薛山

在很多灾难电影里，龙卷风都是常客，而电影拍摄的龙卷风绝大多数都是视觉特效团队精心制作而来，虽然我们不一定能达到那么高的真实性，但利用Blender的材质着色器，也还是可以实现以假乱真的龙卷风特效，而且并不需要借助物理系统就能搞定，是不是很神奇？接下来就跟着我一步步操作吧！

第一步：制作“龙卷风”的雏形

因为这次我们使用的是材质着色器来制作，所以基本上属于零建模教学，因此只需要一个默认的立方体就能搞定。接下来我们需要进入着色器编辑器，删掉材质默认的原理化BSDF，用原理化体积来连接材质输出的“体积”，然后再把场景中的灯光调整为“日光”并适当设置强度，就能得到如图1的基本效果了。

“体积”从视觉上来看其实就是雾化效果，我们需要做的就是调整这个雾的形状，大家试想一下，龙卷风的形状其实就是一个下小上大的圆柱体，所以我们首先要让雾呈现为圆柱状，第一是利用纹理坐标和矢量计算的“长度”，连接颜色渐变来制作出一个球型雾。

接下来在“长度”的前方，利用矢量计算的“正片叠底”来做乘法，设X、Y为1，Z为0，这就相当于让球体在Z轴方向的长度为无限大，也就把球体拉成了圆柱体，具体设置可以参考图2。

第二步：让“龙卷风”上大下小，并添加不规则属性

完成龙卷风的圆柱体雏形后，我们需要把龙卷风设计为上端大而下端小，逻辑上来说就是添加一个矢量乘数，让这个乘数由下往上线性增大，因为是矢量计算，所以这一步需要先分离XYZ，我们只涉及到Z轴方向，所以用Z连接一个“映射范围”，而映射范围的“从最小”和“从最大”就是立方体上下两面的位置，对于默认立方体来说就是-1和1，然后把映射范围和“长度”进行矢量计算“正片叠底”，这时候再调整映射范围的“到最小”和“到最大”，就能得到上端大、下端小的龙卷风形状了，这时候如果觉得在EEVEE模式下看得不是很清楚，可以在颜色渐变之后再接一个乘法，乘以10左右就差不多了，具体设置可以参考图3。

显然，这时候的龙卷风只是形似，缺乏很多细节，比如螺旋向上的不规则风路设计，这时候需要在纹理坐标和正片叠底之间，添加一个噪波纹理，并用线性光进行混合，这时候调整噪波纹理的缩放、细节和糙度就能得到如图4的效果。

最后一步就是为它添加一个螺旋旋转效果，在噪波纹理前方加入一个“映射”，这时候调整旋转Z的数值就能看到龙卷风转了起来，但我们要的是旋转向上的效果，而不是这种整体规则的旋转，所以这时候我们需要从数学角度为Z轴旋转值添加特定属性，首先是分离XYZ，然后再把Z连接到合并XYZ，这一步相当于什么也没做，接下来就在两者之间加入一个“乘后再加”，乘是让龙卷风的顶部有更大的旋转值，底部则趋近于不动，这样就获得了螺旋形态，而加则是让它整体旋转，这样我们就只需要给加法做一个“-frame/10”驱动器，就能让它自动旋转起来了，具体可参考图4。

本文所用著色器节点一览

与此同时，为了让龙卷风的形态也随时间变化而变化，我们也可以把噪波纹理的类型设置为4D，然后为W值添加“frame/10”驱动器，这时候切换到Cycles渲染器再播放动画，就能看到一个如图5那样不断变化形状、螺旋向上的龙卷风效果了。

本章小结

着色器的本质就是数学与逻辑

其实不难发现，Blender的材质着色器也好，几何节点也罢，制作过程类似于编程，有一个严谨的逻辑推导过程，从立方体变成球体，再变成圆柱体，接着让圆柱体上大下小，再添加噪波纹理并按乘法加法对Z轴方向进行旋转，就得到了一个龙卷风效果。这样的玩法在Blender里可以说是相当常见，因此强烈建议大家多多学习，融会贯通。