Một vài công cụ mô phỏng chất lỏng trong 3D tốt nhất

Chất lỏng ở khắp mọi nơi trong cuộc sống của chúng ta, từ sữa đổ ra, kem đánh răng bị bóp ra, đến những con sóng lớn. Và trong 3D, để có thể tạo được những chất lỏng này là một việc rất khó. Bởi vì chúng di chuyển và phản ứng với những vật thể khác theo một cách rất phức tạp, việc mô phỏng vì thế cũng khó tính toán hơn rất nhiều và geometry (khối hình học 3D) kết quả hoặc particle files sẽ cực kỳ khổng lồ.

Có rất nhiều ứng dụng có hệ thống particle được tích hợp sẵn, trong đó thì khi mà kết hợp với những thứ như volume objects hay metaballs có thể sẽ tạo ra ảo giác về chất lỏng đang chuyển động.

Có hai cách chính để tạo ra chất lỏng trong 3D: với những dòng chảy hoặc nước bắn tung tóe cận cảnh (thường được dùng cho quảng cáo đồ uống), bạn có thể mesh một dòng particle, và sau đó thêm shader phù hợp vào geometry. Cách thứ hai và cũng khiến bạn tính toán nhiều hơn là làm tất cả với particles (có thể trộn với displaced ocean geometry). Nhưng để có chất lỏng nhìn chân thực, bạn cần đến hàng tỷ particles.

Hôm nay, chúng ta sẽ cùng xem xét một số công cụ mô phỏng chất lỏng. Có nhiều công cụ tương thích với các phần mềm 3D nổi tiếng, bạn có thể chọn phần mềm nào phù hợp nhất với quy trình làm việc của mình.

Cái tên liên quan chặt chẽ nhất đến chất lỏng chính là Realflow. Nó có các phương pháp tạo ra chất lỏng đang chảy ở quy mô nhỏ, cũng như ở quy mô lớn như sóng và đại dương với các tia nước, bọt và bụi nước.

Ra mắt lần đầu vào năm 1998, Realflow đã tham gia vào nhiều quảng cáo truyền hình và phim điện ảnh như Looper, X-Men: The Last Stand và The Avengers.

Ứng dụng này hoạt động ở chế độ độc lập, nhưng nó cũng cung cấp preview dựa trên công cụ kết xuất Maxwell và có các cầu nối plug-in với hầu hết các ứng dụng 3D lớn như 3Ds max, Maya, Cinema 4D. Vì vậy bạn có thể thiết lập cảnh của mình, di chuyển nó đến Realflow, mô phỏng và rồi sau đó lại đưa geometry hoặc dữ liệu data trở lại Realflow.

Phoenix FD vốn nổi tiếng với việc tạo ra lửa và khói, nhưng vì nó là một hệ thống động lực chất lỏng hoàn thiện nên nó cũng có thể tạo ra chất lỏng. Nó hoạt động theo một nguyên tắc rất giống như khi nó tạo ra các volumes khí. Và nó cũng khác thường ở chỗ nó hoạt động với voxels chứ không phải là các particles, tạo ra bề mặt ngầm tại thời gian kết xuất.

Ứng dụng này cũng có khả năng tạo bong bóng, bọt và tia nước, đồng thời có các công cụ biến hình để bạn thực sự có thể định hình chất lỏng theo ý muốn. Phoenix FD cho 3ds Max và Maya có thể tạo ra các đợt sóng của tàu trên đại dương, sô-cô-la dạng lỏng hoặc bia sủi bọt, và khi được kết xuất với global illumination bằng V-Ray, kết quả có thể khá ngoạn mục.

Bifrost là một khung quy trình có thể tạo ra các hiệu ứng chất lỏng và khí động học mô phỏng bằng cách sử dụng bộ giải FLIP (fluid implicit particle). Nó xuất hiện lần đầu vào khoảng năm 2009 trong một số bản demo công nghệ của SIGGRAPH, và vào lúc đó vẫn gọi là Naiad từ Exotic Matter. Mặc dù chưa hoàn thiện vào lúc đó, nhưng công nghệ này đã được sử dụng như một công cụ chuyên dụng cho các studio VFX và được sử dụng trong các bộ phim như Avatar, X-Men First Class, Rise of the Planet of the Apes.

Trước khi Autodesk mua lại công nghệ này vào tháng 8 năm 2012, thì Naiad thậm chí còn chưa nâng cấp lên bản 1.0. Một năm sau, Naiad tái xuất hiện với tên gọi Bifrost – nền tảng hiệu ứng quy trình trong Maya 2015.

Nó có khả năng xử lý hàng chục triệu particles để mô phỏng chất lỏng quy mô lớn. Trải qua nhiều lần nâng cấp, giờ đây nó có khả năng tạo ra các hạt bọt thành chất lỏng để tạo ra bong bóng, bọt và bụi nước, cũng như tạo ra các trường vận tốc (velocity) từ displaced geometry và ảnh hưởng đến các particles, để tạo ra sóng cuốn.

Houdini là một phần mềm 3D để tạo mô hình, rigging, làm hoạt ảnh, VFX, phát triển phần nhìn, ánh sáng và kết xuất trong phim, truyền hình, quảng cáo và trò chơi điện tử. Nó cũng sử dụng bộ giải FLIP nhanh và chính xác như Bifrost, cho phép tạo ra sương mù cũng như bọt, bụi nước và bong bóng.

Houdini có rất nhiều tính năng mà bạn có thể tận dụng, chẳng hạn như surfacer – là bộ điều khiển tạo ra vật thể lỏng từ nguồn particle. Nó tạo ra bề mặt mịn hơn và ‘sheeting’ tốt hơn, các lớp chất lỏng mỏng được giữ với nhau bằng sức căng bề mặt. Hoặc trình mô phỏng Ocean FX chuyên dụng để tạo biển, bãi biển, sóng, v.v., kết hợp với vật liệu đại dương mới để có hình ảnh mô phỏng chân thực hơn.

Houdini là một phần mềm hơi phức tạp (và đắt tiền) để nắm bắt, nhưng nó là một cỗ máy mạnh mẽ tuyệt đối nếu bạn muốn thấy chất lỏng của mình tương tác với các yếu tố khác như động lực của cơ thể mềm và cứng.

Là một phần mềm miễn phí, Blender rõ ràng là giải pháp rẻ nhất cho động lực học chất lỏng. Nó cũng có addon FLIP Fluids. Trình mô phỏng FLIP Fluids được tạo ra để cải thiện nhiều khía cạnh của hệ thống mô phỏng chất lỏng Elbeem nội bộ của Blender như tốc độ, hiệu suất, độ chính xác, khả năng tùy chỉnh và trải nghiệm người dùng. Bạn có thể tạo hiệu ứng chất lỏng thực tế của mình bằng cách sử dụng nhiều tính năng từ FLIP như: Whitewater Simulation, Mesh Generator, Presets và Materials, Simulation Stats, Obstacle Objects, Fluid và Inflow Objects, Outflow Objects, v.v..

Ở mức giá thấp, bạn có thể bắt đầu với Psunami, một plug-in cho After Effects.

Ban đầu nó được phát triển bởi Atomic Power vào năm 1999, Psunami tạo ra displaced polygon plane và sau đó làm hoạt ảnh theo kích thước sóng, gió, v.v. Tuy nhiên, kết xuất khi sử dụng Psunami có hơi chậm và ngốn bộ nhớ của bạn.

Như bạn đã biết, iRender cung cấp cho bạn hệ thống máy chủ cấu hình cao và hiệu suất cao để phục vụ kết xuất 3D, AI Training, VR & AR, mô phỏng, v.v. Với server của chúng tôi, bạn có thể cài đặt bất cứ phần mềm nào bạn cần, thêm license của mình và làm bất cứ việc gì bạn muốn với dự án của mình. Những công cụ trên cũng không hề ngoại lệ.

Hầu hết các công cụ mô phỏng chất lỏng thường cần tính toán rất nhiều. Hiểu được điều đó, iRender cung cấp các cấu hình và gói khác nhau, phù hợp với các công cụ, từ CPU đến GPU đơn, GPU kép và thậm chí multi-GPUs.

Hơn nữa, iRender cũng có thể cung cấp cho bạn nhiều hơn thế.

• • • • Công cụ truyền tải miễn phí và tiện lợi: iRender cung cấp một công cụ truyền tệp miễn phí và mạnh mẽ: Gpuhub Sync. Với tốc độ truyền file nhanh chóng, dung lượng dữ liệu lớn và hoàn toàn miễn phí. Bạn có thể chuyển tất cả dữ liệu cần thiết vào công cụ Gpuhub Sync của chúng tôi bất kỳ lúc nào mà không cần kết nối với server. Dữ liệu sẽ được đồng bộ tự động trong ổ Z bên trong server, sẵn sàng cho bạn sử dụng.
      • Giá cả linh hoạt: Bạn có thể tiết kiệm từ 10% đến 20% với tính năng tự động thuê dài hạn (fixed rental) của chúng tôi. Đối với những ai cần thuê server nhiều hơn một ngày, hoặc có dự án cực lớn, chúng tôi khuyên bạn nên chọn gói thuê theo ngày/ tuần/ tháng. Mức chiết khấu rất hấp dẫn (từ 10% đến 20% tùy thuộc vào gói server bạn chọn) và bạn không phải lo lắng về việc bị tính phí quá mức nếu bạn quên shutdown server.
      • Dịch vụ chăm sóc hỗ trợ khách hàng 24/7, giúp bạn xử lý sự cố nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm cả thời gian và tiền bạc.

Đăng ký tài khoản ngay hôm nay để trải nghiệm dịch vụ của chúng tôi. Hoặc liên hệ với chúng tôi qua Zalo: 0916806116 để được tư vấn và hỗ trợ.

Cảm ơn bạn & Happy Rendering!

Nguồn: creativebloq.com