（图文+视频）C4D野教程：xpFluidPBD详细概述及粘稠流体浇筑案例演示

这个是老早以前我就给鹿友们推荐过的一套专门讲使用xpfluids制作流体的教程：

教程中讲了不少知识点，是套不错的教程，缺点是只有机翻的字幕，看起来非常吃力。

我其实当时也就看了个大概，过不了多久就忘记了。

国庆期间我想着干脆把这套教程翻出来再仔细看看，这一次我是一边看一边做的笔记，虽然可能会有很多内容由于是机翻字幕的原因也是一知半解，但是至少印象会深不少：

花了6天的时间把这套半生肉的教程啃完，然后我觉得可以通过自己的理解写一些内容出来，于是又花了几天的时间整理和尝试，所以截至到现在才发出来。

开始之前我们先进行一下简单的说明，XP在模拟流体方面是有三个工具的：xpFluidPBD，xpFluidFX还有xpFluidFLIP。

xpFluidPBD：通过影响粒子之间的位置来模拟流体的效果。

它的本质是一个修改器，更适合小中型的场景模拟。一般来说使用xpFluidPBD模拟流体会更简单更快速，但在物理层面上不够真实。

xpFluidFX：更适合于中大型的场景模拟，物理层面上它是一种更精准的模拟方式，因此模拟起来相对会要慢一些。

它本质上是一个解算器，在模拟流体、沙子、颗粒一类的效果可以选择xpFluidFX。

xpFluidFLIP：官方说明粒子如果存在于xpFluidFLIP的体素内，它的每一帧的速率会被xpFluidFLIP体素进行采样，计算出一个临时的速度场，然后反过来再影响粒子。

所以我的理解xpFluidFLIP是有点类似于力场，这个对象其实我从来没有用过，所以也就不做过多说明了，好像在模拟某些流体翻转水花一类的效果方面会比较不错。

因为我看的这个教程是纯粹讲使用xpFluidPBD模拟，所以其他两个对象的使用暂时不在分享范围内。

然后今天的文章我打算先通过一个比较简单常见的案例，类似巧克力或者奶酪芝士类的粘稠流体浇筑的效果来分享一下xpFluidPBD的各项参数以及运用。

好了，废话了这么多，开始我们今天的正题吧！

打开C4D，先新建一个圆柱，适当的调整它的大小和分段。

这个圆柱我们后面只是用来与流体产生融合的，先新建一个用于方便观察以及调整流体的运动范围，并没有其他的用处：

再新建一个大大的圆盘，这个圆盘是用于和流体产生碰撞的，它的位置比圆柱的位置稍微低一点就好：

给圆盘添加XP的碰撞标签，关掉反弹，摩擦力改到最大：

新建一个发射器，调整到适当的高度，我希望流体是类似芝士那种片状的形态，所以发射器的形状是方形，适当的调整宽度，高度给一丢丢就好：

新建一个重力场，让粒子自然下落产生碰撞，参数默认，这个不用多说哈：

调整帧速率25，做10秒的动画，这个不用多说哈：

我这里给发射器添加了一个灰猩猩的Signal插件，让它每50帧完成一次X轴-45到45的位移运动，然后循环模式改为pingpong，当然你也可以手K哈：

模拟流体的时候，粒子的半径1-3都比较合适，但是最好不要低于1，所以我这里将粒子的半径改为1，然后将速度改为0，让粒子直接受到重力的影响自然下落：

在模拟流体的时候，我们发射器的类型最好选择为使用射击（无相交）、六边形或规则发射。

所以我这里选择的是射击模式并且勾选了无相交，官方的说明是如果要真正的无相交，无相交的半径应该是粒子半径的2倍。

我这里觉得给到1就挺好了，也比较好控制，让它持续发射200帧，粒子的数量我们后面看情况再调整：

另外为了防止粒子滑动，我在粒子的额外数据里把摩擦力也改到了100，基本上发射器的设置就是这样的了：

接下来给场景添加xpFluidPBD，为了防止显示方面太卡，我这里把粒子的显示改为了点，默认参数的情况下它是这样的：

接下来我们一个一个的参数过吧，首先第一个参数是检查密度这个选项，在我们这个场景里可能看不出来。

它的作用是控制流体有一个恒定的密度，当密度大于设定的密度时会杀死多余的粒子，例如粒子在刚发射时挤压在一起可能会产生粒子炸开的情况，勾选这个选项就可以防止粒子炸开。

通常情况下模拟流体我都会勾选这个选项，然后这个场景中，我将密度设置为100：

接下来是粘度，这个参数会将颗粒聚集在一起，产生粘性的感觉，使流动变稠。

但是当参数特别大的时候，粒子会变得非常不稳定，下图中我们把粘度值设置为100，可以看到粒子在不停的跳动：

这个案例中我将粘度设置为20觉得比较合适：

涡度官方的解释是在场景已经存在例如湍流场来产生涡度的情况下，增加这个参数可以额外的漩涡或者湍流的运动。

由于我们这个场景中没有任何涡度来增加粒子的卷曲运动，所以可以看到我们把它调整到了100也没有任何变化：

我这里测试了一下，如果将涡度值给到很大的情况下，粒子会呈现随机紊乱的效果，当然这个场景中我们并不需要，所以可以直接关掉：

吸引力这个参数会将粒子拉到一起，但容易形成较小的团块，同样场景中我们不需要，可以直接将它关掉：

排斥力可以将粒子彼此推开，可以让粒子分散得更开，并且保持一定的体积，有助于做出一些流体堆积的效果。

下面是当排斥力分别为0和100的时候的效果，大家可以注意从水平方向上看一下粒子排列和分布的区别：

由于我们要制作流体浇筑的效果，所以我们这个场景中把排斥力设置到100：

外部压力是模拟粘稠流体的一个关键数值，它能强制将粒子拉在一起，有点类似表面张力的效果，这里我将它设置为100，可以看到流体已经产生了牵连拉丝的形态了：

但需要注意的是当你想进一步提高这种粘滞效果的时候，粒子可能会变得非常不稳定，我这里将它设置到1000的时候可以看到粒子已经炸开了：

这就需要配合着阻尼来使用了，阻尼这个参数你可以理解为给粒子的模拟和运动增加阻碍，从而防止粒子炸开的情况。

在模拟粘稠流体中，通常搭配着外部压力进行使用，同样是个非常关键的参数。

我这里把阻尼给到了300，可以看到能有效的缓解外部压力1000的时候炸开的情况：

这个场景中我把外部压力设置为了100，基本上其实是没有什么粒子炸开的情况的，当然为了防止意外，我这里阻尼值还是给了50：

混合这个参数是用于粒子颜色混合的，我们这里用不到，顺带提一下就好了：

接下来就是要进一步的提高流体的粘稠度了，我们希望的是像芝士那样一整片的流体留下来。

尝试将外部压力提高到了50W，然后阻尼10W，粘稠的感觉确实是有增加的，但是还是解决不了根本问题：

所以将外部压力和阻尼恢复到100和50，我们这里要换一个方式，看一下另外几个影响流体粘稠度的重要参数。

康秋D我们调出工程设置，将XP设置里的子帧步幅提高，我这里设置到了5，可以看到流体就保持在了一起了，当然模拟方面会更慢一些：

另外我们前面提到了提高排斥力有助于保持流体的体积，我们想要制作流体堆积的效果，尝试把排斥力提高到1000，发现粒子炸开了：

看来这个方法不可行，将排斥力恢复到100，重新康秋D回到工程设置，我们将这个密度迭代的数值提高，可以看到粒子就堆积起来了，当然模拟速度会更慢：

除此之外，xpFluidPBD这里同样有最大最小子帧步幅以及最大最小迭代值，我们可以手动提高进一步提高粘稠度以及流体堆积的效果，当然这些设置都会增加模拟的时间：

另外我们这里看到流体落下来的时候有一些孔洞，我不希望有孔洞，所以我先尝试把粒子数量提高到了，不过好像也没有完全解决这个问题：

然后略微的提高了一下平滑半径这个数值，孔洞得到了很好的解决：

最后是这个压缩极限的值，我们这个场景中看起来并不是很明显，它控制着体积损失的百分比，较低的数值能够更好的保持体积，我这里就把它设置为了1：

以上基本就是xpFluidPBD中所有参数的含义以及作用了，当然要制作粘稠流体其实是可以结合例如xpConstraints额外添加表面张力以及粘度来制作的。

这里主要是希望让大家能够更好的理解xpFluidPBD参数的作用，所以仅仅只用了xpFluidPBD来制作粘稠流体。

接下来先总结一下吧：

检查密度：控制流体有一个恒定的密度，当密度大于设定的密度时会杀死多余的粒子，防止粒子炸开的现象，通常情况下启用勾选。

密度：勾选检查密度以后，当密度值大于该设定值将会被杀死。

粘度：将颗粒聚集在一起，产生粘性的感觉，使流动变稠，数值设置太高会导致粒子不稳定。

涡度：当场景中有涡度增加粒子卷曲运动的时候，该数值会额外增加漩涡或湍流，当场景中没有涡度的情况下，高数值会让粒子呈现随机紊乱的效果。

吸引力：会将粒子拉到一起，但容易形成较小的团块。

排斥力：可以让粒子分散得更开，并且保持一定的体积，有助于做出一些流体堆积的效果。

外部压力：是模拟粘稠流体的一个关键数值，它能强制将粒子拉在一起，有点类似表面张力的效果，当外部压力很高的时候，粒子会变得非常不稳定。

混合：用于粒子颜色的混合。

平滑半径：对流体的密度进行平滑，配合粒子数量可以减少流体产生孔洞的现象。

阻尼：为给粒子的模拟和运动增加阻碍，从而防止粒子炸开的情况，通常配合外部压力进行调整。

压缩极限：控制着体积损失的百分比，较低的数值能够更好的保持体积。

子帧步幅：高子帧步幅可以让流体保持在一起，但会增加模拟的时间。

迭代次数：高迭代字数同样会让流体聚集在一起，让流体变粘稠并保持体积，有助于形成堆积的效果，但模拟时间会更长。

基本上这样就可以将粒子进行缓存了，因为提高了子帧步幅以及迭代值，缓存的时间挺长的，一个多小时：

接下来就是将粒子网格化了，可以先将用于碰撞的圆盘复制出来一份放在圆柱的底部，删掉碰撞标签用于渲染：

新建xpOpenVDBMesher，把圆柱和发射器拖进去，点半径给到1，体素适当的缩小：

xpOpenVDBMesher里视情况可以给两个滤镜平滑一下网格：

我个人更喜欢给网格添加一个平滑变形器，提高迭代值，适当的调整硬度：

还可以给网格添加一个置换变形器，注意把它放在平滑变形器的上方，然后着色器里添加颜色，你会发现网格胖了许多：

然后在高度里改为负值，这样流体就会变成一个薄片：

基本上就可以将网格缓存了，但是这里有个坑，我们点击缓存，然后点击继续，这样就能够在已经缓存好粒子的基础上单独再缓存网格：

缓存完以后播放起来你会发现网格时有时无，会出错：

我测试了一下，这个可能是由于使用平滑环形器迭代值给得太高导致的，没关系，我们可以这么操作一下。

将置换和平滑变形器移出来，先单独缓存XP本身的网格：

缓存完毕以后再把置换和平滑重新丢给网格，然后鼠标中间全选鼠标右键烘焙为abc格式：

烘焙之前记得把没用的都关掉，我测试了一下烘焙起来会快一些：

我测试的时候是没问题的，不知道为啥写文章的时候烘焙完最后两帧会出错，无伤大雅，我们不要最后两帧就行了：

接下来就是渲染的部分了，设置渲染尺寸，新建摄像机固定视角，这个都不用说哈：

新建环境光，给一个HDRI贴图，我这里把饱和度关掉以免环境光影响到材质的颜色，然后隐藏背景，勾选透明通道：

RS默认是可以混合环境光的，所以再新建了一个环境光，直接上了一个暖一点的颜色，然后适当的降低曝光度：

然后补了三盏灯：

材质我是用的一个普通的sss材质：

然后在涂层里也给了强度，让它额外有一些反射及高光：

我希望的是地面能够有反射并且后期能自己换背景颜色，所以地面的材质我用了投影捕捉节点，适当的调整反射的强度以及粗糙度：

基本就这样了，因为场景中没有漫射，所以我没有开GI，采样方面主采样我给到128，其他本地采样512：

没想到的是渲染时间差不多要18个小时，估计是流体的面数比较多并且渲染方面额外添加了涂层的原因吧：

最后导出序列后期合成一下看看效果吧：

大概就这样吧，流体模拟方面虽然只用到了xpFluidPBD，但是我写的很详细，所以篇幅会比较长。

希望能够对鹿友们有帮助，下面是今天的视频版：

基本上就是这些吧，好啦，今天的分享就到这里，源文件以及原视频的鹿友后台撩我获取吧！

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