的「電腦動畫與特效」，並製作了一個小動畫作為這堂課的期末專題，想說在這邊跟大家分享一下製作動畫時的一些心路歷程。
P.S. 因為做動畫的當下沒有打算寫這篇，所以也沒有把製作的過程截圖下來，之後有時間再把整個製作流程 run 一遍，並把截圖補上
製作動機
源自於 Youtube 上面用子彈射擊各種物體的慢動作影片。
（影片相關連結：https://www.youtube.com/watch?v=_rFYhLt7Dlo）
目標
- 結合剛體碎裂與流體的模擬，嘗試模擬子彈射穿盛裝液體的容器的場景
- 盡可能提高動畫的擬真性
- 學習建模與動畫軟體的基本操作
構思
以射擊裝有液體的杯子為例，整個碰撞過程主要包含三個面向
- 子彈射擊杯子時，杯子與子彈之間的碰撞
- 子彈穿過杯中液體時，與液體間的碰撞
- 杯子碎裂後，碎片與液體之間的碰撞
如果將上述三種面向全部模擬出來的話會最接近現實的情況，但是由於硬體設備的不足以及整個模擬的過程過於複雜，後來便決定將碰撞過程拆分成兩個大面向個別處理。
剛體層面
先模擬子彈射擊未盛裝液體的杯子，並將模擬結果存起來。
流體層面
將先前的動畫模擬結果匯入到專門實作流體的軟體當中，直接將流體加入動畫中。此時因為杯子的破碎方式是固定的（先前的存檔），所以流體並不會對子彈以及杯子碎塊造成力以及位置上的影響，流體只是單純照著杯子的碎裂方式去移動。
實作流程
場景：子彈射擊裝有液體的酒杯
用 Maya 作為建模以及模擬剛體碎裂的程式，並使用 RealFlow 處理流體模擬。
在 Maya 中模擬酒杯碎裂
首先在 Maya 裡面建模，包含地板、牆壁、酒杯與子彈。
- 使用 Maya 的 plugin - Pulldownit，來將物體隨機碎裂成多個碎塊，在設定子彈與酒杯的物理屬性（kinematics rigid body 與 passive rigid body）。比較需要注意的是，地板與牆壁等障礙物也要設定屬性，這樣酒杯與子彈才不會穿透進地板或牆壁裡面。
- 設定子彈的 key frame，也就是設定在特定時間下，子彈的位置。設定好之後 Maya 會自行計算物體的移動速度。
- 模擬子彈射擊的過程，並將模擬出來的動畫輸出成 .sd 檔案。
在 RealFlow 中做流體模擬
將先前製作好的動畫匯入進 RealFlow。
- 使用 RealFlow 當中的 emitter（有點類似水龍頭的東西，可以在容器中注入液體），並隨著杯子碎裂的方式，來流體模擬的動向。上一個環節已經說明過了，由於剛體的運動軌跡已經決定，流體並不會影響到剛體的移動方向。
- 將模擬出來的流體匯出。
回到 Maya 做最後修飾
將 RealFlow 製作出來的流體以及原先的杯子動畫合併在一起，並給各種物件加上材質，於場景當中加入光源。