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Skill 广场blender-weather-fx

blender-weather-fx

设计与创作

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更新于 10-16 19:38

技能介绍

用途

blender-weather-fx 是一套用于 Blender 5.2 的天气效果工具集，通过几何节点（Geometry Nodes）生成可无缝循环的雨、雪、灰尘、灰烬和余烬等降水效果，并配套表面湿润、水坑、涟漪、水痕、积雪以及闪电。执行模型位于 blender-core，天空、太阳/月亮、雾与氛围来自 blender-time-of-day，因此应先运行 scene_mood.py，再添加天气；渲染设置位于 blender-rendering。

主要能力

降水 precipitation.py（雨、雪、灰尘、灰烬、余烬）

  • 在 ENV_Weather_<Type> 上构建几何节点修改器，其方盒覆盖相机在帧范围内的可见范围；盒体固定于世界，因此相机移动不会拖拽雨滴。无相机时覆盖 18 米方盒。地面为 --ground 物体最高的顶面。
  • 无缝循环且无需模拟：每个粒子在每次循环中存活 N 个整周期（Lives），因此最后一帧 + 1 恰好等于第一帧。任何帧都可单独渲染，支持无头运行。
  • 真实速度：雨 7 m/s（heavy/storm 为 9），雪 1，灰烬 0.6，灰尘 0.15，余烬以 1.5 上升，并与 --wind X Y（m/s）叠加。
  • 地面：对 --ground 物体做射线检测，粒子在首次命中处停止（屋顶、雨棚、街道）。雨在每个命中点生成持续 80 ms 的溅射冠，对齐表面法线。
  • 雨使用三面长条而非运动模糊：长度 = 速度 × 半帧（180° 快门），对齐运动方向。关闭运动模糊更省且效果相同。
  • 距相机 1.5 m 内的粒子会隐藏（Near Clear）。视口显示 10%（Viewport Fraction），渲染显示 100%。
  • 各强度密度（粒子/m³）：雨 5/15/40/80，雪 10/30/80/160。可用 --density 覆盖。数量受 --max-count（400k）上限约束，达到上限时会警告。
  • 所有数值均保留为修改器输入（Count、Speed、Wind、Lives、Particle Size、Streak Length、Sway、Ground、Splash 等），可在修改器中直接微调而不必重跑脚本。

表面天气 surface_weather.py（湿润、水坑、涟漪、水痕、积雪）

  • 在每个 Principled BSDF 前放置一个 ENV_Weather 着色器组，并将原始连接记录在材质上；--remove 可精确恢复链接与数值。
  • Wet（Lagarde 模型）：多孔反照率变暗（最多 55% × --porosity），粗糙度下降，并作为 Coat 添加水膜。沥青、混凝土、木材和织物建议 porosity 0.6–0.9，金属、玻璃和塑料建议 0.1–0.2。
  • 水坑：朝上面使用域扭曲的世界空间噪声。覆盖率约等于 --puddles，特征尺寸为 --scale（米，默认 3）。水坑内部为全 Coat、镜面 Coat 粗糙度 0.02，并压平基础法线，因为水填满了裂缝。
  • 涟漪：扩张的圆环，每个约 17 cm 单元一个，由帧驱动器驱动（简单表达式，无需自动运行脚本即可工作），仅在水坑内显示。
  • 水痕：墙面上的垂直噪声添加 Coat 流痕。
  • 积雪：朝上覆盖并带噪声边缘，反照率 0.9、粗糙度 0.6 和细致凹凸。--snow-depth 通过 ENV_SnowCover 几何节点修改器添加真实厚度：朝上面被细分并沿向上方向按永不为零的噪声高度挤出，因此不会出现 z-fighting。使用带次表面散射的 ENV_M_Snow 材质。
  • --vertex-mask 写入 ENV_Weather 颜色属性（R 水坑、G 雪、B 墙面），供引擎着色器使用。

闪电 lightning.py

  • 一次打击包含 3 次回击，间隔约 50 ms（至少相隔 2 帧，以便在 24 fps 下读出闪烁感），每次为先峰值后 2 帧衰减。可用 --strokes、--flashes 或 --frames 设置时序。闪光为偏冷的 ENV_Storm_Flash 太阳（12° 柔和），相对场景主光键控（×2.5）。
  • ENV_Storm_Bolt 是一条带分支的自发光曲线（中点位移加 4 条分支），与闪光一起键控。默认距 300 米、位于画面内且偏离中心。世界背景强度也会闪烁（--no-sky 可跳过）。
  • 关键帧使用 LINEAR 插值（闪光必须突变而非缓动）。

使用方式

一次调用一个脚本的示例命令：

scripts/precipitation.py -- --type rain --intensity heavy --ground Street Roofs --wind 2 0
scripts/surface_weather.py -- --objects Street Car Walls --wetness 0.7 --puddles 0.4 --ripples 1 --streaks 0.5
scripts/lightning.py -- --flashes 2 --strokes 3
scripts/precipitation.py -- --type snow --intensity moderate --ground Terrain
scripts/surface_weather.py -- --objects Terrain Roofs --snow 0.8 --snow-depth 0.06
scripts/surface_weather.py -- --objects Street Car Walls --remove     # 精确恢复

一个雨夜示例流程：scene_mood.py --time night --fog-visibility 250 → 雨 → 湿润 + 水坑 → 闪电。雨和水坑在夜晚最能烘托湿润场景：湿表面会反射每一处实际灯光。

适用场景与规则

  • 雨只有在逆光或侧光、背景较暗时才可见：在其后方放置实际灯光或明亮天空。正面打光的雨会消失。
  • 组合图层：雾（大气）+ 雨条（中景）+ 溅射/涟漪（地面）+ 湿反射。任何单独一层看起来都假。
  • 真实尺度是强制要求：速度、密度和水坑尺寸均以米为单位（blender-scene-setup）。
  • 以最终分辨率渲染检查。雨密度和雨条可见性不会在视口中显示（10% 数量、无雾）。
  • 若资产将导出，对雪的几何体运行 blender-asset-qa。

游戏与实时

天气是引擎系统（Unreal Niagara、Unity VFX Graph、Roblox ParticleEmitter）。从 Blender 可导出掩码：顶点颜色属性（--vertex-mask）或烘焙贴图（blender-texture-baking 对湿材质自烘焙），以及积雪网格。细节见 references/realtime-engines.md。物理数值与外观库见 references/weather-values.md。

限制与注意事项

  • 几何节点粒子为实例，因此 object.data 保持为空。需通过求值后的 depsgraph（depsgraph.object_instances）读取结果。
  • 后台（-b）求值对 Is Viewport 节点而言算作视口，因此无头测试只看到 10% 的数量。渲染为 100%。
  • 地面对象被链接（而非移动）到 ENV_Weather_<Type>_Ground 集合。
  • surface_weather 会修改共享材质：使用该材质的每个对象都会变湿。应先复制材质以限制影响。
  • Coat 在两个引擎中都出现。EEVEE 需要开启光线追踪（eevee.use_raytracing）才能获得良好的水坑反射。