流体表現に磨きをかける #HOUDINI

この記事はHoudiniAdventCalender2018 12月17日の記事です

皆様こんにちは
今年もAdventCalenderに参加できて光栄です。

蒸留水さんありがとうございます。

僕のネタは流体表現!!
ちょっとしたクリスマスプレゼント?になればうれしいです。

まず...
VFX流体の基礎として最低限抑えておきたい箇所を共有します(free)
https://drive.google.com/open?id=1zmmr_yaVmU2pRnpmsyvr4Txhbs5fPCho

Animationの基礎が分かっている前提で作成しています。
気になる部分があったら各自で調べるのをお勧めします。

ChristmasGift(HipFIle) はこちら
https://drive.google.com/open?id=15Zd1bI3qAyF9E5E5UngpqGSdp4S9hfag

さて...

Animationを考えた時に流体の動きのコントロールは何処でプログラム(管理)されているのか
掴んでおきましょう。

基本的なAnimation(lagrange)
Pos = currentPosiotn + velocity

simpleAnimation.C


int main
{
   for (int i; iterate>= i; i++;)
  {
   vector Pos = currentPos;
   vector v = (velocity*TimeInterval)*i;
   //i = dt 
   @P = Pos +v;
   }
}

pointPostionに直接変化量を待たせて、更新する。

基本的なAnimation(Euler)
Pos = currentPosiotn + velocity

simpleAnimation.C


int main
{
   for (int i; iterate>= i; i++;)
  {
   vector Pos = currentPos;
   vector v = (voxel_Velocity * TimeInterval)*i;
   //voxel_Velocity = Sampling current_VelocityData
   //i = dt 
   @P = Pos +v;
   }
}

voxelに変化量を待たせて、それらを参照し更新する。

HoudiniのFluid_Dynamics_Systemにも同様に当てはめることが出来ます。

voxelAnimationとParticleANimationの求め方の違いを握っておきましょう。

次にVolumeDisplacementについてです
以下を参照してください。
https://drive.google.com/open?id=13r1GNWwifSjvVBrFq513QF84Egr0-ZWP

VolumeDisplacement.C


int main
{
   vector idxPos = dnesityPosition;
   vector directiornalVector = normalize(gradient(density))*(amount*lengthnormalize(gradient(density)));
   vector pushUp = idxPos + directiornalVector

   float density = voxelTrace_density(pushUp);

   return density;

}

SurfaceDisplacementとVolumeDisplacementの違いをしっかりと復習しておきましょう

WaveletTurbulence & GridRessAdvection

Technical Paper
Wavelet Turbulence
https://www.cs.cornell.edu/~tedkim/WTURB/wavelet_turbulence.pdf

Gridress Advection
https://www.aps.org/units/dfd/meetings/upload/dfd2010-tessendorf.pdf

Other
https://people.cs.clemson.edu/~jtessen/papers_files/RIV.pdf

さっぱりな方は
これを...
https://drive.google.com/open?id=1x6lbRMJAqoUk2XbOTkiuPW7os21J4KdE

それでも分からない方は...

がんばってください

CameraSpaceAdvect.C


int main
{
   vector Pos = dnesityPosition;
   vector advectvelocity = cross(getvoxelvelocity,CameraSpace_Turbulence) *(1/FPS)*Timestep;
   vector PositionSample_A =  advectvelocity+ Pos;

   vector PositionSample_B =(getvoxelvelocity(PositionSample_A) *(1/FPS)*Timestep;

   Pos +=  PositionSample_B;

   density = voxelTrace_density(Pos);
   return density;
}

Hipfileを見ながら、AdventCalenderネタを閲覧していただけるといいと思います。

これらの式や考え方をhoudiniに落とし込んでいき
実際のプロジェクトにラスタライズしていき
最終的にtoolとしてリリースします。

質問や意見などありましたら
気軽に聞いてください。

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ぼくにも皆さんの気持ち(クリスマスプレゼント)頂けるとうれしいなぁー

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では
皆様
お元気で~~~~~~~~~

PS: 告知忘れましたがHoudiniHive2018 Tokyoでプレゼンしたので良かったら見てやってください。
https://vimeo.com/305069852