maya粒子替换实现射箭效果

曲终人散

由于最近想做一个用粒子替换实现射箭的特效，一时摸不着头脑。
粒子替换实现射箭的效果的最大问题在于，如果用粒子的速度velocity作为instancer的aim direction，那么一旦粒子与地面产生碰撞（这里我们碰撞属性中的摩擦力friciton设置为1，弹力resilience设置为0），势必导致速度瞬时变为0，使得箭无法插在地面上，而是一碰到地面就倒下。
于是网上找了一下相关教程特别是g_no_mon的在线教程给了我很多提示。国内大部分相关教程也是翻译的那个版本，该教程提供的解决方案是使用了一个jms的脚本，先是通过记录粒子的运动轨迹生成若干条曲线，然后将曲线上的的末端的一些点给删除了（也就是粒子碰撞地面后生成的轨迹点），最后让剑沿着这些曲线做“路径动画”。从而实现乱箭射在地面上（或是其他物体）的效果。
研究过程中觉得用jms脚本来一遍一遍的计算生成曲线有些浪费时间，而且对于我们这些mel初学者来说，还得另外花些时间研究下jsm（当然了，学习是必须的）。只是我从原来的教程中得到些启发觉得可以用更为简单的方法去实现这一射箭的效果。
现讲一下我的大概想法，既然我们不能直接用velocity作为instancer的aim direction，那么我们可以自定义一个变量用来存储粒子在碰撞前一帧，速度还没变为0的那个速度值，用该矢量速度值作为箭插在物体上的方向。

为了完整起见，我把整个制作过程详细介绍一下：
1．先制作一只简单的箭

2．制作一个地面，和一个用来发射箭的面



3．选择用来发射箭的那个面，通过particles > emit form object，从该面上发射粒子



4．打开粒子发射器属性：
emitter type :surface
rate(particles/sec): 5
　speed : 20
speed random: 4




5．给粒子加个重力场



6．选中粒子和地面，打开菜单命令particles > make collide 后面的属性对话框，将弹力resilience设置为0，摩擦力friction设置为1，点击create生成碰撞事件


7．执行play场景，看到粒子与地面产生正确的碰撞，并停止在地面上（如果地面凹凸不平，会有滑动，不妨，这个我们稍后解决）


8．先选弓箭再选粒子，打开菜单命令particles > instancer




9．打开粒子属性中的instancer一栏，勾启allow all data types，aimdirection设置velocity，此时播放我们就会发现剑一射中就立马“爬”下了






10．解决这一问题需要添加一个自定义属性，在粒子属性窗口中add dynamic attributes一栏中，点击general，添加一个名为dirpp的每粒子属性，类型为vector矢量（此处一点要注意）


11．右击dirpp属性，添加runtime before dynamics表达式：
float $speed = mag(arrow_particleshape.velocity);

if($speed != 0)
{
arrow_particleshape.dirpp = arrow_particleshape.velocity;
}
这里详细解释一下，我用$speed来存储粒子的速率（速度是个矢量，是三维的，速率是个标量，是一维的，函数mag（）正是将三维的矢量计算得到一个相应的一维标量），只要粒子在运动，速率不为零，那么我自定义的dirpp将不停的更新为粒子的速率，而一旦碰撞产生，速度为零，那么我的dirpp就不会更新，所存储的是粒子停止之前一帧的那个速率，并且之后也将一直存储这个值，这样我们就可以用这个dirpp作为instancer的aimdirection了




12. 修改粒子属性面板中instancer一栏中aim direction 为 dirpp，在播放一下看看，箭就不会射中倒下了

13. 接下来要解决的问题就是，即便摩擦力为1，弹力为0了，箭还是会在地面上滑动
这里我们为粒子添加个runtime after aynamics的表达式：
float $speed = mag(arrow_particleshape.velocity);
if($speed < 4)
{
arrow_particleshape.velocity = <<0,0,0>>;
}
这样，当粒子在碰撞时速度小于一定值后我们将其速率强行限制为<<0,0,0>>,注意，你也可以试试其他的数值不一定用4，但数值不宜过小，否则箭在射出的一瞬间会有个抖动。




14. 这是我们发现即使箭的速率为零了，但还是会在地面上滑动，我想到的解决方法还是和上面的差不多，用一个自定义的pospp来存储碰撞产生前一帧的position，以此来作为箭插入地面后的永久坐标
选中粒子，添加自定义的每粒子属性pospp，类型还是vector（矢量）



15. 右击pospp添加runtime before daynamics的表达式，这里我直接在原先的表达式的做些添加就可以了，修改后如下
float $speed = mag(arrow_particleshape.velocity);

if($speed != 0)
{
arrow_particleshape.dirpp = arrow_particleshape.velocity;
arrow_particleshape.pospp = arrow_particleshape.position;
}
else
{
arrow_particleshape.position = arrow_particleshape.pospp;
}
后果有朋友看不懂，我再解释一下其意思：每过一帧，只要粒子速度不为零，我就将粒子的坐标值position赋给pospp，一旦产生碰撞，速度为零了，那么也就停止了position赋值给pospp这一操作，我的pospp存储的值是粒子停止前一帧所处的位置，接下来，我们反过来将这一固定了的值赋给position，以防止例子因为重力场的作用会出现position不停地在一个范围内抖动的结果。




16.至此，整个过程也就差不多完成了，你也可以再为粒子添加一些扰乱场，不用担心箭射到地面出现抖动情况了


ok! 本maya教程结束，希望对大家有所帮助！