(16)用volume簡單實作水面下的效果

先扯點題外話....
看到那些八八水災的報導，對災民的處境雖不能感同身受，但也會有想要下去幫點忙的衝動。最近也在想....如果這些水量是降落在台北，想必也會是一場浩劫

◢▆▅▄▃天佑╰(〒皿〒)╯台灣▃▄▅▇◣

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這次是試著實作水面下的效果。上一次做跟水底有關的效果，大概是5,6年前的事了，那時是用3ds max照著書上的範例來做，連RenderMan這個詞都沒聽過。這次要用RenderMan來做，一開始有點傷腦筋，不過把Finding Nemo開來看個幾次之後，也有了點fu，就測試出如上面影片的樣子的東西囉。這篇就是大致上介紹一下上面的影片是如何做出來的，也是我第一次用到RenderMan的volume來做東西。

首先是建置一個這樣的場景：一顆sphere中包著兩片平行的plane，然後camera從這兩片平行的plane裡看過去。如下圖

















這裡會用到3個ensemble，分別是水面的、水中的、水底的。這裡先介紹水中的(下圖左:Ensemble_volume)，和水面的(下圖右:Ensemble_ocean_surf)。要注意的地方是，在Ensemble的Atmosphere上，接上smoke這個volume shader。將Ensemble_volume和Ensemble_ocean_surf分別attach在場景中的sphere和上方的plane上。Ensemble_volume的Surface接一個constant當作底色；將這兩個Ensemble接上smoke這個node的功用是~smoke這個volume shader會對這兩個Ensemble發生作用。





















上面那個smoke 如下圖。這裡小小介紹幾個欄位：
Color : 就是color ，沒辦法更白話了
Density：volume的濃度
Sampling Increment：volume的顆粒大小
至於這裡Pattern接的SLBox，本來是想要給它一點動態的變化，但是發現好像不明顯 @@，所以也就不特別介紹了~後面會在介紹Color接的SLBox是做什麼用的。





















接著是水面波紋的介紹。可以看到Ensemble_ocean_surf上分別在Surface和Displacement上接了Delux和Simple。其中displacement是接一個SLBox，如下圖





















SL code內容如下：簡單來說，就是用一層波紋較大片(f)的再疊上一層波紋叫細密(f2)的pattern，然後餵進時間變數(v1)，來做出動態效果。
/******************************************************/
/* float */
float hump = 0, hump2 = 0;
float j, f = 12, f2=200, amplitude = 1;

point p= transform("object", P);

for(j = 0; j ＜3 ; j+=1)
　hump += abs(noise(p * f+2*v1) - 0.75) * amplitude;
　f *= 2;
　amplitude *= 0.5;
　}


for(j = 0; j ＜3; j+=1)
　hump2 += abs(noise(p * f+2*v1) - 0.75) * amplitude;
　f *= 2;
　amplitude *= 0.5;
　}


result = 1.75*(hump)+0.4*hump2;
/******************************************************/



接下來先介紹一個result會隨景深(Z軸)越深而漸漸變小的SLBox(type為float)。這裡將其命名為Z_d

SL code 如下：zmax和zmin分別為最大值的景深和最小值(camera前)的景深，視場景大小而定
/******************************************************/
/* float */
point pp = transform("camera",P);
point py = transform("world",P);
float zr = (zcomp(pp)-zmin) / (zmax-zmin); zr = clamp(zr,0,1);
result = zr*zr;//乘兩次的用意是...加重落差
/******************************************************/












然後來看看用在做水波全反射用的SL code。乘上v4的用意是，讓水面的眼色會隨著景深越深而越來越黑。除此之外，也將Ensemble_ocean_surf上的Delux的opacity接上前述的Z_d，好讓其透明度隨著景深降低。

/******************************************************/
normal n = normalize(N);
normal i = normalize(I);


result = (v1+v5)*v3*v4;

//視角與法向量內積的值小於某個值後，即將其改成較亮的顏色，
//來摹擬全反射。
if(abs(n.i)<0.3)
　result = v4*(v2*v3);
/******************************************************/








同理，在smoke的color上，接上的SLBox，其SL code就只是簡單的color*Z_d(顏色*景深)。

至於水底........就找張還ok的貼圖，乘上Z_d，再加點顏色的動態擾動以及一點displacement即可~

(15)實作一個結冰的動態

最近在ptt上面發現一個很溫暖的地方→內湖版！
不只家在內湖，從幼稚園到高中，我都是在內湖度過的，覺得這是個生活機能好，有美麗環境，居民又熱心的地方～

所以就想在這篇的影片上，表示一下我對這可愛的地方的喜愛～

內湖Good!!

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在RenderMan上是可以讓一張texture動態的出現，以下就小小的實作一下囉！(其實基本上，使用RenderMan可以做出很多動態的效果)

這裡要做出的效果是....一個金屬要結冰，但不是整顆同時結，而是從邊邊角角的部位開始漸層的往內擴散~

◎先準備一張像雪的texture~
下面那張是來自這個材質的好站：
http://www.davegh.com/blade/davegh.htm
站長是一個國外專業的繪製材質藝術家(但好像很久沒更新了)























◎在ImageFile裡使用那張texture，並將其接到一個type為float的Spline上，調整一下curve，使其白色的部份變的較為突出。





















◎在Delux裡，接上一個type為color的SLBox(這裡是接在v4上)。在這裡的作用是....在這個SLBox裡寫的code所產生的效果(結冰)，可以動態的將Diffuse、Specular、Reflection...等，慢慢蓋掉。






















◎這裡就是上述那個SLBox的內容:
v2: [expr $time/5]->此為一個tcl語法，即v2的值為所經過的時間的五倍慢
v3: 連接一個float noise node
v4: 連接上面那個Spline node





















◎此為寫在SL code裡的code，小小的解說一下:
/*********************************************************************************/
//宣告兩個type為color的變數，其中finalColor為最後呈現的顏色
color C = 1;
color finalColor=0;

//pp來物件座標的點的值
point pp = transform("object", P);

/*hump為控制結冰的範圍的值，3.2和1.4為測試出來的值，3.2為pp到物件中心點的距離的上界。當v2(時間)為0時，也就是還沒開始結冰。當時間過越久，也就是v2的值越大，hump的值就越小，3.2-hump的值就越大；也就是說...結冰的範圍就越大*/
float hump = 3.20-1.4*(noise(10*s,10*t))*v2;
float rp;

/*當物件表面的點，到物件中心的距離(length(pp))，大於hump的話，就將其做結冰的效果，否則就不作用，維持原本物件表面的樣子*/
if(length(pp)>hump)
{
//用smootstep這個function做出漸層的效果
rp = 1.4*smoothstep(hump, 3.2, length(pp));
finalColor = v4*C*v3*rp;
}
else
{
finalColor = 0;
}

result = finalColor;

/******************************************************************************/

上面的影片中，還有加displacement，也是從這個SLBox node接出去做出來的囉~