Flüssigkeitssimulation in Blender: Rauch einrichten und cachen

Was lernen Sie in diesem Tutorial?

In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie Sie die Funktion eines Flow-Objekts in Blenders Flüssigkeitssimulation festlegen, die wichtigsten Einstellungen für Rauch- und Feueremission kennenlernen und das berechnete Ergebnis cachen. Ein Flüssigkeitsquellobjekt kann – ähnlich einem Wasserhahn – Flüssigkeit hinzufügen, sie wie ein Abfluss entfernen oder seine eigene Geometrie in der Simulation als Flüssigkeit verwenden. Welche Funktion die richtige ist, hängt vom gewünschten Effekt in der Szene ab.

Die Anleitung beschränkt sich auf die im Blender-5.2-LTS-Handbuch beschriebenen Flow- und Cache-Einstellungen. Sie soll keine vollständige Schritt-für-Schritt-Anleitung für eine komplette Simulation sein, sondern erläutern, welche Optionen wichtig sind, damit das Quellobjekt korrekt funktioniert und die Berechnung übersichtlich gespeichert werden kann.

Voraussetzungen und Vorbereitung

Als Referenz dient das Blender-5.2-LTS-Handbuch. Auf den bereitgestellten Handbuchseiten werden weder Mindestanforderungen an die Hardware für die Berechnung noch Anforderungen an ein Benutzerkonto genannt. Daher sollten keine bestimmten Grafikkarten, Speichermengen oder Kontovoraussetzungen angenommen werden. Das Handbuch weist darauf hin, dass Flüssigkeitssimulationen Rechenleistung und Zeit erfordern und empfiehlt, je nach Szene ausreichend Zeit für das Caching einzuplanen.

Die Szene muss ein Domain-Objekt und ein darin liegendes Flow-Objekt enthalten. Laut Handbuch muss sich das Flow-Objekt innerhalb der Bounding Box der Domain befinden. Erstellen Sie ein Mesh-Objekt als Flüssigkeitsquelle. Je nach gewünschtem Effekt – Flüssigkeit, Rauch oder Feuer – legen Sie anschließend Flow Type und Flow Behavior fest.

1. Flow-Objekt festlegen

Wählen Sie das Mesh-Objekt aus, das als Flüssigkeitsquelle dienen soll. Fügen Sie unter Properties > Physics die Fluid-Physik hinzu und stellen Sie Type auf Flow. Damit wird das Objekt zu einer Quelle für die Flüssigkeitssimulation. Achten Sie darauf, dass das Objekt innerhalb der Bounding Box der Domain liegt; eine außerhalb liegende Quelle funktioniert möglicherweise nicht wie erwartet.

Wählen Sie anschließend den Flow Type:

• Smoke: Erzeugt nur Rauch.

• Fire + Smoke: Erzeugt sowohl Feuer als auch Rauch.

• Fire: Erzeugt nur Feuer.

• Liquid: Erzeugt Flüssigkeit.

Flow Behavior legt fest, was die Quelle in der Simulation bewirkt. Inflow fügt der Simulation kontinuierlich Flüssigkeit hinzu – etwa wie ein Wasserauslass oder eine Feuerquelle. Outflow entfernt Flüssigkeit aus der Domain, sobald sie in die Bounding Box des Objekts gelangt. Bei Geometry werden die Bereiche des Objekts, die innerhalb der Domain liegen, direkt als Flüssigkeit verwendet. Mit Geometry lassen sich mehrere Flüssigkeitsobjekte verwenden; dabei müssen die Flächennormalen nach außen zeigen.

2. Emission und Bewegung einstellen

Mit Use Flow können Sie festlegen, ob das Quellobjekt während der Animation Flüssigkeit hinzufügen oder entfernen soll. Bewegt sich die Quelle schnell, sollten Sie Sampling Substeps erhöhen, um mögliche Lücken bei der Emission zu verringern. Diese Substeps werden nicht für jedes Bild, sondern für die Simulationsschritte angewendet. Die Anzahl der Simulationsschritte wird durch Adaptive Time Stepping gesteuert.

Zu den Einstellungen, die das Aussehen des Rauchs beeinflussen, zählen Smoke Color, Density und Initial Temperature. Density steuert, wie viel Rauch auf einmal erzeugt wird. Initial Temperature bestimmt, wie stark die Temperatur des erzeugten Rauchs von der Umgebungstemperatur der Domain abweicht; die Wirkung hängt von der Einstellung Heat Buoyancy in der Domain ab. Prüfen Sie je nach Szene auch die Option Absolute Density, die beeinflusst, wie sich Rauch oder Feuer im Quellbereich ansammelt.

Für Emission aus einem Quell-Mesh kann die Mesh-Option unter Flow Source verwendet werden. Surface Emission legt die Emission innerhalb eines bestimmten Voxel-Abstands von der Mesh-Oberfläche fest; das Ergebnis kann je nach Auflösung der Domain variieren. Volume Emission gilt nur für Feuer oder Rauch. Ist das Mesh nicht manifold, kann die Emission über das Volumen schwer vorhersehbare Ergebnisse liefern. Berücksichtigen Sie daher bei diesen Optionen sowohl die Mesh-Struktur als auch die Auflösung der Domain.

Soll die Bewegung der Quelle auf die Flüssigkeit übertragen werden, aktivieren Sie Initial Velocity. Der Wert Source legt fest, mit welchem Faktor die Geschwindigkeit der Quelle auf die Flüssigkeit übertragen wird; bei 1 bewegt sich die Flüssigkeit mit derselben Geschwindigkeit. Die Einstellung Normal fügt entlang der Flächennormalen Geschwindigkeit hinzu. Bei einem geschlossenen Mesh zeigen die Normalen in verschiedene Richtungen, sodass sich die Emission in mehrere Richtungen bewegen kann. Wenn eine Anfangsgeschwindigkeit in nur eine Richtung gewünscht ist, empfiehlt das Handbuch unter anderem die Verwendung einer Ebene als Quelle. Mit Initial X, Y und Z können zusätzliche Geschwindigkeiten in Weltkoordinaten festgelegt werden.

3. Cache-Typ auswählen und Simulation berechnen

Legen Sie im Cache-Panel der Domain das Verzeichnis für die Simulation sowie Start- und Endbild fest. Die Berechnung ist auf diesen Bildbereich beschränkt. Soll die Simulation länger laufen, passen Sie auch den Wert End entsprechend an. Wählen Sie den Cache-Typ passend zu Ihrem Arbeitsablauf:

• Replay: Die Simulation wird während der Wiedergabe im Viewport gecacht. Playback Sync muss auf Play Every Frame eingestellt sein.

• Modular: Die Berechnung erfolgt in mehreren Schritten mit den Werkzeugen in den entsprechenden Panels.

• All: Die ausgewählten Einstellungen werden mit einem einzigen Werkzeug berechnet.

Ein Bake-Vorgang kann je nach Szene Zeit und Rechenleistung beanspruchen. Wenn das Mesh Modifikatoren enthält, werden für deren Übertragung an den Flüssigkeitssolver die Render-Einstellungen verwendet; hohe Einstellungen können die Berechnungsdauer und den Speicherbedarf erhöhen. Laut Handbuch können die Einstellungen nach einer korrekten Einrichtung erhöht werden, um realistischere Ergebnisse zu erzielen. Ein kontrollierter Arbeitsablauf besteht daher darin, zunächst den Szenenaufbau zu überprüfen und anschließend die Qualitätseinstellungen zu erhöhen.

Für volumetrische Simulationsdaten, also Grids und Partikel, stehen die Formate Uni Cache und OpenVDB zur Verfügung. Bei OpenVDB können Sie zwischen Zip, Blosc und unkomprimiertem Speichern sowie den Genauigkeitsstufen Full, Half und Mini wählen. Laut Blender-Handbuch ist Zip langsamer als Blosc; Blosc verwendet Multithread-Komprimierung. Half bietet 16-Bit-, Full 32-Bit-Genauigkeit, während Mini nach Möglichkeit 8 Bit verwendet und bei dafür ungeeigneten Daten auf 16 Bit wechselt. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl den gewünschten Output und den benötigten Speicherplatz.

Häufige Fehler und nächste Schritte

Liegt das Flow-Objekt außerhalb der Domain, funktioniert die Simulation möglicherweise nicht wie erwartet. Auch nach innen gerichtete Flächennormalen können bei der Geometry-Verhaltensweise Probleme verursachen. Treten bei einer schnell bewegten Quelle Lücken in der Emission auf, überprüfen Sie Sampling Substeps. Funktioniert der Replay-Cache nicht, kontrollieren Sie, ob Playback Sync auf Play Every Frame eingestellt ist.

Beachten Sie bei der Wahl des Cache-Verzeichnisses, dass für verschiedene Arten von Simulationsdaten separate Ordner angelegt werden können. Die Option Resumable schreibt zusätzliche Daten, mit denen sich eine pausierte Berechnung fortsetzen lässt. Bei Berechnungen mit hoher Auflösung werden dadurch mehr Daten auf das Laufwerk geschrieben; daher empfiehlt das Handbuch, diese Option nicht zu aktivieren. Ein gestarteter Bake-All-Vorgang lässt sich mit Esc abbrechen, aber nicht pausieren und fortsetzen.

In Architektur-, Innenarchitektur- und Archviz-Workflows können diese Einstellungen dazu dienen, das Verhalten von Quellen in Szenen mit Brunnen, Pools, Rauch oder Feuer zu steuern. Besonders bei animierten Quellen wirken sich Substeps, Mesh-Struktur und Cache-Einstellungen auf das Ergebnis aus. Da das Handbuch keine konkreten Hardwareanforderungen nennt, sollten Sie die Berechnungszeit abhängig von Szene und Einstellungen durch Tests ermitteln. Ein Test mit geringem Rechenaufwand und eine anschließende Erhöhung der Auflösung und weiterer Einstellungen bei Bedarf sind sinnvolle nächste Schritte.

Quelle und Lizenz

Grundlage sind die Handbuchseiten zu Fluid, Flow und Cache im Blender 5.2 LTS Manual. Die Blender-Handbücher stehen unter der Lizenz CC BY-SA 4.0; der Inhalt wurde ins Türkische übertragen und neu formuliert.