پارتیکل سیستم در موهو، نرم‌افزار «موهو» (Moho) یکی از قدرتمندترین ابزارهای انیمیشن‌سازی دوبعدی است که توسط شرکت «لاست مابل» (Lost Marble LLC) توسعه یافته است. نسخه 14 این نرم‌افزار که در سال ۲۰۲۳ منتشر شد، پیشرفت‌های چشمگیری در موتور گرافیکی و ابزارهای انیمیشن‌سازی داشته است. یکی از قابلیت‌های برجسته موهو که در نسخه 14 نیز بهبودهایی داشته، «پارتیکل سیستم» (Particle System) است – سیستمی که به انیمیشن‌سازان امکان می‌دهد افکت‌های متنوعی مانند آتش، دود، باران، برف، جرقه و حتی گروه پرندگان را با سهولت بیشتری ایجاد کنند.

اصول پایه پارتیکل سیستم در موهو

پارتیکل سیستم در موهو 14 یک ابزار قدرتمند برای تولید تعداد زیادی از عناصر مشابه است که به صورت سیستماتیک و کنترل‌شده در یک انیمیشن حرکت می‌کنند. این سیستم به انیماتورها اجازه می‌دهد به جای ترسیم تک‌تک عناصر، از الگوریتم‌های پیشرفته برای تولید و کنترل هزاران ذره استفاده کنند.

در هسته خود، یک سیستم ذرات در انیمیشن شامل یک منبع تعیین شده است که تعداد زیادی از عناصر گرافیکی کوچک، معروف به ذرات، را به داخل صحنه ساطع می‌کند. این ذرات ایستا نیستند؛ آن‌ها بر اساس مجموعه‌ای از قوانین و پارامترهای از پیش تعریف شده حرکت و رفتار می‌کنند و رفتار پدیده‌های دنیای واقعی را تقلید می‌کنند یا جلوه‌های بصری انتزاعی ایجاد می‌کنند. این رویکرد به انیماتورها اجازه می‌دهد تا حرکات پیچیده، به ظاهر تصادفی و ارگانیک ایجاد کنند که انیمیت کردن آن‌ها به صورت دستی بسیار چالش‌برانگیز و زمان‌بر خواهد بود. با کنترل انتشار، حرکت و ظاهر این ذرات، می‌توان طیف گسترده‌ای از جلوه‌های بصری پویا را به دست آورد.

منبع ذرات: منبع ذرات به عنوان نقطه مبدأ یا ناحیه تعریف شده‌ای عمل می‌کند که از آن تمام ذرات موجود در سیستم تولید می‌شوند. ویژگی‌های آن، مانند موقعیت آن در صحنه، اندازه و شکل آن (که می‌تواند از یک نقطه منفرد تا یک خط، ناحیه یا حتی یک حجم متغیر باشد) و نرخ انتشار آن (چه تعداد ذره در هر فریم تولید می‌شود)، در تعیین مکان و نحوه شروع و گسترش اثر ذرات بسیار مهم است.

ذرات: ذرات منفرد، بلوک‌های ساختمانی اساسی اثر هستند. این‌ها می‌توانند اشکال مختلفی داشته باشند، از جمله اشکال برداری ساده (مانند نقاط، خطوط یا اشکال سفارشی)، تصاویر بیت‌مپ یا حتی عناصر از پیش انیمیت شده. انتخاب نوع ذره به طور قابل توجهی بر سبک بصری اثر تأثیر می‌گذارد.

ویژگی‌های ذره: مجموعه‌ای غنی از ویژگی‌ها رفتار و ویژگی‌های بصری هر ذره ساطع شده را تعیین می‌کند. این‌ها شامل سرعت اولیه آن، جهت حرکت، شتاب (چگونگی تغییر سرعت و جهت آن در طول زمان)، طول عمر آن (چه مدت قابل مشاهده باقی می‌ماند قبل از محو شدن یا ناپدید شدن)، اندازه آن، چرخش آن، رنگ آن و میزان شفافیت آن است. با دستکاری این ویژگی‌ها، انیماتورها می‌توانند به طور دقیق حرکت و ظاهر مورد نظر اثر ذرات را ایجاد کنند.

تعداد ذرات (نرخ): این پارامتر که اغلب به عنوان نرخ انتشار شناخته می‌شود، مستقیماً تعداد ذرات منفردی را که توسط منبع در یک فریم از انیمیشن تولید می‌شوند، کنترل می‌کند. تعداد ذرات بیشتر منجر به اثری متراکم‌تر و حجیم‌تر می‌شود، در حالی که تعداد ذرات کمتر اثری پراکنده‌تر و ظریف‌تر ایجاد می‌کند.

سرعت: تنظیم سرعت، سرعت اولیه ذرات را هنگام خروج از منبع تعیین می‌کند. این پارامتر که اغلب با پراکندگی سرعت ترکیب می‌شود، امکان کنترل انرژی و پویایی کلی اثر ذرات را فراهم می‌کند.

پراکندگی سرعت: برای ایجاد تنوع طبیعی و جلوگیری از ظاهری بیش از حد یکنواخت، پارامتر پراکندگی سرعت، درجه‌ای از تصادفی بودن را به سرعت اولیه هر ذره اضافه می‌کند. این امر جریان ارگانیک‌تر و کمتر قابل پیش‌بینی را ایجاد می‌کند.

جهت: این تنظیم حیاتی جهت اصلی حرکت ذرات را هنگام خروج از منبع تعیین می‌کند. اغلب به صورت یک زاویه نشان داده می‌شود و امکان کنترل دقیق مسیر کلی جریان ذرات را فراهم می‌کند.

شتاب: شتاب امکان شبیه‌سازی نیروهای وارد بر ذرات در طول عمر آن‌ها را فراهم می‌کند. این می‌تواند برای ایجاد جلوه‌هایی مانند کشش ذرات به سمت پایین توسط جاذبه، هل دادن آن‌ها به صورت افقی توسط باد یا یک نیروی مداوم که آن‌ها را بیشتر به جلو می‌راند، استفاده شود.

طول عمر: پارامتر طول عمر تعیین می‌کند که هر ذره منفرد چند فریم در انیمیشن قابل مشاهده باقی می‌ماند قبل از اینکه محو شود یا به طور کامل ناپدید شود. این برای کنترل مدت زمان و طول عمر کلی اثر ذرات ضروری است.

عرض، ارتفاع، عمق منبع: این پارامترها ابعاد فضایی منبع انتشار ذرات را تعریف می‌کنند. با تنظیم این مقادیر، انیماتورها می‌توانند جلوه‌های ذراتی ایجاد کنند که از یک نقطه منفرد (عرض=0، ارتفاع=0، عمق=0)، یک خط (عرض یا ارتفاع غیر صفر، عمق صفر)، یک ناحیه (عرض و ارتفاع غیر صفر، عمق صفر) یا حتی یک حجم (عرض، ارتفاع و عمق غیر صفر) منشأ می‌گیرند و امکان ایجاد الگوهای انتشار متنوعی را فراهم می‌کنند.

اندازه ذره: این تنظیم اندازه اولیه ذرات منفرد را هنگام خروج از منبع کنترل می‌کند. انیماتورها اغلب می‌توانند این ویژگی را در طول زمان انیمیت کنند تا جلوه‌هایی ایجاد کنند که در آن ذرات رشد می‌کنند یا کوچک می‌شوند.

چرخش: پارامترهای چرخش امکان تنظیم جهت‌گیری اولیه ذرات و کنترل سرعت چرخش آن‌ها در طول عمرشان را فراهم می‌کنند. این برای جلوه‌هایی مانند برگ‌های در حال سقوط یا آوار در حال چرخش مفید است.

شفافیت: تنظیم شفافیت، شفافیت اولیه ذرات را تعیین می‌کند. انیماتورها همچنین می‌توانند شفافیت را در طول عمر ذره انیمیت کنند تا جلوه‌های محو شدن یا ظاهر شدن تدریجی ایجاد کنند که برای شبیه‌سازی واقع‌گرایانه دود یا محو شدن جادو ضروری است.

رنگ: این پارامتر رنگ پایه ذرات ساطع شده را تنظیم می‌کند. موهو اغلب امکان استفاده از گرادیان‌های رنگی یا حتی پیوند دادن رنگ ذرات به یک لایه زیرین برای جلوه‌های بصری پیچیده‌تر را فراهم می‌کند.

جهت‌گیری ذرات: هنگامی که این گزینه فعال باشد، ذرات منفرد به طور خودکار می‌چرخند تا همیشه در جهت حرکت خود قرار بگیرند. این به ویژه برای جلوه‌هایی مانند باران در حال سقوط یا خطوط متحرک مفید است.

شناور آزاد: این تنظیم تعیین می‌کند که آیا ذرات پس از انتشار به طور مستقل به حرکت خود ادامه می‌دهند یا اینکه به نوعی محدود یا تحت تأثیر حرکت خود لایه ذرات قرار می‌گیرند.

پخش تصادفی: برای سیستم‌های ذراتی که از عناصر انیمیت شده به عنوان ذره استفاده می‌کنند، فعال کردن گزینه “پخش تصادفی” باعث می‌شود انیمیشن هر ذره در یک فریم تصادفی شروع شود و از ظاهری غیرطبیعی و هماهنگ جلوگیری شود، به ویژه برای شبیه‌سازی جمعیت‌ها یا عناصر طبیعی مانند چمن مفید است.

• با دستکاری دقیق تعداد ذرات، انیماتورها می‌توانند تراکم و شدت اثر را کنترل کنند، از رشته‌های ظریف گرفته تا ابرهای متراکم. تنظیم پارامترهای سرعت و جهت، جریان و مسیر کلی ذرات را تعیین می‌کند و امکان ایجاد جریان‌های مستقیم، گرداب‌های چرخشی یا انفجارهای آشفته را فراهم می‌کند. تنظیم طول عمر برای تعریف مدت زمان اثر و چگونگی ظاهر و ناپدید شدن ذرات در طول زمان بسیار مهم است و به واقع‌گرایی پدیده‌هایی مانند محو شدن دود یا خاموش شدن جرقه‌ها کمک می‌کند. تغییر ابعاد منبع، امکان ایجاد جلوه‌هایی را فراهم می‌کند که از اشکال و اندازه‌های مختلف منشأ می‌گیرند، مانند یک خط نازک از جرقه‌ها یا یک ابر وسیع از گرد و غبار. وارد کردن تصادف در پارامترهایی مانند اندازه، چرخش و پخش از طریق گزینه‌های “پراکندگی”، تنوع ارگانیک را اضافه می‌کند و از مصنوعی و تکراری به نظر رسیدن اثر جلوگیری می‌کند.

اجزای اصلی پارتیکل سیستم

1. لایه پارتیکل (Particle Layer): این لایه به عنوان یک پوشه عمل می‌کند که می‌تواند هر عنصری را در خود جای دهد.
2. منبع پارتیکل (Particle Source): هر عنصری که می‌خواهید به عنوان ذره تکثیر شود، می‌تواند منبع پارتیکل باشد، از تصاویر بیتمپ گرفته تا اشکال برداری و حتی انیمیشن‌های پیچیده.
3. تنظیمات پارتیکل: مجموعه‌ای از پارامترها که نحوه تولید، حرکت و رفتار ذرات را کنترل می‌کنند.

تنظیمات اصلی پارتیکل سیستم در موهو 14

– تعداد پارتیکل (Particle Count): تعیین می‌کند چند ذره در انیمیشن نهایی نمایش داده می‌شود.

– تعداد پیش‌نمایش (Preview Count): تعداد ذراتی که هنگام ویرایش و تنظیم پارتیکل‌ها در محیط نرم‌افزار نمایش داده می‌شوند.

– طول عمر (Lifetime): مدت زمان (برحسب فریم) که هر ذره قبل از ناپدید شدن باقی می‌ماند.

– سرعت (Velocity): سرعت حرکت اولیه ذرات.

– پخش تصادفی (Random Velocity): میزان تنوع در سرعت ذرات مختلف برای ایجاد حرکت طبیعی‌تر.

– میرایی (Damping): کاهش تدریجی سرعت ذرات در طول زمان.

– جهت (Direction): تعیین جهت اولیه حرکت ذرات.

– شتاب (Acceleration): نیروی مداوم اعمال‌شده بر ذرات، شبیه جاذبه.

– ابعاد منبع (Source Width/Height/Depth): تعیین ابعاد ناحیه تولید ذرات در فضای سه‌بعدی.

پیکربندی اولیه پارتیکل سیستم در موهو 14

برای راه‌اندازی یک سیستم پارتیکل پایه در موهو 14، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. ایجاد منبع پارتیکل: یک شکل، تصویر یا انیمیشن که می‌خواهید به عنوان ذره استفاده شود، طراحی یا وارد کنید.
2. افزودن لایه پارتیکل: از منوی لایه‌ها، گزینه “Add Layer” و سپس “Particle” را انتخاب کنید تا یک لایه پارتیکل جدید ایجاد شود.
3. تعیین منبع: منبع پارتیکل را به زیر لایه پارتیکل بکشید و رها کنید.
4. تنظیم پارامترها: با دابل‌کلیک روی لایه پارتیکل، پنجره تنظیمات را باز کنید و پارامترهای مورد نظر مانند تعداد، طول عمر، سرعت و جهت را تنظیم کنید.
5. پیش‌نمایش: روی دکمه پخش کلیک کنید تا نتیجه را مشاهده کنید و در صورت نیاز تنظیمات را اصلاح نمایید.

قابلیت‌های پیشرفته پارتیکل سیستم در موهو 14

موتور گرافیکی جدید و تأثیر آن بر پارتیکل سیستم، یکی از مهم‌ترین بهبودهای موهو 14، معرفی موتور گرافیکی کاملاً جدید است که تأثیر قابل توجهی بر عملکرد و کیفیت بصری پارتیکل سیستم دارد. این موتور جدید چندین مزیت عمده برای کار با پارتیکل‌ها فراهم می‌کند:

1. پیش‌نمایش بلادرنگ: نمایش واقعی‌تر و دقیق‌تر افکت‌ها، گرادیان‌ها و حالت‌های ترکیب (Blending Modes) در زمان واقعی، بدون نیاز به رندر.
2. کارایی بهتر: استفاده بهینه از پردازنده گرافیکی (GPU) برای تسریع در نمایش و پردازش پارتیکل‌ها، به خصوص در سیستم‌های با تعداد زیاد ذرات.
3. سازگاری با افکت‌های پیچیده: امکان استفاده از افکت‌های متنوع مانند سایه، تاری، نویز و شفافیت روی پارتیکل‌ها با پیش‌نمایش دقیق.
4. بهبود سیستم ماسک: عملکرد سریع‌تر و دقیق‌تر ماسک‌گذاری، که برای ایجاد افکت‌های پیچیده با پارتیکل‌ها بسیار مفید است.

ترکیب پارتیکل سیستم با شکل‌های مایع (Liquid Shapes)

یکی از قابلیت‌های جدید و هیجان‌انگیز موهو 14، امکان ترکیب سیستم پارتیکل با تکنولوژی «شکل‌های مایع» است. این ویژگی به انیمیشن‌سازان اجازه می‌دهد افکت‌های پویا و طبیعی‌تری ایجاد کنند:

– شکل‌های مایع به عنوان منبع پارتیکل: می‌توان از شکل‌های مایع به عنوان منبع پارتیکل استفاده کرد، که امکان ایجاد افکت‌های پیچیده مانند آتش، دود و آب را فراهم می‌کند.

– محدودیت‌ها: هرچند باید توجه داشت که نمی‌توان یک پارتیکل را با پارتیکل دیگر ترکیب کرد. شکل‌های مایع تنها در داخل همان لایه کار می‌کنند و سیستم پارتیکل در واقع آن لایه را چندین بار تکثیر می‌کند.

تکنیک‌های پیشرفته با پارتیکل سیستم

اتصال پارتیکل‌ها به استخوان‌بندی (Bones)، در موهو 14، می‌توان پارتیکل‌ها را به سیستم استخوان‌بندی متصل کرد تا ذرات حرکت شخصیت را دنبال کنند. این تکنیک برای ایجاد افکت‌هایی مانند:

– جرقه‌های آتش از دست یک جادوگر

– گرد و غبار زیر پای شخصیت در حال دویدن

– دنباله نور یا دود از اشیاء متحرک

استفاده از مسیرها برای هدایت پارتیکل‌ها

قابلیت «Follow Path» (دنبال کردن مسیر) به پارتیکل‌ها امکان می‌دهد در امتداد یک مسیر از پیش تعیین‌شده حرکت کنند. این ویژگی برای ایجاد:

– باران یا آبشار در مسیرهای دلخواه

– حرکت دسته‌جمعی پرندگان یا حشرات

– جریان مایعات در مسیرهای پیچیده

پخش تصادفی انیمیشن منبع

با فعال‌سازی گزینه «Randomize Animation Cycle»، چرخه انیمیشن منبع پارتیکل برای هر ذره به صورت تصادفی شروع می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود حرکت مجموعه پارتیکل‌ها طبیعی‌تر به نظر برسد و از تکرار یکنواخت جلوگیری می‌کند.

ترکیب حالت‌ها (Blending Modes)

موهو 14 امکان استفاده از حالت‌های ترکیب مختلف برای پارتیکل‌ها را فراهم می‌کند. حالت‌هایی مانند:

– Screen: برای ایجاد افکت‌های نوری و درخشان

– Add: برای تقویت روشنایی در محل تداخل پارتیکل‌ها

– Multiply: برای ایجاد سایه‌ها و افکت‌های تیره

این حالت‌ها همراه با موتور گرافیکی جدید، پیش‌نمایش دقیق‌تری از افکت نهایی ارائه می‌دهند.

پارتیکل سیستم و فیزیک

هرچند پارتیکل‌ها در موهو 14 به طور مستقیم با فیزیک برخورد (collision) تعامل ندارند، اما می‌توان با استفاده از:

1. شتاب (Acceleration): برای شبیه‌سازی جاذبه
2. Wind Layer: برای ایجاد اثر باد روی پارتیکل‌ها
3. Dynamics: برای افزودن حرکات طبیعی‌تر به پارتیکل‌ها

به نتایج واقع‌گرایانه‌تری دست یافت.

پروژه‌های عملی پارتیکل سیستم در موهو 14

ایجاد باران و برف

یکی از رایج‌ترین کاربردهای پارتیکل سیستم، شبیه‌سازی عناصر طبیعی مانند باران و برف است:

1. برای باران: از یک خط کوتاه یا قطره به عنوان منبع پارتیکل استفاده کنید. تنظیمات مناسب عبارتند از: سرعت بالا، شتاب به سمت پایین و عمر کوتاه.
2. برای برف: از یک دایره کوچک سفید استفاده کنید. سرعت را پایین، شتاب را کم و پخش تصادفی را بالا تنظیم کنید. افزودن مقداری حرکت زیگزاگی با استفاده از «Wind Layer» می‌تواند حرکت واقعی‌تر دانه‌های برف را شبیه‌سازی کند.

ایجاد آتش و دود

شبیه‌سازی آتش و دود در موهو 14 با ترکیب پارتیکل سیستم و شکل‌های مایع امکان‌پذیر است:

1. برای آتش: یک شکل مایع زرد و نارنجی ایجاد کنید و آن را در یک لایه پارتیکل قرار دهید. استفاده از حالت ترکیب «Add» و افزودن افکت تاری و درخشش به نتایج واقعی‌تر منجر می‌شود.
2. برای دود: شکل‌های خاکستری با شفافیت متغیر را در سیستم پارتیکل قرار دهید. سرعت کم، عمر طولانی و شتاب منفی (به سمت بالا) تنظیم کنید. افکت تاری (Blur) برای نرم کردن لبه‌ها کمک می‌کند.

استفاده از پارتیکل‌ها برای طراحی محیط

پارتیکل سیستم می‌تواند برای افزودن جزئیات محیطی استفاده شود:

– پس‌زمینه ستاره‌دار: با تنظیم عمر پارتیکل‌ها روی صفر (بدون مرگ) و استفاده از نقاط درخشان به عنوان منبع، می‌توان آسمان پر ستاره ایجاد کرد.

– چمن و گیاهان: با قرار دادن طرح‌های ساده گیاهی در یک سیستم پارتیکل و استفاده از «Base Layer as Source» برای توزیع آنها در شکل زمین، می‌توان به سرعت مناظر طبیعی را شبیه‌سازی کرد.

برای اطمینان از عملکرد روان موهو 14 هنگام کار با پارتیکل‌های پیچیده:

1. تعداد پیش‌نمایش کمتر: تنظیم تعداد پارتیکل‌های پیش‌نمایش کمتر از تعداد نهایی برای سرعت بیشتر هنگام طراحی.
2. GPU Caching: فعال‌سازی کش GPU (از قابلیت‌های جدید موهو 14) برای تسریع پیش‌نمایش پارتیکل‌های پیچیده.
3. پیچیدگی منبع: استفاده از منابع ساده‌تر برای پارتیکل‌هایی که در فاصله دور یا با تعداد زیاد نمایش داده می‌شوند.

ترکیب با سایر ویژگی‌های موهو 14

برای دستیابی به نتایج خلاقانه‌تر، پارتیکل سیستم را با سایر قابلیت‌های موهو 14 ترکیب کنید:

1. Curvers و پارتیکل‌ها: استفاده از Curvers برای خم کردن مسیر حرکت پارتیکل‌ها، که برای افکت‌های مانند جریان آب یا حرکت دود مفید است.
2. Smart Boil و پارتیکل‌ها: افزودن Smart Boil به پارتیکل‌ها برای ایجاد حرکت و لرزش طبیعی‌تر، به ویژه در افکت‌های آتش و دود.
3. Dynamics با پارتیکل‌ها: استفاده از Dynamics برای ایجاد حرکات دنباله‌دار (Follow Through) و همپوشانی (Overlapping) در پارتیکل‌ها، که برای مواردی مانند حرکت موی شخصیت‌ها یا پارچه مفید است.

موارد استفاده حرفه‌ای

در پروژه‌های حرفه‌ای انیمیشن، پارتیکل سیستم موهو 14 کاربردهای متنوعی دارد:

– انیمیشن فیلم: برای افکت‌های ویژه مانند جادو، انفجار و عناصر طبیعی

– موشن گرافیک: برای ایجاد جلوه‌های گرافیکی پویا و انتقال‌های خلاقانه

– بازی‌های ویدیویی: برای طراحی افکت‌های گیم‌پلی و صحنه‌های میانی

– تبلیغات: برای جلب توجه بیننده به عناصر کلیدی با استفاده از حرکات پویا

نتیجه‌گیری درباره پارتیکل سیستم در موهو 14:

پارتیکل سیستم در موهو 14 با بهره‌گیری از موتور گرافیکی جدید و امکان ترکیب با قابلیت‌های نوآورانه مانند شکل‌های مایع،  Curvers و Smart Boil ، به ابزاری قدرتمندتر و کاربردی‌تر از نسخه‌های قبلی تبدیل شده است. این سیستم به انیمیشن‌سازان اجازه می‌دهد با صرف زمان و تلاش کمتر، افکت‌های پیچیده و طبیعی ایجاد کنند.

آموزش موهو (Moho) را با ایلرن اسکول به سطحی حرفه‌ای و کاربردی بیاموزید! دوره‌های جامع و پروژه‌ محور ما شما را از مبتدی تا پیشرفته همراهی می‌کند. با یادگیری اصول و تکنیک‌های پیشرفته، خلاقیت خود را در طراحی دو‌بعدی و انیمیشن به اوج برسانید. همین حالا به دنیای حرفه‌ای موهو وارد شوید!