Blender插件-Hurricane多合一物理模拟

Hurricane是一款集成于Blender的革命性工具，用于生成高保真粒子系统。凭借其统一架构，您可以在单一物理模拟中，同时模拟流体、布料、软体和颗粒动力学（如沙子）之间的相互作用。

目前，该引擎通过CPU以超优化方式运行（充分利用多核处理器），但最终版本（即将发布）将全面支持GPU，用于物理模拟、网格生成、白水粒子（泡沫/水花）等。此外，后续更新将包含先进的FLIP和MPM求解器。

为实现这种协同性，Hurricane包含一套全面的约束系统，涵盖布料、软体、刚体、粘度、塑性和焊接。凭借这种多功能性，可以实现超现实且复杂的效果，例如动态积雪堆积。

Blender Version 5.1 – 5.2

集成三大先进物理求解器：

DDR（双密度松弛）
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专为流体提供高稳定性和真实感而设计的双密度松弛算法。

PBD（基于位置的动力学）
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行业标准，用于超高效、稳定地计算软体和可变形布料。

PBD-Multi Step
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一种多步PBD实现，旨在最大化真实感和稳定性，同时防止高级模拟（如布料）中的自碰撞。
这套技术栈将让您能够在Blender中创建前所未有的物理效果和动力学特性，具备专业级水准和高度优化的计算时间，使Hurricane成为Blender原生环境中复杂模拟的终极解决方案。

Hurricane的支柱之一是其脚本工具“HEL”（Hurricane表达式语言），它允许您直接在Blender中编写自定义脚本，以实时与粒子求解器交互。如果寻找行业内的对标产品，HEL提供了与Houdini中VEX同等的强大功能和绝对控制力。

为了帮助您立即上手，Hurricane附带数十个预配置模板场景、即用型HEL脚本以及优化着色器，从第一天起就能激发您的创造力。

此外，为确保您能快速掌握所有功能，Hurricane包含一份详尽且细致的用户指南，涵盖每一个工具，并包括一份专门针对HEL的深度手册。所有文档均提供英语和西班牙语版本。

HEL（Hurricane表达式语言）是一种直观且强大的脚本语言，其语法设计类似Python，易上手。您可以直接在Blender集成的专用Hurricane编辑器中编写自己的脚本和物理逻辑，并实时注入仿真引擎。这消除了所有创意限制，赋予您对物理行为的绝对自由。HEL是Hurricane的支柱之一，允许您操控每个粒子的速度、位置、属性或力，其强大功能和创作自由堪比Houdini中的VEX。

集成脚本界面与预设： 为简化工作流程，Hurricane在用户界面内设有自己的编辑器和脚本控制台。此代码编辑器能实时检测错误，指出错误的具体行号和语法错误类型，方便您即时调试脚本。它还包含大量预设库（预配置模板），代码各部分均有详细注释，非常适合快速熟悉语言并在几分钟内创建自己的修改器。

模拟高保真布料，并完全控制其物理行为。借助统一的XPBD求解器，您可以独立调整拉伸（Stretch）、剪切（Shear）和弯曲（Bending）的刚度。此外，Hurricane允许实时模拟动态撕裂（Cloth Tearing），这些撕裂能对外力、碰撞以及场景中同时存在的流体做出真实反应。

使用Hurricane制作服装极其简单：您可以采用传统方式利用缝合边建模，然后通过我们的焊接约束（顶点焊接）即时生成服装。在未来的版本中，Hurricane生态系统将扩展更多专注于服装生成和制版的模拟工具。

高级约束系统
Hurricane让您的想象力自由驰骋。制作服装、撕裂它们，并让它们真实地影响您的模拟。编辑约束以控制模拟中的拉伸、剪切或弯曲。您拥有6种不同类型的约束，以实现任何类型的模拟：

布料：基于网格几何体，提供拉伸、剪切和弯曲特定控制的可变形布料模拟。

软体：基于邻近搜索维持内部体积的 volumetric、可变形弹性体。

刚体：具有内部固定刚度的刚性、不可变形结构模拟。

粘性：针对泥浆、粘土、巧克力或熔岩等材料的粘性流体行为。

塑性：模拟在物理应力后保持永久变形的塑性材料。

焊接：网格中重合顶点或松散边之间的物理接缝和连接。

模拟沙子、泥土或砾石等高级颗粒行为，具有超精确的摩擦和碰撞物理效果。为实现这种保真度，Hurricane未使用传统的PBD系统，而是采用了高度优化的自定义XPBD（扩展位置动力学）实现，允许您定义一套完整的约束系统，该系统能在物理应力下动态断裂。

此外，Sleep和WakeUp等关键工具的集成赋予了对模拟行为和性能的绝对控制权，通过让静态粒子进入睡眠状态来节省资源，并在碰撞或外力作用下即时唤醒它们。

流体：泡沫、气泡和水花
混合不同发射器和着色器，生成泡沫和气泡，实现令人难以置信的效果。
在Hurricane中创建逼真的气泡效果极其简单。
气泡效果充满一杯水。
使用HEL实现出色的波浪效果。
快速轻松地创建不同尺度的流体模拟。借助泡沫和气泡效果实现惊艳的真实感。利用我们预配置的“波浪生成器”脚本发挥HEL的强大功能，在几秒钟内生成复杂的波浪动态。使用Hurricane，您的模拟没有限制。

流体密度与大规模模拟
数百万粒子碰撞。
几分钟内完成细节丰富的模拟。
混合流体和高粘度。
使用我们的泡沫和气泡工具实现逼真的场景。
在同一物理模拟环境中逼真地混合不同密度的流体。此外，得益于求解器的计算和内存优化，您可以创建控制数百万粒子同时进行的大规模模拟，且不影响稳定性。

Hurricane的未来
Hurricane的开发不止于此。我们的目标是使其成为Blender终极物理和流体模拟套件。以下是未来版本计划中的一些关键技术和功能：

全面GPU加速：将物理引擎移植以支持全面GPU加速（CUDA, OptiX, Metal和OpenCL），实现高达10倍的模拟速度提升、实时网格生成以及泡沫和白水粒子的大规模计算。

高级FLIP和MPM求解器：集成用于大规模液体的FLIP（流体隐式粒子）求解器，以及MPM（物质点法）以逼真模拟复杂的可变形材料，如雪、泥浆、湿沙和高级结构破坏。

专业模块：Hurricane充当核心模拟引擎和物理动力核心。未来，我们将发布集成的专业模块，利用此高性能核心添加针对性功能：用于高级时装资产制作的服装制版与设计模块、气体模拟模块（火、烟和爆炸）以及用于轻松创建魔法效果和梦幻闪光的粒子VFX模块。

社区集成与预设：扩展官方和社区HEL预设库，使用户能够轻松一键下载、测试和分享他们自己的自定义物理行为与修改器。