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Gas Adaptive Viscosity DOPは、大きな流体シミュレーションの構築に使用されるマイクロソルバです。 上級ユーザなら、マイクロソルバから完全に新しいソルバの構築を試してみるのも良いでしょう。
このノードは、Velocityフィールドに粘性効果を適用します。
粘力によって液体の隣接箇所のVelocityは同じような値になります。
この粘力を局所的な抵抗力と考えることができて、流体の各部分は隣接する流体の速度まで減速されます。
粘度の効果は、適応(octree)バックグラウンドグリッド上で計算されるので、(
Gas Viscosity DOPで行なわれているような)均一グリッドによる計算よりもパフォーマンスが大幅に改善されています。
弱い粘度であれば、Gas Blur DOPをVelocityフィールドに使用するだけでもこの効果を表現することができます。
しかし、Gas Blur DOPは強い粘度に対応していません。さらに回転の動きを正しく減衰させないです。
Note
最も正確な結果を得るには、指定したVelocityフィールドが既にDivergence-Free(発散なし)になっている必要があり、通常ではGas Project Non Divergent Variational DOPを適用するとそのようなVelocityフィールドが得られます。
しかし、Viscosityソルバで生成されるVelocityフィールドはもはやDivergence-Free(発散なし)でなくなってしまう場合があるので、典型的な粘性流体ソルバは粘度計算の前後でNon-Divergence(非発散)を解決します。
パラメータ ¶
Surface Field
粘度計算で考慮されるボクセルを指定するSDF。 ボクセルは内側(0未満)と外側のどちらにも存在します。 粘度はその内側ボクセルにのみ適用されます。 これによって、周辺の空っぽの液体からの'Frame-dragging(慣性系の引きずり)'が回避されます。
Surface Weights Field
このフィールドには、 Surface Field 内側に存在するボクセルの割合を格納します。
通常では、この割合はGas SDF To Fog DOPを使って計算します。
Velocity Field
粘度の適用先となるVelocityフィールド。
Collision Field
粘度方程式は、流体が衝突物に沿って滑らない境界条件を想定しています。 つまり、流体のVelocityは衝突物の境界沿いではその衝突物のVelocityと同じになります。
Apply Collision Weights
Surface Weights と同様の方法でソルバ用のコリジョンウェイトを計算します。 ソルバでコリジョンウェイトを使用することで、流体とソリッドが衝突した時に起こり得るグリッド状の乱れの軽減に役立ちます。
Collision Velocity Field
コリジョンオブジェクト内の各ボクセルのVelocity。 このフィールドを指定しなかった場合、コリジョンVelocityはゼロと想定されます。
Viscosity Field
流体の粘度を可変させることができるスカラーフィールド。 このフィールドの値が Scale に乗算されます。
Scale
粘度効果の強度で、Viscosityフィールドが存在すれば、そのフィールドに乗算されます。
Note
シミュレーションの単位を反映させるにはViscosityフィールドまたはScaleパラメータのどちらかをスケールさせる必要がありますが、両方ともスケールさせる必要はありません。
標準の
Flip Fluid Solverセットアップは無次元スケールを使用しており、Viscosityフィールドに適用される単位を持っています。
Min Viscosity
適用された粘度がこの最小粘度未満であればゼロにします。 これは、収束に失敗する可能性のある悪条件の行列を回避するのに役立ちます。 この値は、Kinematic Viscosity(動粘性係数)の単位(平方メートル/秒)であり、最小有効Dynamic Viscosity(粘性係数)を最大有効流体密度で割った値と同じにしてください。
Density Field
各ボクセルの相対慣性を与えるフィールドで、異なる密度の流体を粘度に考慮させることができます。
煙シミュレーションの従来のdensityフィールドと混同しないように、たいていの場合ではmassdensityスカラーフィルドを使用します。
このソルバをGas Project Non Divergent Variational DOPソルバと一緒に使用する場合、ここには、そのGas Project Non Divergent Variational DOPの Density パラメータで指定したものと同じフィールドを指定してください。
Custom Fine-cell Field
デフォルトでは、この適応ソルバは、シミュレーション解像度に合うように流体境界沿いに細かいセルを構築し、流体内部には粗いセルを構築します。 カスタムフィールドを指定することで、カスタムフィールド内の値が 1 のボクセルに対しても流体内部に細かいセルが生成されます。
Error Tolerance
粘度方程式を解く際に許容される誤差。 この誤差が小さいほど収束に時間がかかりますが、より正確な結果が生成されます。
Max Solver Iterations
線形ソルバは、ここで指定した反復回数で強制終了し、その線形システムの状態がVelocityフィールドに書き出されます。 このパラメータは、ソルバの安全装置の上限と考えてください。 パフォーマンスを上げる目的で使用せず、代わりに Error Tolerance を変更するようにしてください。
Surface Extrapolation Cells
コリジョンオブジェクトがSurface Fieldのボクセルのこの割合に入っていれば、そのフィールドをそのコリジョンオブジェクトまで外挿(延長)します。 これによって、曲がったサーフェス沿いのコリジョンの安定性を上げることができますが、流体とソリッドのコリジョンにおいて少し粘性が発生してしまいます。
Samples Per Axis
内部表面重量を計算する時にスーパーサンプリングする軸毎のサンプル数。 サンプル総数は、この数の3乗になるので、軸あたりのサンプル数が2ならば実際のサンプル数は8になります。
Float Precision
これは、Viscosityソルバが内部で使用する浮動小数点精度を決めます。 Float 32 bit はメモリ使用量が少ないですが、一般的には Float 64 bit よりも高速です。 しかし、非常に強い粘度の流体をシミュレーションする時や粘度の変化が大きい流体をシミュレーションする時には、64ビット浮動小数点のさらなる精度が必要になる場合があります。
Octree Levels
粘度を計算する時、流体ボリュームの内部は粗いセルで充たされます。
これは、最大で許容可能な粗いセルを設定し、一番粗いセルの幅はシミュレーションのボクセルサイズに2x Octree Levels の係数を掛けたサイズよりも大きいです。
Fine-cell Bandwidth
非常に細かい流体の挙動を取り込めるようにするために、流体の境界沿いの薄い層内のセルは一番細かい解像度で維持され、 内部のセルは指定した粗さの Octree Levels 制限に到達するまで徐々に粗くされます。
Output Octree Visualization Geometry
視覚化とデバッグの用途で、このオプションを有効にすると大元のoctreeジオメトリが生成されます。 これは実際のoctreeデータ構造を生成するわけではなく、視覚的補助として使用されるアクティブセルの中心点で構成されたジオメトリを生成します。
Only Generate Octree Geometry
大元のoctreeジオメトリのみが必要となる特別な環境では、このソルバは早期終了し、視覚化ジオメトリのみを生成します。
Octree Visualization Geometry
octree視覚化ジオメトリの生成に使用するジオメトリデータ。
Use Waterline
FLIP Solverを参照してください。
Waterline
FLIP Solverを参照してください。
Waterline Direction
FLIP Solverを参照してください。
Parameter Operations
各データオプションパラメータには、それに関連するそのパラメータの動作方法を指定するメニューがあります。
Use Default
Default Operationメニューの値を使用します。
Set Initial
このデータを作成した時だけ、このパラメータの値を設定します。 それ以降のすべてのタイムステップ上では、このパラメータの値は変更されません。 これは、ポジションやVelocityのような初期状態のセットアップに役に立ちます。
Set Always
このパラメータの値を常に設定します。これは、特定のキーフレーム値が時間にわたって必要な時に役に立ちます。 これは、時間にわたってオブジェクトの位置をキーフレームしたり、ジオメトリが変形する場合にタイムステップ毎に SOPのジオメトリを取得するのに役に立ちます。
この設定をパラメータ値に対してローカル変数と合わせて使用することで、時間にわたって値を修正することもできます。
例えば、X Positionでは、$tx + 0.1のようなエクスプレッションがタイムステップ毎にオブジェクトを右に0.1ユニットずつ動かします。
Set Never
このパラメータの値をまったく設定しません。 このオプションは、このノードを使って1番目の入力に接続された既存のデータを修正する時に非常に役に立ちます。
例えば、
RBD State DOPでオブジェクトの質量しかアニメーションさせたくない場合、
Set Never オプションを Mass 以外のすべてのパラメータで使用し、 Mass パラメータには Set Always を使用します。
Default Operation
Use Default に設定した Operation メニューのパラメータに対して、このパラメータが、使用するオペレーションを制御します。
このパラメータは、 Parameter Operations メニューと同じメニューオプションと意味を持ちますが、 Use Default の選択がありません。
Make Objects Mutual Affectors
このノードの1番目の入力に接続されたすべてのオブジェクトが、相互アフェクターになります。
これは、それらのオブジェクトをこのノードに接続する前に
Affector DOPを使用して、*と*の間にアフェクターリレーションシップを作成する事と同じです。
このオプションは、すべてのオブジェクトをソルバに送って、お互いに影響し合うようにするのに便利です。
Group
オブジェクトコネクタをこのノードの1番目の入力に接続した時、このパラメータを使って、 このノードから影響を受けるそれらのオブジェクトのサブセットを選択することができます。
Data Name
オブジェクトまたは他のデータにデータを追加するために使用する名前を意味します。 Data Name に“/”(または複数)を含めれば、それはサブデータ内側に移動することを意味します。
例えば、
Fan Force DOPのデフォルトの Data Name は“Forces/Fan”です。
これは、“Forces”という既存のデータに“Fan”という名前のデータを追加します。
“Forces”というデータが存在しなければ、単なるコンテナデータが作成されて、そこに“Fan”サブデータが追加されます。
異なるデータは、それらを使用する名前に対して異なる要件を持ちます。 非常に稀な場合を除いて、デフォルト値を使用してください。 いくつかの例外は、特定のデータまたは特定のタイプのデータを利用するソルバで説明します。
Unique Data Name
このパラメータを有効にすると、このノードで作成されるデータが既存データを上書きしないように 固有な名前で Data Name パラメータの値を修正します。
このパラメータをオフにすると、同じ名前の2つのデータを追加すると、2番目のデータが1番目のデータを置換します。 各タイプの挙動が必要な場合があります。
オブジェクトにいくつかのFan Forcesを吹き付けたい時に、各ファンが前のファンを上書きしないように、
個々のファンの Data Name を変更して名前の衝突を回避するよりも、 Unique Data Name の機能を使用する方が簡単です。
一方で、オブジェクトに既にRBD Stateデータが追加されていることを知っていれば、このオプションをオフにすることで、
新しいRBD Stateデータが既存データを上書きすることができます。
Solver Per Object
ソルバのデフォルトの挙動は、まったく同じソルバをグループで指定したすべてのオブジェクトに取り付けます。 これにより、パラメータが各オブジェクトに対して同一になるので、それらのオブジェクトをソルバによって1個のパスで処理することができます。
とはいえ、いくつかのオブジェクトは、同時に単一オブジェクトに対してより論理的に作用します。
それらの場合では、$OBJIDエクスプレッションを使用して、オブジェクト毎にソルバのパラメータを変化させたいことがあります。
このトグルを設定すれば、オブジェクト毎に別々のソルバが作成されて、$OBJIDが期待通りに変化します。
Copy Data DOPを使用してパラメータをスタンプする場合にも、この設定が必須です。
入力 ¶
All Inputs
これらの入力に接続されたマイクロソルバは、このノードが実行される前に実行されます。一連のノードは、上流から下流への方式で処理されます。
出力 ¶
First Output
この出力のオペレーションは、このノードに接続している入力に依存します。 オブジェクトストリームがこのノードの入力であれば、その出力も入力と同じオブジェクトを含んだオブジェクトストリーム(しかし、取り付けられたこのノードのデータを持ちます)です。
オブジェクトストリームをこのノードに接続しなかった場合、その出力はデータ出力になります。
このデータ出力を
Apply Data DOPに接続したり、他のデータノードのデータ入力に直接接続することで、
このノードのデータをオブジェクトや他のデータに取り付けることができます。
ローカル変数 ¶
channelname
このDOPノードはData Optionsページの各チャンネルとパラメータに対して、チャンネルと同じ名前のローカル変数を定義します。 例えば、ノードにPositionのチャンネル(positionx、positiony、positionz)とオブジェクト名のパラメータ(objectname)があるとします。
そのノードには、positionx、positiony、positionz、objectnameの名前を持つローカル変数も存在します。これらの変数は、そのパラメータに対する前の値を評価します。
この前の値は、処理されているオブジェクトに追加されたデータの一部として常に保存されています。 これは、本質的には以下のようなdopfieldエクスプレッション関数のショートカットです:
dopfield($DOPNET, $OBJID, dataName, "Options", 0, channelname)
データがまだ存在しないなら、ゼロの値または空っぽの文字列が返されます。
DATACT
この値は、現在のデータが作成されたシミュレーション時間(変数STを参照)です。 このノードが新しいデータを作成せずに既存データを変更していれば、この値は現在のシミュレーション時間と同じにはなりません。
DATACF
この値は、現在のデータが作成されたシミュレーションフレーム(変数SFを参照)です。 このノードが新しいデータを作成せずに既存データを変更していれば、この値は現在のシミュレーションフレームと同じにはなりません。
RELNAME
この値は、データがリレーションシップ(例えば、Constraint Anchor DOPがConstraint DOPの2番目、3番目、4番目の入力に接続されている時)に追加されている時だけ設定されます。
この場合では、この値は、データが追加されているリレーションシップの名前に設定されます。
RELOBJIDS
この値は、データがリレーションシップ(例えば、Constraint Anchor DOPがConstraint DOPの2番目、3番目、4番目の入力に接続されている時)に追加されている時だけ設定されます。
この場合では、この値は、データが追加されているリレーションシップのAffected Objectsすべてに対するオブジェクトIDをスペース区切りにしたリストの文字列に設定されます。
RELOBJNAMES
この値は、データがリレーションシップ(例えば、Constraint Anchor DOPがConstraint DOPの2番目、3番目、4番目の入力に接続されている時)に追加されている時だけ設定されます。
この場合では、この値は、データが追加されているリレーションシップのAffected Objectsすべてに対するオブジェクト名をスペース区切りにしたリストの文字列に設定されます。
RELAFFOBJIDS
この値は、データがリレーションシップ(例えば、Constraint Anchor DOPがConstraint DOPの2番目、3番目、4番目の入力に接続されている時)に追加されている時だけ設定されます。
この場合では、この値は、データが追加されているリレーションシップのAffector Objectsすべてに対するオブジェクトIDをスペース区切りにしたリストの文字列に設定されます。
RELAFFOBJNAMES
この値は、データがリレーションシップ(例えば、Constraint Anchor DOPがConstraint DOPの2番目、3番目、4番目の入力に接続されている時)に追加されている時だけ設定されます。
この場合では、この値は、データが追加されているリレーションシップのAffector Objectsすべてに対するオブジェクト名をスペース区切りにしたリストの文字列に設定されます。
ST
ノードが評価されるシミュレーション時間です。
この値は、変数Tで表現される現在のHoudiniの時間と同じではなく、
DOP Networkの Offset Time と Scale Time のパラメータの設定に依存しています。
STは、シミュレーションの開始時間がゼロになるようになっています。
つまり、シミュレーションの最初のタイムステップをテストする時は、$T == 0や$FF == 1を使うのではなくて、$ST == 0のようなテストを使うのがベストです。
SF
ノードが評価されるシミュレーションフレーム(正確には、シミュレーションタイムステップ番号)。
この値は、変数Fで表現される現在のHoudiniのフレーム番号と同じではなく、DOP Networkパラメータの設定に依存しています。
代わりに、この値は、シミュレーション時間(ST)をシミュレーションタイムステップサイズ(TIMESTEP)で割算した値と同じです。
TIMESTEP
シミュレーションタイムステップのサイズ。 この値は、1秒あたりのユニットで表現した値をスケールするのに役に立ちますが、タイムステップ毎に適用されます。
SFPS
TIMESTEPの逆数。 シミュレーション時間の1秒あたりのタイムステップ数です。
SNOBJ
シミュレーション内のオブジェクトの数。
Empty Object DOPなどのオブジェクトを作成するノードでは、SNOBJは、オブジェクトが評価される度に値が増えます。
固有のオブジェクト名を確保する良い方法は、object_$SNOBJのようなエクスプレッションを使うことです。
NOBJ
このタイムステップ間で現行ノードで評価されるオブジェクトの数。 この値は、多くのノードがシミュレーション内のオブジェクトすべてを処理しないので、SNOBJとは異なります。
NOBJは、ノードが各オブジェクトを続けて処理(例えば、
Group DOP)しないなら0を返します。
OBJ
ノードで処理される特定のオブジェクトのインデックス。 この値は、指定したタイムステップで常にゼロからNOBJ-1まで実行されます。 この値は、OBJIDやOBJNAMEなどのシミュレーション内の現行オブジェクトを識別せず、現在の処理順でのオブジェクトの順番を識別します。
この値は、オブジェクト毎に乱数を生成するのに役に立ちます。他には、処理別にオブジェクトを2,3のグループに分けるのに役に立ちます。
この値は、ノードがオブジェクトを続けて処理(例えば、Group DOP)しないなら-1を返します。
OBJID
処理されているオブジェクトの固有ID。 すべてのオブジェクトは、すべての時間のシミュレーション内のオブジェクトすべてで固有な整数値が割り当てられています。たとえオブジェクトが削除されても、そのIDは決して再利用されません。 オブジェクトIDは、オブジェクト毎に別々の処理をさせたい場面(例えば、オブジェクト毎に固有の乱数を生成したい)で非常に役に立ちます。
この値は、dopfieldエクスプレッション関数を使って、オブジェクトの情報を検索するのにベストな方法です。
OBJIDは、ノードがオブジェクトを続けて処理(例えば、Group DOP)しないなら-1を返します。
ALLOBJIDS
この文字列には、現行ノードで処理されているオブジェクトすべての固有のオブジェクトIDをスペース区切りにしたリストが含まれています。
ALLOBJNAMES
この文字列には、現行ノードで処理されているオブジェクトすべての名前をスペース区切りにしたリストが含まれています。
OBJCT
現行オブジェクトが作成された時のシミュレーション時間(変数STを参照)。
そのため、オブジェクトが現在のタイムステップで作成されたかどうかチェックするには、$ST == $OBJCTのエクスプレッションが常に使われます。
この値は、ノードがオブジェクトを続けて処理(例えば、Group DOP)しないなら0を返します。
OBJCF
現行オブジェクトが作成された時のシミュレーションフレーム(変数SFを参照)。
この値は、OBJCT変数にdopsttoframeエクスプレッションを使ったものと等価です。この値は、ノードがオブジェクトを続けて処理(例えば、Group DOP)しないなら0を返します。
OBJNAME
処理されているオブジェクトの名前を含んだ文字列値。
オブジェクト名は、シミュレーション内で固有であることが保証されていません。 しかし、オブジェクト名が固有になるように注意して名前を付けていれば、オブジェクトの識別は、オブジェクトIDよりも、オブジェクト名を指定するほうが簡単です。
オブジェクト名は、同じ名前を持つオブジェクトの数を仮想グループとして扱うこともできます。
“myobject”という名前のオブジェクトが20個あれば、DOPのActivationフィールドにstrcmp($OBJNAME, "myobject") == 0を指定すると、DOPがその20個のオブジェクトのみを操作します。
この値は、ノードがオブジェクトを続けて処理(例えば、Group DOP)しないなら空っぽの文字列を返します。
DOPNET
現在のDOP Networkのフルパスを含んだ文字列値。 この値は、ノードを含むDOP Networkのパスを知りたりDOPサブネットのデジタルアセットで非常に役に立ちます。
Note
ほとんどのダイナミクスノードには、そのノードのパラメータと同じ名前のローカル変数があります。
例えば、
Position DOPでは、以下のエクスプレッションを記述することができます:
$tx + 0.1
これはオブジェクトをタイムステップ毎にX軸方向に0.1単位分移動させます。
