最不该遗忘的功能RealFlow Expression.docx
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最不该遗忘的功能RealFlowExpression
最不该遗忘的功能——RealFlowExpression
2012-06-2817:
32:
04|分类：
RealFlow探索|标签：
realflow翻译python免费教程豆芽兵|字号大中小订阅
说在前面：
这是之前翻译的Realfow帮助文档。
动画曲线那一节，前面对软件的介绍没有放上来，因为那只是简单的操作，大家看一下就会了。
Expression真的非常值得学习，甚至比前面的Python脚本还要值得推荐。
翻译的也是我平常的作风，加了上自己添加的东西，比如对基础知识的回顾。
（其实是我不会
）。
19.04Expressions（表达式）
表达式是最方便的，用来自动制作路径运动或做循环动画的方法。
你曾尝试过塑造一个，完美的正弦波形曲线吗？
如果你的答案是“Yes”,但还留存一些难点。
那么你肯定会喜欢上表达式。
有了它们，你不用考虑关键帧，因为你只需输入相应的函数或公式，就可以立即看到结果。
从理论上讲，表达式曲线可以一直持续下去，因为它会自动计算某一帧的属性值。
你也可以让表达式基于事件（event-base）。
意思就是，你能定义一个特定的条件，触发后能自动切换功能，例如刚体与非刚体切换。
条件可以是一个选定的帧或一个Null对像的位置，甚至用对像的名称。
图片:
表达式控制球体垂直方向运动。
ReaalFlow提供所有通用的函数，如Sine（正弦）,Cosine（余弦）,Squareroot（平方根）,log（对数）,tan（正切）等等。
此外它也可以用操作符进行比较运算和简单的计算，例如<,>,（括号）+,（加号）*,（乘号）等。
很容易结合不同的运算符，创建复杂的公式。
表达式是非常灵活多变的。
RealFlow提供了另一种新功能：
让表达式曲线与基于帧的曲线相结合。
尽管两种方法完全不同，但可以混合它们和创建一个融合的曲线。
两者结合后的动画，很多时候非常有用，例如：
当你想添加一些扰动（Noise）到动画上，或创建第二套运动，用更高（high-ranking）的运动。
如果你认为混合这些曲线很复杂，那你就错了！
只需简单的点一下“+”键。
结果完全是一个新的曲线，具有动画和表达式的属性——混合的曲线。
为了让你加深印象，下图显示出了原始的基于关键帧动画曲线——灰色那条。
表达式是一个非常快速和可靠的方法来模仿各种不同的自然行为。
在自然界中，我们很少看到完美的运动与永不消失的力，速度或运动。
因为有各种阻力，随着时间推移肯定会慢慢失去能量。
这种行为可以完美的用表达式模拟出来。
举个例子：
当你在三维软件中打灯光时，经常会用到衰减。
这可以防止光线太强烈，照射到远处的物体，那样看起来就不真实了。
因此，大多数光源下，你通常是能够在预定义的模式中选择限制光强度，常见衰减模式有：
倒数（inverse），反向平方（inverse-square），或反向三次幂法则（inversecubic）。
【译者注：
这几种衰减方法，很值得深入研究一下。
】
图：
几种有代表性的衰减函数。
另一种方法是用指数函数来做衰减。
模拟的力随着时间的推移而减小。
同样用其它值也可以达到，像摩擦力（friction）或温度（temperature）。
用这些简单的函数是没有问题的。
让确定的属性，在恒定的时间间隔衰减，或基于公式创建完整的运动。
另一个重要的应用领域是随机性（randomness）。
你往往需要一定量的随机性，使模拟变得更加可信。
例如在模拟风时。
首先，确定一个基本的风向，再加些轻微的变化。
看下面：
表达式还有别的的优点：
1.运行更快。
Expressions可以使用所有CPU和核
2.不需要脚本。
如果你不熟悉Python，表达式是更好的选择
3.创建更快。
你不需要debug或写很多行代码，因为表达式只由一行组成。
4.使用标准的数学函数。
基本代数符号，像括号，小三角，所有你需要的。
5.完美的运动。
由于表达式基于数学函数，它们是正确的物理表现生成绝对完美的结果。
6.如果你熟悉脚本或编程，表达式应该非常容易了解。
a.第一步你不需要为创建表达式特别做什么。
首先，你要找一个需要写表达式的参数。
在节点参数窗口选择一个需要设置的值右击，选择“Opencurve”.然后你会看到结点相关的值，但当前没有曲线，因为没有任何关键帧。
在曲线面板下你会看到“+”按钮，一个输入框，和一个插入（Insert）按钮.用“+”你可以很轻松的合并表达式与现有的曲线。
输入框包含表达式，你可以键入所有可用的函数和变量。
一个很重要的问题是时间（time）。
在RealFlow中，时间尺度是用帧或标准时间代码格式。
hh:
mm:
ss（hours:
minutes:
seconds）
默认时间栏在GUI（图形界面）和曲线编辑器中是用的是帧（frame）。
如果你想用时间（time），你要用它的变量形式。
变量——是一个待“填充”的占位符。
帧的变量是“f”,时间是“t”.在表达式中，“f”或“t”代替当前frame/time在时间栏上。
这是自动产生的，所有不需要你去考虑它。
你也能创建表达式基于frame和time.（译者注：
在表达式中把f或t,当成一个内置功能函数）如：
sin（t*10）*f/20
图：
表达式sin（t*10）*f/20的结果
使用基于帧（frame）的曲线有一个很大的特点：
看起来距齿状很重，因为在RealFlow内部，帧（frame）只有整数值。
使用基于时间（time）的，曲线就会变得很平滑。
幸运的是，去除距齿不是很麻烦，只要在表达式上乘上time就可以了。
图：
红——基于frame创建的锯齿状曲线；黄——基于time创建的平滑曲线
表达式不仅限于frame或time。
你也可以使用数字，甚至其它结点的动画属性或参数，例如：
sin（5）
cos（Cube01.rotation_X）
另一个例子：
如你想创建重复上下运动的物体，比如发射器。
你首先要考虑的是有没有与这个任务需求类似的函数。
通过比较各种数学函数，你会看到，正弦或余弦函数是最优的，因为他们已经表明这种波浪状的行为。
正弦曲线更好点，因为它从0.0开始。
像正弦，双曲余弦，平方根等只需要一个参数就能起作用的函数。
称为一元函数。
（译者注：
一元函数是指函数方程式中只包含一个未知量）
接下来你需要的是发射器的垂直位置的曲线。
请注意，这可以是Y或Z轴，根据自己的喜好。
在这里，我们假设Y代表垂直轴。
转到发射器节点的params（参数）面板：
NodeParams>Node>Position>Y
右键单击该值，并选择“Opencurve”。
现在的曲线编辑器中没有曲线或图形，然后在表达式框输入
sin（t）
回车确认，出现一个条曲线。
表达式sin（T）的工作方式：
每一帧的RealFlow计算适当的正弦值，并将其应用于发射器的Y位置。
然而，结果可能不是你预期的。
你可能需要更多的“波峰波谷”？
可以看到的是，只是在当前时间的函数依赖的基本正弦。
简单的操作，你能够创造出密度较高或更广泛的曲线，更高的山峰，正或负的偏移。
--------------------知识回顾----------------------------
下面进入一段基础知识的学习，放松一下，没有兴趣的读者可以跳过。
简谐运动Simpleharmonicmotion（SHM）﹝原名直译简单和谐运动﹞是最基本也最简单的机械振动。
实际上简谐振动就是正弦振动。
如下图：
之前写的sin（t）就是一个简谐运动。
现在我在下面写出它的正弦型函数解析式：
y=Asin（ωx+φ）+h
这个解析式非常重要。
在写表达式时，依据就是这个方程。
下面给出各个参数的意义
各常数值对函数图像的影响：
φ（初相位）：
决定波形与X轴位置关系或横向移动距离（左加右减）
ω：
决定周期（最小正周期T=2π/|ω|）
A：
决定峰值（即纵向拉伸压缩的倍数）
h：
表示波形在Y轴的位置关系或纵向移动距离（上加下减）
为了形像一点，给出一张图..
-------------------------回顾结束-------------------------
这里有几个例子，修改的正弦曲线和结果：
?
sin（t*5），压缩波形在X轴，也就是增大频率（f）
?
sin（t/5），拉伸波形在X轴，也就是减小频率（f）
?
sin（t+5），波形整体往右偏移，也就是相位改变（φ,水平方向）
?
sin（t-5），波形整体往左偏移，也就是相位改变（φ,水平方向）
?
sin（t）+5，波形整体往上偏移，（h,垂直）
?
sin（t）-5，波形整体往下偏移，（h,垂直）
?
sin（t）*5,拉伸波形在Y轴，也就是振幅变大（A）
?
sin（t）/5，压扁波形在Y轴，也就是振幅变小（A）
译者注：
经过上面的例子，你肯定会发现，哇，这些不都是上面知识回顾中讲到的吗。
这些是中学就学过的，但那时根本不知道有什么用。
现在知道了，原来跟我做电影特效有这么大的关系。
它也可以综合起来使用。
任何由单个函数组成的表达式都要遵循数学规则：
（sin（t）+cos（t））/（cos（t）–sin（t））
也就是除数不能是0或根为负数的值。
除和乘优先级比加减高，如果不想这样，就要加括号。
需要两个参数的函数被称作为二元函数，如：
value1+value2或value1【译者注：
二元函数（binaryfunction）是一种带有两个参数的函数。
这是编程中的定义。
数学上二元函数是这样定义的：
设平面点集D包含于R^2,若按照某对应法则f,D中每一点P（x,y）都有唯一的实数z与之对应,则称f为在D上的二元函数.
造成歧义的原因是数学与计算机中函数用的同一个词：
Function
数学中函数含义（function）：
表示每个输入值对应唯一输出值的一种对应关系。
计算机中函数定义：
函数过程中的这些语句用于完成某些有意义的工作——通常是处理文本，控制输入或计算数值。
通过在程序代码中引入函数名称和所需的参数，可在该程序中执行（或称调用）该函数。
简单说就是某种带参数的可输入输出的功能块。
】
现在你已经输入过表达式了！
关闭或最小化曲线编辑器，从时间轴控制，看到发射器做完美的循环运动。
当然，它也可以创造传统的运动曲线，但很困难。
不要害怕表达式：
只要实验一下，你就会发现它们很灵活，功能强大易于使用。
图：
sin（t）*cos（t*2）在垂直方向的运动路径
b.反函数和负值（InverseFunctionsandNegativeValues）
另一个重要的功能是用倒函数和负值。
你只要简单的应用它们就可以了。
1/x
“X”是变量，或是你想用的功能
反函数往往用来做衰减。
任何有效的功能块或项都可倒，有可能在函数的定义有些差距，因为除数是0.例如，正弦或余弦的逆函数。
正弦90度和270度是0，除数是0，没有意义。
图：
是1/cos（t），图中垂直的尖峰表示某些值未定义
值在90度和270度时快速收敛变得无穷大，变得非常高。
这通常会导致完全不正常的动作或设置。
在使用反函数之前最好先输出看一下。
可以直接在编辑器图形窗口或外部的函数绘图仪。
你会看到值在表达式在导致的问题。
负值是另一个典型的转换函数和表达式。
负值，可以改变一个函数的方向。
看下列项。
5*exp（t）
这是一个不错的函数（其实就是指数函数）。
函数值集中在5到0.它实际上是一个理想的辅助器的表达式，慢慢失去强度或力。
但有一个问题：
这个函数绘出来的图显示了所有值在下面图中。
意味着你有“负”的时间值。
用一个简单的转换，你可以改变方向，使时间值再次变成正值：
5*exp（-t）
这是一个表达式，你可以到达需要的目的。
你可以改变初始因子（此处为5）。
一个因子像-t*x会使曲线变得陡（ifx>1）或平滑（if0图：
左边显示的函数是5*exp（t）,右边曲线代表5*exp（-t）.
c.RandomValues（随机值）随机数在模型自然效果时有重要的作用。
没什么是完全的可预见的，真实的效果还有一些轻微的变化。
为此，我们可以用RealFlow内置的随机数发生器。
这个工具实际上和曲线编辑器上其它曲线一样。
你可以创建随机值，基于F和T。
例如：
rnd（f）orrnd（t）
正如你从图看到的，值变得越来越大。
这是随机数的运作模式。
在这种情况下rnd（f）-RealFlow表达式创建随机值在0和f之间，所以随着f增长，结果值就变得越来越大。
如果你简单的输入数字N，范围就在0到N之间，如这个：
表达式像前面的例子一样
Rnd（3.0）
值在0和3之间。
添加随机值给数字创建抖动或振荡效果，例如风或发射器速度值。
这里用Y轴风辅助器表达式：
Wind01.position_Y=42.5+rnd（5）
风场辅助器随机振荡在42.5和47.5度之间。
这是一个45度的平均水平。
因此，我们可以很容易地定义，包括风主方向的细微变化。
一个非常有趣的场应用领域是除了标准的功能和随机值。
然后我们能定义一种基本运动与加上一些随机扰动。
Sin（f*5）+rnd（0.5）
再说一次：
用“+”按钮能添加任何随机功能函数与现有的动画曲线混合。
随机数是一个非常灵活的方法用来创建更加逼真的动态。
随机性可以使模拟有好看的细微变化。
一个真正有效的方法是，与关键帧动画相结合用，“+”按钮。
d.条件（conditions）
另一个有趣的功能是使用“if”条件语句。
用这种方法你能够触发，停止或切换值，设置属性。
“if”功能需要三个参数，在括号里：
if（value1,value2,value3）
第一个值是比较特定条件，例如特定的帧或时间点：
if（f<49,value1,value2）
这意味着，从时间轴达到50帧的时刻，值将切换到value2的。
现在你也可以执行检查用赋值号“=”：
if（t=5.0,value1,value2）
相反，你可以使用从其他对象进行比较的节点值，像这样的：
if（Null01.rotation_X<180,value1,value2）
举个例子：
你想创建一个正弦函数运动用随机数，但75帧属性值变成0.表达式用if语句是没有问题的。
if（f<75,cos（t*5）+rnd
（1）,0）
换句话说：
当达到75帧切换函数sin（t*5）+rnd
（1）到0.0.下面有张图描述了这种条件：
图：
条件（f<75,cos（t*5）+rnd
（1）,0）告诉Realflow设置值为0在75帧。
另一个有趣的功能是切换刚体动力学。
选择节点的Dynamic参数，打开曲线输入：
if（f<99,0,1）
在Dynamics面板，对应参数编号：
0=No
1=Rigidbody
2=Softbody
如果你想到A）打开Softbodydynamics在100帧，或B）切换rigid，表达式像这样：
A）if（f<99,0,2）
B）if（f<99,1,2）
条件是很简单的，但这很强大可以创建各种切换或触发条件。
最好的办法是一点点试验这个功能，并探讨其可行性。
可以依赖从其他节点的属性，创建复杂的驱动式动画。
e.ComplexFunctions（复杂函数）
表达式还可以包含复杂的公式，由不同的函数组成。
看一下下面的公式：
sin（3*t+exp（t/2））*0.2+sin（3*t-exp（t/1.2））*0.2*exp（t/4）
这个函数是创建一个曲线基本正弦振荡，随时间变得越来越密集。
指数部分创建一个重叠的振动频率和幅度增长。
图：
这个函数的图形
要得到理想的效果，值的范围必须想办法控制。
每一个部分都有特殊的图形。
Sine,cosine,和Exponential函数曲线是一样的。
因子能缩放或更平一点，或更徒一点。
组合不同的函数生成复杂曲线，不容易发现需要的适合值。
试验找出参数因子极限值，避免异常值。
幸运的是，曲线编辑器的工作原理就像示波仪，使得它更容易优化和调整因子。
最好的工作流程是从开始的基本函数开始，一步步添加组合。
1.sin（t+exp（t））
2.sin（t+exp（t））+sin（t-exp（t））
3.sin（t+exp（t））+sin（t-exp（t））*exp（t）
4.sin（3*t+exp（t/2））*0.2+sin（3*t-exp（t/1.2））*0.2*exp（t/4）
这种方法可以帮助你找出其中部分函数的极值。
你可以限制它：
乘或除适当的值。
你唯一需要的注意的是括号，因为它要优先计算。
这当然需要一点时间测试得到适当的值，但几个测试过后，你能得到具有不同功能的范围值。
还有一个好方法执行下列函数。
Insert>Unaryfunctions
正如你看到的表达式是不难使用的。
他们快速自动生成一些动画。
在许多情况下表达式能代替脚本。
表达式是多线程和多核生理的。
最简单的脚本RealFlow都不会使用一个以上的处理器，因为Python是单线程的编程语言。
请记住，这一个限制是Python语言特定的，与RealFlow本身没有关系。
译者心得：
Realflow表达式，是差点被我遗忘的功能。
至从一次接触后就再也离不了它了。
就像Maya的表达式一样。
我最常用的是：
1．条件判断：
如if（f>12,0,1），在大于12帧后，将失去作用。
用在Simulation属性上。
就是说大于12帧后，由Active切换成Inactive
Inactive
（1）,active（0）,cache
（2）.这个属性对应关系是自己试验的。
这个功能用的非常频繁，用来控制多个物体，或根据镜头长度做特效时，需要在某一帧让其失活，之前都是手动关闭.
2.Rnd（x）随机数用的也很多，通常是与关键帧动画结合的，就是那个神奇的“+”号。
可以让我模拟的结果更真实。
3.if（Null01.rotation_X<180,value1,value2）属性驱动，其实属于条件判断中的。
单独提出来原因，就是它能像maya一样把不同的属性可以关联起来。
这是非常非常有用的。
更多的表达式技巧，还需要大家多多亲自实践
如果有错的希望指出来，谢谢。
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