The anatomy of an explosion 爆炸的原理

這篇爆破特效文章翻譯自Ground Zero FX網(wǎng)站, 作者是Kieron Helsdon. 在3ds Max環(huán)境中要製作真實爆破的話 分成三部分：一為物體模型的碎裂 可透過Rayfire這類外掛來處理 免費的Maxscript如Fracture Voracronoi則是不錯的選擇2 其二是爆炸的煙塵效果 可由SitniSati Afterburn或FumeFx來處理, 如果要更近一步處理碎片或是調(diào)整爆炸的效果 Particle Flow或是Cebas Thinkingparticles則必須導入.

不論是用哪套軟體 怎樣的外掛 能夠了解爆炸的原理多少對特效製作有幫助. 有個好的參考圖也會幫助特效師製作更具說服力的爆破效果, 以下中文翻譯跟各位分享:

----以下翻譯自Ground Zero FX網(wǎng)站----

寫這篇文章的目的是要讓讀者了解各種爆炸，為何發(fā)生 從而了解爆炸的架構(gòu)與如何製作爆炸動畫。網(wǎng)路上有狠多相關(guān)文章 本篇只專注在動畫的部份。為了要正確地製作爆破動畫 我們要先知道爆炸的物理本質(zhì)。我們必須確認這是什麼類型的爆炸，它的燃料是什麼，由什麼觸發(fā)或啟動爆炸？這些答案將有助於我們了解爆炸時間序列會發(fā)生哪些細節(jié)

爆炸的類型
爆炸分成自然產(chǎn)生的或人造的-簡單的定義就是突然的能量釋放。爆炸會突然增加物質(zhì) 同時會增加大量的壓力 通常會有一個閃光與巨響，被稱為爆炸。爆炸會在區(qū)域產(chǎn)生壓力震波。如果這些壓力波的速度達到超音波時 就會被稱為deflagrations。例如火藥或燃料內(nèi)燃機爆炸。 Deflagrations會比引爆好的控制- 因為其目的是要將某物體快速移動（例如槍管中的子彈，或是引擎中的活塞），是由突然的空氣擴張所引發(fā)的。

自然界的爆炸
世界上最小的爆炸之一 就是液體之間的相互作用，用高速攝影就可以看到流體交互作用的細節(jié)

這些照片是由Dave Palmer拍出來的。高品質(zhì)的流體高速攝影。你可以在他網(wǎng)站上看到更照片

自然界最大的爆炸就是火山引發(fā)的爆發(fā)。這包含火山爆發(fā)，噴泉，海底噴口和地震。間歇泉是溫泉爆發(fā)噴泉和定期的水蒸汽噴發(fā)。這是發(fā)生在密閉空間中當?shù)叵滤�加熱到沸點時。當壓力略降或溫度增加將導致一些水達到沸點，然后引發(fā)水蒸氣壓力自縫隙中噴發(fā)出來。這些減少的水更近一步地降低地下水的壓力 造成剩餘的水突然轉(zhuǎn)化成水蒸氣 而導致水在路面爆發(fā)開來

巖漿則是從熔巖的開洞中被迫推擠出來的。爆炸發(fā)生火山噴發(fā)時，巖漿上升積累了大量的溶解氣體。當熔巖升起導致氣體自溶液中形成泡泡飄出來 因此使體積劇烈增加。普通人會以為火山噴射大量的煙霧及火焰，事實上這些煙是由狠細微的煙塵所構(gòu)成 摻雜了硫磺的蒸氣。那些好像是火焰的東西其實是噴發(fā)物質(zhì)的高溫所引起的眩光感。這個炫光在煙塵中散射看起就像火一般。

當巖漿流到海水中時會發(fā)生蒸氣爆炸。

熔巖有三種形態(tài)2 1 A1a ，枕頭狀熔巖及Pahoehoe 。 1 A1a發(fā)音1啊，啊1 （見下文）是夏威夷對熔巖流的稱呼 其表面粗糙且含有破碎的巖漿塊稱為熟料。在熟料的表面下面 其實暗藏了密度狠高的核心 含有巖漿流 最活耀的核心。當巖漿在核心中移動 熟料也會在表面移動

枕頭熔巖是由各類巖石在海底火山的熔巖噴出時形成地。它的形成長條狀的熔巖丘1枕頭 經(jīng)由重復流出與擠壓高熱的玄武巖。光亮地殼在新擠出的熔巖周圍形成，構(gòu)成一個擴大的枕頭巖石。壓力不斷累積，直到新的表殼斷裂，并像擠牙膏般擠出玄武巖，形成另一個枕頭

Pahoehoe是夏威夷對玄武熔巖的稱呼 具有平滑，丘狀，或?qū)啝畋砻�。Pahoehoe流通常會有一系列小型葉狀分支，自冷卻的殼中不斷分支開來。

更多關(guān)於火山和圖片訊息可到美國地質(zhì)調(diào)查局網(wǎng)站查看

太陽耀斑是在太陽表面經(jīng)常發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。當太陽表面的大氣磁能量累積到一定程度突然釋放時 竟會產(chǎn)生太陽耀斑。以下圖片是用x光拍攝的照片。右邊顯示的白色是后耀斑環(huán)，是在太陽耀斑后的殘留熱環(huán)。這些耀斑的總量釋放能量相當於數(shù)以百萬計的100萬噸氫彈在同一瞬間爆炸

宇宙其實還有更大的爆炸 稱為超新星爆炸，這屬於星級爆炸。

比上述還更大的爆炸是伽馬射線脈衝，這些是自令人難以置信的深太空所發(fā)出的爆炸，但其確切的發(fā)生原因性質(zhì)仍然不確定。他們會短暫發(fā)出具有萬萬億個太陽那樣強度的亮光 目前幾乎肯定是由於恆星崩潰所產(chǎn)生的。該理論認為，因為它們折疊束的能量發(fā)射沿軸向星的自轉(zhuǎn)及如果梁目的是地球伽瑪射線爆發(fā)可以被記錄下來。最接近的記錄一個地球2.6億光年的距離，觀測這次爆炸支持領(lǐng)先的模式被稱為火球模型理論。這支撐源源不斷的物質(zhì)和能量的賽車離港。更多關(guān)於伽馬射線脈衝這裡＆這裡。

人工爆炸
最常見的人工爆炸是利用化學物質(zhì)製作的爆炸物。這種東西在點燃燒后會以極迅速的速度產(chǎn)生大量氣體，這個熱氣非常迅速地礦大，產(chǎn)生壓力。爆炸物是依照它所引發(fā)的能量來分類的。引發(fā)爆炸的起始能量可能是震波 衝擊 或是摩擦，放電來引起主要的爆炸�；瘜W炸藥也分類成為高爆炸藥和低炸藥，但某些爆裂物可能同時是高爆炸物與低爆炸物 端看它是如何被引爆的

低炸藥是透過緩燃（deflagration）的方式引爆 而不是透過爆轟波 這類通常需要熱與封閉空間才能引發(fā)爆炸。高能炸藥會以超音速的速度爆炸而且不需要封閉空間，他們是由震波或是熱產(chǎn)生的炸藥震力（Brisance）來引發(fā)的。有了炸藥震力摧毀了它周遭的直接接觸物質(zhì)。炸藥震力是一個用來決定爆炸效力的重要指標，例如砲彈碎片，砲彈外殼，手榴彈等

初級炸藥極為敏感，只需要少量的能源就能引發(fā)。它們的功能主要用於雷管發(fā)起二級爆炸。二級炸藥相對不敏感（穩(wěn)定），需要大量的能源才能引爆。跟初級炸藥比起來 二級炸藥更不容易引爆 所以才需要初級炸藥的雷管設(shè)計，例如：炸藥， TNT炸藥，RDX, PETN, HMX，硝酸銨， tetryl ，picric acid，硝化棉， gelignite 。

這些引爆的東西對做爆炸特效的你極為重要，因為爆裂物是如何引爆的 他的物質(zhì) 這會對你製作的動畫會有明顯的影響。請記住，一級爆炸與二級爆炸不是完全分開的，當一級爆炸發(fā)生后會引發(fā)二級爆炸 一級爆炸會引發(fā)它周遭的物質(zhì)后觸動爆炸區(qū)域（物質(zhì)）。

火藥爆炸是首次被發(fā)現(xiàn)的人工爆炸。歷史學家相信，早在2000年前的中國煉金術(shù)士偶然發(fā)現(xiàn)混合硫磺，木炭和硝石可以製造出硝煙。這混合物乾燥成片狀黑色粉末，當點燃時會產(chǎn)生巨大的火焰，它不如現(xiàn)代的火藥強大，因為這混合物中并沒有包含硝酸鉀，儘管如此這個發(fā)明仍能產(chǎn)生高熱與閃光。當把這粉末投入到竹桶中 煙火就產(chǎn)生了。

有趣的是，2000年前煙火中的只有火藥中的橘色，金屬粉末產(chǎn)生的白光這兩種顏色而已。但在19世紀，科學就已經(jīng)發(fā)展到製作紅色，綠色，藍色，黃色的煙火 藉由添加金屬鹽（鍶=紅色，鋇=綠色，銅=藍色，鈉=黃色）和氯化粉末混合物產(chǎn)生的焰火。

其他重要的火藥發(fā)展史 例如1865年諾貝爾發(fā)明的硝化棉（ guncotton ），后來被作為子彈推進劑。

當然1866年 諾貝爾發(fā)明了炸藥。炸藥基本上只是某種吸水材料（如木屑）浸泡在硝化甘油。吸收材料使硝酸甘油更穩(wěn)定，通常你需要一個雷管引爆炸藥，雷管產(chǎn)生小爆炸，引發(fā)炸藥本身的更大的爆炸。

史上第一個最大爆炸發(fā)生在1917年12月6日的哈利法克斯港，新斯科舍省。這個爆炸發(fā)生是由於法國彈藥船與比利時貨輪相撞。相撞產(chǎn)生的火花引發(fā)了爆炸。法國船舶載超過2,700噸炸藥，包括TNT炸藥， guncotton ，與picric acid。該船漂向碼頭，那裡聚集了狠多人群 法國水兵警告岸上人離開 但是沒有人聽的懂他們的警告，一旦發(fā)生火災(zāi)就引發(fā)了大規(guī)模爆炸。當船舶爆發(fā)時火焰如高樓般竄起 瞬間消耗光方圓一英哩的空氣，窗戶破裂散開到一百公里以外的特魯羅，法國船的錨在五公里外被找到 大約在兩公里個裡的范圍內(nèi)被移為平地 超過1500人死亡和9000人被玻璃碎片割傷

爆炸的瞬間，港口的水底部可見。爆炸引發(fā)了巨大的波浪，并推向港岸。煙囪被摧毀，建筑物從基部被扳起 木製房屋被徹底消滅。除了火焰，剪力把爐子炸垮，掉落在房子上。強大的熱氣引發(fā)了小龍捲風或颶風，造成更大的破壞