氣體力場

氣體力場主要用于模擬空氣運動的效果，被影響的物體將會產生加速或者減速運動，以模擬"風吹"的效果。

氣體力場你作為某個物體的子物體，當這個物體運動時，就會影響周圍的物體。如圖 10-37 所示，把氣體力場作為雙腳的子物體，當雙腳碰到粒子物體時，氣體力場就會影響粒子物體，以產生水紋或者灰塵的效果。

圖 10-37 氣體力場作用效果

在 Dynamics 模式下，執行 Fields → Air □命令，打開如圖 10-38 所示的對話框，以便設置氣體力場的各種參數。

● Air Fields Name ：設置氣體力場的名稱。

● Wind ：系統默認的自然風設置，可以產生一種接近自然風的效果。可以使受影響的物體做加速運動。

● Wake ：系統默認的陣風設置，可以產生一種近似間歇風的效果。

● Fan ：系統的默認設置，可以產生一種柔風的效果，被影響的物體將在 45 °擴 展范圍內沿 X 軸以每幀 5 個單位的速度移動，效果如圖 10-39 所示。

圖 10-38 Air Options 對話框

圖 10-39 柔風效果

● Magnitude ：設置氣體力場的強度，即受影響物體的移動速度。 Magnitude 和 Direction X 、 Y 和 Z 屬性共同決定了風的速度。

該數值越大，氣體力場的力量越大。如果該值為正值，氣體力場向外推被影響物體，如果該值為負值，氣體力場向內吸引被影響物體。

● Attenuation ：隨著氣體力場和被影響物體之間距離的增加，力場將會相應減小 強度。當 Attenuation 為 0 時，氣體力場的強度不變。

● Direction X ， Y ， Z ：設置氣體的吹動方向。

● Speed ：用于控制被氣體力場影響的物體的運動速度。當 Speed 的值為 1 時，物體與空氣的運動保持同步；當 Speed 的值為 0 時，物體不會運動，這相當于關閉了氣體力場。

● Inherit Velocity ：當氣體力場作為子物體隨其父物體一起運動時，氣體力場本身的運動會影響它所產生的空氣運動， Inherit Velocity 就是用來設置這種影響力的，物體受影響的程度可以用如圖 10-40 所示的曲線來表示。

圖 10-40 受影響物體的移動速度

● Inherit Rotation ：和 Inherit Velocity 相類似，當氣體力場本身是旋轉的，或者氣體力場是旋轉物體的子物體時，氣體力場的旋轉將會影響氣體力場所產生風的運動。

● Component Only ：當復選框處于非選中狀態時，氣體力場對被影響物體的所有 元素的影響力是相同的；當該復選框處于選中狀態時，氣體力場僅僅對物體中的某些元素起作用。

● Enable Spread ：當該復選框被選中時，氣體力場只對被影響物體在 Spread 文本框設置范圍內的元素起作用；當沒有被選中時，氣體力場對物體在 Max Distance 文本框設置范圍內的元素起作用。

● Spread ：選中 Enable Spread 復選框時，氣體力場的影響范圍是一個圓錐形區域，此文本框用于設置圓錐形區域的角度大小，如圖 10-41 所示。

● Use Max Distance ：當該復選框處于選 中狀態時，氣體力場只對被影響物體在 Max Distance 文本框設置范圍內的元素起作用。當沒有選中該復選框時，氣體力場與被影響物體之間將不會受到距離的影響。

● Max Distance ：設置氣體力場影響大的最大范圍。

下面是氣體力場作用方法的制作實例，具體操作步驟如下：

(1) 新創建一個場景，創建一個二維粒子矩陣和一個 NURBS 球體，如圖 10-42 所示。

(2) 為球體制作出一些移動動畫，但要保持球體的 Y 軸坐標保持不變。

(3) 確認球體處于選中狀態，執行 Fields → Air □命令，在出現的 Air Options 對話框中單擊 Wake 按鈕，設置 Magnitude 的值為 10 ，然后單擊 Create 按鈕。

(4) 為了使氣體力場跟隨球體運動，需要使氣體力場成為球體的子物體。執行 Window → Hypergraph 命令打開 Hypergraph 窗口，用鼠標中鍵將氣體力場拖動到球體上，結果如圖 10-43 所示。

圖 10-42 建立場景

圖 10-43 Hypergraph 窗口

(5) 執行 Window → Relationship Editor → Dynamic Relationships 命令，以打開 Dynamic Relationships 窗口，在該窗口左側的物體列表中選中粒子物體，然后在右側的窗格中選 airField1 項，如圖 10-44 所示。這樣氣體力場將影響粒子。

圖 10-44 Dynamic Relationship 窗口

(6) 播放動畫觀看動畫，最后效果如圖 10-45 所示。

圖 10-45 最后效果

拖拽力場

拖拽力場主要用于在物體運動時，模擬摩擦力或者阻力的運動現象。執行 Fields → Drag □命令，打開如圖 10-46 所示的對話框，以便設置多種參數。

圖 10-46 Drag Options 對話框

● Drag Field Name ：設置拖拽力場的名稱。

● Magnitude ：設置拖拽力場的強度，值越大，被影響物體的摩擦力或者阻力就越大。

● X 、 Y 和 Z Direction ：設置拖拽影響力的方向。當物體移動的方向與拖拽力場的方向相同時，拖拽力場具有最大的阻力作用；當物體移動的方向與拖拽力場的方向垂直時，拖拽力場不起作用，當物體移動的方向與拖拽力場的方向相反時，拖拽力場會加速物體的運動。圖 10-47 所示的為 DirectionX ， Y ， Z 值為 1 時，粒子所受影響的效果。

圖 10-47 拖拽效果示意圖

重力場

重力場主要用于模擬地球的引力，可以使被影響物體的沿固定的方向墜落，這種效果被大量的應用于虛擬顯示的環境中。執行 Fields → Gravity □命令，打開如圖 10-48 所示的對話框。

圖 10-48 Gravity Options 對話框

● Gravity Field Name ：設置重力場的名稱。

● Magnitude ：設置重力場強度大小，其值越大，受影響物體的下落速度越快。

● Direction X 、 Y 和 Z ：設置重力場的方向。

牛頓力場

牛頓力場主要用于模擬萬有引力定律，根據萬有引力定律，具有牛頓力場的物體可以吸引另一個物體，迫使這個物體朝向它運動?？梢岳门ｎD力場來模擬碰撞球等

物理現象。執行 Fields → Newton □命令，打開如圖 10-49 所示的對話框。

圖 10-49 Newton Options 對話框

● Newton Name ：設置牛頓力場的名稱。

● Magnitude ：設置牛頓力場強度大小，其值越大，牛頓力場的影響力就越大。

● Attenuation ：當牛頓力場和被影響物體之間的距離增加時，力場的強度將隨之 變小。當 Attenuation 的值為 0 ，牛頓力場的強度將不受距離的影響。

● Min Distance ：設置牛頓力場影響的最小范圍。

● Use Max Distance ：當選中此復選框時，牛頓力場只對在 Max Distance 文本框設置范圍內的影響物體起作用。如果沒有選中此復選框，受影響物體將永遠受到牛頓力場的影響。

● Max Distance ：設置牛頓力場影響的最大范圍。

下面是牛頓力場的一個實例，具體操作步驟如下：

(1) 執行 Window → Settings/Preferences → Preferences 命令，彈出 Preferences 對話框，選中 Dynamics 選項，確認 Auto Create Rigid Body 復選框處于選中狀態，如圖 10-50 所示。

圖 10-50 Preferences 對話框

(2) 在場景中建立一個 NURBS 球體，然后沿 X 軸移動，使它遠離坐標中心點，如圖 10-51 所示。

圖 10-51 建立 NURBS 球體

(3) 確定球體處于選中狀態。執行 Fields → Newton □命令，打開 Newton Options 對話框，執行 Edit → Reset Setting 命令，然后單擊 Create 按鈕。

(4) 按 Ctrl+A 鍵，打開 Newton Options 對話框，設置 Attenuation 的值為 0 。

(5) 重新選中球體，打開 Attribute Editor 對話框的 rigid Body1 選項卡，然后打開 Initial Settings 選項組，設置 Initial Velocity 的值為： 0 ； 0 ； 5 ，如圖 10-52 所示。

圖 10-52 球體的 Attribute Editor 對話框

(6) 播放動畫觀看動畫效果。

放射力場

放射力場可以用力模擬磁鐵的物理現象，它可以呈放射狀的排斥或者吸引被影響的物體。執行 Fields → Radial 命令，打開 Radial Options 對話框，如圖 10-53 所示。

圖 10-53 Radial Options 對話框

● Radial Field Name ：設置放射力場的名稱。

● Magnitude ：設置放射力場的強度，數值越大，放射力場的影響力就越大。如果該值為正值，放射力場就會向外排斥被影響的物體；如果該值為負值，則放射力場就會向內吸引被影響的物體。

● Attenuation ：當放射力場和被影響物體之間的距離變大時，力場強度也會隨之 衰減。當該值為 0 時，放射力場的強度保持不變。

● Radial Type ：設置放射力場的衰減方式。當該值為 1 時，放射力場的影響力隨 距離的增加而衰減；當該值為 0 時，在放射力場影響范圍的最大距離上，放射力場的影響力逐漸變為 0 。

● Use Max Distance ：選中此復選框時，放射力場只對在 Max Distance 文本框設置范圍內的影響物體起作用；如果沒有選中此復選框，受影響物體將永遠受到放射力場的影響。

● Max Distance ：設置放射力場影響的最大范圍。

下面是放射力場的一個實例。具體操作步驟如下：

(1) 創建一個場景，并且創建一個二維粒子矩陣，如圖 10-54 所示。

(2) 保持粒子物體處于選中狀態，執行 Fields → Radial 命令為其添加放射力場，然后播放動畫，可以看到粒子矩陣在向外擴張，如圖 10-55 所示。

圖 10-54 二維粒子矩陣 圖 10-55 排斥效果

(3) 選中放射力場，打開 Radial Options 對話框，更改 Magnitude 的值為– 5 ，再次播放動畫可以看到如圖 10-56 所示的效果。

圖 10-56 吸引效果

振蕩力場

振蕩力場可以使被影響的物體產生不規則的噪波效果，如圖 10-57 所示。利用它可以模擬自然界中某些液態或者氣態 ( 如空氣和水 ) 無規則的運動狀態。

圖 10-57 振蕩力場作用效果

執行 Field → Turbulence 命令打開其參數對話框，如圖 10-58 所示。

圖 10-58 Turbulence Options 對話框

● Turbulence Field Name ：設置振蕩力場的名稱。

● Magnitude ：設置振蕩力場的強度，其值越大，振蕩力場的影響力就越大。

● Attenuation ：當振蕩力場與被影響物體之間的距離增大時，力場的強度會隨之 減小。當 Attenuation 的值為 0 時，振蕩力場的強度保持不變。

● Frequency ：設置振蕩力場的震動頻率，數值越大，被影響物體的震動頻率越高。

● Phase X 、 Y 和 Z ：設置振蕩力場相位的大小。

● Nosie Level ：設置振蕩力場不規則的程度。

● Noise Ratio ：設置振蕩力場震動比率的大小。

● Use Max Distance ：選中此復選框時，振蕩力場只對在 Max Distance 文本框設置范圍內的影響物體起作用；如果沒有選中此復選框，振蕩力場僅從物體的中心向外發揮作用力。

● Max Distance ：設置放射力場影響的最大范圍。

下面是振蕩力場的一個實例，具體操作步驟如下：

(1) 創建一個場景，再創建一個二維粒子矩陣，如圖 10-59 所示。

(2) 確認粒子物體處于選中狀態，執行 Fields → Turbulence 命令，添加振蕩力場。

(3) 播放動畫觀看效果，如圖 10-60 所示。

圖 10-59 建立二維粒子矩陣 圖 10-60 振蕩力場效果

統一力場

統一力場可以使被影響物體在某個方向做勻速運動。執行 Fields → Uniform 命令，打開如圖 10-61 所示對話框。

● Uniform Field Name ：設置統一力場的名稱。

● Magnitude ：設置統一力場的強度，數值越大，統一力場的影響力就越大。如果該值為正值，放射力場就會向外排斥被影響的物體；如果該值為負值，則放射力場就會向內吸引被影響的物體。

圖 10-61 Uniform Options 對話框

● Attenuation ：當統一力場和被影響物體之間的距離變大時，力場強度也會隨之 衰減。當該值為 0 時，統一力場的強度保持不變。

● Direction X 、 Y 和 Z ：設置統一力場作用力的方向。

● Use Max Distance ：選中此復選框時，統一力場只對在 Max Distance 文本框設置范圍內的影響物體起作用；如果沒有選中此復選框，振蕩力場僅從物體的中心向外發揮作用力。

● Max Distance ：設置放射力場影響的最大范圍。

下面是統一力場一個實例，具體操作步驟如下：

(1) 創建一個場景，并且建立一個二維粒子矩陣。

(2) 確認粒子物體處于選中狀態，執行 Fields → Uniform 命令打開 Uniform Options 對話框，設置 Direction X 、 Y 、 Z 的值分別為 0 ； 5 ； 0 。

(3) 播放動畫可以看到粒子物體勻速向上運動，如圖 10-62 所示。

圖 10-62 統一力場作用效果

漩渦力場

漩渦力場可以使被影響的物體做圓環或者螺旋狀的拋射運動，漩渦力場作用于粒子，可以產生螺旋或者旋風的效果。執行 Fields → Vortex □命令，打開如圖 10-63 所示對話框。

圖 10-63 Vortex Options 對話框

● Vortex Field Name ：設置漩渦力場的名稱。

● Magnitude ：設置漩渦力場的強度，數值越大，統一力場的影響力就越大。如果該值為正值，漩渦力場就會逆時針旋轉被影響的物體；如果該值為負值，則漩渦力場就會順時針旋轉被影響的物體。

● Attenuation ：當漩渦力場和被影響物體之間的距離變大時，力場強度也會隨之 衰減。當該值為 0 時，統一力場的強度保持不變。

● Axis X 、 Y 和 Z ：設置被影響物體的旋轉軸。

● Use Max Distance ：當選中此復選框時，漩渦力場只對在 Max Distance 文本框設置范圍內的影響物體起作用；如果沒有選中此復選框，漩渦力場將永遠影響指定物體。

● Max Distance ：設置放射力場影響的最大范圍。如果用漩渦力場作用于物體，通過設置粒子的 Conserve 屬性，可以控制粒子的運動方式。當 Conserve 的值為 0 時，粒子物體呈環行式運動，如圖 10-64 所示。當 Conserve 的數值大于 0 時，粒子物體呈螺旋式運動，如圖 10-65 所示。

圖 10-64 圓環形運動 圖 10-65 螺旋式運動