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C4D高级渲染中PyroCluster（火力插件)的介绍

PyroCluster 是 Cinema 4D 的插件，它提供了强大的工具集来创建逼真的云、雾、火和烟等效果。使用 PyroCluster，您几乎可以拥有无限数量的音量效果。

PyroCluster 效果是真正的 3D 效果，可与任何 Cinema 4D 兼容的粒子系统一起使用。例如，壮观的 PyroCluster 效果可以与可选Thinking Particles的强大动画功能相结合。

PyroCluster 与Thinking Particles完全兼容；有关如何组合这两个应用程序元素的示例，请参阅 Thinking Particles 手册。有关 Thinking Particles 的更多信息，请联系您当地的经销商或访问 www.maxon.net。

所有效果均基于粒子；每个粒子都变成一团粉扑，并呈现为真实的体积效果。粒子的颜色可以由它的年龄和梯度控制器决定。例如，这很容易在粒子生命周期的开始和结束时产生白烟和黑色油烟。

PyroCluster 可以实现无限数量的壮观体积效果，包括（但不限于）蒸汽效果、固体岩石效果和火山碎屑效果

火焰效果

蒸汽和气体效应

固体材质效果

为 PyroCluster 开发的技术

PyroCluster 集成了以下技术：

体积追踪器
感知 3D 着色算法
光排除

感知 3D 着色算法

在那里或不在那里……

这听起来可能很奇怪，但这种说法确实适用于 PyroCluster。Apperceptive 3D 着色渲染速度极快。在渲染过程中，PyroCluster 使用一种与人类感知同步的方法（因此得名 aperceptive）。例如，使用感知方法自动增强或替换图像的缺失元素。人类的感知部分基于经验和期望。

您在下图中看到的不是烟雾。您所看到的是对您识别为烟雾的效果的模拟。你的大脑确切地知道烟雾是什么样的，并且会解释看起来像烟雾的东西。

PyroCluster 的渲染算法将上面的图像渲染为空心灰色球体的堆积。但这还不是全部。为了实现逼真的效果，感知 3D 着色考虑了更多。不幸的是，如果我们想详细了解它是如何工作的，则需要大量的书面资料。请记住，PyroCluster 技术基于智能球体的使用——以下称为粉扑或体积粒子。

排除光

PyroCluster 是一个真正的体积追踪器，它使用高级体积计算。不幸的是，大气效果通常需要一段时间来渲染。在 PyroCluster 场景中使用多个光源时必须小心。一方面，您只需要一两盏灯即可点亮效果。另一方面，仅使用两盏灯来照亮整个场景几乎是不可能的。

为了让您可以选择场景中的哪些灯光会影响任何 PyroCluster 效果，在属性管理器中，每个光源在 Scene 页面上都有两个选项：PyroCluster Illumination 和 PyroCluster Shadow Casting。

这些是全局设置；场景中的所有 PyroCluster 效果都会受到影响；场景中的其他对象不受这些设置的影响。

这就是它的工作原理：

您可以选择每个光源如何影响 PyroCluster 粉扑。

为了描述光排除的效果，我们将使用上面的简单场景。该场景包含两个光源，都指向 PyroCluster 效果，并且都设置为投射阴影。当您尝试仅控制 PyroCluster 效果的照明而留下阴影时，禁用 PyroCluster Illumination 非常有用。禁用这两个选项后，我们会看到其他光源的效果。

为了让您可以选择场景中的哪些灯光会影响任何 PyroCluster 效果，在属性管理器中，每个光源在场景页面上都有两个选项：PyroCluster Illumination和 PyroCluster Shadow Casting。

该场景包含两个光源，都指向 PyroCluster 效果，并且都设置为投射阴影。当您尝试仅控制 PyroCluster 效果的照明而留下阴影时，禁用PyroCluster Illumination非常有用。禁用这两个选项后，我们会看到其他光源的效果。

这些是全局设置；场景中的所有 PyroCluster 效果都会受到影响；场景中的其他对象不受这些 INDEX 着色器/动画/设置的影响。

初见 PyroCluster

PyroCluster 效果是如何创建的？

烟雾效果需要许多复杂的分形计算才能产生构成体积的粒子。PyroCluster 使用许多这样的光线来创建完整的 3D 体积效果。当光线深入粉扑体积时，会在每个相关点进行分形计算，以产生正确的体积密度。这是一个数字密集型计算，您可能需要一些时间；体积效应根本无法快速计算 - 如果您使用过体积光，您可能已经知道这一点。更快的处理器将始终加快 PyroCluster 效果的渲染速度。

话虽如此，PyroCluster 的构建效率很高，并提供了许多强大的功能来帮助减少渲染时间。有很多方法可以微调您的场景；在 Volume Tracer 设置中可以找到一个特别有用的设置。此处仅更改一项设置，即世界步长，即可节省数小时甚至数天的渲染时间。

要获得更快的渲染时间，请尝试增加此值

注意：在创建自己的效果之前，请尽量了解 PyroCluster 如何生成其体积 3D 效果。更好地了解 PyroCluster 的工作原理可以节省大量的渲染时间！

如何以数字方式创建烟雾、灰尘和雾霾？

在下图中，您可以看到逼真的 3D 体积效果的秘密。一条射线穿透了云团的质量。这只是一个单一的射线。PyroCluster 使用许多这样的光线来实现立体 3D 效果。当射线深入到体积质量中时，在沿着其路径的每一步（如有必要）在体积质量内进行分形计算。您的 CPU 将比您制作动画的任何东西都更快着火，因为它将处理大量以前从未处理过的数字。快速计算体积效应是不会发生的。

PyroCluster 使您可以完全控制体积追踪引擎，这反过来又可以让您影响渲染体积效果的速度。体积追踪器的访问方式与任何其他 Cinema 4D 材料一样。您所要做的就是向场景中添加至少两种材质 - PyroCluster Material 和 Volume Tracer Material。为此，请从材质管理器的创建/材质菜单中选择相应的点：新建 PyroCuster 材质和新建 PyroCluster Volume/ Tracer 材质。

为了缩短体积 PyroCluster 效果的渲染时间，应相应调整使用距离值。那么，你怎么知道什么值是正确的呢？这是所有体积分形都必须处理的问题 - 一团烟雾是一个相当大的 3D 分形。您永远无法提前知道结果的样子。许多设置与其他设置相关联并受其他设置影响，并且可以相互产生戏剧性的影响，从而影响效果的最终外观。

使用距离可以节省一天！

应该遵循一个单一的经验法则来确定正确的距离。距离定义了为了在场景中定位 PyroCluster 体积而将 3D 空间细分的程度。较低的值通常会导致较长的渲染时间。如果您觉得您的场景渲染时间过长，更改此值很可能会有所帮助。

以下是您可以用作参考的示例：

假设您创建了一个天空中有无数云彩的项目。您已经定义了非常大的体积（半径）以实现云的 3D 外观。每个云的半径为 2000 个单位。如果您将 World Step Size 设置为其默认值0.5，您将不得不等待很长时间直到项目渲染，如果它要渲染的话。在这种情况下，您可以将 World Step Size 增加到大约60 (!)，而不会降低渲染质量。另一方面，如果您将体素半径定义为 10 并使用 World Step Size 为60，则结果只会看起来很糟糕。此外，您只会在天空中看到单调的球体——这与人们所认为的云并不完全一致。

World Step Size 是 PyroCluster 必须提供的最有效的设置。

体积追踪器

PyroCluster 集成到 Cinema 4D 中并广泛使用其可用功能。在探索令人惊叹的大气效果世界之前，请仔细阅读本手册。

按照以下步骤使用 PyroCluster 在 Cinema 4D 中创建大气效果：

创建环境对象（主菜单：创建/环境/环境）。
创建一个新的PyroCluster VolumeTracer着色器（材质管理器：创建 / 材质 / 新 PyroCluster Volume-Tracer）材质。
创建一个新的 PyroCluster 着色器（材质管理器：创建 / 材质 / 新的 PyroCluster 材质）。
将 VolumeTracer 材质分配给环境对象。
将 PyroCluster 材质分配给粒子系统
如果您正在使用 Thinking Particles，请将 PyroCluster 材质分配给 TP 几何对象（Simulate / Thinking Particles）。

渲染对象

使用此设置来定义是否应计算场景的 PyroCluster 效果。

激活渲染对象选项以计算场景的 PyroCluster 效果。

渲染隐藏对象

激活渲染隐藏对象设置以计算场景的隐藏 PyroCluster 对象。

渲染模式

您可以在此处选择各种预设渲染模式。这些模式之间的主要区别在于它们的渲染质量和渲染所需的时间。首先，为了获得最佳渲染质量（和最长渲染时间），它们是：

酥脆
脆气
朦胧

以下模式：

用户
允许您使用各种参数设置自己的渲染模式，这些参数将不再出现重影，包括 World Step Size 和 Ray Trans Limit。

世界步长[0.01..+∞]

全局距离的重要性在Volume Tracer中有详细描述。就计算速度和图像质量而言，这是最重要的 PyroCluster 设置。

雷翻译。限制[0..100%]

此设置为加速计算提供了另一种可能性。它定义了 Volume Tracer 引擎的限制。通常，定向到体积中的光线跟踪光线将被非常深地（跟随）光线跟踪，直到一个点的透明度等于0（完全不透明）。但是，您永远不会注意到 Volume Tracer 何时达到100%不透明度并停止计算。建议使用1%到10%之间的值来减少渲染时间。

阴影贴图步长[0.01..+∞]

正如已经在 Volume Tracer 中解释的那样，PyroCluster 中的采样体积可能有点棘手。设置及其效果与Sample Distance 中描述的相同，唯一的区别是这些设置仅影响阴影贴图。

阴影贴图传输。限制[0..100%]

使用此设置也可以加快计算时间。它定义了 Volume Tracer 引擎的停止点。通常，定向到体积中的光线跟踪光线将被非常深地（跟随）光线跟踪，直到点的透明度等于0（完全不透明）。但是，您永远不会注意到 Volume Tracer 何时达到100%不透明度并停止计算。建议使用1%到10%之间的值来减少渲染时间。

光线追踪步长[0.01..+∞]

正如已经在 Volume Tracer 中解释的那样，PyroCluster 中的采样体积可能有点棘手。设置及其效果与Global 中描述的相同，唯一的区别是这些仅影响硬阴影。

光线追踪传输。限制[0..100%]

使用此设置也可以加快计算时间。通常，定向到体积中的光线跟踪光线将被非常深地（跟随）光线跟踪，直到点的透明度等于0（完全不透明）。但是，您永远不会注意到 Volume Tracer 何时达到100%不透明度并停止计算。建议使用1%到10%之间的值来减少渲染时间。

射线传输。校正[0..100%]

如上一节PyroCluster 技巧和窍门中所述，如果您增加 Volume Tracer 使用的透明度截止值（Ray Trans. Limit 值），您将获得渲染速度。但是，使用 Ray Trans 时可能会出现一些伪影。极限到极致。在这些情况下，您应该启用 RayTrans。修正，将尝试修正这些问题——见上图。

禁用 RayTrans。更正意味着当您增加 Ray Trans 时，体积效果将渲染得更加透明。限制发生这种情况是因为进入体积的光线在变为100%不透明之前停止。PyroCluster 使用在限制框中设置的透明度值。为防止出现这种情况，请启用 RayTrans。校正参数。

射线传输。校正 = 开

射线传输。校正 = 关闭

音量灯

默认情况下，PyroCluster 支持体积光效果。您可以使用任何 Cinema 4D 灯光和效果来照亮 PyroCluster 大气，包括反向体积灯光。

要获得彩色体积光阴影，请在 PyroCluster 的阴影页面上启用阴影颜色过滤器选项。

渐变

了解梯度的工作原理是充分利用 PyroCluster 的关键。

打开阴影颜色过滤器的体积光

具有倒置光效的体积光

要获得彩色体积光阴影，请在PyroCluster的阴影页面上启用阴影颜色过滤器选项。

在 PyroCluster 场景可以在 Cinema 4D 场景中使用之前，必须采取一些简单的步骤。

这是在 Cinema 4D 中创建大气 PyroCluster 效果的方式：

创建环境对象。
创建粒子发射器（Cinema 4D 或 Thinking Particles）
创建一个新的着色器PyroCluster - Volume Tracer（材质管理器：创建 / 材质 / 新建 PyroCluster - Volume-Tracer 材质）。
创建一个新的着色器PyroCluster（材质管理器：创建 / 材质 / 新的 PyroCluster 材质）。
将体积追踪器分配给环境对象。
将 PyroCluster 材质分配给相应的粒子系统（如果使用 Thinking Particles，这将是TP 几何对象）。