沿路疾馳的玩具車！Blender幾何節(jié)點(diǎn)教學(xué)

薛山

不知道大家小時(shí)候有沒(méi)有玩過(guò)四驅(qū)車，現(xiàn)在有不少商場(chǎng)都有專門(mén)的四驅(qū)車賽道，我們既可以用自己的車，也可以租車來(lái)跑圈，每次路過(guò)的時(shí)候我都會(huì)多看幾眼，所謂“男人至死是少年”可真是一點(diǎn)不假……那么問(wèn)題來(lái)了，作為Blender小能手，我不禁想問(wèn)問(wèn)大家，在Blender里，我們也可以制作這種沿路奔跑的玩具車效果么？

要做四驅(qū)車賽車效果，首先要滿足車和賽道這兩個(gè)基本元素，咱們可以簡(jiǎn)單制作一個(gè)玩具車的3D模型，當(dāng)然，也可在網(wǎng)上下載現(xiàn)成的汽車模型，這個(gè)就豐儉由君了，不過(guò)建議大家不要找高精度模型，因?yàn)樵蹅兊膸缀喂?jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)會(huì)讓玩具車模型大量出現(xiàn)，精度太高會(huì)增加預(yù)覽和渲染硬件開(kāi)銷。

在得到玩具車3D模型后，接下來(lái)我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)賽道，這個(gè)設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，可以利用單頂點(diǎn)不斷擠出來(lái)獲得，完成后記得把賽道轉(zhuǎn)換為曲線，因?yàn)樵趲缀喂?jié)點(diǎn)里我們將利用曲線功能來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，第一步的設(shè)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

為我們的賽道曲線添加幾何節(jié)點(diǎn)功能，然后在“組輸入”和“組輸出”之間添加“圓角曲線”，這個(gè)功能可以讓曲線的直角邊轉(zhuǎn)換為圓弧角，類似于添加了倒角功能，然后通過(guò)“曲線轉(zhuǎn)網(wǎng)格”，以曲線直線為輪廓曲線，讓曲線的每個(gè)點(diǎn)都以線段的形式“掃描”過(guò)去，就能形成如圖2的效果了，這也就是我們的賽道模型啦。

接下來(lái)就需要讓我們的玩具車模型在賽道上跑起來(lái)啦，基本思路是讓一條線段沿著賽道曲線移動(dòng)，這樣我們就能給線段的每一個(gè)點(diǎn)賦予車輛模型作為實(shí)例，形成車輛隨路徑疾馳的效果了。

因此我們先要獲取曲線的位置信息，因?yàn)榍€并不像網(wǎng)格那樣，每個(gè)點(diǎn)都有位置信息，所以我們要先“采樣曲線”，然后把“網(wǎng)格直線”從“網(wǎng)格到點(diǎn)”，這樣直線上的每個(gè)頂點(diǎn)都獨(dú)立顯示了，然后再通過(guò)設(shè)置位置，來(lái)讓這些點(diǎn)都成功放置到曲線上。

這時(shí)候你會(huì)疑惑，為什么無(wú)論我設(shè)置多少個(gè)“網(wǎng)格直線”的數(shù)量，都只能顯示一個(gè)點(diǎn)呢？這是因?yàn)椤安蓸忧€”的系數(shù)是一個(gè)恒定數(shù)，所有的點(diǎn)都被放在了同一個(gè)位置，所以我們需要給系數(shù)添加“隨機(jī)值”，這時(shí)候你就能看到所有的點(diǎn)均勻分布在直線上了，然后通過(guò)一系列的運(yùn)算，我們就可以得到直線頂點(diǎn)在曲線“賽道”上以些許不同速度奔跑的效果了，具體設(shè)置可參考圖3。

但這時(shí)候還是有一個(gè)小問(wèn)題：所有的點(diǎn)都非常規(guī)矩地以“單車道”的形式沿曲線運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)绻胍@得更多的“車道”，其實(shí)就是為直線每個(gè)頂點(diǎn)的位置添加隨機(jī)值，這時(shí)候可以通過(guò)噪波紋理來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)置思路就是讓“采樣曲線”的“位置”添加一個(gè)“噪波紋理”，具體的設(shè)計(jì)可以參考圖4。

當(dāng)然，也可以直接“矢量相加”“采樣曲線”的法向，并用“矢量乘法”來(lái)乘一個(gè)隨機(jī)值，通過(guò)調(diào)整隨機(jī)值的正負(fù)范圍，也能起到相同的效果。

這時(shí)候雖然我們的玩具車在賽道上以多車道的形式跑了起來(lái)，但問(wèn)題在于它們沒(méi)有沿著正確的方向旋轉(zhuǎn)，邏輯上來(lái)看，玩具車的旋轉(zhuǎn)值應(yīng)該與賽道曲線的切向?qū)R，而正好在“采樣曲線”時(shí)我們就獲得了曲線的切向，因此只需要通過(guò)設(shè)置“對(duì)齊歐拉到矢量”，就能讓玩具車的旋轉(zhuǎn)值以切向正確運(yùn)作了，如果你跟我一樣設(shè)置了坡道的話，記得要額外再加一個(gè)“對(duì)齊歐拉到矢量”來(lái)調(diào)整玩具車對(duì)應(yīng)坡道時(shí)的俯仰，具體軸心要參考玩具車模型的軸向來(lái)進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)然，全試一遍也能得到正確答案，并不復(fù)雜，具體設(shè)置可參考圖5。

本文所用幾何節(jié)點(diǎn)一覽

從節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度不難看出，這次的教學(xué)內(nèi)容其實(shí)是有一定難度的，但這也是目前實(shí)現(xiàn)這一效果的最佳途徑，而且?guī)缀喂?jié)點(diǎn)最大的優(yōu)點(diǎn)就是超高的調(diào)整自由度，我們可以直接修改玩具車的數(shù)量、位置、速度，也能在調(diào)整賽道曲線時(shí)讓玩具車的行進(jìn)方向和車頭朝向無(wú)縫匹配，這都是傳統(tǒng)跟隨路徑方案比較難以實(shí)現(xiàn)的，所以，難是難了點(diǎn)，但值得學(xué)！