Colliding Objects

All about Houdini’s dynamics networks / simulations.

在 Houdini 中，Rigid Body solver 用于模拟刚体对象的运动以及碰撞。我们将该种类型的模拟称为刚体动力模拟（Rigid Body Dynamics） 简称 RBD。

RBD 对象分为主动（active）和被动 （passive）对象。主动的对象受力和碰撞的影响；被动的对象可以与主动对象碰撞，但不会移动，同时也不受力的影响。

常见的，可以通过 shelf 创建的 RBD 对象有：

• RBD Object
• RBD Fractured Object：该对象基于 name 属性创建。
• Static Object：该对象为被动对象，参与并影响模拟中的其他对象，但自身的运动并不受模拟影响
• RBD point object：在源几何体的每个点上创建一个新的模拟对象。
• Ground Plane：无限的地面，本身为静态对象。
• Terrain Object：同为静态对象，与 Ground plane 类似。该对象允许创建凹凸不平的 3D 表面。该对象的大小与源几何体相同。1

Rigid Body Solver 内置三种物理引擎：Bullet、Houdini RBD、ODE。每一种都有自己的优势和劣势：

• Bullet
  • 该引擎速度比 RBD 快，可以用于带有大量的数据的场景，支持破碎，同时也是唯一一个支持 glue adjacent 功能的引擎。
  • 没有选项可以区分 impact data 中的 resting impact，不支持在对象层级的缩放。
• Houdini RBD
  • Houdini 原生物理引擎，支持所有 Houdini 的模拟内容。可以很好的模拟任何形状物体之间的碰撞。
  • 速度最慢
• ODE（Open Dynamics Engine）
  • 支持高速模拟简单的几何体（盒子、球、圆柱、胶囊状几何体）。如果被模拟的几何体符合 ODE 中的简化形状（simplified shapes） ，那么解算的速度回大大提高。因为这些特性，ODE 在模拟大量的简单物体上非常有优势。同时，因为 ODE 与 RBD 之间非常容易切换，因此我们也可以利用 ODE 完成初始的模拟，再到 RBD 中进行更细致的模拟。
  • ODE 只支持简单几何体的碰撞，即便我们的几何体看上去很不规则，但如果使用 ODE 模拟，结果也会像简单几何体一样碰撞。同时，ODE 不支持破碎，不支持 glue，不支持三角面几何体之间的碰撞，不支持在对象层级的缩放。

Houdini 中允许使用 glue 将两个不同的 RBD 对象粘连起来。在物体受力的程度超过 glue 的上限之前，两个对象都会作为一个整体。

使用 glue 主要有两种工作流程：

• 将指定的 RBD 对象与其他对象粘合在一起
• 创建一个碎片化的整体（也就是很多碎片组成的整体），然后将其作为被 glue 粘合好的整体导入。

该工作流程在我们希望模拟破碎的场景时非常有用。

• Use deforming geometry
  • 因为效率的原因，默认情况下动力学引擎并不会使用带动画的对象。如果需要使用带动画的几何体作为对象，使用该选项即可。该选项可以进行关键帧设置，因此我们可以只在需要的时候将其值设为 1。
• Number of objects
  • 使用该选项将会创建一系列对象的副本，但会在同一个位置创建这些副本。因此这些副本是重合的，看上去任然是一个物体。如果不想其充电，可以使用 Position 属性对其进行分离。通常我们使用 $OBJ 本地变量来控制（该值为 object number，1 等于 1个 copy 的间隔。）