Сравнение работы Axiom и Pyro на примере сцены из ВКР
Axiom solver
Данный блок будет посвящен настройкам Axiom Solver, и автор визуального исследования предпочел разобрать его точно так же, как и Pyro Solver. Благодаря этому удастся выявить главные различия между ними.
Важно отметить то, что Axiom Solver работает на видеокарте в отличие от Pyro Solver, а так же идет как дополнительный плагин, который необходимо установить в софт.
Создание контейнера геометрии обеспечивает возможность использования «axiom solver», который, в свою очередь, предоставляет базу для дальнейших этапов симуляции.
Source shape
Следующий этап — создание первичного источника, генерирующего основу для работы. В системе существует специализированный узел, обозначенный как «Axiom_sourceShape». Этот узел предназначен для формирования объекта, используемого при имитации дыма или взрыва.
На данном этапе предоставляется возможность корректировки параметров моделирования. Альтернативно, допускается применение стандартной сферы из Houdini или других типов эмиттеров, однако кастомные сорсы будут рассмотрены позднее.
В ноде, где формируется сфера, присутствует широкий спектр настроек, которые заслуживают более пристального внимания. Анализ этих параметров позволяет оптимизировать симуляцию и достичь желаемых результатов.
Различные геометрические формы могут быть использованы для создания эффекта рассеивания дыма в симуляциях. Важно отметить, что изменение формы источника дыма не влияет на основные параметры симуляции или общие настройки. Тем не менее, использование разной геометрии приводит к визуально отличным результатам в отображении дыма.
Например, в случае моделирования потока воздуха, выходящего из трубы, наиболее подходящим выбором будет сфера. В целом, чем точнее форма источника соответствует форме объекта, из которого исходит дым, тем более реалистичным будет результат симуляции.
Просмотр области под текущим разделом демонстрирует наличие конфигураций в узле, определяющем исходную форму, которые контролируют визуальное представление объекта. Возможно расширение возможностей посредством интеграции различных шумовых эффектов, что способствует повышению сложности и реалистичности симуляции. Вариации параметров шума предоставляют средства для тонкой настройки характеристик дыма, позволяя достичь более детализированных и убедительных результатов. Включение элементов случайности, представленных нойзами, может существенно обогатить процесс создания симуляций, выводя их на новый уровень правдоподобия.
Использование неровностей в геометрии способствует устранению выраженной чёткости области, служащей основой для имитации симуляции. Кроме того, возможно применение «deformation noise», который, будучи анимированным, генерирует добавочные воздействия в системе Axiom.
«Velocity noise» помогает создать хаотичное движение скорости и направлению, именно поэтому симуляция начинает выглядеть необычно.
Influence
Для анализа фактора «influence» рекомендуется дублировать объект-сферу, удерживая клавишу Alt. В конфигурации нового объекта необходимо сменить тип на «influence», после чего следует установить связь между исходным и новым объектами посредством операции «merge». Допускается использование любой геометрической формы для индивидуальной настройки воздействия. В целях демонстрации функциональности данного параметра была увеличена высота цилиндра, а в разделе «force» активирована опция «spin», предназначенная для придания вращающегося движения симуляции. Такой подход позволяет наглядно оценить эффект от применения параметров влияния на динамику сцены. Процесс настройки предоставляет широкие возможности для экспериментов и достижения желаемого результата.
Во вкладке «force» можно менять направление определенной силы, а так же в целом ее влияние через «magnitude».Чем выше значение, тем сильнее закручивается симуляция. Из этого сетапа можно сделать базу для торнадо.
При анализе вкладки «Sourcing» можно заметить, что в цилиндре, который влиял на симуляцию, есть атрибуты: Temperature, Fuel и Pressure. Их активация приводит к тому, что указанная фигура оказывает воздействие на динамику дыма, обусловленное её положением в пространстве и функциональным назначением. Данный аспект заслуживает детального рассмотрения.
Первоначальные параметры цилиндра были восстановлены посредством комбинации клавиш «Ctrl» и средней кнопки мыши. Затем цилиндр был заменён на сферу, которая была перемещена в верхнюю часть области просмотра и увеличена в размерах. Данные действия были предприняты с целью визуальной оценки изменений, произошедших в симуляции. В результате проведённых манипуляций можно наглядно наблюдать влияние изменённого объекта на поведение дыма в симуляции.
Значение параметра «Pressure» с положительным знаком расширяет газообразную среду в пределах сферической области. При отрицательном значении данного параметра происходит эффект сжатия вещества. Температурные показатели с позитивным значением способствуют ускорению симуляции процесса в восходящем направлении, а при негативном значении происходит изменение направления вниз.
Изучение влияния силы воздействия также представляет интерес, поскольку вариации в параметрах силы могут приводить к различным конечным результатам.
Custom emitter
Для формирования пользовательского источника воздействия, аналогичного используемому в Pyro Solver, потребуется трансформация геометрии (или точек) в объем, как это выполнялось ранее. Особое внимание следует уделить названиям, поскольку Axiom Solver чувствителен к ним. Для корректной работы симуляции необходимо переименовать объем сферы в «influence». Далее следует определить, на какой параметр будет воздействовать сфера. Например, «influencePressure» повлияет на настройку давления, а «influenceTemperature» — на температуру.
Процесс переименования объема осуществляется с помощью ноды «name», где указывается, какой атрибут подвергается изменению, и вводится новое имя в соответствующее поле.
После выполнения указанных действий возможно регулирование силы влияния в ноде axiom_solver, во вкладке «Sourcing». В настройках симуляции явно указано местоположение параметра «Influence». Рядом с ним можно заметить «Collision» и «Source».
По умолчанию influencePressure «всасывает» дым в себя, поэтому чтобы инвертировать значение, можно вытащить ноду «volume wrangle» и прописать:
f@influencePressure *= -1;
где f — значение атрибута float @influencePressure — название атрибута *= — 1 — умножение значения на -1, значит инвертирование.
Для усиления эффекта, рекомендуется дублировать узел «name» и адаптировать его название под нужный атрибут, как это было продемонстрировано с параметром температуры.
Целесообразно создать несколько вариантов сферы для анализа и последующего применения в качестве объекта столкновения.
Анимация сферы была создана с использованием ноды «transform». В результате можно наблюдать, как температурное воздействие проявляется при взаимодействии с дымом.
Для достижения эффекта влияния, основанного на скорости, первым шагом является расчет скоростных характеристик с использованием ноды «point velocity». Затем, формируется объемная структура посредством «vdb from polygons». На этом этапе также необходимо сгенерировать новый атрибут. При создании атрибута в соответствующем поле следует указать его название как «influenceVel». В результате этих действий, система axiom сможет распознать созданный атрибут.
Данную опцию можно спутать с коллизией, однако это именно влияние сферы на velocity, автор визуального исследования предлагает разобрать столкновение объекта с симуляцией.
Collision
Для того, чтобы это использовать необходимо поменять в «vdb from polygon» влияние на «collision», благодаря этому изменению axiom solver сможет увидеть объем для взаимодействия и использовать ее в симуляции.
Для того, чтобы была возможность регулировать коллизию температуры, есть возможность создать дополнительный атрибут «collisionTemperature» через ноду «name» и соединить через «merge».
Наблюдается, что при положительных температурных значениях столкновение сферы с дымовым полем вызывает восходящее движение симуляции, причем сила эффекта пропорциональна величине температуры. В случае отрицательных температурных показателей взаимодействие приводит к нисходящему перемещению дымовой среды.
Создание атрибутов для кастомного эмиттера
Необходимо затронуть такой важный момент в этом разделе, как различие нэймингов между pyro и axiom, ведь многие атрибуты, которые использовались в предыдущем солвере, в axiom называются по-другому.
Была создана точно такая же сфера, которая использовалась в pyro солвере.Через ноду «blast» можно отделить каждый растеризованный атрибут, благодаря функции «delete non selected».
Чтобы симуляция работала корректно необходимо переименовать:
• из divergence ⮕ в pressure • из burn ⮕ в fuel • из v ⮕ в vel
Это необходимо, так как Axiom Solver использует такой нэйминг и именно после этой операции он сможет увидеть необходимые поля и атрибуты, чтобы в дальнейшем правильно отображать дым и взрывы.
Автор визуального исследования предлагает использовать данную сферу для разбора остальных параметров симуляции, которые достаточно схожи с Pyro Solver.
Main
Отмечается, что интерфейс солвера содержит значительное количество вкладок, каждая из которых соответствует определенным настройкам, аналогично Pyro Solver. Предлагается последовательно рассмотреть каждый аспект для анализа организации системы в контексте Axiom.
Substeps
Первым параметром в указанной вкладке является «Start Frame», который не требует детального рассмотрения, поскольку определяет начало симуляции и допускает ручное указание стартового кадра.
Далее рассматриваются ранее не изученные сабстепы. Корректировка этих параметров необходима при высокой скорости анимации эмиттеров дыма или взрывных эффектов, что характерно для сценариев крушения воздушных судов или движения метеоритов. Наблюдаемая деформация дымовой структуры при экстремальных скоростях, сопровождающаяся образованием разрывов, устраняется повышением значений сабстепов. Данная мера увеличивает количество расчетных шагов, обеспечивая повышенную детализацию симуляции в Axiom.
Division Size
Следующий пункт, который необходимо разобрать — это «division size». Он отвечает за качество симуляции и количество вокселей на дым или взрыв, поэтому чем меньше это значение, тем больше получится деталей на выходе.
При детальном рассмотрении вкладки «Main» наблюдается параметр «voxels», расположенный рядом с «division size». Данный параметр определяет общее количество вокселей, задействованных в симуляции. На основе указанного значения рассчитывается необходимый объем видеопамяти графического процессора.
Mode
Параметр «mode», расположенный на первой вкладке, определяет тип симуляции. Режимы различаются методиками расчёта, причём каждый вариант включает добавление специфических деталей в зависимости от выбранной конфигурации.
Sourcing
Следующая рассматриваемая вкладка — «Sourcing», предусматривающая параметры «influence» и «collision». Редактирование симуляции имеет сходство с Pyro Solver. Возможен контроль интенсивности созданных полей, при этом главное отличие заключается в интерфейсе и пространственной организации параметров.
Так же присутствуют математические операции, которые возможно использовать для редактирования атрибутов. В дополнение ко всему, добавился такой параметр, как способ просчета созданных полей, можно выбрать в зависимости от времени, от фрейма, а так же от солвера.
Density
Параметр «Density» выполняет функцию, аналогичную Pyro Solver, обеспечивая визуализацию дыма. Различные математические операции обуславливают вариативное отображение результатов симуляции.
Размер «Density» отвечает за количество дыма, которое исходит из эмиттера.
Благодаря разным видам просчета симуляции, которые можно выбрать в Axiom Solver, дым способен проявляться быстрее или в меньшем количестве.
Temperature
«Temperature» влияет на скорость появления симуляции, ее направление зависит от разных сил, в данном случае температура имеет положительные значения, именно поэтому дым идет наверх.
Чем выше температура, тем быстрее дым стремится наверх.
Velocity
В Axiom Solver «velocity» задает начальные или текущие скорости частиц, что непосредственно влияет на их движение, траектории и взаимодействия в симуляции. Его также можно использовать для того, чтобы имитировать различные внешние силы, такие как ветер или турбулентность, что в свою очередь изменяет поведение частиц.
Чем больше значение данного поля, тем больше волн создается во время симуляции, что помогает создать завихрения и турбулентность.
Pressure
Поле «Pressure» помогает регулировать, как давление влияет на движение и поведение частиц. Так же благодаря этому полю можно настраивать растягивание, сжимание и движение газа под воздействием внутреннего давления.
Чем больше данное значение, тем выше и шире растягивается симуляция, а так же создаются клубы дыма, создающие вихри.
Combustion
Для анализа визуализации огня в Axiom Solver рекомендуется использовать ноду «pyro bake volume», который по своей функциональности схож с вкладкой «look» в Pyro Solver. Этот узел позволяет настроить такие параметры, как плотность дыма, его цвет, а также активировать визуализацию огня при включении опции «Enable scatter». Визуализацию можно адаптировать с помощью различных масок и настроек, что зависит от текущих задач и требований к проекту. Качество отображения симуляции во вьюпорте также поддается корректировке. Однако следует учитывать, что финальный результат на рендере будет отличаться из-за необходимости применения шейдеров. Таким образом, визуализация во вьюпорте представляет собой предварительный вид того, как симуляция будет выглядеть после рендеринга.
Дополнительно регулирование поведения огня осуществляется через настройки в разделе «Combustion», которые предлагается изучить более подробно.
В настоящее время взрыв достигает таких характеристик благодаря визуализации атрибутов с использованием «pyro bake volume», а также настройкам, выполненным во вкладке «sourcing.»
Fuel
В Axiom Solver поле «Burn» в разделе «Combustion» отвечает за контроль процесса горения в симуляции. Его значение влияет на то, как быстро или медленно области в симуляции «горят» или «тлеют», а так же задает уровень сжигания, то есть, насколько активно происходит горение в определенных частях симуляции.
Чем больше данное значение, тем шире распространяется взрыв.
Чем выше значение «inefficiency», тем больше энергии или топлива «теряется», что может приводить к менее яркому или менее интенсивному эффекту огня и дыма. Этот параметр помогает более реалистично визуализировать ситуации, когда горение сопровождается потерями энергии, например, в неидеальных условиях или при наличии препятствий. В общем, «inefficiency» позволяет контролировать качество и реализм эффектов сжигания, делая их ближе к реальности.
Ignition
Параметр «Temperature» в «Ignition Combustion» задает пороговое значение температуры, при котором происходит воспламенение в симуляции. Как только температура области достигает этого значения, начинается процесс горения. Этот параметр позволяет контролировать, при каких условиях и как легко происходит зажигание, что очень важно для реалистичного моделирования эффектов огня и дыма.
Emission
В Axiom Solver в Houdini поле «density» в разделе «Combustion Emission» отвечает за уровень плотности выбросов, связанных с процессом горения, а именно влияет на визуальный эффект дыма, пламени и других выбросов, делая их более густыми или разреженными. Чем выше значение «density», тем насыщеннее и объемнее будет выглядеть дым или другие эмиссии.
Поле «Temperature» в разделе «Combustion Emission» отвечает за температуру выбросов, связанных с процессом горения, и их влияние на визуальные эффекты. Если рассматривать подробнее, то этот параметр влияет на цвет, яркость и другие визуальные характеристики дыма, пламени и других выбросов. Более высокая температура обычно делает дым и пламя ярче и более горячими на вид, а также может влиять на поведение частиц, например, на их движение и светимость.
«Pressure» управляет уровнем давления внутри газов, которые возникают из-за горения. Более высокое давление может привести к более интенсивному раздуванию дыма или пламени, а также создавать более сильные взрывные эффекты. Визуально давление может проявляться через изменение формы, расширение или взрывообразное движение симуляции.
Simulation
Заключительная вкладка, которая присутствует в «Axiom Solver» называется «Simulation», в которой есть возможность регулировать разные силы, например, турбулентность, ветер и многое другое. Данная функция так же была и в «Pyro Solver», под названием «Shape».
Time Scale
Данный параметр влияет на скорость симуляции, благодаря ему можно визуализировать кадры в замедленном движении, а так же в ускоренном.
Dissipation
«Dissipation» влияет на силу рассеивания дыма, чем больше данный параметр, тем быстрее пропадает дым в симуляции.
Diffusion
Параметр 'Diffusion' управляет тем, насколько сильно свет или другие свойства распространяются внутри заданного объема или области. Это влияет на такие характеристики, как мягкость границ и размытость, а также на эффект рассеяния света, что особенно важно при рендеринге объемных материалов или тумана. Высокое значение приводит к более рассеянному, мягкому и «размытому» виду объемов, а низкое значение создает более четкие и концентрированные формы.
Cooling Rate
Поле «Cooling Rate» влияет на то, как быстро температура внутри системы или объекта снижается или стабилизируется, а точнее определяет скорость уменьшения температуры в симуляции. Чем выше это значение, тем быстрее дым теряет тепло.
Diffusion
Поле «Diffusion» в температуре управляет тем, как тепло распространяется внутри симуляции. Это похоже на то, как тепло «размазывается» в материале или пространстве.
Чем выше значение diffusion temperature, тем быстрее и равномернее тепло распределяется внутри системы, что создает более плавные границы и более реалистичное поведение при создании дыма или взрыва.
Buoyancy
«Buoyancy» задает дополнительную скорость, которая влияет на объемы в зависимости от их плотности или температуры. Этот параметр моделирует эффект плавучести: например, горячие газы или жидкости поднимаются вверх, а холодные опускаются вниз.
Чем выше значение buoyancy velocity, тем сильнее проявляется эффект плавучести — объекты с более высокой температурой или плотностью будут подниматься быстрее.
Gravity || Force || Wind
В данном блоке демонстрируются такие силы как: «Gravity», «Wind» и «Force», которые влияют на направление симуляции, а так же на степень силы этого направления.
Для того, чтобы указать в какую сторону необходимо направить симуляцию, необходимо пролистать вкладку вниз и указать необходимое значение.
Drag
Данный параметр влияет на сопротивление или замедление движущихся объемов в симуляции. Чем выше значение «drag» в velocity, тем сильнее сопротивление движению — взрывы замедляются быстрее и менее подвержены резким изменениям скорости.
Viscosity
В Houdini, в контексте Axiom, поле «Viscosity» влияет на вязкость газа в симуляции. Она определяет внутреннее трение в дыме, то есть, насколько «текучей» или «густой» является среда.
Чем выше значение вязкости, тем более «густым» или «липким» становится поток, что замедляет движение частиц и увеличивает сопротивление внутренним сдвигам.
Disturbance
Параметр «Disturbance» используется для создания эффекта «шумовых» или «хаотичных» изменений скорости, что помогает моделировать природные явления, такие как турбулентность, ветер или хаотичные движения в жидкости или газе.
Этот параметр добавляет небольшие вариации в скорость взрыва, благодаря чему движение становится более естественным и менее статичным.
Turbulence
«Turbulence» имитирует природные явления, такие как вихри, волны и турбулентность в газе, так же добавляет случайные и масштабные вариации в симуляцию, благодаря чему он становится более динамичным и реалистичным.
Подводя небольшой итог, автор визуального исследования хочет отметить то, что в Axiom Solver присутствуют встроенные эмиттеры, которые удобно настраивать и редактировать под задачу, при этом есть возможность добавлять разные силы, встроенные автоматически в Axiom. Симулирование происходит быстрее и не так сильно нагружает процессор, как Pyro Solver.
Однако один из главных минусов данного способа — это то, что он не встроен в программу и его необходимо устанавливать. В дополнение ко всему, исполнитель, не обладающий хорошей видеокартой, может столкнуться с техническими проблемами в плане недостатка мощности или памяти.
Для того, чтобы была возможность демонстративно разобрать главные отличия между Pyro и Axiom, автор визуального исследования предлагает читателю перейти к следующей главе, так как в ней будет рассмотрена симуляция с одинаковыми настройками и в одной сцене.
«Houdini» //Side FX URL: https://www.sidefx.com/docs/houdini/basics/index.html (дата обращения: 07.11.2025)
«Справка по HOUDINI. Инструментарий процедурной анимации и не только» //Houdini help URL: https://houdinihelp.ru/ (дата обращения: 15.11.2025)
«Фото По Запросу Большой взрыв 4k» // FREEPIK URL: https://ru.freepik.com/photos/%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%88%D0%BE%D0%B9-%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2-4k?log-in=google#uuid=041bc370-8de2-475a-9aac-f4f27bcd3e91 (дата обращения: 01.12.2025)
«Как делаются киновзрывы» // LIVEJOURNAL URL: https://kak-eto-sdelano.livejournal.com/44653.html (дата обращения: 12.11.2025)
«„Начинка“: Как снимались легендарные сцены „Правдивой лжи“, „Дня независимости“ и „Пятого элемента“» // FilmPro URL: https://www.filmpro.ru/materials/29670 (дата обращения: 12.11.2025)
«Maze Runner: The Death Cure VFX | Breakdown — Compositing | Weta Digital» // Youtube URL: https://youtu.be/ac8Y8PIonwU?si=mYdxWpi1Tfg0946m (дата обращения: 12.11.2025)
«Росомаха: Бессмертный | The Wolverine (2013)» // RUTUBE URL: https://rutube.ru/video/4bcd125a4a7e89e528561e54ee1ef0fe/?r=wd (дата обращения: 10.11.2025)
«Вид на гриб апокалиптического взрыва ядерной бомбы» // FREEPIK URL: https://ru.freepik.com/free-ai-image/view-apocalyptic-nuclear-bomb-explosion-mushroom_67216592.htm#fromView=keyword& page=2& position=49& uuid=041bc370-8de2-475a-9aac-f4f27bcd3e91& query=%D0%91%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%88%D0%BE%D0%B9+%D0%B2%D0%B7%D1%80%D1%8B%D0%B2+4k (дата обращения: 10.11.2025)
