▉只要不认命，没有飞不上枝头赛凤凰的麻雀，哪怕最开始低贱到尘埃里。（凤姐）—每天翻译一篇教程，这就是我写给houdini的情书。【首发于同名公众号：“致houdini的情书”】
█ .《致海子》
今夜我路过你的村庄了 ！长满麦子的村庄 密密的火焰 蔓延了三尺三丈 ！我不曾听着你的歌 不曾看见你的锋芒 ！我知道你的坟头面朝南方 我知道你的坟在乱葬岗上！ ——凤姐
词穷liao：
上联：
上班路，疑无路，荆棘路，十字路，葛宇路，高速路，不管真路假路，统统都是路！
下联：
僵尸粉！通心粉！酸辣粉，松花粉！痱子粉！脑残粉！不管白粉黑粉，统统都是粉！
横批：
统统路转粉！
今天看一下：
如何实现一群粒子无中生有随机生长的效果？
这一节要实现的效果
.....
▉今天是42岁第014天周四
这是写给houdini的
第040封“情书”
我是geo流程图
我是solver流程图
我是volumevop流程图
本节需要注意的知识点：
1
函数
1）getpointbbox(0,”static”,min,max); 返回边界框最小最大角的矢量值=min和max
2） (normalize(sample_sphere_uniform(nrandom()))*bbrad);
//sample_sphere_uniform函数=给定一个统一数字在0和1之间，生成一个统一的长度为< 1的矢量。
//nrandom函数=一个更好的伪随机数字生成器，这个脚本产生随机位置，在球上或球内，“
//normalizing函数=确保这个点总在球表面，而不是在球内部。
// *bbrad 最后乘边界框半径，负责扩大这个范围
3）函数volumsamplev (1,0,v@P); //“体积样本矢量volum sample vector”函数看一下当前的值是多少，1是：槽2引入外部的volume进行采样，要对第一个primitive进行采样，它是0；v@P是当前的位置。
2
获得这个增长系统的主要步骤
1）首先创建一个add点。归入静态组
2）第一个pointwrangle设置：这个点通过一次移动获得的周围多个move粒子的位置，id。
/a/粒子"移动步幅"每一步移动距离。
/b/ getpointbbox函数获得static组的min和max
/c/ 进而获得边界框中心点bbcenter=min+max）/2
/d/半径：distance(bbcenter,max)+2* "移动步幅"
/e/ 求move组的现有粒子数量(移动点)：npointsgroup（0,"move"）
/f/ 求附近可能成为move粒子的数量(目标点)：targetnum = int(4 * (bbrad * bbrad) * 3.1415926 * 4000); 单位面积内4000个粒子
/g/ 判断移动点<目标点时：求所有可能目标点的位置，循环次数=目标点-移动点；
/h/ 最后求点id，移入move组，移出static组。
3）第二个pointwrangle设置：检查靠近“静态点”附近的“移动点”在一个概率范围内，把满足条件的移动点，变成静态点。不满足条件的移动到靠近静态点的位置，转变成静态点。
/a/ 通过设置最大距离变量maxdist，在这个范围内，通过nearpoint函数查找附近移动点。
/b/如果找到，又满足随机值小于一个设定的概率，这个点设置为static组，
/c/ 否则如果一个点都没有，则move点可能距离太远，
/d/ 这时又大于一个判断距离的条件时，把那些大于这个距离的点通过 bbcenter + (normalize(sample_sphere_uniform(nrandom()))*bbrad);拉回靠近boundingsphere的附近。再进入下一帧的计算。
4）第三个pointwrangle设置：针对move组对粒子位置+一个随机值；
3
用curlnoise控制粒子增长的随机性
1）首先volume
2）volumevop加入curlnoise。
3）把volumevop连接到solver的槽2
4）在wrangle3里使用函数vector vel = volumsamplev (1,0,v@P); 引入这个vel变量。
5）再把这个变量加入运动点的位置。
接下来
理论部分
问题A：扩散聚集原理是什么
==运行原理==
01）它是电沉积铜形成的原理，这种形状模拟，速度不是很快。它被称为：融合有限聚合！
1）假设我们有两个点：
一个“静态点(static point)”(seed)这个点不能动，就是沉淀物
一个离它一定距离的“移动点(moving point)”
2）开始时，“移动点” 远离“静态点”
3） “移动点”自由随机的选择方向，每一步移动一点点。
4）给定距离内，它检查是否有任何“静态点” 。
5）如果附近没有静态点，该点会再次选择随机方向，移动。
6）如果经过一些步骤，“移动点” 在其附近找到一个“静态点”
7）“移动点”变成一个静态点，并在一个给定的距离，产生另一个移动点。
==问题来了：这种算法非常慢==
这个系统，同时会产生两个点，这些随机产生的点，有一半的几率会靠近“静态点”；
问题B：加快速度的两个技巧
方案1）有一个“移动点”
1）为了防止移动点距离静态点太远，让我们检查它们是否在”静态点边界球体“”外，如果太远，就要花很长时间，
2）如果它们移动得太远，让我们把它们放回靠近边界球外侧的地方。
方案2）多个“移动点”同时漫游
1）为了提高中间一个点碰到“静态点”的几率
2）同时“动态点”数量随着“静态点边界球体”的增大而增多。所以点越来越多，球作为“volume体积”越来越大。
接下来
开始正式制作
使用软件houdini16.5
问题1：如何创建融合有限聚合步骤
1）add1 // 增加一个点
创建2个组，1个“静态点”1个“动态点”
2）group1 //
1）Name：static；
2）Type：points；
3）group2 //
1）Name：move；
2）Type：points；
3）取消Base group选择
两个组：move组中没有点；static组中一个点
=======进入模拟器======
4）solver1 //
首先：创建
“移动点”
4-1）：pointwrangle1 //
2）Run over：Detail //只运算一次
a) //首先：声明变量,希望调整步长；就是“移动点”每一步可以移动多远；
floatsteplen = chf(“Step_Length”);
1）暂时Step_Length=0.01
//然后：两个矢量-得到boundingboxs的最大最小值，
vector min max;
// 求“static组”中所有点的bondingbox。
getpointbbox函数作用：得到min和max两个向量值；将两个向量设置为几何边界框的最小和最大角的向量 。
getpointbbox(0,”static”,min,max); //static只关注静态组的边界框。
// 求bondingbox的中心点。赋给一个变量bbcenter
vector bbcenter = (min+max)/2;
// 我们需要的是bounding球，而不是box，所以我们需要的是bounding半径；
测试 // floatbbrad = distance(bbcenter,max);
// 让产生的粒子有一定移动空间：
float bbrad = distance(bbcenter,max) + 2*steplen; //加两个步长
// 我们需要一个整数，告诉我们模拟中已经有的“移动点”的数目。
intnumbermoving = npointsgroup(0,”move”);//告诉我们有多少点移入了这个组。
//定义变成“移动点”的数目；我们称“目标数”它是整数，我们计算sphere区域内，用bounding sphere radius计算这个边界球面积的公式（4*半径平方*PI），
inttargetnum = int(4 * (bbrad*bbrad)* 3.1415926 *4000);//面积乘4000=单位面积内的粒子数目,我们将在模拟中得到更多“移动点”以适应不断增长的结构！
//条件检查；“模拟中移动的点”<“目标数点”
If(numbermoving //我们希望模拟中诞生一些点；for循环, //循环次数<（“目标点数”-“模拟中移动点数”）=应该要移动的点数 for(int i=0; i<(targetnum-numbermoving); i++){ //建一个新的变量：npos点位置，它的中心点跟边界框的是同一个，在半径范围内随机选择一个位置。 // 这个表达式： 1）产生一个点的随机位置（在球上或球内）， 2）再normalizing函数，使这个点总在球表面，而不是在球内部。 3）最后乘边界框半径，负责扩大这个范围 4）再加上中心点bbcenter，把随机点移到了边界框位置。最后随机生成了一个位置。 vectornpos = bbcenter + (normalize(sample_sphere_uniform(nrandom()))*bbrad); sample_sphere_uniform函数=给定一个统一数字0和1之间，生成一个统一的长度为< 1的矢量。 //nrandom函数=一个更好的伪随机数字生成器，这个脚本产生随机位置，在球上或球内，“ // 创建新点ID//点纳入move组//点移出static组 intnewpt = addpoint(0, npos); // 创建新点ID setpointgroup(0,”move”,newpt,1);//点纳入move组 setpointgroup(0,”static”,newpt,0);//点移出static组 } 第一次运行： 然后：静态点附近检查移动点 4-2）：pointwrangle1 // 1）暂时max_ dist=0.01； 2）stick Probability =1； 3）step Length=0.01； //这里检查是否“移动点”靠近“静态点”建一些变量比如“搜索静态点最大距离” float maxDist = chf(“max_dist”); //为了让视觉更有趣，给每一个粒子的固定概率值，增加一些可能性，不是所有时间都会固定。 floatstickprob = chf(“stick_probability”) // 定义一下步长，作为允许移动的每个粒子的数量， floatsteplen = chf(“step_length”); // 通过getpontbbox求min和max，来获得“静态点”的球形边界框的中心和半径。 vector min,max; getpointbbox(0,”static”,min,max); //返回min和max两个是ge vector bbcenter = (min+max)/2; floatbbrad = distance(bbcenter,max) + 2*steplen; //接下来找：临近点！对于距离“移动点” 一定距离内的点，使用“临近点函数” intnearpt = nearpoint(0,”static”,v@P,maxDist) //v@P=当前点，这就是我们要找为了找出点群static中最接近我们当前点位置的点。 if(nearpt>-1){//如果它什么都没找到它将会返回； 如果找到这个点，分两种情况； 1）如果nrandom随机值< stickprob固定概率值 ，把点移入“static”组； if (nrandom() < stickprob){ setpointgroup(0,”static”,@ptnum,1) ; setpointgroup(0,”move”,@ptnum,0) ; } } 2）否则： else{ //如果附近没有一个点，可能距离太远了； //平方是因为这是计算和标准距离更快的方式，执行速度会更快 if(distance2(bbcenter,v@P)>(bbrad * bbrad )){ //这时粒子偏离的太远，把粒子移到靠近边界框的位置； vectornpos = bbcenter + (normalize(sample_sphere_uniform(nrandom()))*bbrad); //让它位置靠近boundingsphere。 v@P = npos; } } 最后：给点位置+一个随机矢量 //通过“体积样本矢量volum sample vector”看一下当前的值是多少，对槽2引入的volume进行采样，它是1， //我们要对第一个primitive进行零采样它是0；v@P是当前的位置 4-3）pointwrangle3 // 1）暂时max_ dist=0.01； a） //声明一个随机变量，范围是从{0,0,0}到{1,1,1}空间变成{-1,-1,-1}到{1,1,1}空间，nrandom返回0到1之间的随机数，或随机单位向量。 vector step = nrandom()*{2,2,2}-{1,1,1}; //声明调整步长；就是“移动点”每一步可以移动多远； floatsteplen = chf(“Step_Length”); // 把这两个因素加到当前位置上： v@P += step * steplen + vel; //v@P += step * steplen; b）只针对move点运行随机运算； 4）solver1 // 提高sub steps =32 几次运算次数 5）blast1 // group：move 问题2：如何 使用curlnoise控制生长结构随机性 6）volume1 // 1）Rank：vector 2）name：vel 3）size=6*6*6 4）Uniform Sampling Divs=100 7）volumevop1 // 7-1）Bind Export // 1）name：vel 2）type：vector 7-2）curlnoise 1）连接P 2）外置参数 ： type， frequence， offset， amplatude， rough，atten，turb 3）连接Bind ===体积切片观察curlnoise的效果=== 8）volumeslice1 9）volumetrail1 1）“槽1”接volumeslice1 2）“槽2”接volumvop1 Vop连接到solver“槽2”移动点时会用到 4-3）pointwrangle3 // Input2连接“槽2” //通过“体积样本矢量volum sample vector”看一下当前的值是多少，对槽2引入的volume进行采样，槽口id是1，我们要对第一个primitive进行零采样它是0；v@P是当前的位置 vector vel = volumsamplev (1,0,v@P); //引入vel变量 vector step = nrandom()*{2,2,2}-{1,1,1}; floatsteplen = chf(“Step_Length”); v@P += step * steplen+ vel; // 注意是“+”号 调整一下vop输出值的范围，vop内 加入 7-3）multiply // 外置参数input2 7）volumevop1//关键数据 1）Input number2=0.01//这相当于输出矢量的步长，太大没效果 问题4：如何缓存&读入模拟文件 7-1）filecache 它会在工程目录下新建geo文件夹 1）文件路径名称：$HIP/geo/$HIPNAME.$OS.$F.bgeo.sc 2）save to disk // 保存模拟数据 3）√load from Disk //可以读入模拟数据 问题5：如何如何控制粒子大小 10） pointwrangle @pscale = 0.01; ==渲染粒子 == 相关准备工作 // 灯光；摄像机；背景板 11） Null命名OUT 12）环境光 13）camera 14）grid // 让grid始终跟随摄像机 勾选 // 渲染引擎 15）Mantra 1）Rendering Engine：Physically basedrendering引擎 2）Limits / Reflect Limit=4;Refract Limit=4;Diffuse Limit=8 // 材质 16）principledshader1// 背景材质Base color：深灰色 17）classicshader1 // 粒子材质Base color：浅色 渲染技巧 1）渲染时点击哪个位置，先渲染 2）右键 可以一直保持渲染完那个区域 3）渲染景深： 13）camera 1）选中camera回车 2）按“Z”键，调节红色的箭头和方块 问题5：如何如何使用红移渲染粒子 1）让grid始终跟随摄像机 18）rslightdome1 1）使用一张HDR贴图 2）Intensity Multiplier=2 2）点击 打开rs渲染引擎 19）Redshift_ROP1 1）IPR面板/ 取消覆盖camera： 2）调整全局光设置： 3）渲染 点击 问题：粒子无法渲染出来 19-1）Redshift_IPR1 1）把Redshift_ROP1拖入Linked ROP中 如何红移替换粒子 20）instance1 1）点击 增加一个rs的OBJ面板 21）Sphere1 1）polygon 2)取消显示 // 使用instance(实例)的好处：提高交互速度 20）instance1 1）Instance面板/Instance object选择sphere1 2）Point Instancing：Full point instancing 20-1）Object_merge 1）Object1选择OUT 粒子被sphere替换 // 材质 22）redshift_vopnet1 // 重命名paper，赋给instance。 22-1）RS_material1 // present：paper // 预设选择纸材质 23）redshift_vopnet2 // 重命名BG，赋给背景 23-1）RS_material1 // 1）diffuse color：深色 2）diffuse roughness=0.3 3）反射weight=0 设置红移景深 1）选中camera点击 2）增加一个Redshift Camera面板，√Enable DOF 3）也可取消camera设置，调节景深 今天就到这儿了，收功 教程翻译自entagma的网络教程 下一节：20170605 VEX in Houdini- Movie Color Visualisation 本文图片全部原创，版权归原作者所有。
