Houdini学习笔记021_VEX函数和循环语句

2022-09-01 13:09 作者:独孤嘌呤 0人读过 | 我要投稿

今天讲解的内容分为两个部分：（一）自定义函数；（二）for循环语句。

案例是石墨烯的六边形蜂窝状平面，因为我本职工作是科学可视化，所以在案例选择上会更偏向于自然和科学。在笔记005中我已经用Copy节点制作过一遍，今天我们尝试用VEX来解决。

（一）自定义函数

什么是函数？

数学中的函数是指一个量随着另一个量的变化而变化，前者叫因变量，后者叫自变量。计算机中的函数与之类似，有一个输入端和一个输出端，从输入端输入初始值，输出端就会返回对应的结果。因此，函数可以看做是可实现特定功能的封装模块，比如sin(π/6) = 0.5，就是求正弦值的函数。而函数的英文单词function本身也有功能的含义。

Houdini的VEX中提供了大量的函数，在帮助文档中搜索VEX Functions就可以看到全部的函数用法。一般写法为函数名(变量1; 变量2...)。

比如在这里，我们先要创建一个正六边形，用到的是创建点和面的函数。新建一个Point Wrangle节点（/obj/geo节点内创建，别把最开始学的基础忘了），在VEXpression栏输入“addpoint(”就会弹出如下提示（我试了下，一般是在输入左半边括号后弹出）。这是一个添加点的节点，我们用的是int addpoint(int geohandle, vector pos)的写法。geohandle是输入端口号，pos就是坐标。

三维空间中的坐标显然是一个矢量型数据，用VEX书写时可以用花括号括起来，如{0,0,0}。例如，在VEXpression中输入如下所示的语句，就可以在视图中显示新增的点。注意这里Run Over方式要选择Detail(only once)，因为当前只有一个Point Wrangle节点，我们是将其作为一个独立的对象来看待的。

学会了单个点的创建，那么创建六边形的六个顶点自然不在话下。假设我们要创建的六边形边长为1，其六个点的坐标如下所示——

我们从点(1,0,0)开始逆时针依次创建点，注意当坐标表示中有其他函数（如sqrt）时，则不能用花括号的写法，而应该用set函数来设置矢量。

写完之后，视图窗口中就会看到六个点——

接下来是面的创建，使用的是addprim函数。在其介绍中我们可以看到pt0、pt1、pt2…的字样，数据类型为int（整数型）。其实这些就是点的序号，按照一定顺序排列就能围成一个面。

在Geometry Spreadsheet窗口查看，可以看到使用addpoint函数创建点的时候，点的编号自动就有了（0~5）。

所以这里我们可以定义一个数组points[]，其类型为int。数组中就是0, 1, 2, 3, 4, 5六个编号。然后addprim函数就可以直接按照这个数组内的编号顺序来生成面，写法如下（"poly"是生成的primitive类型，这里为多边形面）——

至此，一个六边形面就得到了。

如果要创建蜂窝状排列的石墨烯，一个六边形还远远不够，得批量生产。为了避免每次生产都要写这么一大串代码，我们可以把它封装起来。比如现在我只给定一个坐标点位置，就能够以其为中心生成一个六边形。假设这个给定点坐标为pos，那么在计算六边形点坐标时加上pos就可以了。

下面是封装函数的写法，函数的主体部分用花括号{ }括起来。前面的void hexagon(vector pos)就是定义函数，void是VEX中定义函数的方式，意思是空返回值。在帮助文档中查看已有的函数会发现前面都有个默认的void，只是省略了书写而已。hexagon是自定义的函数名称，括号内是函数的变量，记住要声明变量的数据类型（这里位置坐标pos是矢量，所以是vector类型）。

比如现在我要在{1,0,0}位置生成一个边长为1的六边形，只需要将pos设为{1,0,0}，然后直接调用hexagon函数即可。

以上都是准备工作，下面我们进入第二部分。

（二）for循环语句

根据蜂窝的排列方式，我们可以将其拆解为两个方向上的六边形重复排列。如下图所示，横向上呈现上下交错的排列方式，纵向则是直接平移堆叠的方式。

假设0号六边形的中心点坐标为{0,0,0}，只需要计算出其他六边形的中心点坐标，然后执行hexagon函数即可。我们先单独看纵向，每次向上移动的距离为sqrt(3)，初始的vector pos = {0,0,0}，每次都移动一定的距离可以用for循环语句来实现。写法为：

for(int i = 0; i < total_number; i++)

{

}

如果你学过C语言，对这些应该都很熟悉。i就是循环的次数编号，类型为整数，从0开始。i < total_number是循环发生的条件，这里的意思是达到total_number次循环就终止。最后的i++意思是每次循环后，i的值加1。{ }内部就是每次循环执行的内容，这里需要每次让pos坐标值沿z轴正向移动sqrt(3)的距离，即pos += set(0,0,sqrt(3))；再执行hexagon(pos)函数。