图 6-37 所示为本节的目标成果。本节通过给之前的案例添加两种类型的粒子系统来制作烟雾和草地，让场景更加丰富。

一.什么是粒子

粒子（Particle）的本意是微小的粒子，是局部的对象。小到原子、粉尘，大到天体都可以说是粒子。通俗点说，粒子就是大量的物体。在图形制作中，粒子一般都是非常密集的颗粒状，如图 6-38 所示。粒子常用于制作炫丽的效果，在特效电影中也很常见。除了粉尘状，粒子还可以做成线条状，如图 6-39 所示。三维特效中的液体、烟雾、火焰等也都由粒子组成，由此可见粒子是很常用的技术。但粒子跟建模完全不同，粒子需要用重力、风力、湍流等物理参数控制，有着比较随机的特性。粒子只是点，并没有实体存在。
粒子大致分为两种类型，即发射型和毛发型。发射型也就是由一个点或者一个区域，像发射导弹一样发射出很多粒子，然后根据物理参数去运动。每个粒子都是有寿命的，寿命结束就会消失，就像微生物一样。毛发型粒子用于制作毛发和大量附着在物体上的东西，毛发型粒子不会发射，只是待在原地。赋予粒子长度，粒子也就变成了毛发状态。毛发虽然是点，但可以渲染成其他物体，所以也可以用来制作草地等物体。将每一个粒子变成一根草的样子，那么一大片粒子也就变成一大片草了。这两类粒子都很常用，本节会分别用两个案例来制作这两类粒子。

二.发射型粒子

1. 文件准备：我们在 4.4 节中使用复制的方法制作了烟囱上的烟雾，烟雾本身是从烟囱内发射出来的，所以如果要制作动态的烟雾，使用粒子最合适不过了。首先打开 4.4 节制作的源文件，只需要保留一个棱角球，因为之前设置过物体颜色，所以棱角球的物体颜色是相同的。选中一个棱角球，按快捷键Shift+G，单击“颜色”即可选中所有的棱角球，如图 6-40 所示。再按住 Ctrl键取消框选任意一个棱角球，然后按 X 键删除其余的棱角球，将剩下的这个棱角球作为粒子发射的物体。或者全部删除再新建一个棱角球也是可以的。

2. 添加粒子系统：发射型粒子需要有发射源。添加一个平面作为烟雾粒子的发射源，如图 6-41 所示，尺寸比烟囱小即可。选中发射源平面，然后在属性栏切换到粒子属性 ，单击加号按钮即可添加一个粒子系统，如图 6-42 所示。粒子系统也属于数据块，对一个物体可以添加多个粒子系统，所有粒子相关的参数设置都在粒子系统中。

3. 粒子系统设置：需要修改“自发光（发射）”参数，默认的粒子太多了，显得杂乱，可以把＊ Number（数量）改为 500。粒子默认的生命周期（寿命）是 50 帧，也就是粒子从发射开始算，存活 50 帧后就会消失。突然消失看起来会很奇怪，可以把“生命周期随机性”改为 0.75，让每个粒子都有不同的寿命，这样消失的时间会错开，参数如图 6-43 所示。

现在粒子是从“起始帧”（第一帧）开始发射到“结束点”（第 200 帧）结束发射。粒子是不停被发射的，在此期间总共会发射 500 个粒子，每个粒子的寿命是 50 帧左右（根据 0.75 的随机性获得随机寿命）。

4. 优化粒子系统：现在如果回到第一帧，播放动画就可以看到大量的粒子发射出来了，不过粒子会立马往下坠落，如图 6-44 所示，这是因为有重力。可以先关闭重力，在粒子属性中滑动到下面，找到“力场权重”， 把“重力”改为 0，现在粒子就会向上发射了，如图 6-45 所示。

粒子本质是点，但是能够渲染成其他的物体。接下来修改粒子的“渲染”参数，“渲染为”默认是“光晕”，尺寸比较大，可以把“渲染为”改为“物体”，然后“实例物体”选取“ 棱角球 .003”，再把“缩放”改为 0.2（否则棱角球太小），把“缩放随机性”改为 0.25（让粒子获得随机大小），参数设置和动画状态如图 6-46 所示。

棱角球需要隐藏起来，如图 6-47 所示，以免干扰视线，渲染的时候也不需要渲染出来。真实的烟雾向上升起后是会散开的，而现在的粒子是垂直向上发射的，因为发射法向默认是发射源的法向，也就是平面的法向，正好是垂直向上的。所以需要在粒子属性的“速度”设置中提高“随机”参数，这样粒子运动会显得更加自然，具体参数如图 6-48 所示。粒子看起来有点小，可以把渲染的“缩放”参数改为 0.5。

5. 添加风力：现实中是有风的，烟雾会被风吹弯曲。在 Blender 中也可以模拟风把粒子“吹”向一边。在“添加”菜单单击力场 > 风力即可添加风力，如图 6-49 所示。添加风力之后，将其移动、旋转到合适的位置和角度，如图 6-50 所示。黄色的箭头代表风的方向，黄色的圆圈代表风力强度，圆圈间距越大风力越强， 拖动黄色箭头调整风力强度，调整到较强的风力即可。也可以在物理属性中调整“强度 / 力度”参数，如图 6-51 所示，风力强度需要根据实际情况调整，能让粒子弯曲的形状较好即可。

6. 粒子尺寸变化：烟雾粒子应该在刚发射出来时很小，然后逐渐变大，最后在寿命结束的时候变得越来越小，直到消散。在 Blender 粒子系统中需要使用纹理控制粒子的尺寸变化，首先滑动到粒子属性最下面，找到“纹理”，选中一个空的纹理槽，单击“新建”按钮，如图 6-52 所示。新建纹理后单击右侧的 按钮切换到“纹理”选项，把“类型”改为“混合”，如图 6-53所示，在预览图中可以看到纹理的效果。

勾选“影响”中的“尺寸”，取消勾选 General Time，如图 6-54 所示。再把“映射”的“坐标”改为“发股 / 粒子”，此时播放动画就可以看到粒子从发射出来到结束是由小变大的，如图 6-55 所示。

当前纹理是从黑到白的，所以是从小到大。接下来需要想办法让纹理图变成黑 > 白 > 黑，这样就能让粒子从小 > 大 > 小了。滑动到最下方，勾选“颜色渐变”，把最右侧的断点改为黑色，再在中间添加一个白色断点并滑动到左边 0.3 左右的位置，如图 6-56 所示。此时的纹理如图 6-57 所示，也就是粒子很快会从小变大，但是从大变小会比较慢。

7. 粒子材质： 粒子的材质不是赋予发射物体上，而是赋予渲染为的物体，也就是棱角球。切换到 Shading 布局，选中棱角球并为其新建一种材质，命名为“烟雾粒子”。删除多余的节点，添加一个“自发光（发射）”节点，如图 6-58 所示。然后添加一个“粒子信息”节点（Eevee 渲染引擎中不可用），如图 6-59 所示，“粒子信息”节点可以提供每个粒子各自的信息。

这里主要用到“Age”（年龄）和“生命周期”这两个信息。添加一个运算节点，将计算方法改为相除，连入“Age”和“生命周期”，如图 6-60 所示。这样就可以算出粒子当前的生命进度了，例如粒子存活了 30 帧了，寿命是 50 帧，计算的结果就是 0.6，这个数值随着时间一直在变化。这样变化的数值就可以用来给粒子上色，这个过程就像渐变一样。接下来添加一个“颜色渐变”节点，根据喜好设置一个渐变色，然后把“相除”节点连入“系数”，再连入“颜色”，将“自发光（发射）”节点的“强度 / 力度”改为 3，如图 6-61 所示。此时就用“颜色渐变”节点给粒子上了颜色，随着 Age 的不断增长，粒子的颜色逐渐从颜色渐变条的左到右，这样的材质更加生动。粒子材质到此就制作完成了。

因为篇幅有限，所以本小节只是介绍了基本的粒子知识。发射型粒子有很多种玩法，通过各种力场和插件等可以制作出各种各样的粒子，例如通过 BTracer 插件可以把粒子运动的路径连接起来形成线条。
粒子系统的限制：粒子本身是点，由于 Blender 粒子系统的限制，Blender 的粒子之间是无法相互精准碰撞的，也就是说粒子会穿插到一起，所以不适合用于制作大量物体碰撞的效果。

三.毛发型粒子

本小节不包含动画内容，只讲解粒子系统的另一种用法。毛发型粒子显然是用来制作毛发的。毛发型粒子不会发射，没有寿命，其实只是在发射源上分布的点，毛发就是这些点延长成曲线形成的。毛发属于进阶内容，本小节介绍毛发型粒子的另一种用法：分布式排列物体，即在物体上自然地摆放很多重复的物体。
首先还是打开 5.4 节制作的源文件并确保在第一帧。地面光秃秃的，如果添加些草就更好了。制作思路是先制作一个草的模型，然后用粒子让这一物体重复排列。

1. 基础平面：首先需要 3 个面的平面模型。添加一个平面，进入编辑模式，将平面竖起来，进入局部视图（可选）, 方法一： 任意选中一条边，按 E 键挤出一个面，再挤出一个面，如图 6-62 所示。 方法二： 把平面缩放变长，然后环切（切割次数：2），如图 6-63 所示。

无论采用哪种方法，都可以得到 3 个面组成的长方形，每个面的大小不用完全相同。

2. 衰减编辑：总体上看一根草是上细下粗的，可以在边选择模式下一条边一条边地缩放到不同的长短，但如果一个模型面数较多就不能这样做了，这时候就需要用到 Blender 的衰减工具。衰减工具 位于 3D 视图顶部吸附工具旁，在物体模式和编辑模式下都可用，单击即可开启，右侧的下拉列表框里是衰减工具的选项，如图 6-64 所示。衰减工具在移动、旋转和缩放等编辑操作时可以影响一定范围内的内容，利用衰减编辑可以非常快地大范围编辑模型。
首先启用衰减编辑（快捷键为 O 键），然后在边选择模式下选中平面最上面的边（或者在点选择模式下选择点），按 S 键缩放。
在缩放的过程中可以看到一个圆圈，如图 6-65 所示，这个圆圈就是衰减编辑的范围，如果看不到圆圈，可以滚动鼠标滚轮（向前滚动缩小，向后滚动放大）调整衰减范围，直到能看到圆圈。在缩放过程中凡是圆圈范围内的点都会受到影响跟着缩放，调整范围到能够影响几乎整个模型后，缩放到上小下大，单击确定即可，如图 6-66 所示。
衰减编辑圈内受到的力度是不同的，例如石头掉在地上砸出一个坑，这个坑一定是中间最深，越外圈越浅，这就是衰减。当然衰减编辑有多种类型，“常值”类型就不会有衰减，默认的“平滑”类型过渡自然，可以胜任多数情况。 使用完衰减编辑后，一定要再次单击 按钮关闭衰减编辑！

3. 复制组合：首先一定要关闭衰减编辑！衰减编辑在不需要使用时一定要关闭，否则会不小心移动到其他的点。在编辑模式下选中全部的面旋转到竖起来，然后再复制（Shift+D）两个出来，旋转摆放成一圈，如图 6-67 所示。所有操作都在编辑模式下完成。
草还需要弯曲，才显得更加自然。还是用到衰减编辑，先启用衰减编辑，然后勾选“仅相连项”，这样就能够在使用衰减编辑时不影响没有连接在一起的内容。选中其中一根草的顶边，通过移动和旋转把草变弯曲，如图 6-68 所示。接下来使用衰减编辑移动、旋转、缩放每一根草，让每根草看起来都不同，如图 6-69 所示。然后添加实体化修改器和表面细分修改器，如图 6-70所示，让草有厚度。实体化的厚度根据物体大小灵活设置，“平滑着色”和“自动光滑”也需要设置。

4. 添加粒子：退出局部视图，把物体名称改为“草”，再新建一个集合“草 - 粒子”并移入，放到单独的集合中以方便制作粒子。可以直接把整个集合的视图隐藏，如图 6-71 所示。然后给地面添加粒子系统，粒子类型选择“毛发”，将名称修改为“草地粒子”，如图 6-72 所示。

把“渲染为”改为“集合”，选择“草 - 粒子”集合，如图 6-73 所示。为了让草地更自然，把“缩放随机性”改到 0.8，如果改到 1 可能会出现缩放到 0 的物体，所以最好不要设置到 1 这么大的数值。粒子系统默认是有旋转方向的，所以拉伸粒子形成的草跟原本的物体旋转是不同的，需要手动设置旋转。毛发粒子系统默认是不显示旋转的，需要勾选“高级”选项，然后勾选“旋转”，将“坐标系轴向”改为“全局 Y”，将“随机”改为 0.2 即可，如图 6-74 所示。如果草没有竖起来可以尝试其他的轴向，直到草竖起来。

毛发型粒子中粒子经常出现奇怪的情况，这是因为粒子还是会受到原本物体的原点位置和旋转角度的影响。草的模型原点位于中间位置，草有一半是在原点以下的，如图 6-75 所示。粒子是随机分布在发射源也就是地面上的，草作为渲染物体时，随机分布在地面上，原点作为模型的位置，也就会让草有一部分在地面下。所以想要草全部高于地面，需要在编辑模式下选中整个模型，移动到原点附近，大致跟原点平齐即可，如图 6-76 所示。编辑模式下原点是不会动的，把模型移过去就是一种变相移动原点的方法。此时的草就在地面上了，并且垂直向上，如图 6-77 所示。

5. 粒子分布：现在的草是在整个地面胡乱生长的。从理论上来说门口是不需要有草的，否则无法“走路”；房子边缘也可以没有草，否则会跟房子穿插在一起。粒子系统可以通过顶点组控制粒子的分布和密度等参数，顶点组就是把顶点根据需求分组。选中地面进入编辑模式，全选面，执行“细分”命令，设置“切割次数”为 2，然后多次按快捷键 Shift+R 反复细分，直到细分到面够小，这样模型才有足够多的顶点，如图 6-78 所示。切换到物体数据属性 即可在顶部看到“顶点组”，单击加号按钮 可以新建一个顶点组 ，选择了顶点后，单击“指定”按钮即可把选择的顶点添加到新建的群组里，如图 6-79所示。

每一个顶点都有一个权重的数值，顶点权重有很多用途。除了物体模式和编辑模式，Blender 还有很多其他的物体交互模式，手动选择效率太低，要快速地给顶点设置权重可以使用权重绘制模式。首先单击减号按钮 删除刚才新建的群组，然后切换到权重绘制模式，如图 6-80 所示。默认的顶点权重是 0（蓝色），现在使用鼠标即可绘制权重，默认的笔刷权重为 1（红色）。笔刷设置在 3D 视图的顶部，把“半径”调整到合适的数值后，用鼠标在门口和房子周围刷上权重，然后把顶点组命名为“密度”，如图 6-81 所示。画错了可以按快捷键 Ctrl+Z 撤销，或者把笔刷权重设置为 0 重新绘制。

绘制顶点权重时，Blender 会自动创建一个顶点组来保存绘制的权重。绘制完成后，在粒子系统的“顶点组”的“密度”中选择刚才绘制的顶点组，如图 6-82 所示。此时只有有权重的地方才有草，只需要单击“密度”右侧的 按钮即可反转顶点组，如图 6-83 所示。因为粒子数量并不多，所以分布不明显，但只要保证不需要的区域没有草即可。

6. 地面优化：自然的地面应该是坑坑洼洼的。选中地面进入编辑模式，在点选择模式下选择全部的点，执行网格 > 变换 >随机命令，如图 6-84 所示，即可让顶点随机起伏，如图 6-85 所示。至此毛发型粒子就完成了。

7. 渲染输出：因为文件中材质和灯光都制作好了，所以直接渲染静态图或者动画都可以。最终渲染图如图 6-86 所示。本例没有对草添加材质，有时候没有材质反而别有一番风味。