Tutoriel : Simulation de liquide dans Blender avec Mantaflow

Un verre qu'on remplit, une vague qui frappe un rocher, du miel qui coule d'une cuillère : dans Blender, ces liquides passent par Mantaflow, le simulateur de fluides intégré. En mode liquide, il suit des millions de particules dans une grille de voxels, puis reconstruit à partir d'elles un maillage qui se rend comme n'importe quel objet. Ce tutoriel détaille la mise en place d'une simulation, les réglages qui font la différence entre de l'eau crédible et une soupe molle, le maillage final, les particules d'écume et le bake.

La méthode, en une ligne

Mantaflow simule les liquides par particules dans une grille. Le manuel propose deux méthodes dans le panneau Liquid du domaine :

• FLIP : une simulation très éclaboussante, avec beaucoup de particules projetées en l'air. Le réglage FLIP Ratio dose son caractère : à 1, les éclaboussures sont chaotiques, adaptées aux grandes quantités d'eau ; plus bas, le mouvement est plus calme, mieux adapté aux petites échelles.
• APIC : une simulation énergique mais plus stable, qui préserve mieux les tourbillons dans le liquide.

1. Mettre en place la scène

Le raccourci est Object > Quick Effects > Quick Liquid, avec l'objet qui deviendra le liquide sélectionné. L'outil fait de cet objet un émetteur de type Liquid en mode Geometry, crée autour un domaine dont tous les bords retiennent le liquide, règle les caches en OpenVDB et pose sur le domaine un matériau en verre d'IOR 1,33 avec une absorption de volume. À la main, il faut trois types d'objets :

• Le domaine : un cube qui englobe toute la zone où le liquide peut aller, avec Physics > Fluid, type Domain, Domain Type sur Liquid. Le manuel rappelle que le domaine utilise toujours sa boîte englobante.
• Le flux (Flow) : un objet de type Flow, Flow Type sur Liquid. En Geometry, tout son volume devient liquide au départ, comme l'eau d'un verre déjà plein ; en Inflow, il en émet en continu, comme un robinet ; en Outflow, il en retire, comme une bonde. Pour un robinet, cochez Initial Velocity et donnez une vitesse de départ.
• Les obstacles (Effector) : le verre, le rocher, la cuillère, avec le type Effector et Effector Type sur Collision.

Le manuel signale un point qui casse souvent les simulations : pour un objet en Geometry, les normales doivent pointer vers l'extérieur.

2. La résolution et le temps

• Resolution Divisions : le nombre de voxels sur la longueur maximale du domaine. Le manuel prend l'exemple d'un cube d'un mètre à 64 divisions, qui en demande 128 pour la même finesse une fois agrandi à deux mètres : un domaine trop grand coûte cher. Réglez le mouvement à 32 ou 64, puis montez pour le bake final, en sachant que le mouvement change avec la résolution.
• L'échelle : le liquide se comporte selon la taille réelle de la scène. Un verre modélisé à deux mètres de haut coule comme une piscine. Modélisez en mètres.
• Time Scale : sous 1, la simulation passe au ralenti.
• CFL Number : la vitesse maximale autorisée par cellule et par pas. Le manuel explique qu'une valeur plus petite multiplie les pas de calcul et rend un jet rapide qui frappe un obstacle plus juste, au prix d'un bake plus long ; il conseille alors d'augmenter Timesteps Maximum.

3. Le liquide qui fuit ou qui gonfle

Le panneau Liquid contient les réglages qui contrôlent le volume :

• Particle Radius : la surface couverte par une particule, en cellules. Le manuel est explicite : si le liquide semble disparaître, augmentez la valeur ; s'il en apparaît trop, baissez-la.
• Narrow Band Width : l'épaisseur de la bande, sous la surface, où vivent les particules. Le manuel conseille de la garder fine, car la surface porte presque tout le détail et les particules en profondeur ralentissent la simulation. L'élargir peut toutefois aider quand le liquide fuit.
• Fractional Obstacles : affine le contact avec les obstacles inclinés et réduit l'effet d'escalier sur une pente.

4. Eau, huile ou miel

Le panneau Diffusion règle la Viscosity et la Surface Tension, avec des préréglages. Blender attend une viscosité cinématique en m²/s, saisie en notation scientifique avec Base et Exponent. Le manuel donne des repères : 1,002 × 10⁻⁶ pour l'eau à 20 °C, 5 × 10⁻⁵ pour une huile SAE 50, 2 × 10⁻³ pour le miel, 1 × 10⁻¹ pour le ketchup. Pour les liquides très épais, le High Viscosity Solver améliore la précision des écoulements lents.

5. Le maillage final

Les particules ne se rendent pas telles quelles : cochez le panneau Mesh du domaine pour reconstruire une surface. Les réglages du manuel :

• Upres Factor : la résolution du maillage par rapport à la simulation.
• Mesh Generator : Final donne un maillage plus lisse et plus réglable, Preview va plus vite.
• Smoothing Positive et Negative : le premier arrondit la surface mais peut effacer les petites gouttes, le second garde les détails mais rend la silhouette plus anguleuse.
• Concavity Upper et Lower : remplissent plus ou moins les creux. Le manuel déconseille une valeur Lower supérieure à Upper, qui produit des maillages déformés.
• Speed Vectors : enregistre la vitesse de chaque sommet pour le flou de mouvement. Dans Cycles, le manuel précise qu'il faut aussi activer le flou de déformation.

6. Écume, gouttes et bulles

Le panneau Particles ajoute des particules secondaires : Spray pour les gouttes projetées au-dessus d'une grosse éclaboussure, Foam pour l'écume qui glisse à la surface, Bubbles pour les bulles sous la surface. Le manuel rappelle qu'elles ne font pas partie du maillage et qu'il faut leur attribuer une géométrie, par exemple une petite sphère instanciée, pour qu'elles apparaissent au rendu. Les seuils Wave Crest, Trapped Air et Kinetic Energy décident où et combien il en naît.

7. Le cache et le bake

Dans le panneau Cache, choisissez le Cache Directory, la plage Frame Start et End (seules ces images sont simulées), et le Type :

• Replay calcule en lisant la timeline, pratique pour les essais ;
• Modular bake par étapes : Bake Data pour le mouvement, puis Bake Mesh et Bake Particles par-dessus, que l'on peut refaire sans resimuler ;
• All bake tout d'un coup.

Le mode Modular est le bon choix en production : une fois le mouvement validé, on peut essayer plusieurs réglages de maillage sans recalculer l'eau. Enregistrez le fichier avant de lancer le bake, comme le prévoit le flux de travail du manuel.

Erreurs courantes

• Le liquide traverse le verre : la paroi est trop fine pour la résolution. Épaississez-la ou montez les divisions.
• Le domaine reste vide au rendu : la case Mesh est cochée mais le maillage n'a pas été baké. Le manuel indique qu'on voit alors le domaine d'origine.
• Le niveau baisse tout seul : augmentez Particle Radius, comme le conseille le manuel.

Pour la fumée et le feu, le même simulateur fonctionne en mode gaz, comme expliqué dans notre tutoriel sur le feu et la fumée dans Blender. Un réservoir qui se brise combine liquide et corps rigides, voyez notre tutoriel sur la destruction d'objets. Pour la réfraction de l'eau, la fiche sur l'indice de réfraction rappelle les valeurs utiles, et celle sur les caustiques explique les reflets lumineux au fond d'une piscine.

Et au rendu ?

Le cache d'un liquide, maillage compris, vit dans son dossier, pas dans le fichier .blend. Avant l'envoi, l'add-on TURNA signale les domaines de fluide dont le dossier de cache est introuvable, car une simulation non bakée n'apparaît pas dans l'image. Pour qu'il parte avec la scène, placez le Cache Directory dans un sous-dossier de //caches/, à côté du fichier, en chemin relatif, et désignez ce dossier dans les options Pro de l'add-on. Les images de l'animation sont ensuite réparties sur 1 à 8 machines GPU, au temps réellement consommé. Le calculateur de temps de rendu donne une estimation avant de lancer.