文 / Hammer Chen
優點:
- 在3dsMax平台上，唯一同時可以模擬火焰 、水 、煙霧 及爆破的外掛軟體。甚至支援粒子算圖
- 與VRay完美整合，不需要透過如Krakatoa這類的particle renderer，可直接渲染液體的泡沫、浪花
- Viewport預覽效能絕佳
- 模擬時不會鎖住viewport，因此可以邊模擬邊調參數或算圖
- 提供各種專門的參數解決不同特效需求
- 原廠在論壇與社群網站都提供積極技術支援
- Color and Transparency 編輯器操作不便
- 缺乏專門的render elements (在下一版將提供)
- 大量分散的參數，學習曲線較長
- 缺乏Gravity help，要改變smoke移動方向有點不便
筆者約兩年前受邀撰寫PhoenixFD的review，卻遲遲沒有完成。主要原因是這套外掛軟體的功能涵蓋相當廣泛，很難一時間弄懂參數寫出確切的實測報告。據說 (未證實)Chaos Group於1997 年成立時，當時的兩套主要外掛軟體，V-Ray與Phoenix是取自兩位創始人Vladimir Koylazov的字母『V』，Peter Mitev的字母『P』做為軟體命名的靈感。事實上，Phoenix是Chaos Group公司的第一個產品(於1998年推出)，三年後才推出廣為人知的V-Ray。最初推出的Phoenix並不具有流體物理運算的功能，是用技巧性(cheat)地產生火焰與煙霧特效。當時這套知名的3d Studio的火焰外掛軟體 Phoenix是透過Digimation販售，Max的老用戶應該都用過這套火焰外掛的經驗。
即便是2016的今天，你仍可看到ChaosGroup網站上有隻火鳳凰的圖案，可見這套外掛在這家公司的元老地位。然而Digimation時代的Phoenix跟現在的有很大的不同，PhoenixFD的FD指的是Fluid Dynamic，表示產生的火焰是經過流體動力學模擬運算的。而流體動力其實涵蓋煙霧，火焰，液體這些都算是流體，由此可知PhoenixFD不局限於火焰或煙霧模擬，幾乎所有的流體現象都可以在3dsMax或Maya平台上實現。
剛開啟PhoenixFD的第一印象是參數好多! 從功能面來看，可取代FumeFX大部分的功能(火焰，煙霧，爆破)，可模擬如Realflow的液體，高黏度的液體如巧克力醬，蜂蜜，具有專門的shader設計可以幫助渲染無邊際的海洋(相當於Dreamscape外掛)，支援渲染粒子的shader(相當於Krakatoa外掛)，以及獨有的泡沫，泡泡渲染功能...這麼多的功能塞在一套外掛裡面，難怪其參數繁多。
首先筆者測試的便是火焰的部分，畢竟這是它的前身主要功能。與FumeFX同樣是Grid-based的流體模擬器，因此對FumeFX有經驗者不難上手。同樣是先拉出simulation grid，比起FumeFX，Phoenix提供更多的自適應控制參數。
實際在模擬時，筆者發現PhoenixFD具有多種的Dynamic solvers的選項，相當具有V-Ray的設計風格。守恆Conservation提供三種方法: Symmetric、Smooth、Buffered。 Advection則提供四種方法:Classic、Slow moving、 Forward transfer 與Multi-pass。不同的組合有的適合用在火焰，有的有利於液體的模擬。
以下測試影片中，Buffered-Slow moving的組合可以獲得不錯的火焰動態效果。
筆者認為PhoenixFD的fire shader的使用者介面不容易操作，例如下圖的預設曲線有過多的節點，初學者不易根據需求調整。還好PhoenixFD提供save / load Rendering preset功能，一旦找到適合的參數，可以儲存供日後重複使用。另一個問題是，這個版本裡面fire與smoke共用transparency資料，當表現爆破的火焰時，不易表現細節。希望下個版本能改善。
調整參數時，除了Viewport以點雲的方式預覽外(效能極佳)，也可使用3ds Max extended viewport進行GPU預覽，且支援即時陰影:
PhoenixFD的一大優點是與V-Ray的整合。在加速GI算圖方面提供reduced grid技術，可以大幅減少火焰自發光計算GI所需要的時間（由原本的1分11秒減少為30秒):
所利用的原理是降低原本grid解析度，本例降低至1%，然後按下Preview Placing會以藍色錐形顯示燈光放置的位置
水的部份，筆者從海洋的shader開始測試，筆者過去使用Dreamscape plugin以及finalRedner ocean物件。PhoenixFD可以局部模擬，然後切換到Ocean Mode，會自動根據攝影機角度延伸mesh，且具有adpative的特性。
延伸的海洋mesh是在算圖時產生的，算完圖後我們旋轉一下鏡頭可以看到PhoenixFD是如何根據視野自動產生一望無際的海洋（下次算圖時會再次更新海洋的mesh)。
PhoenixFD模擬水與Realflow相比有個很大的差異，Realflow模擬完水後，流體只是大量的粒子，還需要一個步驟產生液體的模型(build mesh)。PhoenixFD則是按下Show Mesh就可以在viewport上直接顯示液體的mesh模型。
PhoenixFD Ocean Texure則是可以套用到平靜的水面，產生寫實的海面，同是也可以遮蔽掉grid 邊界的artifact。
另一個賣點是PhoenixFD能夠模擬水花(Splash)與泡沫(foam)，其中泡沫可以是小尺度的啤酒泡沫或是大尺度的船尾浪花。筆者直接開啟Simulator中的Foam選項，便會在場景中自動產生一個Foam shader helper，專門計算大量的泡沫與粒子。
由於是主要水體是以grid為基礎的計算，泡沫與水花則是粒子，因此即便是如游泳池這樣大量的水體，仍然可在極短的時間完成模擬運算。唯一的缺點是容易有grid artifacts。筆者在測試時開啟velocity輸出，計算motion blur可以修飾掉grid artifacts。
PhoenixFD提供大量個參數應用各種不同的需求。例如若是希望水體只是不帶有厚度的平面(如下圖)，cap mode就可以達成這個任務。而PHXFoam helper能夠幫助渲染場景中的particle，因此如同krakatoa plugin可以渲染大量粒子(例如ink效果)。
PhoenixFD亦能模擬高黏度(high viscosity)的液體，例如泥巴，巧克力醬或蜂蜜。把流體設定成高黏度可模擬巧克力融化的效果。
特殊的材質紋理PhoenixFDTexmap可以處理兩個不同的液體融合的效果（本例為白巧克力與黑巧克力）
PhoenixFD能夠處理大量的粒子，如下圖具有超過六百萬個粒子（泡沫）
最後，關於煙霧爆破的部份，筆者以自己最感興趣的建築物倒塌特效為測試對象。先以cebas thinkingParicles 6.2製作建築物倒塌的模擬計算，勾選group as object。bake之後將資料餵給PHXSource，並刻意將smoke temperature降低至270 Kelvin（室溫為300），煙塵就會自動往下沉。
光線在煙霧中散射計算，PhoenixFD亦提供最佳化的模式。重要的wavelet與retime功能則是可以透過Resimulation功能達成。點這裡官方help查看範例。
結論：
PhoenixFD自1.0起推出至今已六年多，業界而煙霧火焰外掛還是以FumeFX為主流;液體模擬則是Realflow。在本實測報告中，筆者發現PhoenixFD功能上能達到FumeFX的效果，且不像Realflow需要額外輸出資料配合Krakatoa渲染泡沫浪花，如此高的整合性是這套外掛軟體的最大優勢。目前正式版本為PhoenixFD 2.2，筆者操作上遇到疑問與軟體問題，如同用戶遇到V-Ray問題時，vlado(V-Ray主程式）活躍於官方論壇親自解答; PhoenixFD的兩位主程式ivaylo katev先生與Svetlin Nikolov先生同樣地也很熱於幫忙。除了在Color與 Transparency 編輯器的UI設計上，以及某些狀況液體會產生grid artifacts問題外，筆者認為PhoenixFD 2.2是值得推薦的全能型特效plugin。在截稿前得知在下一版的PhoenixFD還有更多殺手級的功能，讀者可拭目以待！
[相關連結]
比較
Phoenix FD vs FumeFX Comparison
相關影片
Svetlin Nikolov - Vimeo
ivaylo katev - Vimeo
tsetso - Vimeo
社群
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PhoenixFD - Facebook
歷史
Making Order Out of Chaos
How V-Ray RT and GPU Rendering is Defining a New Filmmaking Paradigm
If you want to download the latest version of this software links given below!
ReplyDeletePhoenix FD 4