blender 4.2 Smoke Simulation ｜ 煙をシミュレートする
blender のシミュレーション機能のひとつに、煙を発生させる Smoke Simulation があります。スモークを発生させることじたいは簡単ですが、設定項目も多く、それらの値しだいで様子も大きく変化します。
ここでは、主要な設定項目の働きと、2つの実例を紹介します。
環境 Blender 4.2.0 , Mac Mini M1 OS 14.4
Smoke Simulation では、スモークを発生させるオブジェクトと、それを囲む領域、ドメイン（Smoke Domain）の、2つの物理演算プロパティで煙を制御する。
基本
スモークを発生させる平面の円オブジェクトを作成した。
あまり複雑な形状だとシミュレーションに負担がかかるが、基本的にはどのような形状のオブジェクトでもよい。
オブジェクトモードで、上の円を選択し、オブジェクト > クイックエフェクト > クイック煙 を選択する。
外側にドメイン（Smoke Domain）と呼ばれる領域が作成される。
スペースバーを押し、シミュレーションを開始する。停止も同じ。再度シミュレーションを始める場合は、最初のフレームまで巻き戻すのを忘れないこと。
ドメイン内で、円オブジェクトから煙が発生する。
設定
煙のカスタマイズは、上の円オブジェクト（Circle）と、ドメイン（Smoke Domain）の物理演算プロパティ各値を調整して行う。主要な設定値についてそれぞれ確認する。
ドメイン Smoke Domain
分割の解像度（Resolution）
ただし、大きいほどシミュレーションに負担がかかる。PC の性能によるだろう。以降、解像度は 64 とした。
気体（Gas）- 密度の浮力（Buoyancy Density）、ヒート（Buoyancy Heat）、渦度（Vorticity）
密度の浮力、および、ヒートは、値が大きいほどスモークの上昇が速くなり、マイナスの値ならば、スモークは下降する。
ヒートにマイナスの値を与えたためスモークが下降している。また、渦度をやや与えたので渦状の乱れが生じる。
気体（Gas）- ノイズ（Noise）
ボーダーコリジョン（Border Collision）
デフォルトでは、スモークの大部分はドメインを素通りするが、チェックを入れることにより、ドメイン領域の影響を大きく受ける。
発生オブジェクト
煙を発生させている円オブジェクトの物理演算プロパティ。
初期速度（Initial Velocity）
軸方向や、オブジェクトの面の向きによって、スモークの方向に変化をつけることができる。
テクスチャ（Texture）
下準備として、テクスチャプロパティで上のようなテクスチャを作成する。
テクスチャの模様にしたがって、煙の濃淡を表現することができる。
Force Field
さらに、フォースフィールドを加えることで、風や乱気流のような影響を加えることができる。
ここでは、Shift + A > フォースフィールド > 乱流（Turbulence）を、円オブジェクトの真下に加えた。
基本的なスモークは、上記の設定値と、別途フォースフィールドによるプラスアルファで表現できるだろう。
セットアップ
コーヒー
コーヒーの湯気に応用してみる。下はかんたんなセットアップ。左からやや強めのエリアライトを当てた。
コーヒーカップオブジェクトには、物理演算プロパティ > 流体 を適用し、タイプを「エフェクター」「コリジョン」とする。スモークを遮るようになる。
デフォルトから、上記の「テクスチャ」を適用、カップの中に「乱流」フォースフィールドを設置した。
湯気というよりは発煙筒になっているので、調整する。
Volume Material
スモークのマテリアルは、ドメイン「Smoke Domain」のプリンシプルボリュームで調整。
あらかじめプリンシプルボリュームが設定されている。
プリンシプルボリュームの「密度」をここでは 1.0 と下げた。
湯気には近くなったが、もうすこし表情をつけたい。ノイズテクスチャにより、密度に変化を加えてみた。
下は作成したノイズテクスチャ。「畝のあるマルチフラクタル」で模様を作り、カラーランプノードで極端にコントラストを上げ、範囲マッピングノードで、0.4〜2.0 までの値をボリュームの密度に適用している。白いエリアが密度 2 に近く、グレイは 0.4に近い。
ドライアイス
設定は上のコーヒーとほぼ同じ。ただし、 密度の浮力（Buoyancy Density）を マイナス 2.0、ヒート（Buoyancy Heat）を、マイナス 5.0 とした。スモークがやや上昇した後、下降する。
また、ボーダーコリジョン（Border Collision）「下」（底）にチェックを入れた。
まとめ
なかなか思うようなかたちにまとまらないのは、物理シミュレーションの宿命というべきですが、煙はもちろん、蒸気、霧、雲、水中のインク状の液体などにも応用できます。参考になれば幸いです。
ドライアイスのトリビア
ドライアイスは二酸化炭素。空気より約1.5倍重い。温度はマイナス70〜80度ほど。気化すると容積が1,000倍にもなり、扱いを間違えると容器の破裂、窒息など命にかかわる。また、気化した二酸化酸素ガスは無色透明なので、煙のように白く見えるのは、瞬間的に凍った空気の粒（コロイド）のせいだとのこと。
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