不想做物理模拟？Blender水波纹效果实现方法教学

薛山

方法一：表面细分+置换修改器

水波纹效果从逻辑上来看，无非就是将特定的顶点向上或向下进行位置调整而已，这也就需要两个前置条件，一是顶点数量要足够多，才能实现视觉上足够“丝滑”的效果，当然这一点对于所有Blender 动画设计而言都是通用法则；
二是要有一个图案或纹理来界定需要位移的顶点范围。

在确定了这个基本思路之后，你的第一反应可能是“这不就有两个现成的修改器可以实现么？”没错，第一个修改器就是表面细分，它的功能就是细分物体的每一个面，增加顶点数量，建议细分7 级以上，顶点数量才会相对充裕一些，然后就使用第二个修改器：置换，它可以通过不同的纹理来实现顶点位移效果，所以使用这个修改器最关键的一点就是要选对纹理，而它的纹理选项不在修改器页面，在新建纹理之后我们进入到最下方的“纹理属性”来进行调整，最符合水波纹的纹理是“木纹”，但切记一定要把“图案”从默认的“条带”改成“环”，这时候就能看到物体以同心圆的方式来进行起伏置换了，但起伏的强度有些太大，这时候我们需要回到修改器页面，调整置换修改器的“强度/ 力度”，就能获得一个水波纹的静态效果图了，此时我们还可以回到纹理属性界面，通过“颜色渐变”来柔和过渡，实现更顺滑的效果。

但这时你可能想问：如果我要水波纹动起来该怎么办呢？答案是这个方法无法生成动态的水波纹效果，想要动态效果，就需要采用第二种方法了。

方法二：Cycles着色器编辑器坐标置换

我们知道除了修改器之外，在着色器编辑器里同样可以实现置换效果，但有一个重要的前提就是只能在Cycles 渲染模式下才能直观查看，同时还需要在对应的材质属性里将“置换”设置为“置换与凹凸”，否则只能看到“凹凸”而无法实现“置换”效果，新手朋友们千万别忘了修改这项设置！

兩个修改器组合就能实现静态水波纹效果

选对纹理模式是制作效果的关键

将置换设置为“置换与凹凸”或者“仅置换”是最重要的前提条件

着色器方案的节点并不复杂

使用几何节点可以让细节调整范围最大化

几何节点的复杂度是三种方法中最高的

设置完成后，在3D视图切换为渲染模式，我们还是先给平面添加一个7 级的表面细分，接下来就进入它的着色器编辑器，我们要做的其实就是利用坐标系统来定义水波纹的起伏区域，顺着这个思路，第一步就是新建一个“纹理坐标”，因为我们要的是同心圆效果，所以可以用“矢量计算”的“长度”来形成一个从中心点到边缘的距离值，然后连接一个“乘后再加”和“分数”，其中“乘后再加”的乘法和后续的“分数”就是将这个距离值切割成一个又一个的环，而“乘后再加”的加法则可以控制这一组环的位置，只需要为它添加一个“#frame/-30”的驱动器，就能得到一个最基本的动态水波纹坐标了。

但这是的水波纹纹理边缘还是非常生硬的状态，所以接下来我们需要用一个“颜色渐变”来将其柔和化，可以设置为两端黑，中间白的样式，效果会明显柔和许多，最后也是最重要的一步，将我们刚刚得到的数值输出到“置换”的“高度”，并将“置换”链接到“材质输出”的“置换”上，通过调整“缩放”值来控制置换的强度，也就是水波纹的起伏高度，这时候播放动画就能得到一个动态的水波纹效果了。

当然，我们还可以继续优化，比如模拟真实水波纹中心波峰高度高，边缘逐渐平复的效果。在“长度”之后单独连接一个颜色渐变，并将黑白反相，和原本的颜色渐变相乘，可以得到一个边缘更黑、中心更亮的同心圆效果，这时候再链接到“置换”的“高度”就能得到我们想要的效果了。

方法三：几何节点曲线转网格

效果的优化往往是无止境的，Cycles 渲染器下使用着色器虽然很方便，但对电脑性能不那么强的玩家来说就不太友好了，如果你想在其他视图模式下进行设计该怎么办呢？几何节点就是很好的替代方案，而且摒弃了靠坐标来置换顶点的思路，转向用曲线直线作为轮廓，曲线圆环作为基础的替代方案。

从设计上来说，我们只需要得到一个动态起伏的曲线，将它按圆环形进行曲线转网格，自然就能得到一个类似水波纹动态同心圆的效果了，那么曲线直线要如何做到动态起伏呢？首先我们进入物体的几何节点编辑器，新建一个“曲线直线”，将它改为从X 轴的-1m 起，到XZ 轴的2m 结束，因为这时候它只有2 个顶点，无法实现起伏效果，所以紧接着就是“曲线重采样”，可以按0.01m 的长度值来设置，然后就可以用“设置位置”来调整“偏移量”了。

水波纹从横切面来看其实和正弦曲线非常相似，所以我们只需要在数学上讨巧一下就能得到想要的变化，使用“位置”连接“分离XYZ”，将X 数据分离出来连接“正弦”，然后将它通过“合并XYZ”的Y 连接到“设置位置”的“偏移量”上，这时候你会看到曲线有了一点正弦的模样，在“正弦”之前添加一个“乘后再加”，乘法数值可以填写为pi 或pi 的整数倍，比如pi*2，这时候就能看到曲线直线变成正弦曲线了，加法则是控制它的相位移动，再在“正弦”之后添加一个“乘法”就可以控制它的幅度了。

和方法二一样，我们也可以为水波纹的这个横切面营造一个靠中心波峰高度高，边缘波峰逐渐平复的效果，关键就是控制第二个乘法的数值，我们可以通过“样条线参数”的“系数”作为基地，连接“RGB 曲线”的“颜色”来控制它的数值变化，从而实现我们的设计目的，当然，这一步大家也可以自由发挥，最终以自己的主观感受为准。

得到这个水波纹的横切面之后，就可以将它作为“曲线圆环”的轮廓曲线，使用“曲线转网格”，就能得到一个完整的水波纹效果了。最后还可以通过“噪波纹理”添加一些细节，让效果看上去更具真实感。

总结 三种方法对应不同的设计需求

从本期的三种不同设计方案来看，它们各有各的优点，修改器组合最快捷，甚至也可以配合第二个置换修改器和噪波纹理来增加效果，适合简单的静态图片输出。而如果需要动态的水波纹效果，着色器方案是一个不错的变通方向，虽然需要在Cycles 渲染模式下才能观看效果，对稍大型的场景设计可能会比较考验硬件性能，但如果只是单独设计水波纹或者干脆进入局部视图，这个问题也不算太严重。而几何节点作为第三方案，高自由度和对渲染模式的零需求是它最大的优点，但从节点复杂度来看也是最高的，建议大家把这三种方法都掌握，再根据自身项目需求来随机应变。

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