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Gas Seed Markers DOPは、大きな流体シミュレーションの構築で使用されるマイクロソルバです。
Fluid Solverと
Smoke SolverのDOPでは、マイクロソルバをメインソルバのステップの前/後に追加して、
シミュレーションの拡張や微調整を行なうことができます。
他にも、やる気のある人なら、マイクロソルバから完全に新しいソルバの構築に挑戦しても良いでしょう。
Gas Seed Markers DOPは、符号付き距離フィールドの境界に沿って、マーカーパーティクルまたはSurfel(サーフェル:ボクセルのサーフェス)を作成します。 それらを使えば、ボリュームを保護して境界上のハイディテールを維持できるように、流体ソリューションを訂正することができます。
作成されるSurfel(サーフェル:ボクセルのサーフェス)にはCdアトリビュートがあります。これは、Surfel(サーフェル:ボクセルのサーフェス)が内側Surfelなのか外側Surfelなのかを示します。
内側Surfelが赤、外側Surfelが緑です。
また、Surfelにはpscaleアトリビュートがあります。これは、ボクセルサイズの0.1から0.5の間にクランプ(制限)されたサーフェスまでの距離です。
パラメータ ¶
Surfels
Surfelの追加先となるGeometryデータ。既存のSurfelは、次の更新に考慮されます。 非常に遠くの外側にあるSurfelは削除され、Surfelが非常に少ないボクセルは、Surfelが追加されます。
Surfels Group
考慮するボクセル内の既存Surfelを指定したオプションのSurfelグループ。
Surface
マーカーSurfelのばら撒き先となる符号付き距離フィールド。 ゼロアイソコンターとそれとは他の側の近似的に3つのセル距離にSurfelをばら撒きます。
Collision Field
衝突ジオメトリを意味する符号付き距離フィールド。このフィールドの内側にある内側Surfelが削除されます。
Source Field
流体ソースを意味する符号付き距離フィールド。このフィールドの内側にある外側Surfelが削除されます。
Source Velocity
流体ソースのVelocityを意味するVelocityフィールド。 ソースボリューム内のサーフェルは、このフィールドによってVelocityが上書きされます。
Apply Only To New Surfels
ソースボリューム内に新しく作成されたサーフェルにのみ Source Velocity フィールドを適用します。
Sink Field
流体シンクを意味する符号付き距離フィールド。このシンクの内側にある内側Surfelが削除されます。
Boundary Layer Field
境界レイヤー内のサーフェスを表現した符号付き距離フィールド。 境界レイヤー内のサーフェスより上側のSurfelが削除され、Surfelが少なすぎるボクセルにはSurfelが追加されます。
Boundary Velocity Field
境界レイヤー内のVelocityフィールドを表現したベクトルフィールド。 その境界レイヤー内のSurfelのVelocityが、このVelocityフィールドで上書きされます。
Particle Velocity Attribute
すべてのSurfelに対して、指定したアトリビュートに境界Velocityを適用します。
Slice Index Field
シミュレーションの領域に相当したスライス番号を示すインデックスフィールド。 インデックスフィールドボクセルがスライス番号に一致しなかった場合は、Surfelが作成されません。
Note
このインデックスフィールドは、境界レイヤーにのみ使用されます。
Surfels Per Voxel
ボクセルのセル毎のSurfelの数。この数に到達するまで、Bandwidthの範囲内でセルにSurfelが追加されます。
Birth Threshold
現在の数がこのパラメータと Surfels Per Voxel を乗算した値を下回った時に、ボクセルにSurfelが追加されます。
Death Threshold
現在の数がこのパラメータと Surfels Per Voxel を乗算した値を上回った時に、ボクセルからSurfelが削除されます。
Surface Oversampling
Surfelがサーフェスから Oversampling Bandwidth の範囲内の時、Surfelをこの倍数でオーバーサンプリングします。
Oversampling Bandwidth
Oversample at Boundaries が有効な場合、サーフェスまたは Surface ボリューム境界からこのボクセル数の範囲内でオーバーサンプリングします。
Oversample At Boundaries
Surface ボリュームの境界から Oversampling Bandwidth ボクセル範囲内でオーバーサンプリングします。
Move To Isosurface
Surface フィールドから若干内側または外側にあるSurfelをゼロアイソサーフェスまで動かします。
Build Inside Surfels
サーフェスの内側にマーカーSurfelを構築します。内側Surfelは、サーフェスの境界を押し出すことによってサーフェスを訂正する時にボリュームを増やします。
Build Outside Surfels
サーフェスの外側にマーカーSurfelを構築します。外側Surfelは、サーフェスの境界を押し入れることによってサーフェスを訂正する時にボリュームを減らします。
Add Particle System
Surfels ジオメトリ内にパーティクルシステムが存在しない場合に、パーティクルシステムを作成します。
Kill Outside Bounding Box
Surface パラメータで指定したフィールドの境界ボックスの外側のSurfelをKillします。
Copy Nearest Surfel
新しいSurfelを作成した時に明示的にCdとpscaleアトリビュートを設定するのではなく、一番近くにある既存Surfelのコピーを作成し、他のアトリビュートすべてを含みます。
Use Boundary
サーフェスがなくても境界レイヤー内にパーティクルをばら撒くための境界レイヤーオプションを有効にします。 さらに、その境界レイヤー内側で且つ境界ボリュームより上側にあるパーティクルは削除されます。
Lower Border
境界レイヤーの下側コーナーからシミュレーションまでの厚み。
Upper Border
境界レイヤーの上側コーナーからシミュレーションまでの厚み。
Volume Size
現行シミュレーションボリュームのサイズ。これは、シミュレーション内の境界レイヤーの位置を決定するのに使用します。
Volume Center
現行シミュレーションボリュームの中心位置。これは、シミュレーション内の境界レイヤーの位置を決定するのに使用します。
Interpolate Velocity In Boundary
デフォルトでは、境界レイヤー内に新しいSurfelを作成した時に、そこにデフォルトのVelocityが割り当てられます(またはBoundary Velocity Fieldからサンプリングされます)。 このトグルを有効にすると、代わりに、その新しい境界Surfelは、近隣のSurfelからVelocityベクトルを補間します。 このオプションは、Surfelを自由に境界レイヤーからシミュレーションへ流れ出るようにすることで、平坦タンクの水位を維持するのに役立ちます。
Use Waterline
Waterline オプションは、 Boundary Layer Field を水位線平面に置換します。これにより、水位線平面より下側且つ境界レイヤー内側のボリュームにパーティクルがばら撒かれます。
Waterline
Waterline レベルと Waterline Direction によって水位線平面を定義します。 境界レイヤー内側且つ Waterline 平面下側のボリュームにパーティクルがばら撒かれます。 あるいは、境界レイヤー内側且つ Waterline 平面上側のパーティクルが削除されます。
Waterline Direction
Waterline Direction には、 Waterline 平面の“上”方向を指定します。
Use pscale Attribute
このトグルは、Surfelのばら撒きに使用する境界サーフェスのSurfel半径をpscaleアトリビュートまたは以下で指定したユーザ値から派生させるかどうかを決定します。
Boundary Surface Offset
境界レイヤーにSurfelをばら撒く時、この半径に基づいて、サーフェスからSurfelをオフセットします。 デフォルトは0です。これは、Surfelがサーフェス上に正確に配置されることを意味します。
Interpolation Attributes
このパターンに一致したアトリビュートすべてが周辺の既存パーティクルから新しく撒かれたパーティクルに追加されます。 この追加は、処理が重いですが、Velocityのようなアトリビュートに対してより滑らかなパーティクルサンプリングが行なわれます。
Minimum Radius
Surfelの半径が、これより小さくなりません。Surfelの半径は、サーフェスからこの距離で作成されます。 この値は、ボクセルのセル単位で指定します。
Maximum Radius
Surfelの半径が、これより大きくなりません。Surfelの半径は、サーフェスからこの距離よりも大きくなっても、その半径は、このサイズにクランプ(制限)されます。 この値は、ボクセルのセル単位で指定します。
Use Bandwidth
Bandwidth設定を使用して、サーフェス境界のサイズを、Surfelを作成可能な範囲内に制限します。
Birth Bandwidth
セル内の現在のSurfelの数が Surfels Per Voxel より少ない場合、Surfelは、サーフェスからこのセル数まで作成されます。
Death Bandwidth
Surfelがサーフェス境界からこのセル数を超えた時に、それらのSurfelが削除されます。
Seed
新しく作成されるSurfelの位置または過剰充填のボクセルで削除するSurfelを決定するための乱数ジェネレータのシード。
Slice Number
マイナス値でない場合は、このスライスからのパーティクルのみがシードとしての資格を持ちます。
これは、次の境界の更新で取り除かれる外部スライス内のパーティクルの無駄なシードを回避します。
これは、sliceアトリビュートが存在し、 Copy Nearest Surfel モードが有効な場合(そして、境界レイヤーに対してインデックスフィールドを指定している場合)にのみ効果があります。
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。
