Realflow 2017 v10.0.0.0135中文版 附使用教程

Realflow 2017中文版是一款专业的流体动力学模拟软件，涵盖多种设计工具，用户可以轻松创造出各种纹理效果，及其逼真，操作简单，有需要的用户可以下载体验哦！一定会为您带来意想不到的效果。

软件介绍

RealFlow是专用于水面波浪的模拟，如海面、落入物体后水面泛起的涟漪、行驶在水中的船(包括破浪泛起的粒子水花和产生的水面拖尾)，能够完成的项目包括：物体落入水面后激起波浪，并且随水面上下波动，还能产生溅起的水花。粒子落在水面上泛起的涟漪。在水面上快速运动的物体产生尾迹、水花和波浪，常用于船只的航行模拟。表现动态、自然波动的水面，如湖泊、水池、海洋等，还能产生海水拍岸溅起海浪水花的效果。

RealFlow没有提供任何照明和渲染功能。你可以通过调节粒子流的UV坐标来拖拉纹理，从而创建各种纹理效果。你可以为网格创建UV坐标，并且创建 “Wet Texture Maps” （打湿纹理贴图）。它可以创建非常丰富和真实的纹理效果，但不能在传统的场景中进行纹理贴图。通过为软件重写流体解决方案，现在的模拟速度提高了20%到 30%。程序可以更好地处理多处理器系统和巨大的内存分配。最具创新性的功能是“Wet Texture Maps”（打湿纹理贴图）。当粒子碰到表面，它在物体的表面上“绘制”纹理。因此，它可以在表面上留下痕迹或者“打湿”纹理。

Realflow 2017特色

1、质量：每一个模拟都非常卓越，效果非常棒。

•简单的导入你的场景,从RealFlow添加液体和直接渲染出来。

•直接在RealFlow微调真实材质,连接如速度、漩涡度或生命值。

•有效静态帧或动画序列。

•采用最先进的基于物理渲染引擎:Maxwell Render™。

•精确的碰撞模拟。可以在复杂几何和超速的对象模拟精确和快速的碰撞。

Hybrido也受益于 RealFlow 2015更深入的OpenVDB算法的集成。

Hybrido翻转模拟现在更快,更准确的碰撞,和更好的内存管理,尤其是在处理复杂几何和快速移动的对象。

2、速度：DYVERSO，新DYVERSO工具(DY-SPH DY-PBD)流体动力学。

新版DYVERSO(DY-SPH,DY-PBD)的流体解算程序效果惊人，使您的模拟创作更上一层楼。新的DY-SPH和DY-PBD解算程序功能强大，并且GPU也得到加速您的模拟创作速度大增。超出您的期待，创建光滑的层状网格，使您的模拟创作更加逼真。直接渲染RealFlow模拟仿真。

3、控制：用户界面

•RealFlow 2015新版本的用户界面挤满了大量的新的增强工具,使它更友好，更人性化。

•增强的用户界面:关系编辑器节点更紧凑。

•节点面板：点击工作流。

•参数面板：动画按钮,表达式,Params锁定,ramps曲线小部件,滑块与鼠标中键的控制。

Realflow 2017新功能

新的呈现令人难以置信的细节的基础求解器。
新的飞溅和泡沫发射器迅速处理。
增强的工作流程：RealFlow Graphic
新的，可视化的基于节点的方法来设置场景元素之间的联系。
创建RealFlow的模拟图，无论何时何地在模拟过程中，您可以 创建/修改/提取 场景元素中数据。
快速高品质预览： Maxwell Render（麦克斯韦渲染）
预览你的模拟呈现在背景与麦克斯韦渲染质量。
新的文件格式：Alembic
新的文件格式允许您更大的灵活性，在你的管道，并提供高效的数据交换。
改进压裂工具
更快更可控的破碎。
改善了的网格化算法 RealFlow RenderKit
新的网格算法意味着更小，更富有细节的网格。

Realflow使用教程

创建漩涡

RealFlow能处理多种模拟任务：流体，刚体和柔体，波浪，风格化流体。用这些工具几乎能完成所有的任务，但仍有一种不行：气态液体(gaseous fluids)

当然没有必要用复杂的计算写一个基于Python的烟雾解算器。另外最常见的方法已经被申请成专利了。(例如 J. Stam’s “Stable Fluids”流体静力学)所以，如果你要编写一个商业烟雾解算器，你必须开发自己的方法，那是一件非常困难的事。此外一切都要适应RealFlow本身，比方说，特色。

图1.RF_toolfactory VortexFlow插件基于密度的烟雾模拟。

当你看一下模拟的烟雾时，我会发现两个重要的事。

1.烟雾上升是由于浮力

2.有大的涡流还有小的涡流(紊乱、卷边)

产生小的紊乱和卷边方法，称为(涡流限制 Vorticity Confinement)。这个技术引入速度(velocity)在某些领域，创建小的速度随机。涡流限制(vorticity Confinement)实际上增加了烟雾的真实感，使一切变得自然。

然而在许多情况下，是不需要这么多细节的。例如缩放很大的烟流(烟羽)，或远处的烟雾源。问题是，要做大的涡流是非常困难的使用RealFlow标准流体解算器。

所提出的方法实在是很基础的，只达到近似级水准，但你在使用这方法时可能会找到一个新的方法来拓展脚本，去达到更好的效果。真正工作使用时，一定要经过试验，脚本对错误是非常敏感的。因此，本教程实际上是快速的方法提示，而不是全面详细的讨论。但也许你会觉得很有意思，看看你可以用这个方法获得什么。

准备

主要的困难是，迫使流体粒子沿着圆圈发射器路径运动，像升起的烟雾。实现这种行为的方法或公式是一定要引入Python脚本。一个好主意是在互联网上搜索，你很快就会发现两种基本方法：层流(laminar)和湍流(turbulent flow)

在层流流体下在某一个方向没有湍流，可以在水管或通道观察到这样的行为。湍流是非常难以描述的，因为流体看起来没有一个确定方向。

在湍流中你能看到漩涡和不同方向的流动。层流和湍流之间有这样一个关系：超过一定标准时，层流可以变成湍流。这个标准就是的雷诺数(Reynolds numbe)。在漏斗，狭窄的管道或障碍物里面的流体可以看到，这两种状态之间的转换。

层流

这种方法将要使用的公式被称为“Stokes定律”。这个术语，用来描述流体中球形体(粒子)的摩擦力。这力的大小也取决于粒子半径和流体粘度。跟其它任何摩擦力一样，Stoke力导致body/particel减速。在我们例子中，力作用在周围流体。

Fs = 6 ∏ η R v

Fs 是Stokes 力，∏是 pi，η('Eta')是流体动力学粘度。R是粒子半径，v是速度。这个方法优点，RealFlow可以提供所有必要参数给这个公式。这个思路是创建一个层流的力场抵消流体的上升运动来减速粒子。另一方面，粒子的浮力使流体上升。这上升流体在层流力场影响下会减缓粒子。这意味着，必须作用在粒子云外面。

为得到粘稠的效果必须要有很高的粘度值(viscosity)。这也将减慢整个粒子流，当粒子流累积在流体前面。因为动力学粘度值 1是水20°C时，它可以被忽略掉。但你能模拟不同流体。为什么最终是负的力，是为了抵消了上升粒子流：

Fs = - 6 ∏ηR v

图 2：层流(laminar flow)说明

引入负号，因为这力能抵消粒子向上运动。最终，我们得计算粒子半径 R。当你参考RealFlow手册时，会看在发射器"Resolution"参数下看到这个半径公式。这正是我们需要的：

湍流(TURBULENT FLOW)

思考湍流时你会遇到一个困难。当流体在障碍物周围，物体后面就会产生低压区。

在前面有高一点的压力。这不同的压力就是流体的阻力，这力可以被表达成：

Cw是阻力系数，A 是障碍物横截面。因为我们可以把流体粒子看作一个个小球体，Cw值是0.45,A就是简单的圆面积：∏R2(译者注：原文应该写错了)

图3：湍流图例

尽管这个公式能产生一种力，但仅是一方面，并不能产生湍流。仅仅是流体经过时的力(fluid experiences 不知道合适怎么说)。要找到层流变成湍流时间点，雷诺系数(Reynolds number)(后面写为Re)是很重要的。定义Re不是隐藏的，可从RealFlow标准参数来计算，但这仅仅是达到实际效果并不能正确描述湍流物理现像。

湍流和卷曲需要一个更加复杂的方法，基于从Navier - Stokes方程的向量场。这各种物理性质的向量场，通常存储成网格(grid)。这是“基于网格的流体”一词的由来。(grid based fluids)

RealFlow 湍流参数

RealFlow的标准粒子提供了湍流参数，但这不是自定义的值，是SPH(译者注：Smoothed Particle Hydrodynamics)流体内部参数。用脚本可以写成矢量格式：

ω = Vector.new(ωx, ωy, ωz)

脚本

对于此脚本，要使用RealFlow辅助器，因为它是一种特殊功能，可以给粒子施加外部力给网格流体或物体，这是方法很稳定，可放心使用。 脚本辅助器可以这样添加：

Edit > Add > Daemons > Scripted

辅助器结点面板提供了"Edit"功能。请注意脚本窗口模式。这意味着，你必须关闭此窗口再次访问底层的RealFlow面板。这实在是烦人，但不能改变。

为了使一切更方便，你也可能添加一个小型的GUI(图形用户界面)。关于这部分更多说明请参看，RF脚本那本书，GUI部分。如果你要创建GUI，请创建成Batch Script.如果你要加在辅助器”def onSimulationBegin"部分，RealFlow可能会崩溃。

#--------------------------------------------------

# Function: applyForceToEmitter

# This function is called by the simulation engine

# when external forces should be applied to the

# particles in the emitter.

#--------------------------------------------------

import math

import random

def applyForceToEmitter( emitter ):

normalThreshold = 0.85

emitterRes = emitter.getParameter("Resolution")

pRad = 1 / ((1000 * emitterRes) ** (1/3))

dynVisc = 1.0 # this is not RF’s Viscosity value!

particle = emitter.getFirstParticle()

while (particle):

pVel = particle.getVelocity().module()

pNormal = particle.getNormal().module()

rndRange = random.uniform(-0.02, 0.02)

if (pNormal >= nornmalThreshold + rndRange):

stokesForce = -6 * math.pi * pVel * pRad * dynVisc

if (scene.getAxisSetup() = = AXIS_SETUP_YXZ):

vortexVec = Vector.new(0, stokesForce, 0)

else:

vortexVec = Vector.new(0, 0, stokesForce)

particle.setExternalForce(vortexVec)

particle = particle.getNextParticle()

这个脚本是非常简单的。在第一部分，粒子半径取自发射器的“Resolution".然后脚本遍历所有粒子，读出单个速度矢量。

使用的X，Y和Z单独的值，而不是矢量的大小

这是计算“module()”语句。这个方程是：

magnitude = sqrt(x2 + y2 + z2)

这个方程(module())结果是标量(仅仅是数字)，不是由三个值组成的矢量。这个操作的原因是矢量不能作为检查条件来判断是否满足条件。但用浮点数字就不存在这个问题。

相同的过程(向量 - >模 - >标量)是适用于粒子的正常方向。这个方法必须要找出外面流体，法线模长(normal’s magnitude)是这脚本最重要和最敏感的值(见参数的调节)。所以脚本仅仅决定粒子在流体外面，力(=阻力)将接受场景设置。为了变得更丰富一点，加一点随机值到法线的模(normal’s magnitude)。

参数调节

正如所提到的，主要思路是，减缓流体外部粒子。内部粒子仍然保持初始速度，和拖缓粒子速度。由于粘度(也称为内部摩擦力)，整个流体最终会放慢，粒子的聚集在流体的头部。

图4：相互影响的不同力，最终创建上升的烟雾

上面图片说明的方法：Stoke力Fs减缓流体外部粒子。浮力Fb作用在所有粒子上，产生了一个吸引力，使粒子向下。在这个边界可以看到涡流

想得到这个效果，必须标志出流体粒子的外面，这是为了检查法线。越接近流体粒子外部法线就越大。问题是这个值，发射器resolution值越高，它就减小。用“Resolution”值为1.0，"normalThreshold“变量可以是1.5或更大。用非常高的设置，是0.5或更小。不幸的是不能为每个resolution设置一个固定的值，因为粒子数和法线长度关系不是线性的。意思是你要测试和试不同的值

羽流的质量取决于法线阈值(normal threshold)

图5.一个上升烟的模拟

这已经调整的“normalThreshold”0.85，circle发射器 缩放是(0.5，0.5，0.5),Resolution值是4.0，Speed是2.0

另一个重要的值是发射器的“Viscosity”参数。如果它太小，那么效果不能完全体现出来。

能达到最好的效果设置值在4.0与6.0之间。如果有逃逸的粒子，可以加一个"k Volume"场，或放一个盒子在发射器附近。另一个可能是增加“min substeps”(这值对逃逸粒子有很大影响)