제어된 카오스는 파티클 시스템에서 가장 중요한 개념입니다. 데이터 연산자에 카오스를 적용하려면 임의 하위 연산자를 사용합니다. 임의 하위 연산자는 이 섹션에서 설명하는 다양한 알고리즘을 사용하여 스칼라 및 벡터 형식으로 임의 값을 생성합니다.
임의 예제 검토
참조 오브젝트 주위에 불규칙한 방식으로 파티클을 배치하는 방법에 대한 예제부터 시작하겠습니다. 포함된 RandomPositioning.max 파일을 참조하십시오.
위 그림에 표시된 데이터 흐름에서 형상 하위 연산자(1.)는 임의 점을 참조 오브젝트의 표면 위에 균일하게 배포합니다. 그런 다음 해당 쌍 데이터 출력을 두 개의 다른 변환 하위 연산자인 면 로컬 좌표(2.)와 임의 점이 있는 면 인덱스를 포함하는 합성 인덱스(3.)로 분할합니다.
참조 오브젝트 주위에서 파티클의 바람직한 볼륨 분포를 얻으려면 표면에서 파티클을 "들어올려야" 합니다. 이 작업은 면 로컬 좌표 벡터의 Z 구성요소를 수정하여 수행할 수 있습니다. Z 구성요소는 면 법선 방향의 면으로부터의 거리입니다.
임의 하위 연산자(4.)를 사용하여 "들어올리기" 양을 정의할 수 있습니다. 이 예제에서는 양수이고 0 주위에서 밀도가 높아지는 지수 분포를 사용했습니다. 따라서 더 많은 파티클이 표면에 더 가깝게 배치되며 표면으로부터의 거리에 따라 밀도가 점진적으로 감소합니다.
그런 다음 수정된 면 로컬 좌표 값 및 합성 인덱스를 쌍 데이터 형식으로 다시 변환하고 형상 하위 연산자(5.)에서 사용하여 파티클 위치를 표준 좌표로 계산합니다.
이제 임의 하위 연산자의 분포 매개변수에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 매개변수는 하위 연산자에 사용된 임의 함수의 유형을 정의합니다. 또한 함수 유형은 임의 하위 연산자가 생성하는 데이터 유형에 따라 달라집니다.
다음 토론에서는 포함된 장면 파일 RandomTemplate.max 를 열어 다른 분포 함수를 실행하는 데 사용할 수 있습니다.
간단한 분포 유형인 균일 불연속에서 시작합니다. 이 유형은 임의 하위 연산자가 정수 데이터 유형으로 설정된 경우 유일하게 사용할 수 있는 유형입니다. 불연속은 연속과 반대됩니다. 임의 하위 연산자는 UI에 정의된 최소값과 최대값 사이에 균일하게 분포되는 정수 데이터를 생성합니다(이 점에서 불연속임). 다음 예제( RandomTemplate01.max )에서는 최소값과 최대값이 0과 30으로 설정되어 있습니다. 따라서 파티클 위치가 X 세로 좌표(0, 1, 2, 3 등, 최대 30)의 선을 따라 분포되는 것을 확인할 수 있습니다. 다음은 균일 불연속 배포 뒤의 이론에 대한 자세한 내용입니다.
실수 데이터 출력 유형은 사용할 수 있는 가장 다양한 분포 유형을 제공합니다.
균일 분포 유형은 균일 불연속 유형과 매우 유사합니다. 분포의 범위를 정의하는 최소값과 최대값이 있지만 출력 값은 범위 간격으로 연속 분포됩니다. 다음은 균일 분포에 대한 자세한 내용입니다.
지수 분포 옵션은 신뢰도 엔지니어링에서 주로 사용됩니다. 이 옵션은 임의의 일정한 실패율이 있는 단위의 동작을 모델링하는 데 사용할 수 있습니다. 지수 분포의 또 다른 예는 방사성 감쇄에서 불안정한 파티클의 개별 수명 분포입니다.
지수 분포 옵션은 양수 값만 생성합니다. 생성된 값의 약 절반은 평균 매개변수 값보다 작습니다. 값이 더 클수록 0에 더 가깝게 생성됩니다. 생성된 값은 임의의 큰 값일 수 있지만 값이 클수록 생성될 가능성이 줄어듭니다. 이 예제( RandomTemplate02.max )에서는 평균 값이 10입니다. 따라서 대부분의 생성된 값은 0에서 70 사이입니다. 다음은 지수 분포에 대한 자세한 내용입니다.
법선 또는 가우스 분포 옵션은 관찰의 독립적 임의 오류 분포에 대해 설명합니다. 일반적으로 법선이나 법선에 가까운 분포를 사용하는 다른 항목으로는 체온, 신발 사이즈, 나무의 지름 등이 있습니다. 법선 분포 그래프는 대칭의 종형 곡선입니다. 평균 매개변수는 생성된 값의 평균 값(종형 곡선의 중심)을 정의하고 시그마 매개변수는 생성된 값이 평균 값에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 정의합니다. 대부분의 값(99.7%)은 3 시그마 오프셋 간격 [평균3*시그마, 평균 + 3*시그마] 내에서 생성됩니다. 다음 예제( RandomTemplate03.max )에서는 평균 매개변수가 30이고 시그마 매개변수가 10으로 설정되어 있으므로 생성되는 대부분의 값이 [0.0, 60] 간격 내에 포함됩니다. 법선 분포는 음수 및 양수 값을 생성합니다. 생성된 값은 임의의 큰 값일 수 있지만 값이 클수록 생성될 가능성은 줄어듭니다(위의 3 시그마 규칙 참조). 다음은 법선 분포에 대한 자세한 내용입니다.
삼각형 분포 옵션은 최고 값이 되려고 하고 최소값과 최대값에 의한 범위로 제한되는 임의 현상을 설명하는 가장 간단한 방법입니다. 이 예제( RandomTemplate04.max )에서는 삼각형 분포가 이전 예제의 법선 분포를 에뮬레이트합니다. 다음은 삼각형 분포에 대한 자세한 내용입니다.
와이블 분포 방법은 지수 분포를 완전한 임의가 아닌 이벤트로 확장합니다. 이 분포는 신뢰도 및 사용 기간 포함 수명 모델링에서 주로 사용됩니다. 이 예제( RandomTemplate05.max )에서는 비율 매개변수가 1.0이므로 와이블 분포가 평균 매개변수를 와이블 배율 매개변수로 사용하는 지수 분포와 동일해집니다.
와이블 분포를 사용하면 지정된 기술 장치가 실패할 때가지 시간을 모델링할 수 있습니다. 시간에 따라 장치의 실패율이 감소하면 비율 < 1로 설정합니다. 시간에 따라 장치의 실패율이 증가하면 비율 > 1로 설정합니다. 와이블 분포를 사용하면 지구의 지정된 위치에서 바람 속도의 분포를 모델링할 수 있습니다. 모든 위치는 특정 비율 및 배율 매개변수로 특징지어집니다. 이 예제( RandomTemplate06.max )에서는 실패율이 4이고 배율은 10이므로 대부분의 임의 값이 [3.0, 15.0] 간격으로 생성됩니다. 다음은 와이블 분포에 대한 자세한 내용입니다.
노이즈 R, 노이즈 V, 노이즈 V+T, 터뷸런스 V 및 터뷸런스 V+T 옵션을 사용하면 입력 실수, 벡터 및/또는 시간 데이터를 기준으로 모조 임의 노이즈 유형을 생성할 수 있습니다. 배율 매개변수는 입력 데이터와 출력 데이터 사이의 종속성 비율을 설정합니다. 값이 클수록 부드러운 노이즈가 생성되고, 값이 적을수록 들쭉날쭉한 노이즈가 생성됩니다. 강도 매개변수는 출력 값의 크기를 제어합니다.
터뷸런스 옵션에는 반복 수를 제어하는 반복 매개변수 또는 프랙털 노이즈를 생성하는 데 사용되는 옥타브가 있습니다. 반복 값이 낮을수록 더 부드러운 출력이 생성됩니다. 반복 매개변수의 범위는 1.0에서 10.0 사이입니다. 노이즈 옵션은 양수 및 음수 출력 값을 생성하고 터뷸런스 옵션은 양수 값만 생성합니다.
이 예제( RandomTemplate07.max )에서는 파티클의 임의 X 좌표를 사용하여 Y 좌표에 대해 노이즈 같은 임의 값을 생성합니다.
다음 예제( RandomTemplate08.max )에서는 파티클을 데이터 연산자 아이콘의 표면에 임의로 배치한 다음 해당 위치를 노이즈 V 옵션을 사용하여 임의 하위 연산자에 대한 입력으로 사용합니다. 출력 데이터는 파티클의 높이(Z축 위치)를 정의하는 데 사용됩니다.
절대 시간을 ...+T 옵션의 시간 입력에 와이어링하면 이 예제( RandomTemplate09.max )에 표시된 대로 생성된 노이즈를 쉽게 애니메이션할 수 있습니다.
터뷸런스 옵션은 노이즈 옵션과 매우 유사합니다. 이 예제( RandomTemplate10.max ) 및
이 예제( RandomTemplate11.max )에 표시된 대로 반복 매개변수를 정의해야 합니다.
분포 옵션의 마지막 범주는 벡터 데이터를 출력합니다.
균일 분포 옵션은 X 구성요소의 경우 [– 최대 X, 최대 X], Y 구성요소의 경우 [–최대 Y, 최대 Y], Z 구성요소의 경우 [–최대 Z, 최대 Z] 제한이 있는 경계 상자 내에 임의 벡터 값을 생성합니다. 파티클 수가 충분하면 임의 벡터 점으로 경계 상자를 채울 수 있습니다( RandomTemplate12.max ).
구 표면 옵션을 사용하면 구의 표면에 파티클을 배치할 수 있습니다. 그러나 가장 일반적인 사용법은 임의 방향의 벡터 생성입니다. 이 경우 반지름 매개변수는 벡터의 길이를 정의합니다( RandomTemplate13.max ).
또는 전체 구 볼륨을 임의 점으로 채울 수 있습니다( RandomTemplate14.max ).
법선(가우스) 옵션을 사용하여 구 볼륨을 채울 수도 있지만 이 옵션을 사용하면 구에 대한 경계가 없습니다. 따라서 더 많은 점이 구 중심에 더 가깝게 생성되므로 바깥쪽으로 줄어듭니다. 이전과 동일한 3 시그마 규칙을 적용할 수 있습니다. 점의 99.7%가 반지름이 3*시그마와 동일한 구 내에 생성됩니다( RandomTemplate15.max ).
노이즈 V, 노이즈 V+T, 터뷸런스 V 및 터뷸런스 V+T 옵션은 벡터 데이터를 생성한다는 점을 제외하면 같은 이름의 실수 데이터 옵션과 유사합니다. 출력 데이터를 표시하려면 사후 단계의 속도 채널에 연결하고 사전 단계에서 속도를 0으로 설정할 수 있습니다. 이렇게 하면 파티클이 임의 지점으로 이동하지 않지만 속도 선으로 출력을 그릴 수 있습니다. 이 예제( RandomTemplate16.max )에서는 파티클을 직사각형에 임의로 배치한 다음 해당 위치를 노이즈 V 옵션을 사용하여 임의 하위 연산자에 대한 입력으로 사용합니다.
이 예제( RandomTemplate17.max )도 설정이 동일하지만 노이즈 V+T 옵션을 사용합니다. 현재 시간을 임의 하위 연산자에 대한 입력으로 사용하여 노이즈 출력에 대한 애니메이션을 만듭니다.
임의 출력을 속도 채널에 와이어링하고 위치 채널을 임의 하위 연산자에 대한 입력으로 사용할 수 있습니다. 그런 다음 바람 터뷸런스를 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있습니다. 다음은 장면 파일 RandomTemplate18.max 의 프레임 98입니다.
인터페이스
- 출력 유형
- 출력할 데이터 유형을 선택합니다.
- 정수
- 실수
- 벡터
출력 유형 설정에 따라 분포 그룹에서 사용할 수 있는 매개변수가 결정됩니다.
분포 그룹
분포 드롭다운 리스트의 내용은 출력 유형 선택에 따라 결정됩니다. 분포 선택에 따라 분포 그룹의 나머지 매개변수가 결정됩니다.
분포 옵션 및 관련 매개변수에 대한 자세한 내용은 이전 토론을 참조하십시오.
- 매개변수 애니메이션 동기화
- 하위 연산자 매개변수를 애니메이션하는 경우 소프트웨어에서는 애니메이션의 시작 프레임이나 현재 이벤트의 첫 프레임을 기준으로 모든 파티클에 이 애니메이션을 적용하거나 해당 사용 기간을 기준으로 각 파티클에 이 애니메이션을 적용하기 시작할 수 있습니다. 옵션은 다음과 같습니다.
- 절대 시간매개변수용으로 설정된 키가 설정된 실제 프레임에서 적용됩니다.
- 이벤트 기간매개변수용으로 설정된 키가 이벤트에 처음 진입하는 프레임을 기준으로 각 파티클에 적용됩니다.
- 파티클 사용 기간매개변수용으로 설정된 키가 각 파티클이 존재하는 해당 프레임에 적용됩니다.
- 파티클 수명 기간매개변수의 애니매이션을 파티클 수명 기간으로 배율 조정/매핑합니다. 예를 들어 0–100 프레임에서 매개변수 값이 5–20으로 애니메이션된 경우 이 매개변수는 파티클이 생성되면 5의 값을 갖게 되고 파티클이 없어지면 20의 값을 갖게 됩니다. 예를 들어 이런 방식으로 해당 수명 기간 동안 파티클 배율의 변경을 정의할 수 있습니다.
이 옵션이 제대로 작동하려면 파티클 수명 기간을 정의하기 위해 흐름에서 파티클 사용 기간별로 설정된 삭제 연산자가 있어야 합니다.
- 시간 데이터 입력시간 형식의 데이터를 출력하는 다른 하위 연산자를 연결할 수 있는 하위 연산자에 시간 입력을 추가합니다.
- E6
- 애니메이션 동기화 값을 제어하는 같음 유형 데이터 입력을 추가합니다. 이는 유형=애니메이션 동기화로 설정된 매개변수 하위 연산자에서만 입력을 받을 수 있습니다.
- 고유성
- 임의 하위 연산자에 의해 생성된 임의 숫자 순서를 변경할 수 있습니다. 시드 값을 수동으로 입력하거나 새로 만들기를 클릭하여 소프트웨어에서 시드 값을 생성하도록 합니다.
- E7
- 고유성 값을 제어하는 같음 유형 데이터 입력을 추가합니다. 이렇게 하면 유형=고유성으로 설정된 매개변수 하위 연산자에서만 입력을 받을 수 있습니다.