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海洋モディファイア

海洋モディファイアは、シミュレーション データをレンダリングするために使用される変形する海洋表面と関連テクスチャをシミュレートおよび生成するツールです。深海の波と泡をシミュレートすることを目的としています。

これは、オープン ソースの Houdini Ocean Toolkit からの移植です。

オプション

海洋モディファイア。
ジオメトリ

海洋修飾子

シミュレーション データの解像度に正確に一致するタイル メッシュ グリッドを作成します。

メッシュ サーフェスを生成すると、既存のメッシュ オブジェクトは海洋グリッドで完全に上書きされます。これには、スタック内の以前のモディファイアから生成されたデータも含まれます。UV チャネルも追加され、(0.0 ～ 1.0) UV 空間がシミュレーション グリッドにマッピングされます。

繰り返し X、Y
グリッドが X 方向と Y 方向にタイルされる回数を制御します。これらのタイル メッシュ領域の UV は、(0.0 ～ 1.0) UV 空間の外側まで続きます。

ディスプレイス
既存のジオメトリを置き換えるのではなく、使用します。頂点はローカル Z 軸に沿ってディスプレイスされます。

解像度ビューポート、レンダリング
シミュレーション エンジンにおける品質と速度の主なコントロール。これは、3D ビューポートまたは最終レンダリングのシミュレーションによって生成される内部 2D グリッドの解像度を決定します。

内部グリッドは解像度値の 2 の累乗であるため、解像度値が 16 の場合、サイズ 256×256 のシミュレーション データが作成されます。解像度が高いほど、生成される詳細が多くなりますが、計算速度は遅くなります。

時間
海面が評価される時間。アニメーション化された海を作成するには、この値をアニメーション化する必要があります。時間値が変化する速度によって、波のアニメーションの速度が決まります。

深度
シミュレートされた領域の下にある海底の一定の深度。値が小さいほど、より高周波の詳細とより小さな波が生成され、より浅い水がシミュレートされます。

サイズ
波の高さやシミュレーションの動作に影響を与えない単純なスケーリング係数。

空間サイズ
シミュレートされる海面領域の幅 (メートル単位)。これにより、生成されたメッシュのサイズ、または変位領域のサイズも決まります。もちろん、オブジェクト モードで海洋モディファイアを使用してオブジェクトをスケーリングし、シーン内の見かけのサイズを微調整できます。

ランダム シード
シードが異なると、シミュレーション結果も異なります。

法線を生成
追加の法線マップ データをシミュレートします。これは、法線にマップされたときにバンプ マップとして海洋テクスチャで使用でき、ベイク処理時に法線マップ イメージ シーケンスを生成できます。

波

スケール
波の振幅の全体的なスケール コントロールです。波の高さまたは深さを 0 より上または下に近似します。海洋オブジェクトを Z 方向にスケーリングするだけでなく、シミュレーションのすべての側面、X と Y の変位、および対応する泡と法線もスケーリングします。

最小の波
生成される波のサイズの最小制限。ローパス フィルターと同様に機能し、高周波の波の詳細を削除します。

波の乱れ
波のピークの波の乱れ。波の乱れが 0 の場合、海面は Z 方向に上下にのみ変位しますが、波の乱れが大きいほど、波は X と Y の横方向にも変位し、より鋭い波のピークが作成されます。

風速
風速 (メートル/秒)。風速が低い場合、波はより小さな表面波に制限されます。

配置
風による波の形状の方向性。値が 0 の場合、風と波はランダムで均一な方向になります。 Alignment 値が高いほど、風はより一定の方向に吹くため、波はより圧縮され、単一の方向に揃ったように見えます。

Direction
Alignment を使用する場合、波が揃う方向 (ローカル X 軸を参照として使用) を度単位で指定します。

Damping
Alignment を使用する場合、相互反射波が減衰される量を定義します。これにより、波の動きがより方向性を持つようになります (波の形状だけではありません)。

Damping が 0.0 の場合、波はあらゆる方向に互いに反射し、Damping が 1.0 の場合、これらの相互反射波は減衰され、風の方向に移動する波だけが残ります。

Foam

追加の泡データをシミュレートします。

これは、テクスチャリングで使用するために Ocean テクスチャによって取得でき (おそらくマスクとして)、ベイク処理時に泡マップ イメージ シーケンスを生成できます。

Data Layer
Ocean Modifier が泡マップをカラー属性として保存するために使用する、頂点データ レイヤーのオプション名。これは、レンダラーで泡データにアクセスするために必要です。

カバー範囲
波を覆う泡の量を調整します。負の値を指定すると泡の量が減り (最上部のピークのみが残ります)、正の値を指定すると泡の量が増えます。通常、範囲は (-1.0 ～ 1.0) です。

名前付きデータ レイヤーで泡の色属性を使用します。
スプレー

スプレー方向のマップを色属性として生成します。このマップは、スプレー粒子の速度を定義するために使用できます。

スプレー マップ
スプレー方向マップに使用される色属性の名前。

反転
スプレー方向マップを反転します。

スペクトル

スペクトル
使用する波スペクトル モデルを選択するために使用します。波スペクトルは、さまざまな周波数でエネルギーが波を通過する方法を説明するために使用されます。エネルギーが波を通過する方法は、水深と風速によって異なります。

乱流の海
泡のある乱流の海に使用します (Phillips)。

確立された海
海が何マイルにもわたって広がり、数日間風が吹き、波が平衡点に達するような、広い範囲の確立された海に使用します (Pierson-Moskowitz 法)。

確立された海洋 (鋭いピーク)
通常の確立された海洋と同様ですが、波は時間とともに成長し続け、より鋭いピークを形成します (JONSWAP および Pierson-Moskowitz 法)。これらのピークの鋭さを定義するために、追加のパラメータが使用されます。

浅瀬
深さが約 10 メートル未満の浅瀬に使用します。強風のない小さな湖や池に最適です (JONSWAP および TMA – Texel-Marsen-Arsloe 法)。

さまざまなスペクトルの例。設定はそれぞれ調整されています。

乱流の海洋。

確立された海洋。

確立された海洋 (鋭いピーク)。

浅瀬。
鋭さのピーク
確立された海洋 (鋭いピーク) および浅瀬スペクトル モデルで、波のピークの鋭さを制御する人工的な要因。

フェッチ
風下岸からの距離 (フェッチと呼ばれる)、または風が一定速度で吹く距離。 Established Ocean (Sharp Peaks) および Shallow Water スペクトル モデルで使用されます。

ベイク処理

海洋データをライブでシミュレートするのではなく、特定のディレクトリ内のファイルにベイク処理することができます。シミュレーションがベイク処理されると、シミュレータ エンジンは完全にバイパスされ、ベイク処理されたファイルからモディファイアまたはテクスチャのすべての情報が取得されます。

ベイク処理には次の利点があります:

保存されたデータを使用する方が、再計算するよりも高速です。

外部レンダラーで海洋データをレンダリングできます。

より高度なフォーム マップが可能になります。

シミュレーション データは、変位、法線、フォーム (生成が有効になっている場合) ごとに 1 つずつ、OpenEXR イメージ マップのシーケンスとして保存されます。これらのベイク処理されたファイルからデータをロードすると、ベイク処理シーケンスのフレームが読み込まれるときに、メモリにキャッシュされます。つまり、ロードされたフレームに後からアクセスすると高速になり、ドライブ アクセスのオーバーヘッドが発生しません。

これらのベイクされたファイルはプレーンな OpenEXR なので、それらをサポートする他のアプリケーションやレンダラーで開いてレンダリングすることもできます。

キャッシュ パス
ベイクされた EXR ファイルを保存するフォルダー。シーケンスは disp_####.exr、normal_####.exr、foam_####.exr の形式になります。ここで、#### は 4 桁のフレーム番号です。キャッシュ パス フォルダーが存在しない場合は作成されます。

フレームの開始、終了
ベイクするシミュレーションのフレーム (両端を含む)。ベイク範囲外のフレームにアクセスすると、ベイクの開始フレームと終了フレームが繰り返されます。

泡フェード
ベイクにより、泡の機能も向上します。ライブでシミュレーションする場合、海洋シミュレーターは現在のフレームのデータのみを取得します。泡マップの場合、これはそのフレームの波頭の先端を表します。実際には、波の相互作用によって泡が生成されると、泡は消散するまでしばらく波の表面の上に留まります。ベイク処理では、前のフレームの泡を蓄積して表面に残しておくことで、その動作を近似することができます。

例

次の例は Blender で作成およびレンダリングされました。波の頂点が白くなっていることに注意してください。これは泡データから生成された効果です。