第026封“情书”：中国移动 VEX Space Filling Curves

第026封“情书”：中国移动 VEX Space Filling Curves＜Entagma＞Houdini 2016

【注：首发于同名公众号”致houdini的情书“】

█我知道这一生注定要在这人世间兜兜转转一辈子，虽然上帝不会画直线，但这条道路是不是太曲折了？—每天翻译一篇教程，这就是我写给houdini的情书。【同名公众号：“致houdini的情书”】【今天是41岁第364天周四】第026封“情书”

▉世上应该没有直达终点的人生路，因为从上帝视角来看直达的道路少了些美感，人们会错过了误入歧途的机会，以及沿途的风景吧！

     我想对于上班族比较糟糕的一部分除了不能自由支配时间，可能就是：每日的奔波苦，作为资深北漂早高峰上班狗，记录一下我的上班路：

    （前方预警：全是废话可以略过）出家门，浑身摸一遍需要带的东西都在锁门，下楼走一段路，扫码骑5分钟共享单车，到地铁站外停车扫码锁车，有时候还会“归还异常”耽误个几分钟，转弯走几步随着人流上桥，现在始发站人越来越多了，有时多的从地铁口排出满满一桥的人，有一次桥产生的共振晃晃悠悠真的要塌的感觉，好不容易挪进地铁口，拿包的还要慢一些过机器安检，争先恐后的往传送带上扔包，有的被从无包通道拦下插过来的。过安检拿到各自包，快走几步刷卡，走几步转弯下楼梯，在站台固定的位置排队等车，车门打开冲进车厢，抢站在靠门的位置，为40分钟分钟后冲出车厢做准备，此门下车时正对着楼梯，门口的人不自觉的都会冲出车门快速上楼梯，迅速转几个人流疏导护栏的大弯，空荡的大厅的人突然像是冒出来的一样，在混乱交织人群里要见缝插针，转弯下楼梯，一定要走到那个指挥岛旁站排队，等车门打开，人群往里挤，要不动声色的默默的掐算最佳时刻，再挤进车厢占据门口最佳位置，当然不是每次运气那么好，经常感觉已经挤满了，就在门口，这时候默念：快关门。大概率后面又会挤进一波，就推到车厢里了。就一站路，从车厢里往外突围还是费些时间，再加上下车正处在楼梯位置，上下的人流在楼梯上仿佛都在慢放寸步难行，但过了这一段，稍微可以加快速度匆匆的左弯右转，再下长长的扶梯，一段长长的换乘通道，看着对面堵塞在上扶梯前的人密密麻麻，后面还有浩浩荡荡的上班族们，在络绎不绝的涌过来，环顾四周，年轻的人匆匆而过，心里稍微矫情一下：在这个2000多万人的大城市里，有多少人在前仆后继的追逐着自己的梦想。作为曾经年轻过的人，也曾在追逐梦想道路上狂奔，但绝想不到奋斗十多年后自己还是这般光景，打拼多年后中年竟还是个苦行僧般的上班狗，不觉有些羞耻感，人生真是变幻莫测啊。再转个弯，前面人为收窄路口，人流的流速又慢下来汇成了个暂时的堰塞湖，在下扶梯前，再经过一个n个方向的人流的大厅时，需要稍微施展一下凌波微步互相闪过，下扶梯，这时心情放松一些，虽然还要与出车厢上楼梯的再交织一会，毕竟再坐两站就逃离这换乘的美好时光了，等车排队，再进车厢，坐两站，这站下车人少，还是要挤一下才能挤出车厢的，转弯上扶梯，此时要马上掏出手机，打开软件，转个弯扫码出闸口一下就松口气了，再走200米转弯，上扶梯，出地铁。走到单位，打卡，下班再反方向重复一遍。如此这般，从13年走这条线到现在，我想未来不久可能不会再走这条路了。

     向着42岁狂奔的你，应该明白了，在时间有限公司里，你的时间不多了，不能再重复以前的生活，把生命浪费在有意义的事情上，从今以后要开始新的篇章。

这一节我们要看一下：

    6个随机出发的点左转右转完美的躲过各自路线却始终逃不出box的手掌心是如何实现的？

这一节要实现的效果 .....

▉今天是41岁第364天周四

这是写给houdini的

第026封“情书”

geo流程图

volumevop流程图

本节需要注意的知识点：

1

box如何得到均匀分布的点

1）首先vdbfrompolygon。

2）volumevop用常量保证内部密度=1

3）pointfromvolume有两种均匀分布四边&六边

2

pgfind函数-寻找点函数

intclosepts[] =pgfind(0,"food",@P,maxrad, maxpt, maxrad); //food=在food组里找；第一个maxrad=寻找半径；maxpt=寻找最大数，第二个maxrad是搜寻精度，只要不是零都可以。

3

setpointgroup函数

setpointgroup(0,“food”,@ptnum,1);

4

随机选择10个点作为出发点

1）for循环

for(inti=0; i<10; i++){

2）使用rand函数乘“所有点”

int ptid = int(rand(i)*@numpt);

3）选出的点移入active组，再移出food组

setpointgroup(0,"active",ptid,1);  setpointgroup(0,"food",ptid,0);

5

寻找下个激活点的几种可能性

1）首先active组内：  

    a。有初始点； 如果active组为真就是存在点

if(@group_active == 1){

    b。没有初始点：nearpoint函数找新的初始点

else{

2）其次active组外，找下一个激活点时：

    a。附近有点，有点时使用连线代码；

if(nclosepts>0){

    b。附近没有点：退出

6

初始点如何在6个激活点中随机选择一点

1）找几个激活点的列表 :closepts[]

        a) 用pgfind函数

intclosepts[] =pgfind(0,"food",@P,maxrad, maxpt, maxrad);

2）求激活点的数量 : nclosepts

       a) 用len长度函数

int nclosepts = len(closepts);

3）求与nclosepts激活点数量内的随机值：dir

       a) 用(rand随机函数+int整数函数)*随机点数量;

       b) 用滑块变量作为：随机因子seed

int dir = int(rand(@ptnum+chi("seed"))*nclosepts);

3）最后获得随机选择的那个激活点：ptid

       a) 用closepts[dir]列表表达式

if(nclosepts>0){  //当激活点数量>0时执行找随机的激活点的代码         int ptid = closepts[dir];

7

连线之后要注意使用setpointgroup函数

1）把激活点：ptid移入active组里作为初始点。移出food组。

2）而之前的初始点@ptnum（也就是当前点）全部从两个组中移出。不再参与计算

int newprim = addprim(0,"polyline");         addvertex(0,newprim,@ptnum);         addvertex(0,newprim,ptid);         setpointgroup(0,"active",ptid,1);         setpointgroup(0,"active",@ptnum,0);         setpointgroup(0,"food",ptid,0);         setpointgroup(0,"food",@ptnum,0);

8

最后一种情况，初始点周围没有激活点时

 1）重新寻找新的初始点：nptid

      a) 用nearpoint函数

int nptid =nearpoint(0,"food",@P);

 2）同样注意nptid移入active，移出food；而@ptnum移除所有组；

setpointgroup(0,"active",nptid,1);         setpointgroup(0,"food",nptid,0);          setpointgroup(0,"food",@ptnum,0);         setpointgroup(0,"active",@ptnum,0);

接下来

以下

理论部分

（一）空间的点横平竖直连接的运行原理

         要实现在3d空间中的管道：首先让我们先从一个均匀间隔的点在3d空间网格说起；网格中所有点都是相同距离。

原理）

1 active激活点寻找六个最接近的点；

2 一旦找到，随机选择一个点作为下一个激活点；

3 它与之前的激活点之间连接line；

4 把上一个点设为 inactive；new 点将不再找old点

（二）pcfind和pgfind的差别

    pcfind函数：

    pgfind函数：

两者非常相似。

    不同之处在于：它们使用基于网格的加速结构。pgfind多了个divsize。这是网格参数，在一定的网格大小里进行寻找。官方说：正确的divsize（网格大小），可以提供更快的初始化和查找。我测试只要不是非常小，随便一个数值都可以，非常小比如=0，它在更小的空间里寻找一遍，所以会花很长计算时间。

divsize的值不同，它们形态都一样。速度也一样。0的时候会算很久

接下来

开始正式制作

使用软件houdini16.5

1）box1

    a) Size=2*2；100*100

第1步：均匀分散点

2）vdbfrompolygons1:

    a)  Voxel size=0.01 

    b)  Fog VDB：density

红色密度=1，边缘的密度<1

第2步：保证密度是均匀的

3）volumevop1  蜂巢化 

3-4）constant1

    a)   Float default=1

box内部密度=1

第3步对于均匀分散点关键：

4）pointfromvolume1

点配置方式两种：grid四边形；Tetrahedral六边形

grid方式

Tetrahedral六边形方式

1

首先划分“激活”与“非激活”点组

问题1： 如何用vex把所有点移入一个组

 方案）使用setpointgroup函数，现在所有点都在food组里：

5）pointwrangle1 

    a）所有点都划归food组里

setpointgroup(0,“food”,@ptnum,1); //设置所有点到active组   1=添加到group，0=移出group

所有点都是在group：food里

问题2： 如何用vex设置“起始点”

方案）

a) 用for循环10次。

b) 再用rand函数从food组的所有点里随机的一个点，把它划归active组，同时再移出food组。这就是所有的起始点了。这样运行10次，就选出了10个点。

6）Pointwrangle2：

    a）Run Over：Detail(Only once)

for(inti=0; i<10; i++){    //运行10次循环也就是有十个起始点         //int ptid = int(rand(i)); 创建另一个变量，是一个随机的整数，应该从0到最大的点数，         int ptid = int(rand(i)*@numpt); //rand从0~1,乘总数就得到所有的点的id随机值，这样它会随机选择         setpointgroup(0,"active",ptid,1); //设置“出发点”在active组         setpointgroup(0,"food",ptid,0);   //把“出发点”移出food组 }

我们要使用active组的点并非永远都会找到，如果有的区域已经没有了可以激活的点，这种情况：

问题3：寻找附近下一个激活点时会有哪几种可能性！

可能性：

1）首先active组内：    

    a。有初始点；执行下面代码

    b。没有初始点：退出。

if(@group_active == 1){    //当附近有激活点的时候 }   else{ }

2）其次active组外，找下一个激活点时：

    a。附近有激活点，有点时连线代码；

    b。附近没有激活点。当前这个初始点同时移出所有组； nearpoint函数不设置搜索半径遍历所有的可能的点，再选择一个新的点作为初始点。

问题4-1：初始点如何在周围的可用的激活点中，如何随机选择一点

方案）找到六个点；再判断如何随机选择其中一个作为下一个激活点：

    a) 在初始点周围的food组里，一定半径范围内，用pgfind函数找6个邻近点。

    b) 使用rand函数结合6个临近点id得到一个随机变量，随机选择“6个点的列表”中的值，得到下一个激活点ptid的id。

问题4-2：初始点与激活点如何连线

方案）创建polyline和vertex；

    a) addprim函数创建polyline  

    b) addvertex函数创建新的激活点ptid的顶点，当前点@ptnum的顶点。

3） 对新的激活点移入active组，移出food组，当前点同时移出active和food两个组。

    a) 用setpointgroup()函数做点的移入或移出组的操作。

int maxpt = 6;  //首先定义变量 float maxrad = 0.06;  //设置最大半径比pointfromvolume的point sepration大些 //因为它会运算所有点，它们只需要在指定的组运行。所以用条件判断一下 if(@group_active == 1){  //如果active组里有点     intclosepts[] =pgfind(0,"food",@P,maxrad, maxpt, maxrad); //food在food组里找；第一个maxrad=寻找半径；maxpt=寻找最大数，第二个maxrad是搜寻精度，只要不是零都可以。 //用len函数求得点的数量，创建另一个变量！     int nclosepts = len(closepts);     //从这6个点中随机选择一个点。创建一个方向变量     intdir = int(rand(@ptnum+chi("seed"))*nclosepts);  //随机在ptnum中，再加一个滑块参数,0~1变成整数会是0或1，     //在得到整数之前，乘点的数量（长度），得到一个介于0和最大值（6）之间的随机数。     //特殊情况：如果不检查继续下去，可能暂时有效果，因为有的“激活点”周围有可能没有“非激活点”所以if判断一下这种情况，     if(nclosepts>0){  //如果有临近点，随机选择一个         intptid = closepts[dir]; //创建另一个变量，随机选择一个点         int newprim = addprim(0,"polyline");//我们在两点之间建立线         addvertex(0,newprim,@ptnum);         addvertex(0,newprim,ptid);         setpointgroup(0,"active",ptid,1);         setpointgroup(0,"active",@ptnum,0);         setpointgroup(0,"food",ptid,0);         setpointgroup(0,"food",@ptnum,0);     }

问题4-3： active组有 点时，而周围还能可用的激活点时， 点与点如何连接

方案）不要使用创建polyline函数，只需要用nearpoint函数，在food全组中寻找“最近的一个可用点” ，然后再把这个新的激活点移入active组，移出food组，进入下一次循环：而之前的那个周围没有可用点的“当前点”作为old点移出所有组，

else{     //如果没有附近点，我们再找一个可用的点,用nearpoint函数，不限制半径它会搜索整个food group         int nptid =nearpoint(0,"food",@P);     //找到这个点不要连线，它会产生跳跃线条。         setpointgroup(0,"active",nptid,1);         setpointgroup(0,"food",nptid,0);          setpointgroup(0,"food",@ptnum,0);         setpointgroup(0,"active",@ptnum,0);//当前点移出所有组     } }

代码部分全部结束，使用solver让代码循环操作。

7）solver1  

     1) 把pointwrangle3拷入。

去掉显示food组的点。

8）delete1

9）polyline  最后管道视觉化

今天就到这儿了，收功

教程翻译自entagma的网络教程

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