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海浪表面泡沫_Realflow2013_RealWave方法:系列其中一篇。

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RealWave Surfaces 泡沫

--June 5, 2013 by rftoolfactory

一、RealWave Surfaces 泡沫

--June 5, 2013 by rftoolfactory

RealWave提供了一个"Crest Splash"发射器，可以生成在波峰的浪花粒子。同时应用"Ocean Statistical Spectrum"修改器（modifier，RW波浪修改器）已经可以创建很好的结果。但它缺少一个很重要的功能：例如，不能在海浪表面创建泡沫。有些情况可以用泡沫材质模拟，但迄今还不能在RealFlow中做这个效果。但在RealFlow中可以通过Jacobian Matrix（雅可比矩阵），在浪尖（Spectrum，实际应该是指波形"峰谷"区域）计算出泡沫的发射区域。这是一个很好的算法。而使用Python 脚本可以真正在RealFlow实现。

尽管使用Python脚本进行的初步测试，情况还不错。问题是，现在脚本从Statistical Spectrum发射的出的泡沫粒子（vertices）没有携带任何速度（velocity）信息。因此，这个脚本得要在帧之间计算RealWave每个点的速度，这不算太难解决。例如，使用上面提到的Jacobian Matrix可以很好解决，但计算速度就不如使用C++。幸运的是，现在我们有了RealFlow新的可视化脚本编辑器（"RealFlow Graphs"），因为这个系统提供了一些非常有趣的内建函数功能。

使用Graph方法思路是，直接利用ReaFlow内部函数解出矩阵。RealFlow的 Hybrido技术能使用统计学波浪（Statistical Specturm）方法给流体表面添加小的涟漪（ripple）和波浪(wave)。并且这个Ocean Statistical Specturm有一个输出"White Caps"设置。这个功能恰好是我们所需要的——可以解出雅可比矩阵。我们可以在Graphs中的某些结点，提取生成到我们需要的泡沫粒子。使用这个方法可以创建出很真实的泡沫粒子，从波浪后产生，并会过一会消失掉。这个粒子没有与RealWave表面进行物理交互，仅是由script/graph驱动。

感谢Next Limit的Hilko Cords,真正的Graph-奇才，帮助我们得到这个满意结果。

二、Export White Caps as Image（输出泡沫贴图）

June 11, 2013 by rftoolfactory

作为对"Foam on RealWave Surfaces"的回应，我分享一个RF2013 Graph。使用这个Graph你可以提取出应用了Statistical Spectrum的RealWave表面的White Caps。这个图片会存储成8位黑白TiF文件，但最好选择其它颜色深度。这个Graph位于"SimulationFlow"窗口下的"FramesPost"中。你可以在结点图中看备注了解它是如何工作的。如果你想添加高斯模糊（Gaussian blur）到图片上，直接在模拟时间，你可以关联一个适当结点。默认，这个结点图没有连接上blur，你得到的是原始输出图片。

请记住Statistical Spectrum没有通过modifier控制，而是使用Graph进行直接设置。你可以在在modifier找到完全一样的设置。需要white caps泡沫与波浪表面同步。最终，输出的图片并没有显示出太多细节。得要你自己在在Photoshop中修改图片。

这里有一个XML可供下载（需要翻墙下载）

如果你想用到商业上，没有问题，但注意不要忘记出处是RF_toolfactory

三、下图是整个Graph结点图

这个场景只建立了一个默认的RealWave。

文字简单说明一下，下面的结点图（右击另存图片，可以查看完整大图）：

这个结点图总体思路是：

使用OceanStatisticalSpectrum结点，生成图片，然后使用这个图片直接制作产生RealWave的波形。

我们看到RealWave表面起伏效果就是OceanStatisticalSpectrum生成的，与直接使用RealWave的StatisticalSpecturm修改器产生效果是一样的。但这个修改器不能生成WhiteCap因此这里才不用。

OceanStatisticalSpectrum同时还能输出White Caps这正好就是我们需要的白色泡沫贴图。

下面的结点图其实在两条主线：

一、是生成浪面

二、是生成图片

A.GetCurrentFrameTime获取当前的时间和帧

B.OceanStatisticalSpectrum结点产生波形和whiteCap分别输出到两条线路上

A1.GetRealWaveMesh结点获取取场景中的RealWave 。（它这里说的mesh是，是针对所有CG模型来说的。Mesh就是我们看到网格，你可以理解成获取模型。这里是使用这个结点，让Graph系统得到你在场景中创建的RealWave）

A2.Pass只是一个通过功能，没有实质作用

A3.SetRealWaveMeshFromeImage,可以使用图片生成RW浪面

A4.RealWaveMeshUpdate,"更新"当前RW浪面。"更新"意思是可以根据帧或时间改变效果，而不是做一个"静帧"效果。

B1.ImageConvet，结点是转换不同图片格式。可以修改稿图片位数，输出通道，等。这里是利用前面输出的WhiteCap。

B2.ImageSave,结点会把前面信息输出成图片。它还需要一个时间参数，这样才能每帧保存。

C1.StringFilePathCompose,这是设置输出图片的路径等信息。可以理解成RealWave与系统文件浏览器进行交互。

D,Evaluator结束结点。这个结点标志整个结点图的结束。也可看成最终执行标志。

（经过注释的。右击另存图片，可以查看完整大图）

（这是原始的结点图。右击另存图片，可以查看完整大图）

附录：雅可比矩阵

维基百科：

https://en.wikipedia.org/wiki/Jacobian_matrix_and_determinan

在向量分析中，雅可比矩阵是一阶偏导数以一定方式排列成的矩阵，其行列式称为雅可比行列式。

还有，在代数几何中，代数曲线的雅可比量表示雅可比簇：伴随该曲线的一个代数群，曲线可以嵌入其中。

它们全部都以数学家卡尔·雅可比命名；英文雅可比量"Jacobian"可以发音为[ja ?ko bi ?n]或者[?? ?ko bi ?n]。

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二、Export White Caps as Image（输出泡沫贴图）

三、下图是整个Graph结点图

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