محاكاة الأجسام الصلبة في Blender: إعداد الأجسام النشطة والسلبية

ما الذي ستتعلمه في هذا الدليل؟

يحاكي نظام الأجسام الصلبة في Blender حركة الأجسام الصلبة. فهو يؤثر في مواضع الأجسام واتجاهاتها، لكنه لا يشوّه أشكالها. لذلك يمكن استخدامه لضبط حركة الأجزاء الصلبة في المشهد. ويعمل النظام مع التحريك؛ إذ يمكن أن تكون الأجسام الصلبة جزءًا من علاقات الأب-الابن وقيود التحريك والمشغّلات، مثلها مثل الكائنات العادية.

يتناول هذا الدليل إضافة كائنات الأجسام الصلبة إلى المشهد، والتمييز بين النوعين النشط والسلبي، والتحقق من مجموعة عالم المحاكاة، وتخزين النتيجة مؤقتًا. وقد أبقينا بعض أسماء الخيارات في الواجهة باللغة الإنجليزية، كما وردت في الدليل المصدر.

المتطلبات

تحتاج إلى مشهد في Blender يحتوي على كائنات من نوع mesh. لا يحدد الدليل المصدر رقم إصدار معينًا من Blender أو شروطًا للحساب، لذا لا نورد هنا أي متطلبات تتعلق بالإصدار أو الحساب. ولكي تعمل المحاكاة، يجب إضافة فيزياء الأجسام الصلبة إلى الكائنات، كما يجب أن تكون ضمن المجموعة المحددة في إعدادات Rigid Body World في المشهد.

تنقسم الأجسام الصلبة إلى نوعين أساسيين:

• Active: تُحاكى ديناميكيًا.

• Passive: تظل ثابتة.

يمكن توجيه كلا النوعين بواسطة نظام التحريك عند تفعيل خيار Animated. أثناء المحاكاة، يدير النظام مواضع الأجسام الصلبة الديناميكية واتجاهاتها. وبما أنه لا يغيّر قيم موضع الكائن ودورانه مباشرةً، فإن طريقة عمله تشبه القيد.

الإعداد الأساسي خطوة بخطوة

1. جهّز كائنات mesh. تأكد من أن الكائنات التي ستشارك في المحاكاة من نوع mesh. لا يمكن إدراج سوى كائنات mesh في محاكاة الأجسام الصلبة في Blender؛ ولا تُعد الكائنات الأخرى في المشهد عناصر محاكاة تلقائيًا.

2. أضف فيزياء الأجسام الصلبة. بعد تحديد الكائن، يمكنك استخدام زر Rigid Body في علامة تبويب Physics ضمن Properties، أو اختيار Add Active أو Add Passive من القائمة Object > Rigid Body. اختر Active للكائن الذي تريد حساب حركته ديناميكيًا، وPassive للكائن الذي سيظل ثابتًا.

3. تحقق من الكائنات المشاركة في المحاكاة. عند إضافة فيزياء الأجسام الصلبة إلى كائن، تُنشأ مجموعة باسم افتراضي هو RigidBodyWorld، ويُضاف الكائن إليها. ويمكن إنشاء أكثر من مجموعة Rigid Body World في المشهد وتوزيع الكائنات بينها. لكن الكائنات والقيود لا تشارك في المحاكاة إلا إذا كانت ضمن المجموعة المحددة في حقل Collection بلوحة Rigid Body World. تحقق من هذا التعيين عند ظهور نتائج غير متوقعة.

4. راجع إعدادات العالم. توفر لوحة Scene > Rigid Body World إعدادات مشتركة للأجسام الصلبة في المحاكاة. يمكن استخدام Speed لتسريع المحاكاة أو إبطائها. ويحدد Substeps Per Frame عدد خطوات المحاكاة في كل إطار. يتضمن الدليل المصدر معلومات متضاربة بشأن هذا الإعداد: إذ يذكر في أحد المواضع أن القيم المرتفعة تعطي نتائج أدق وأبطأ، بينما يذكر في موضع آخر أن الإعداد يؤثر في الدقة فقط، لا في السرعة. لذلك لا تفترض أن زيادة قيمة Substeps Per Frame ستطيل زمن الحساب حتمًا. ويحدد Solver Iterations عدد مرات تكرار حلّال القيود في كل خطوة محاكاة؛ فالقيم المرتفعة تحسّن الدقة واستقرار القيود وأكوام الأجسام، لكنها تعطي نتائج أبطأ.

5. قيّم خيار Split Impulse عند الحاجة. يفعّل هذا الإعداد أو يعطّل الحد من السرعة الزائدة التي قد تحدث أثناء التصادم. وقد ينتج عنه سلوك أكثر سلاسة عبر الحد من القوة التي تفصل الأجسام المتصادمة؛ لكنه قد يقلل استقرار المحاكاة، ولا سيما عند تكديس عدد كبير من الأجسام. لذا تعامل معه كإعداد ينبغي اختباره ومراقبة نتيجته، لا كتحسين يجب تفعيله في كل مشهد.

6. حدّد نطاق الإطارات والتخزين المؤقت. يمكنك ضبط أول وآخر إطار تكون فيهما المحاكاة نشطة ضمن Scene > Rigid Body World > Cache. يحسب Bake المحاكاة ويحتفظ بالبيانات المخزنة مؤقتًا، ويجب أن تكون في Object Mode لتنفيذ هذه العملية. بعد Bake، يمكنك مسح ذاكرة التخزين المؤقت باستخدام Delete Bake. وتتوفر في اللوحة أيضًا عمليات أخرى، مثل الحساب حتى الإطار الحالي وإنشاء Bake من الذاكرة المؤقتة.

7. احفظ الملف وتحقق من النتيجة. يذكر دليل Blender أنه إذا لم يكن الملف محفوظًا، فقد تُنشأ الذاكرة المؤقتة في الذاكرة، وقد تُفقد قبل حفظ الملف. لذا احفظ الملف قبل تنفيذ Bake. وتحقق أيضًا من إطاري البداية والنهاية للمحاكاة؛ ويمكنك عند الحاجة الاستفادة من خيارات الحساب حتى الإطار الحالي أو إنشاء Bake لكل الأجسام الديناميكية.

أخطاء شائعة

الكائن لا يتحرك: تحقق أولًا مما إذا كان الكائن من نوع mesh وما إذا أُضيفت إليه فيزياء الأجسام الصلبة. ثم تحقق مما إذا كان Active أم Passive. يظل الكائن Passive ثابتًا؛ لذا قد يكون الكائن المتوقع أن يتحرك ديناميكيًا قد أُنشئ بهذا النوع عن طريق الخطأ.

الكائن لا يظهر في المحاكاة: تحقق من حقل Collection في لوحة Rigid Body World، ومن وجود الكائن ضمن هذه المجموعة. وتسري قاعدة العضوية في المجموعة نفسها على القيود أيضًا.

فُقدت الذاكرة المؤقتة: تأكد من حفظ الملف قبل Bake ومن تنفيذ العملية في Object Mode. فقد تُحفظ الذاكرة المؤقتة في الذاكرة عند عدم حفظ ملف blend.

الأكوام غير مستقرة أو النتيجة غير متوقعة: قيّم إعدادَي Solver Iterations وSubsteps Per Frame وفق الغرض. ووفقًا للدليل، قد تؤدي زيادة Solver Iterations إلى تحسين الدقة واستقرار القيود والأكوام، لكنها قد تعطي نتيجة أبطأ. أما بشأن Substeps Per Frame، فلا تفترض شيئًا مؤكدًا عن الأداء بسبب تضارب ما يقوله الدليل عن تأثيره في السرعة. وخذ في الحسبان أيضًا أن Split Impulse قد يقلل الاستقرار، خصوصًا عند تكديس الأجسام.

تحويل الكائن غير متوقع: يدير نظام الأجسام الصلبة مواضع الكائنات الديناميكية واتجاهاتها أثناء المحاكاة، ولا يغيّر قيم موضع الكائن ودورانه مباشرةً. إذا لزم تطبيق التحويلات، فيمكن استخدام عملية Apply Object Transform في Blender. ويؤثر المقياس أيضًا في المحاكاة، لكن نظام التحريك هو من يتحكم فيه.

الاستخدام في سير عمل الهندسة المعمارية والتصور

قد تكون محاكاة الأجسام الصلبة مفيدة لفرق التصور المعماري والتصميم الداخلي التي ترغب في تجربة حركة الأجسام الصلبة في المشهد ضمن سير عمل التحريك. ويساعد التمييز بين Active وPassive على تحديد العناصر التي ستُحسب ديناميكيًا وتلك التي ستظل ثابتة. ولا يحدد الدليل المصدر متطلبات أجهزة معينة أو أوقات تصيير أو شروط ترخيص؛ لذلك لا يمكن استنتاج ادعاءات تقنية إضافية بشأن هذه الجوانب.

قبل مشاركة المشروع أو تسليمه، تحقق من تعيين المجموعات للكائنات المطلوب تضمينها في المحاكاة، ومن نطاق الإطارات وحالة Bake. وفي المشاهد التي تتكدس فيها كائنات كثيرة، ضع في الحسبان أن خيار Split Impulse قد يؤثر في الاستقرار. أما إعداد Substeps Per Frame، فاختبر تأثيره في المشهد قبل تقييمه، مع مراعاة تضارب ما تقوله الوثائق عن تأثيره في السرعة.

الخطوات التالية

بعد الإعداد الأولي، راجع أدوار Active وPassive وتأكد من أن المحاكاة تشمل الكائنات المطلوبة. حدّد نطاق الإطارات، واحفظ الملف، ثم نفّذ Bake في Object Mode. وفي الإعدادات الأكثر تعقيدًا، تتضمن قائمة Rigid Body في Blender أيضًا عمليات إضافة الكائنات والقيود وإزالتها وتعديل خصائصها. ويمكن لمؤثرات القوى الخارجية التأثير في محاكاة الأجسام الصلبة؛ لكن بما أن الدليل المصدر لا يقدم خطوات إعداد لنوع أو إعداد محدد من المؤثرات، فلا نورد هنا وصفة خاصة.

المصدر والترخيص

أُعد هذا الدليل باللغة التركية بالاستناد إلى المعلومات الواردة في مقدمة Blender لمحاكاة الأجسام الصلبة ووثائق Rigid Body World. وكلا المصدرين منشور بموجب ترخيص CC BY-SA 4.0.