SDF Representation dynamics node

衝突を検出できるように一部のジオメトリからSDF(符号付き距離フィールド)を作成します。

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パラメータ
- Data Options
- Guide Options
入力
出力
ローカル変数

SDF Representation DOPは、一部のジオメトリから符号付き距離フィールドを作成します。符号付き距離フィールド(SDF)とは、オブジェクトのサーフェスまでの距離を評価する空間に対する関数です。

ポイントがオブジェクトの外側にあれば、その距離はプラスで、内側にあればマイナスです。これにより、初期の事前計算とメモリ使用量が増えますが、内側/外側のテストが高速になります。

このデータは、Houdiniが衝突検出で使用できるように、ジオメトリデータの一部に取り付けなければなりません。 Houdiniは、その親ジオメトリデータを使用して、SDFを作成します。

このノードにGeometryデータをサブデータとして取り付けると、そのGeometryデータがジオメトリ作成の親データの代わりに使われます。このGeometryデータは、その挙動をプロキシジオメトリで上書きするのに役に立ちます。またはVolume Sampleの場合、明示的に外部ボリュームファイルを指定します。

パラメータ ¶

Data Options ¶

Mode

Ray Intersect

ジオメトリと光線の交差を使用して、ジオメトリの正確なボリューム表現を作成します。

Meta Balls

光線を使用してポイントが内側/外側を判断するのではなく、メタボールフィールドを評価します。

これは、メタボールだけで構成されているジオメトリの Laser Scanning を無効にして使用してください。

Implicit Box

ジオメトリの境界ボックスを計算して、その境界ボックスを正確に満たすボリューム表現を作成します。

Implicit Sphere

ジオメトリの境界球を計算して、その境界球を正確に満たすボリューム表現を作成します。

Implicit Plane

ジオメトリの境界ボックスを計算して、その一番小さい軸方向にそのボックスを分割するボリューム表現を作成します。その平面より下側がすべて内側、上側がすべて外側になります。

このモードは、グランド平面または移動不可の壁を作成するのに主に役に立ちます。

Minimum

サーフェスまたはカーブまでの距離を使用します。 Offset Surfaceが0なら、ボリュームは作成されません。プラスのOffset Surfaceはオブジェクトのサーフェスからオフセットしたボリュームを作成します。これは、薄いオブジェクトまたはワイヤーを実際のソリッドに変換するのに役に立ちます。

Volume Sample

このモードでは分割数が無視され、その代わりに、ジオメトリ内の1番目のボリュームまたはVDBのプリミティブから分割数が計算されます。ソースボリュームのボクセルサイズに合うように分割数が計算されます。ボリュームプリミティブはそのままサンプリングされて、符号付き距離フィールドとして扱われます。これは、ソースがIso OffsetまたはVDB From PolygonsのSOPの出力であることが前提です。正しい符号付き距離フィールドでない場合、RBD衝突で異常な事が起きる場合があります。

Height Field

ボリュームプリミティブを、ボリュームの中心から上のワールド距離高さを各ボクセルに保存した2D heightfieldとして扱います。この距離は、常に正投影で計算されるので高速ですが、本当の距離ではありません。同様に、法線計算は、局所的な勾配方向ではなく、高さ方向になります。

Divisions

SDFの計算に使用されるグリッドの解像度を定義します。 SDFは、そのジオメトリよりも若干大きい境界ボックス内で計算されます。そのため、そのジオメトリの最小の特徴サイズは、グリッドの間隔より大きくなるはずです。そうでないとディテールが消失してしまいます。

Laser Scan

Laser Scan モードでは、主軸に沿って光線を送信することで、SDFを構築します。一番近い交点と一番遠い交点のみが使われます。それらの2つのポイント間の空間を内側、それ以外を外側として分類されます。

Laser Scan モードは、法線がうまく定義されていないジオメトリ、自己交差を持つジオメトリ、完全に密閉していないジオメトリでさえ動作します。このデメリットは、内側を検出できてない時には内側の特徴を表現することができないことです。

Laser Scan をオフにしてもまだ、SDFは主軸に沿って光線を送信することで構築されます。しかし、すべての交点が検索されます。各交点の組をテストして、セグメントが内側なのか外側なのかを判断します。これは、うまく定義されたジオメトリの法線(つまり、マニフォールドで自己交差がない)、ジオメトリの密閉度に依存します。とはいえ、穴のある複雑な形状を正確に表現することができます。

Fix Signs

不具合のないジオメトリでも、数値の精度誤差が原因で、間違えた符号が選択されてしまう可能性があります。このオプションでは、SDFをポスト処理することで間違えた符号を検索します。それらの符号は、漏れを防止したり、穴を塞ぐことで修正されます。

このオプションは時間がかかるので、SDFに問題がないことがわかっていればオフにしてください。

Force Bounds

Fix Signs メソッドは平滑化し、通常では符号反転を除去します。しかし、不正な符号の領域は、SDFの境界では安定化させることができます。

このオプションは、境界上のすべてのボクセルを外側としてマークします。 Fix Signs は、間違えた符号を安定化することはありません。

Invert Sign

このオプションは、内側と外側の意味を反転します。中が空洞のボックスが必要であれば、他のボックスの内側にボックスを構築し、 Laser Scan を使わないことです。より強固なメソッドは、内側のボックスを指定して、反転した符号を使うことです。これは、ボックスの外側のすべてを内側として扱うので、より強固な Laser Scan メソッドを使うことができます。

Offset

Offset パラメータは、ボリュームをプラスの値で拡大、またはマイナスの値で縮小させることができます。ボリュームを拡大した場合、オブジェクトを衝突中に若干大きいものとして見なすことができます。

Tolerance

これには、SDFを計算する時の光線の交差に使用する許容値を指定します。この値は、ジオメトリのサイズで乗算されて、スケールの影響を受けません。

Sign Sweep Threshold

Fix Signs 処理が完了した後は、SDF内に間違えた符号のある領域が出る可能性があります。大きなブロックを安定化させて、SDFから明瞭化させることができます。 2番目のSign Sweepパスは、それらのブロックの除去を試みるために実行することができます。

Sign Sweep Threshold は、間違えた符号であると見なす符号の変わり目の大きさを制御します。 SDFの値が、この閾値とセルの幅を乗算した値以上で変化するなら、その値は、無効な符号の変わり目であると見なされます。元のジオメトリを光線で交差させることで、内側/外側を判断し、その結果を使って、どの符号が正しいのか判断します。正しい符号は、モデルの前方へ伝搬します。

Max Sign Sweep Count

Sign Sweepは、符号が反転するまで(つまり、すべての変わり目が閾値の範囲内にあるまで)、またはこの最大回数に到達するまで繰り返されます。 Sign Sweep Threshold が低すぎると、処理が収束しなくなります。反対に高すぎると、非常に速く収束します。

Guide Options ¶

Show Guide Geometry

このパラメータをオンにすると、ビューポートでSDFが視覚的に表示されます。これは、SDFのディテールが不十分なことでよく起きる衝突問題を発見するのに非常に役に立ちます。

Color

このパラメータを使えば、ビューポートでのボリュームのカラーを選択することができます。

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。

Data Sharing

このノードで作成されるデータをシミュレーション内の複数のオブジェクト間で共有する方法を制御します。

データ共有はシミュレーションのメモリ使用量を大幅に削減することができますが、その代わりにすべてのオブジェクトがまったく同じデータと関連している必要があります。

Activation

このノードが、指定したタイムステップで特定のオブジェクトに対して何でもするべきか決めます。このパラメータがエクスプレッションであれば、(たとえデータ共有が有効でも)オブジェクト毎にパラメータが評価されます。

パラメータがゼロ以外の値に評価されれば、データがそのオブジェクトに追加されます。パラメータがゼロに評価されれば、データが追加されず、このノードで以前追加されたデータが削除されます。

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。

入力 ¶

First Input

このオプションの入力を使えば、このノードで修正するシミュレーションオブジェクトを制御することができます。この入力に接続されていて Group パラメータフィールドに一致するオブジェクトが修正されます。

この入力を接続しなかった場合、このノードを Apply Data ノードと併用して使用するか、または他のデータノードの入力として使用することができます。

All Other Inputs

このノードに複数の入力コネクタがあれば、他のデータノードを取り付けて、このノードで作成されるデータのモディファイアとして動作させることができます。

意味のあるサブデータの特定のタイプは、ノードからノードへ変化します。意味があるように取り付け可能な利用可能なデータノードのリストを確認するには、入力コネクタを MMB クリックします。

出力 ¶

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。

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。

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。