Blender材質著色器教程：如何制作“龍卷風”特效

薛山

在很多災難電影里，龍卷風都是常客，而電影拍攝的龍卷風絕大多數都是視覺特效團隊精心制作而來，雖然我們不一定能達到那么高的真實性，但利用Blender的材質著色器，也還是可以實現以假亂真的龍卷風特效，而且并不需要借助物理系統就能搞定，是不是很神奇？接下來就跟著我一步步操作吧！

第一步：制作“龍卷風”的雛形

因為這次我們使用的是材質著色器來制作，所以基本上屬于零建模教學，因此只需要一個默認的立方體就能搞定。接下來我們需要進入著色器編輯器，刪掉材質默認的原理化BSDF，用原理化體積來連接材質輸出的“體積”，然后再把場景中的燈光調整為“日光”并適當設置強度，就能得到如圖1的基本效果了。

“體積”從視覺上來看其實就是霧化效果，我們需要做的就是調整這個霧的形狀，大家試想一下，龍卷風的形狀其實就是一個下小上大的圓柱體，所以我們首先要讓霧呈現為圓柱狀，第一是利用紋理坐標和矢量計算的“長度”，連接顏色漸變來制作出一個球型霧。

接下來在“長度”的前方，利用矢量計算的“正片疊底”來做乘法，設X、Y為1，Z為0，這就相當于讓球體在Z軸方向的長度為無限大，也就把球體拉成了圓柱體，具體設置可以參考圖2。

第二步：讓“龍卷風”上大下小，并添加不規則屬性

完成龍卷風的圓柱體雛形后，我們需要把龍卷風設計為上端大而下端小，邏輯上來說就是添加一個矢量乘數，讓這個乘數由下往上線性增大，因為是矢量計算，所以這一步需要先分離XYZ，我們只涉及到Z軸方向，所以用Z連接一個“映射范圍”，而映射范圍的“從最小”和“從最大”就是立方體上下兩面的位置，對于默認立方體來說就是-1和1，然后把映射范圍和“長度”進行矢量計算“正片疊底”，這時候再調整映射范圍的“到最小”和“到最大”，就能得到上端大、下端小的龍卷風形狀了，這時候如果覺得在EEVEE模式下看得不是很清楚，可以在顏色漸變之后再接一個乘法，乘以10左右就差不多了，具體設置可以參考圖3。

顯然，這時候的龍卷風只是形似，缺乏很多細節，比如螺旋向上的不規則風路設計，這時候需要在紋理坐標和正片疊底之間，添加一個噪波紋理，并用線性光進行混合，這時候調整噪波紋理的縮放、細節和糙度就能得到如圖4的效果。

最后一步就是為它添加一個螺旋旋轉效果，在噪波紋理前方加入一個“映射”，這時候調整旋轉Z的數值就能看到龍卷風轉了起來，但我們要的是旋轉向上的效果，而不是這種整體規則的旋轉，所以這時候我們需要從數學角度為Z軸旋轉值添加特定屬性，首先是分離XYZ，然后再把Z連接到合并XYZ，這一步相當于什么也沒做，接下來就在兩者之間加入一個“乘后再加”，乘是讓龍卷風的頂部有更大的旋轉值，底部則趨近于不動，這樣就獲得了螺旋形態，而加則是讓它整體旋轉，這樣我們就只需要給加法做一個“-frame/10”驅動器，就能讓它自動旋轉起來了，具體可參考圖4。

本文所用著色器節點一覽

與此同時，為了讓龍卷風的形態也隨時間變化而變化，我們也可以把噪波紋理的類型設置為4D，然后為W值添加“frame/10”驅動器，這時候切換到Cycles渲染器再播放動畫，就能看到一個如圖5那樣不斷變化形狀、螺旋向上的龍卷風效果了。

本章小結

著色器的本質就是數學與邏輯

其實不難發現，Blender的材質著色器也好，幾何節點也罷，制作過程類似于編程，有一個嚴謹的邏輯推導過程，從立方體變成球體，再變成圓柱體，接著讓圓柱體上大下小，再添加噪波紋理并按乘法加法對Z軸方向進行旋轉，就得到了一個龍卷風效果。這樣的玩法在Blender里可以說是相當常見，因此強烈建議大家多多學習，融會貫通。