山里ぽん太

Algorithmic Design With Houdini

21 July 2019

 山里ぽん太は自然現象のデザインを Houdini ではじめました。

Chapter 1　Houdini ではじめる自然現象のデザイン
というわけで「Houdini ではじめる自然現象のデザイン」の本を買いました。
スゴイです！。
なにがスゴイって、ぽん太さんが知らないアルゴリズムが満載です。
L-System と Vector Field を使っていい気になっていたぽん太さんの１億メートル上空を飛行しています。
というわけで、とりあえず「レシピ編」のデータをダウンロードして追試することにしましょう。
Chapter 2　Mandelbulb
まずは「Mandelbulb」です。
マンデルバルブと言うらしいです。
毎度おなじみマンデルブロ集合の3D版だそうです。
高校時代の数学は赤点で、大学の数学の単位をカンニングで取ったぽん太さんは、書かれている説明を読んでいても、さっぱりわかりません（笑）。
というわけで、こんなんです。

Chapter 3　Chladni Pattern
次は「Chladni Pattern」です。
まずは、水平に置かれた板の上に砂をまぶします。
そして、その板を振動させます。
振動と言っても、板を上下に動かすとか、左右に動かす、ではありません。
板を波打たせます。
板のどこか一点に振動を加えると、その点から板の面上に波が進行します。
進行波です。
固すぎる板ではうまくありません。
テキトーに（笑）柔ら硬い（謎）でなければうまくゆきません。
そして、別の離れた点に、同じ周波数の振動を加えると、２つの波が干渉して縞模様ができます。
定在波です。
しばらく定在波を立たせておくと、砂は、振動の大きなところから、振動の少ないところへと、転げ落ちてゆきます。
そうして作られる模様が「Chladni Pattern」・・・なのだそうです（笑）。
というわけで、描いてみました。


Chapter 4　Reaction Diffusion
Reaction Diffusionだそうです。
シマウマの縞模様だそうです。
アラン・チューリングが論文を書いているそうです！。
一般式に偏微分が出てきます。
僕は偏微分でつまづいて転んで起き上がれなかったのでした（笑）。

Chapter 5　Diffusion-Limited Aggregation
「拡散率速凝集」というのだそうです。
さっぱりわかりません。
粘菌なのだそうです。

Chapter 6　Iris
Irisです。
目の中にある虹彩です。

Chapter 7　Magnetic Field
Magnetic Fieldです。
磁場です。


Chapter 8　Space Colonization
Space Colonizationです。
樹木を作るアルゴリズムです！。
しかも日本人が考えたものです！。
植物は L-System と思っていましたが、いやー、こんなアルゴリズムもあるなんて、ちーっとも知りませんでした（笑）。

Chapter 9　Curve-Based Voronoi
Curve-Based Voronoi、つまり、曲線をもとにしたボロノイ分割というわけです。
Rigid Body の破壊に使うボロノイ分割は、点をベースにして分割します。
曲線にすると、どうなるのでしょう？。
というわけで、こうなりました。


Chapter 10　Differential Growth
Differential Growth 、分化成長だそうです。
サンゴの成長なのだそうです。
２枚の絵は、よく似ていますが、微妙に違います。


Chapter 11　Strange Attractor
Strange Attractor です。
カオス力学なのだそうです。
さっぱりわかりません（笑）。

Chapter 12　Fractal Subdivision
Fractal Subdivision です。
Subdivide を、フラクタルに行う、という感じなのでしょうか？。
こんなんです。


Chapter 13　Swarm Intelligence
Swarm Intelligence です。
魚群です。
こんなんです。
アニメーションで見ると、おおっ！、となりますが省略します（笑）。

Chapter 14　Frost
Frost です。
霜です。
フィンランド語で、Pakkanen です。
いや、フィンランド語はどうだっていいんですけど（笑）。
いやー、もう、ここまでくると、言葉もありません。
「ぐぅの音も出ない」というやつです。
いやー、脱帽です。
「おそれ入谷の鬼子母神」です。
鬼子母神は雑司ヶ谷にもあります。
都電荒川線の鬼子母神前駅で降りるとすぐです。
どうだっていいんですけど。
とにかくこんなんです。

Chapter 15　Edge Bundling
Edge Bundling です。
納豆の糸だそうです。
パラメータを変えた２通りのシミュレーションの、１フレーム目と２４０フレーム目の絵はこんなんです。
な、なっと！！、いや、な、なんと！！、納豆の糸が絡まっています！。




Chapter 16　Snowflake
Snowflake です。
雪の結晶です。
なんですけど、ぽん太さんの Houdini 17.5 では再現できませんでした。
パラメータを変えた２通りのシミュレーションの、本の絵と、再現を試みた追試結果は次の通りです。
追試結果は、なんだか、四角くなりました。
雪ではなくて、塩の結晶みたいです（涙）。




Chapter 17　Thermoforming
Thermoforming です。
プラスチックの真空整形のシミュレーションです。
これもアニメーションで見ると楽しいですが、省略します（笑）。

Chapter 18　メモ
①　今回は追試のみです。

②　Houdini 17.5 を使いました。