分享一篇Dixon的教学《Grasshpper&Kangaroo材料褶皱模拟》
作者：@Dixon
在网站上看到国外朋友模拟的材料褶皱效果，觉得挺有趣，因此也用kangaroo 做一个模拟效果的测试，如上图所示。以下简要叙述思考方法。希望对学习kangaroo的朋友有有一定帮助。
基本思路：我们设置一个基本球体作为收缩形体，收缩后的效果，可以想象一个足球没有打气的时候会是什么样子？
因此我们先在gh中制作一个球形网格物体，注意他的结构是类正三角的。因为布料皱褶的方向是随意的任何角度都可能出现，这种结构的网格相对于矩形结构网格来说，其弯曲的方向比较没有明显的纹理走向的影响，因此效果比较自然，具体制作这个网格的方式在这里就不仔细说了，效果如下图所示。
材料分析：
类似布料这样的材料产生皱褶，可以考虑几个基本的力：
1.材料本身的伸缩力：这是kangaroo力模拟材料最基本的一个力，如果我们要模拟类似布料这种材料，那么模拟过程中它的伸缩性并不明显（表面积变化不大），因此我们将球体网格的边提取出来，接入connection 和接入 rest length。这样可以保持材料在开始模拟后表面积基本保持不变。
2.表面张力 如果没有表面张力，那球体收缩的时候就容易自交和产生不光滑的表面。因此加入张力如下图：
3.膨胀力 足球里面因为有气体产生膨胀力把足球鼓起来，因此我们需要加入膨胀力。需要注意的是新版本的kangaroo加入了一种新的膨胀力，这种膨胀力的大小根据物体体积的大小随之变化，相对于之前的直接设置膨胀力比较（力的大小恒定）它更加合理，因为物体内部的膨胀力跟他的体积是有换算的关系的。这也是我们这个例子中最关键的一个力，起到调整收缩程度的作用，如下图所示。
Volume（体积）：这里设置希望物体膨胀后的体积数值，根据这个数值，会输出对应的膨胀力。因为我们只希望物体缩小（产生皱褶），因此先计算出当前球体网格的体积，乘一个（0~1）之间的比例系数，比例值用slider控制。K是气体常数，这个值在这里我们不做细致的解释，从效果上来说， 值为0时没有任何效果，我们建议该范例中设置为0.05.
将这三个主要的力设置好之后输入kangaroo的物理核心，并将mesh输入geometry，如下图所示：
接起来就可以开始kangaroo的力学模拟来看效果了。注意的是，在打开模拟之前，请务必将气体体积比例值滑块设置为1，因为在开始模拟前，必须保持球体体积跟实际是一样的。在开启模拟之后，逐渐的将这个值减小，注意要逐步一点一点的减小。因为真实世界里，球体内部的气体不可能一下子全部漏掉，所以我们力学的模拟也要模拟一个过程，逐步减小体积，否则球体会一下子剧烈收缩，导致模拟不出正常的结果。
另外为了模拟效果更好，我们还额外增加了一些力，例如：为了更好的避免网格自交，加入了SphereCollide 。为了避免球体过快收缩引起模拟失败，加入了AnchorSpring以减缓模拟速度。这些力的使用并不是必须的，可以在模拟调试过程中根据需要添加并测试效果。
具体每个力的大小这位置为多少？这也并不是固定的，需要缝隙不同力的重要程度来做尝试性设置，一般来说并不是一次就能成功，需要根据结果缝隙调整来得到合适的效果。
完整电路图如下所示：
以下为设置不同收缩体积时后得到的不同皱褶效果。在以下模拟中，比较难控制的是：如果皱褶比较多，那么就容易自交（打结），因此需要尝试不同的参数长测试得到细致的褶皱效果。
本篇教学并不是系统教学，因此简要介绍过程中的思路重点部分，在2014年暑期开设的Rhino原厂参数化设计课程中，对kangaroo的使用有较为全面和细致的介绍，对此感兴趣的同学可以留意我们的网站 shaper3d.com ，谢谢！
Gh文件在附件中下载，请注意如果需要正常开启这个文件，您需要安装最新版的kangaroo和Weaverbird，这两个插件都是免费的，可以在 www.food4rhino.com 上下载使用。 | 
发表于 2017-4-26 21:21:09
发表于 2017-5-7 13:09:07
