【HSN_012】任意多面体的刺状骨架生成
今天我们来学习如下所示的刺状多面体骨架的创建方法，使用的软件是Houdini 18.0。
创建的思路比较简单，先将原多面体的点沿法线方向往外延伸得到线，再以整体线框为框架生成网格化模型。
我们从一个“platonic solids”（柏拉图多面体）节点开始做起，这是一个多面体节点，跟C4D中的宝石体对象类似。如将其“solid type”改为dodecahedron，即由12个正五边形组成的正十二面体。
为了后面方便替换，后面连接一个“null”（空白）节点，在节点面板按快捷键【C】可以设置节点的颜色。选择节点后点击相应色块即可，再次按【C】可隐藏色板。“null”节点一般用于记录或显示重要节点的位置，没有其他额外的作用。之后如果需要替换初始的多面体，直接将其连接到“null”节点输入端即可。
由于“platonic solids”节点默认没有点法线信息，用“normal”节点为其添加点法线，“add normals to”选择points，表示将法线添加给点对象。在Geometry Spreadsheet窗口可以看到多余N[x]、N[y]和N[z]的信息。
添加点法线后点击视图右侧工具栏中的“display normals”按钮可以在视图中看到法线，如下图所示——
接下来就是怎样让多面体的顶点沿着法线方向移动，我们先用一个“add”节点将这些点单独提取出来，勾选属性中的“Delete Geometry But Keep the Points”选项。
现在我们有了点的坐标属性P，和法线属性N，P+N就是让点沿着法线方向移动1个单位。依此类推，P+2N，P+3N……就是移动2个、3个……单位的距离。这里使用的节点叫做“point VOP”，双击进入节点内部如下所示，有一个“geometryvopglobal”节点和一个“geometryvopoutput”节点。可以看到端口有P、Cd、N等一大串属性，也可叫做全局变量。该节点的作用是利用现有的全局变量进行某种转换，得到新的数值。诸如弯曲、扭转等变形实质上就是点坐标的变换，用“point VOP”也可以做到。它可以创建软件中默认没有的变换功能。
本例中的变换比较简单，只需要P+s*N即可。P和N分别是位置和法线，s是系数。使用到的节点是数学计算的“add”和“multiply”，点击查看节点信息可以看到都属于Vop节点。
为了让系数可以在外部调节，在“multiply”节点的input2端口按鼠标中键，选择“Promote Parameter”选项。
然后可以在端口左侧出现一个圆角矩形的标记，点击后在属性窗口可以设置端口数据的名称、类型和取值范围等。和笔记010中设置参数的界面类似。这里我们可以把系数的名称设为“scale”，标记设为“Scale”。
按【U】退回到上级节点，可以看到多出一个“Scale”控制参数，调节其数值就可以实现点沿着法线方向的移动。
然后想办法让移动前和移动后的点连接成线。这里我们可以先给每个点一个独特的标记，让点在移动后可以通过标记识别移动前的自己。用到的是“enumerate”节点，将“group type”改为points，这里实际上就是添加了一个叫“index”的属性，给点进行编号。
将移动前后的点“merge”后，在Geometry Spreadsheet窗口可以看到，index属性中的编号从0开始都是成对出现的，表示的就是移动前后的点。
有了这个成对的识别标记后，连线就很简单了，让相同index的点连接成线即可。还是用“add”节点，在“Polygons”中选择“By Group”，“Add”方式“By Attribute”，即按照属性来添加，“Attribute Name”一栏输入“index”即可。
哆嗦了这么多，我们终于做完了第一步。现在用一个“merge”节点将初始多面体和新连接的线合并。
细心的同学会发现“merge”节点旁多了个感叹号，虽然影响不大，但我还是想解释下。还是那句话，出现Warning是正常的，我们需要学会的是怎样分析并解决。查看“merge”节点的信息可知，warning是因为属性的不匹配造成的，因为初始多面体和后面连线带有的属性名称和数量不匹配，包括index和N属性。
具体到Geometry Spreadsheet窗口查看，可以看到原多面体是没有“index”属性的，“merge”之后为了适配，都默认加上了一个-1的值。其实这个-1在这里是完全没有必要的，只是为了数据的统一而已。
如果不想有这种状况发生，解决的办法也很简单。因为index和N属性在我们连完线之后就不需要了，可以用“Attribute delete”节点将其删除。也就是在“add”节点后加上“Attribute delete”节点，节点属性的“Point Attributes”栏输入“N index”选项，这两个属性就会被删除掉。“merge”的warning也随之消失了。
后面的处理相对简单自由一些，这里我用的是“polywire”节点，让线变成柱状。“Smooth point”设为0，“Divisions”设为6，让每边都是六棱柱。
接着用的是一套VDB节点，将其转为整体的多边形模型，在之前的笔记中已经讲过，这里不再细述。
最后我用了一个“Attribute Blur”的节点，翻译叫做属性模糊。这个节点有点意思，它可以让属性变得平滑，比如默认的“Attributes”是P，即点坐标，模糊后得到的就是模型平滑的效果。增加“Blurring Iterations”（迭代次数）可以调节平滑的程度。如果平滑的属性是Cd或N，那么就是对颜色或法线进行平滑。
如果觉得“刺”不够长，调节之前在“point Vop”节点中设置的“Scale”参数即可。
改变初始多面体的类型，就能直接生成最后的刺状骨架了。
今天的笔记到此结束，我觉得两个比较值得学习的节点是“point Vop”和“Attribute Blur”。感谢各位的阅读，下回再见~
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