【Blender4.4】物理演算:炎と煙の簡単なシミュレーションとリアルなマテリアル設定

炎、煙の発生源のオブジェクトとしてUV Sphereを追加します。

画面上部のObjectタブからメニューを開き、
Quick Effects > Quick Smoke
をクリックします。

自動で物理演算設定をつけてくれるQuick Smoke

Quick Smokeを１クリックするだけで、

• Smoke Domain
  その物質の周りに出る炎・煙の演算をする領域
• Smoke Domainのマテリアル
  煙や炎につけるマテリアルのノード（簡易的なもの）
• 物理演算
  簡易的な煙が出る基礎的な設定をつけたもの

などをつけてくれます。これだけで簡易的な煙が出ます。

DomainとFlow

物理演算の設定のトップにFluidのTypeがあります。今回使う以下の二つが自動的に設定されます。

• Domain（ドメイン）
  流体シミュレーションが起きる“箱”のような領域
• Flow(フロー)
  煙や水などを出す発生源

デフォルトのSmoke Domainは小さくて、すぐ煙が天井に届いてストップしてしまうので、8～10倍くらいに大きくします。（煙がおかしくなった場合はタイムラインを1に戻してください）

煙や炎は上昇していくので、Flow（球）が下側にくるようDomainの位置を調整してください。（いつでもDomainの大きさは調整できるので適当でいいです）

炎が出るようにする

UV Sphereを選択して、PhysicsプロパティのFluidの設定を変更していきます。

❶Settings > Flow Typeを
Fire + Smokeにすると炎が出るようになります

❷Initial Velocityにチェックして、Initial Zを5に増やします。
火の勢い、煙が上昇していく速度を増加させます。

※マテリアルがちゃんとついてないのでSolidビューでしか炎は見えません。

Domainも同様に選択して、Physicsプロパティで設定を変更していきます。

❶Resolution Divisions を 100に上げる

全体の解像度が上がります。炎や煙がリアルに細かく表現されますが計算が重くなります。（PCが動かないという方は50など徐々に上げましょう）

❷Adaptive Domainにチェック

ドメインを煙などが出ている部分だけにしてくれるので無駄な計算が減ります。（ドメインサイズまでしか広がりません）

❸Gas > Noiseにチェック
炎や煙が細かくなります。

❹Fire > Reaction Speed 0.2に下げる
値が小さいほど炎のサイズが大きくなります。

煙の形が対称的になっているのが不自然なので、炎のサイズを変えることで自然になります。

ベイク

PCが重くて再生に時間がかかるようになるときは、一回シミュレーションをベイクすると、何回でもすぐ再生できるようになります。

Cache > Type をAllにするとベイクできるようになります。

Bake Allのボタンでベイクがスタートし、画面下部で作業のパーセンテージが出てくるので、終わるまで設定を変更したりしないでください。

Frame Start, Endでどこからどこまでベイクするか設定できます。最初はEndを100くらいにしてベイクしてみるとどのくらいのスピードでベイクされるかわかります。

物理演算の設定やドメインの変更などした場合はFree Allでキャッシュデータを削除し、もう一回ベイクをやり直してください。

マテリアルを付ける前にライト、レンダリング設定などを調整します。

• レンダーエンジンをCyclesにする
• ライト（Sun）を追加：Strengthを５程度にする
• HDRI背景画像などを設定する
• View TransformをFilmicにする

炎の黄色い光が、Agxのままだと白く飛んでしまうので、Filmicにするのが大切です。

Lookは色を設定するときに決めていきます

Domainを選択し、マテリアルシェーダーのエディタを開くと、すでにPrincipled BSDFノードがついています。

他にもVolume Infoノードを使うので出しておいてください。

このVolume Infoノードは、物理演算の設定で入力した値を元にDensity（密度）などを出力しているノードです。このシミュレーションした炎や煙のデータを出してくれている便利なノードです。

Volume Infoノードの情報を利用して色をつけていくんですが、それぞれどんなデータを出力しているのか見ていきます。

Emission Colorをオレンジ色にし、Emission Strengthに各出力をつなげて、どの領域に色がつくか見てみます。

• Colorは色情報なので飛ばします。
• Densityは中心から周辺に向かって値が小さくなっています。全体に色がつきます。
• Flameは炎が出ている場所だけ色をつけてくれます。
• Temperatureは温度が高い場所から低い場所へ1～0の数値が出力されています。

Colorにも出力はあります。

例えば、Flow（球）のSmoke Colorを変化させ、Volume InfoノードのColorをColor, Color Attributeの両方につけると、煙に色がつきます。

物理演算の設定を構うことになるので、色を変更するごとにベイクしなければならず、全く便利ではないので使用しません。

ただ単にPrincipled VolumeのColorで煙の色を好きな色に変更します。普通の煙ならグレーです。

DomainにもSmoke Colorの設定がありますが、ほぼ変化しなかったです。

❸Density…1.5にします。ボリュームの密度を調整できます。

❹Density Attribute…Volume InfoからのDensity情報を使います。周辺に行くほど密度が薄くなっていく効果が出ます

➐Emission Strength…温度の強さによって光らせたいのでVolume InfoのTemperature出力をつなぎます。

Float Curveで右上の値を少し調整すると白い部分が小さくなり、コントラストが上がります。下図は本物の火ですが、黄色から赤へのコントラストに近くなるよう調節しています。

❽Emission Color…炎の色にしたいのでVolume Infoの温度からBlackbodyノードで色を取得します。

例えば0～10000だと右図のような色が出ます。今回は火なので温度低めで1500をかけています。

Black body radiation（黒体放射）とは、熱した物質や恒星の発する光が、温度によって色が変わる特性のある放射。比較的温度が低いときは赤っぽく、温度が高いほど青白くなる

View TransformをFilmicにして、LookをHigh Contrastにしたのが右側の画像です。