3D视觉特效实战：子弹穿透玻璃的物理级模拟指南
▍效果核心指标
本教程将实现三个关键物理表现：
1.碰撞动力学：基于冲量定理的放射状碎片分布（锥角≥120°）
2.光学特性：双层材质折射（IOR=1.5）与菲涅尔反射（Fresnel=0.8）
3.运动轨迹：刚体动力学模拟误差值≤0.05m
第一阶段：精密建模规范
- 拓扑结构：Quad网格拓扑（禁用三角形）
- 分段密度：20x20标准网格（碎片生成基准单位）
- 厚度系数：3cm±0.5cm（薄板应力计算公式：σ= F/(t²)）
弹道实体建模要点
- 基础形态：Cylinder（半径2cm/高度8cm）
- 弹头处理：FFD 4x4x4控制点形变（曲率半径≥0.3cm）
- 膛线特征：Helix螺旋线投影雕刻（螺距角=5°）
第二阶段：物理材质系统
| 参数项 | 设定值 | 物理依据 |
|---|---|---|
| 折射率(IOR) | 1.517 | 钠钙玻璃标准值 |
| 表面粗糙度 | 0.02 | 光学级平整度 |
| 吸收系数 | 0.05/cm | 厚度3cm透光率≈85% |
金属磨损算法
在Substance Designer中构建多层材质：
1. Base Layer：Anisotropic Brushed Metal（方向性=Y轴）
2. Edge Wear：Cavity Mask（强度0.7/半径1.2mm）
3. Thermal Oxidation：RGB(120,80,60)渐变映射
第三阶段：刚体动力学解算
MassFX v2.0
- 将玻璃对象转换为可破碎刚体（Fracture Rigid Body）
- 设置碰撞检测模式为复合碰撞形状
- 冲击阈值方程：F=Δp/Δt ≥ 25N（Δt=0.04s）
- 启用黏合破碎模式（Bonded Fracture）
调试技巧：在Graphite工具栏开启实时物理模拟视图，通过颜色映射观察应力分布（红色区域为破碎起始点）
第四阶段：运动学优化
// 子弹运动曲线表达式
function bulletTrajectory(t) {
const acceleration = 1200; // m/s²
return 0.5 * acceleration * Math.pow(t,2);
// 动态模糊参数
motionBlur: {
shutterAngle: 270°,
samples: 16,
deformationBlur: true
关键帧配置方案
- 0-5帧：位移30cm→50cm（加速度曲线）
- 3帧：施加角速度720°/s
- 5帧后：启用空气阻力（Drag=0.3）
第五阶段：光学渲染方案
光源配置
- Key Light：HDRI穹顶光（强度1.2）
- Fill Light：区域光矩阵（3x3阵列）
- Rim Light：锥形聚光灯（半角15°）
V-Ray优化参数
- GI引擎：Light Cache + Brute Force
- 自适应采样阈值：0.005
- 焦散光子数：200万
后期特效增强
在Nuke中创建：
1. 速度通道扭曲（Vector Distortion）
2. 次级碎片粒子（Particle Flow）
3. 光线散射（Octane Render）
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