Изначально приложение Dynamo задумывалось как надстройка Revit для информационного моделирования зданий, однако со временем оно стало самостоятельным многофункциональным решением. В первую очередь Dynamo — это платформа, позволяющая проектировщикам изучать процессы визуального программирования, устранять возникающие проблемы и создавать собственные инструменты. Знакомство с приложением Dynamo следует начать с изучения того, что оно из себя представляет и как именно его можно использовать.

Для Dynamo 2.13 и более поздних версий

Dynamo — это платформа визуального программирования с открытым исходным кодом для проектировщиков.

Добро пожаловать

Представляем Dynamo Primer — исчерпывающее руководство по визуальному программированию в Autodesk Dynamo. Это активный проект, целью которого является распространение сведений по основам программирования. Здесь содержатся практические советы по проектированию на основе правил, рассматриваются такие темы, как работа с вычислительной геометрией, применение программирования в различных направлениях деятельности, а также многие другие возможности платформы Dynamo.

Преимущество Dynamo заключается в широком спектре поддерживаемых операций, связанных с проектированием. Dynamo предлагает широкий спектр возможностей по началу работы.

• Познакомьтесь с принципами визуального программирования.

• Соедините между собой рабочие процессы из разных программ.

• Участвуйте в жизни активного сообщества пользователей, программистов и разработчиков.

• Разрабатывайте проект на платформе с открытым исходным кодом, чтобы способствовать его постоянному улучшению.

Чтобы не потеряться среди этих увлекательных возможностей, требуется руководство по работе с Dynamo, отвечающее потребностям пользователей на всех перечисленных уровнях, от новичков до опытных. Это и есть Dynamo Primer.

Подробные сведения о преимуществах данного руководства Primer приведены в руководстве пользователя.

Мы постоянно работаем над улучшением Dynamo, поэтому некоторые функции могут на вид отличаться от представленных в этом руководстве. Однако все функциональные изменения будут отражены наглядно и точно.

Открытый исходный код

Проект Dynamo Primer открыт для всех. Мы стремимся предоставлять качественную информацию и будем рады вашим отзывам. Если вы хотите сообщить о какой-либо проблеме, опубликуйте свой вопрос на соответствующей странице GitHub: https://github.com/DynamoDS/DynamoPrimer/issues.

Если вы хотите предложить новый раздел, правки или другие изменения по этому проекту, ознакомьтесь с нашим хранилищем на GitHub: https://github.com/DynamoDS/DynamoPrimer.

Проект Dynamo Primer

Dynamo Primer — это проект с открытым исходным кодом, который был инициирован Мэттом Джезиком (Matt Jezyk) и группой по разработке Dynamo в компании Autodesk.

Первая версия этого руководства была составлена специалистами Mode Lab. Мы выражаем им благодарность за то, что положили начало этому ценному ресурсу.

Обновление этого руководства в соответствии с изменениями, внесенными в Dynamo 2.0, было выполнено Джоном Пирсоном (John Pierson) из компании Parallax Team.

Обновление этого руководства в соответствии с изменениями, внесенными в Dynamo 2.13, было выполнено специалистами Matterlab.

Обновление этого руководства в соответствии с изменениями, внесенными в Dynamo 2.17, было выполнено специалистами Archilizer.

Обновление этого руководства в соответствии с изменениями, внесенными в Dynamo for Civil 3D, было выполнено специалистами Wood Rodgers.

Благодарности

Выражаем особую благодарность Иэну Кио (Ian Keough) за то, что положил начало проекту Dynamo.

Мы благодарим Мэтта Йежика (Matt Jezyk), Иэна Кио (Ian Keough), Зака Крона (Zach Kron), Рэйсель Амур (Racel Amour) и Колина МакКрона (Colin McCrone) за активную совместную работу и возможность принять участие в широком спектре проектов Dynamo.

Программное обеспечение и ресурсы

Dynamo Последнюю стабильную версию Dynamo можно найти на следующих веб-сайтах.

http://dynamobim.com/download/ или http://dynamobuilds.com

* Примечание. Начиная с версии Revit 2020, Dynamo включается в комплект установки Revit, поэтому устанавливать Dynamo вручную не требуется. Подробные сведения см. в этом блоге.

DynamoBIM. Веб-сайт DynamoBIM — это наилучшее место для получения дополнительной информации, поиска обучающих материалов и общения на форумах.

http://dynamobim.org

Страница Dynamo на GitHub. Dynamo — это проект разработки с открытым исходным кодом, размещенный на GitHub. Если вы хотите внести свой вклад в работу над ним, посетите DynamoDS.

https://github.com/DynamoDS/Dynamo

Контактная информация. Если вы обнаружите какую-либо проблему в этом документе, сообщите нам об этом.

Dynamo@autodesk.com

Лицензия

Copyright 2023 Autodesk

Лицензировано Apache License, Version 2.0 («Лицензия»); использовать только в совокупности с Лицензией. Копию Лицензии можно получить по следующему адресу:

http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0

За исключением случаев, предусматриваемых соответствующим законом или заключенным в письменном виде соглашением, программное обеспечение, распространяемое на условиях Лицензии, распространяется «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО УСЛОВИЙ И ГАРАНТИЙ, выраженных в явной форме или подразумеваемых. Текст Лицензии содержит точные разъяснения разрешенного и запрещенного использования программных продуктов на условиях Лицензии.

Dynamo — это приложение для визуального программирования, которое можно скачать и запустить в автономном режиме «песочницы» или в качестве подключаемого модуля для другого программного обеспечения, например Revit, FormIt или Civil 3D.

Процесс

Dynamo предоставляет доступ к процессу визуального программирования, который позволяет создавать пользовательские алгоритмы путем определения связей между элементами, образующими последовательность действий. Эти алгоритмы можно применять для широкого спектра задач — от обработки данных до создания геометрии, — и все это в реальном времени без написания единой строчки code.

Соединение узлов и проводов

Узлы и провода — это ключевые компоненты Dynamo для поддержки процесса визуального программирования. Это позволяет установить прочные визуальные и системные взаимосвязи между частями проекта. Соединение узлов щелчком мыши при разработке проекта позволяет оптимизировать рабочий процесс.

Каких результатов можно добиться с помощью Dynamo?

Приложение Dynamo является надежным помощником в решении самых разных задач, начиная с использования средств визуального программирования для проектирования рабочих процессов и заканчивая разработкой специализированных инструментов.

Подписывайтесь на страницу Dynamo в Pinterest.

Расширение Dynamo и Dynamo Sandbox

Dynamo — это активный проект разработки с открытым исходным кодом. Ознакомьтесь со

Запуск Dynamo как расширения

Dynamo поставляется в комплекте с таким программным обеспечением, как Revit 3D, FormIt, Civil 3D и т. д.

Дополнительные сведения об использовании Dynamo с конкретным программным обеспечением см. в следующих разделах.

Чтобы использовать Dynamo как автономное приложение, продолжите чтение статьи для ознакомления с инструкциями по скачиванию Dynamo Sandbox.

Доступ к Dynamo Sandbox

Загрузка

Чтобы получить предшествующую или последнюю версию, перейдите в нижний раздел на той же странице.

Распаковка

Перед запуском любой скачанной версии необходимо распаковать содержимое в выбранную папку.

Щелкните правой кнопкой мыши файл ZIP и выберите Извлечь все.

Выберите папку для распаковки всех файлов.

Запуск

В выбранной папке дважды щелкните файл DynamoSandbox.exe, чтобы запустить его.

Отображается следующий экран запуска DynamoSandbox.

Поздравляем! Настройка DynamoSandbox завершена.

Обзор пользовательского интерфейса

Пользовательский интерфейс Dynamo разделен на пять основных областей. В следующих разделах подробно рассматривается рабочее пространство и библиотека.

1. Меню

2. Панель инструментов

3. Библиотека

4. Рабочее пространство

5. Панель выполнения

Меню

Здесь указаны меню для основных функций приложения Dynamo. Как и в большинстве программ Windows, первые два меню связаны с управлением файлами, операциями выбора и редактированием содержимого. В остальных меню содержатся функции, присущие именно Dynamo.

Меню Dynamo

Общие сведения и настройки можно найти в раскрывающемся меню Dynamo.

1. О программе: данные о версии Dynamo, установленной на компьютере.

2. Соглашение о сборе данных об использовании: возможность принять участие в обмене пользовательскими данными для улучшения работы Dynamo или отказаться от него.

3. Настройки: параметры, такие как точность десятичных знаков в приложении и качество визуализации геометрии.

4. Выход из Dynamo

Справка

При возникновении вопросов по работе программы воспользуйтесь меню Справка. Для доступа к справочным веб-сайтам Dynamo можно использовать веб-браузер.

1. Начало работы: краткое введение в работу с приложением Dynamo.

2. Интерактивные руководства.

3. Образцы: файлы примеров для справки.

4. Словарь Dynamo: ресурс с документацией по всем узлам.

5. Веб-сайт Dynamo: просмотр проекта Dynamo на GitHub.

6. Проект Dynamo Wiki: переход на страницу справки Wiki, посвященную методам разработки с помощью API Dynamo, вспомогательных библиотек и инструментов.

7. Показ начальной страницы: возврат на начальную страницу Dynamo при работе с документом.

8. Отчет об ошибке: создание инцидента на веб-сайте GitHub.

Панель инструментов

Панель инструментов Dynamo содержит ряд кнопок для быстрого доступа к файлам, а также команды «Отменить» [CTRL+Z] и «Повторить [CTRL+Y]». Справа находится еще одна кнопка, с помощью которой можно экспортировать снимок рабочего пространства, что часто требуется при работе с документацией и совместном использовании данных.

Библиотека

Рабочее пространство

Панель выполнения

Обеспечивает запуск сценария Dynamo. Щелкните значок раскрывающегося списка на кнопке «Выполнение», чтобы переключиться между различными режимами.

• «Автоматически»: сценарий запускается автоматически. Изменения применяются в реальном времени.

• «Вручную»: сценарий выполняется только при нажатии кнопки «Запуск». Используется при внесении изменений в сложный и крупный сценарий.

• «Периодически»: по умолчанию этот параметр неактивен. Он становится доступен только при использовании узла DateTime.Now. С его помощью можно настроить автоматическое выполнение сценария с заданным интервалом.

Основное рабочее пространство

Рабочее пространство Dynamo состоит из четырех основных элементов.

1. Все активные вкладки

2. Режим предварительного просмотра

3. Элементы управления масштабированием/панорамированием

4. Узел в рабочем пространстве

Все активные вкладки

При открытии нового файла по умолчанию открывается новое исходное рабочее пространство.

Можно создать пользовательский узел и открыть его в рабочем пространстве пользовательского узла.

Режим предварительного просмотра

Существует три способа переключения между режимами предварительного просмотра.

a. Использование значков в верхней части экрана справа

b. Щелчком правой кнопкой мыши в рабочем пространстве

• Переключение из режима 3D-просмотра в режим предварительного просмотра графика

• Переключение из режима предварительного просмотра графика в режим 3D-просмотра

c. С помощью горячей клавиши (CTRL + B)

Элементы управления масштабированием/панорамированием

Для навигации в любом рабочем пространстве можно использовать значки или мышь.

a. В режиме Предварительный просмотр графика

• Использование значков:
• Использование мыши:

  • Щелчок левой кнопкой мыши — выбор

  • Щелчок левой кнопкой мыши и перетаскивание — выбор нескольких точек

  • Прокрутка колесика вперед/назад — увеличение/уменьшение

  • Перетаскивание с удерживаемой средней кнопкой мыши — панорамирование

  • Щелчок правой кнопкой мыши в любом месте активного окна — открытие окна поиска в активном окне

b. В режиме 3D-просмотра

• Использование значков:
• Использование мыши:

  • Прокрутка колесика вперед/назад — увеличение/уменьшение

  • Перетаскивание с удерживаемой средней кнопкой мыши — панорамирование

  • Щелчок правой кнопкой мыши и перетаскивание — вращение

Узел в рабочем пространстве

Щелкните левой кнопкой мыши, чтобы выбрать какой-либо узел.

Чтобы выбрать несколько узлов, щелкните и перетащите указатель для создания рамки выбора.

В этом разделе рассматриваются основные узлы, доступные в библиотеке Dynamo, которые помогут создать собственную визуальную программу на профессиональном уровне.

• Геометрия для вычислительного проектирования: принципы работы с геометрическими элементами в Dynamo. Изучите несколько способов создания простых или сложных геометрий на основе примитивов.

• Компоновочные блоки программ: сведения о том, что такое данные и каковы основные типы данных, которые можно использовать в программе. Узнайте больше о том, как внедрять математические и логические операции в рабочий процесс проектирования.

• Проектирование на основе списков: сведения о том, как управлять структурами данных и координировать их. Узнайте больше о понятии списка и используйте его для эффективного управления проектными данными.

• Словари в Dynamo: сведения о том, что такое словари. Узнайте, как использовать словари для поиска конкретных данных и значений из набора существующих результатов.

Данное руководство включает главы, составленные Mode Lab. В этих главах основное внимание уделяется принципам, которые позволят вам приступить к разработке собственных визуальных программ в Dynamo, а также полезным советам по повышению эффективности использования Dynamo.

Руководство пользователя Dynamo Primer

Данное руководство предназначено для пользователей с самыми разными навыками и опытом. В указанных ниже разделах можно найти общие сведения о настройке Dynamo, пользовательском интерфейсе и ключевых понятиях. Начинающим пользователям рекомендуется изучить следующие темы:

• Что представляет собой программа Dynamo и как она работает?

• Настройка Dynamo

• Пользовательский интерфейс

• Узлы и провода

Для более глубокого понимания каждого элемента, например конкретных узлов и понятий, лежащих в их основе, представлена отдельная глава.

• Основные узлы и понятия

Для ознакомления с рабочими процессами Dynamo мы добавили несколько графиков в раздел «Примеры рабочих процессов». При создании собственных графиков Dynamo следуйте прилагаемым инструкциям.

• Параметрическая ваза

• Точки притяжения

Сообщество

То, чем Dynamo является сегодня, — во многом заслуга постоянного круга активных пользователей и профессиональных программистов, помогающих приложению развиваться. Станьте участником нашего сообщества: читайте блог, публикуйте результаты своей работы в галерее или обсуждайте Dynamo с другими пользователями на форуме.

Платформа

Приложение Dynamo задумывалось как средство визуального программирования для проектировщиков, в котором можно создавать инструменты для работы с внешними библиотеками или любой программой Autodesk с API. Dynamo Sandbox позволяет создавать программы в среде песочницы, но экосистема, в которой существует Dynamo, постоянно пополняется и расширяется.

Исходный код проекта является открытым, благодаря чему расширять функциональность приложения можно настолько, насколько хватит фантазии. Посетите страницу проекта Dynamo на сайте GitHub и просмотрите текущие проекты пользователей, занимающихся адаптацией Dynamo.

Просматривайте интересные проекты, создавайте Fork-копии и адаптируйте Dynamo под свои потребности.

Библиотека содержит все загруженные узлы, включая десять узлов по умолчанию, входящих в установочный пакет, а также все дополнительно загруженные пользовательские узлы и пакеты. Узлы в библиотеке организованы иерархически в виде библиотек, категорий и подкатегорий (если это необходимо).

• Основные узлы: входят в установку по умолчанию.

• Пользовательские узлы: сохраняйте часто используемые процедуры или специальные графики в качестве пользовательских узлов. Ими также можно поделиться с сообществом.

• Узлы из Package Manager: коллекция опубликованных пользовательских узлов.

Мы рассмотрим иерархические категории узлов, способ быстрого поиска узлов в библиотеке, а также некоторые из часто используемых узлов.

Иерархия библиотек для категорий

Обзор узлов по категориям позволяет быстро разобраться в иерархии узлов, которые требуется добавить в рабочее пространство, а также найти узлы, которыми вы еще не пользовались.

Откройте библиотеку, щелкнув меню, чтобы развернуть каждую категорию и ее подкатегорию.

1. Библиотека

2. Категория

3. Подкатегория

4. Узел

Далее внутри подкатегории выполняется распределение узлов в зависимости от их функции: создание данных, выполнение действия или запрос данных.

Наведите указатель на узел, чтобы посмотреть подробные сведения, помимо его имени и значка. Такие подсказки позволяют быстро определить функции, выполняемые узлом, какие данные ему требуются на входе, и что он выдает на выходе.

1. Описание: описание узла на обычном языке.

2. Значок: увеличенная версия значка, используемого в меню библиотеки.

3. Входные данные: наименование, тип и структура данных.

4. Выходные данные: наименование, тип и структура данных.

Быстрый поиск в библиотеке

Если вам с относительной точностью известно, какой узел необходимо добавить в рабочее пространство, введите ключевые слова в поле Поиск, чтобы найти все соответствующие узлы.

Щелчком выберите необходимый узел или нажмите клавишу ENTER, чтобы добавить выделенные узлы в центр рабочего пространства.

Поиск по иерархии

Поиск узлов можно выполнять не только по ключевым словам, но и по иерархии, разделяя ее уровни точкой в поле поиска, или с помощью узлов Code Block (в которых используется текстовый язык Dynamo).

Иерархия каждой библиотеки отражается в имени узлов, добавляемых в рабочее пространство.

При вводе тех или иных фрагментов расположения узла в библиотечной иерархии в формате library.category.nodeName отображаются различные результаты.

• library.category.nodeName

• category.nodeName

• nodeName или keyword

В рабочем пространстве имя узла обычно представлено в формате category.nodeName. Есть некоторые исключения, в частности, узлы категорий Input и View.

Соблюдайте осторожность при использовании узлов с одинаковыми именами и обращайте особое внимание на различия в категориях, к которым они относятся.

• Узлы из большинства библиотек содержат формат категории.

• Узлы Point.ByCoordinates и UV.ByCoordinates имеют одинаковое имя, но относятся к разным категориям.

• К исключениям относятся встроенные функции, узлы Core.Input, Core.View и логические операторы.

Часто используемые узлы

В базовый комплект установки приложения Dynamo входят сотни узлов. Какие из них наиболее важны при разработке визуальных программ? Рассмотрим узлы, которые позволяют определить параметры программы (Input), отображать результаты действия, выполняемого тем или иным узлом (Watch), и задавать входные данные или функции с помощью горячей клавиши (Code Block).

Узлы Input

Узлы Input — это ключевой инструмент, благодаря которому пользователи визуальных программ могут работать с основными параметрами. Ниже перечислены некоторые узлы, доступные в основной библиотеке.

Узлы Watch и Watch3D

Узлы Watch играют важную роль в управлении потоком данных в визуальной программе. Результат работы узла можно увидеть в окне предварительного просмотра данных узла, наведя курсор на узел.

Элемент удобно просматривать в узле Watch.

Кроме того, результаты геометрии можно просмотреть с помощью узла Watch3D.

Оба этих узла находятся в категории видов основной библиотеки.

Code Block

Узлы Code Block позволяют создавать блоки кода, состоящие из строк, разделенных запятыми. Это так же просто, как и с узлом X/Y.

Кроме того, узлы Code Block можно использовать как горячую клавишу для ввода чисел или вызова другой функции узла. Для этого используется синтаксис, соответствующий соглашению об именовании для текстового языка Dynamo — DesignScript.

Ниже приведен простой пример (с инструкциями) по использованию Code Block в сценарии.

1. Дважды щелкните мышью для создания узла Code Block.

2. Введите Circle.ByCenterPointRadius(x,y);.

3. Щелкните в рабочем пространстве, чтобы отменить выбор и автоматически добавить входные порты x и y.

4. Создайте узлы Point.ByCoordinates и Number Slider, затем соедините их с портами ввода в узле Code Block.

5. Результат выполнения визуальной программы отображается в виде окружности в окне 3D-просмотра.

Dynamo — это среда визуального программирования, которая позволяет пользователям создавать процессы обработки данных. Данные — это числа или текст. Но это также и геометрия. С точки зрения компьютера, геометрия (иногда ее также называют вычислительной геометрией) — это данные, которые можно использовать для создания эстетичных, детализированных или высокопроизводительных моделей. Для этого нужно сначала внимательно изучить различные типы геометрии, доступные для использования.

Узлы

Узлы Dynamo — это объекты, путем соединения которых создается визуальная программа. Каждый узел выполняет ту или иную операцию. Это может быть как простая операция, например хранение числа, так и более сложная, например создание или запрос геометрического объекта.

Структура узла

Большинство узлов Dynamo состоит из пяти частей. За некоторыми исключениями (например, входные узлы) в большинстве своем узлы имеют следующую структуру.

1. Имя: имя узла, имеющее формат Category.Name.

2. Основная часть узла: если щелкнуть ее правой кнопкой мыши, отобразятся параметры, действующие на уровне узла.

3. Порты (ввода и вывода): разъемы для проводов, передающих входные данные для узла, а также результаты выполненной узлом операции.

4. Значение по умолчанию: щелкните порт ввода правой кнопкой мыши. Для некоторых узлов заданы значения по умолчанию, которые можно использовать или игнорировать.

Порты ввода/вывода узлов

Порты — это вводы и выводы узлов, играющие роль разъемов для проводов. В порты, расположенные слева, поступают входящие данные, а из портов, расположенных справа, передаются далее результаты выполненной операции.

Каждый порт рассчитан на прием данных определенного типа. Если соединить с портами узла Point.ByCoordinates число, например 2.75, то операция выполнится успешно и будет создана точка. Но если вместо числа соединить с тем же портом текстовое значение, например Red, это приведет к ошибке.

1. Метка порта

2. Подсказка

3. Тип данных

4. Значение по умолчанию

Состояния узла

Для демонстрации состояния выполнения операций в узлах визуальной программы в Dynamo используются разные цвета. Иерархия состояний определяется следующим образом: ошибка > предупреждение > информация > просмотр.

Если навести курсор на имя или порты, либо щелкнуть их правой кнопкой мыши, отобразятся дополнительные сведения и параметры.

1. Соответствующие входные данные: если над входными портами узла отображаются синие вертикальные полосы, это означает, что узел правильно подключен, и в него поступают входные данные нужного типа.

2. Несоответствующие входные данные: если над одним или несколькими входными портами узла отображается красная вертикальная полоса, нужно подключить эти порты так, чтобы в них поступали входные данные нужного типа.

3. Функция: это узел, выводом которого является функция и порт вывода которого помечен серой вертикальной полосой.

4. Выбранный: выбранные узлы выделяются голубой рамкой по периметру.

5. Замороженный: замороженными являются полупрозрачные синие узлы, и выполнение операций таких узлов приостановлено.

7. Предупреждение: желтый цвет строки состояния под узлом указывает на состояние предупреждения. Это значит, что в узле отсутствуют входные данные либо используются неверные типы данных.

8. Ошибка: красный цвет строки состояния под узлом указывает на то, что в узле произошла ошибка.

9. Сведения: синий цвет строки состояния под узлом указывает на информационное состояние, которое обозначает наличие полезных сведений об узлах. Переход к этому состоянию может быть вызван значением, близким к максимальному значению, поддерживаемому узлом, либо таким использованием узла, при котором может пострадать производительность, и т. д.

Обработка узлов с ошибками и предупреждениями

1. Подсказка с предупреждением: не указанные данные или значение Null не могут использоваться как данные типа Double (то есть, число).

2. Используйте узел Watch, чтобы просмотреть входные данные.

3. Узел Number, предшествующий текущему, передает на выходе текстовое значение Red, а не число.

Замораживание узлов

В некоторых случаях может потребоваться предотвратить выполнение операций определенных узлов в визуальной программе. Это можно сделать, заморозив узел. Этот параметр доступен в контекстном меню узла.

При замораживании узла также замораживаются следующие за ним узлы. Другими словами, все узлы, которые зависят от вывода замороженного узла, также будут заморожены.

Провода

Провода соединяют друг с другом узлы, создавая тем самым связи и обеспечивая поток выполнения операций в рамках визуальной программы. Их можно воспринимать как настоящие электрические провода, передающие заряды (данные) от одного объекта к другому.

Поток выполнения операций в программе

Каждый провод соединяет порт вывода одного узла с портом ввода другого. Такой порядок подключения определяет направление потока данных в визуальной программе.

Порты ввода находятся слева от узлов, а порты вывода — справа, поэтому можно сказать, что поток выполнения операций в программе направлен слева направо.

Создание проводов

Для создания провода нужно щелкнуть сначала порт одного узла, а затем порт другого узла, чтобы установить соединение. В процессе создания соединения провод отображается пунктирной линией, после чего становится сплошным.

Данные всегда проходят по проводам в направлении от вывода к вводу, однако последовательность выбора соединяемых портов не играет роли и может быть любой.

Редактирование проводов

Зачастую при работе над визуальной программой возникает необходимость в корректировке потока выполнения операций путем редактирования проводов, играющих роль соединительных элементов. Чтобы отредактировать провод, щелкните порт ввода подсоединенного узла. Далее выберите один из следующих вариантов:

• Чтобы изменить подключение к порту ввода, щелкните другой порт ввода.

• Чтобы удалить провод, перетащите его в сторону от узла, а затем щелкните в рабочем пространстве.

• Чтобы повторно соединить несколько проводов, щелкните нужные элементы при нажатой клавише SHIFT.

• Чтобы дублировать провод, щелкните нужный элемент при нажатой клавише CTRL.

Провода по умолчанию и выделенные провода

По умолчанию провода отображаются при просмотре как серые прерывистые линии. При выборе узла все подключенные к нему провода выделяются голубым цветом, как и сам узел.

1. Выделенный провод

2. Провод по умолчанию

Скрытие проводов по умолчанию

Если требуется скрыть провода на графике, снимите флажок «Показать соединители» в меню «Просмотреть» > «Соединители».

В данном случае бледно-голубым цветом будут отображаться только выбранные узлы и соединенные с ними провода.

Скрытие отдельных проводов

Чтобы скрыть только выбранный провод, щелкните правой кнопкой мыши вывод узла и выберите «Скрыть провода».

Геометрия в Dynamo Sandbox

Геометрия — это язык, на котором осуществляется разработка. Если в основе языка или среды программирования лежит геометрия, это открывает широкие возможности для создания точных и надежных моделей, автоматизации процессов разработки и итерации проектов на основе алгоритмов.

Зная типы геометрии и то, , можно легко ориентироваться в наборе узлов Geometry, доступных в библиотеке. Узлы Geometry располагаются в алфавитном порядке, а не по иерархическому принципу. Здесь они отображаются примерно так же, как и в интерфейсе Dynamo.

Кроме того, эти знания позволят упростить и сделать более понятым процесс создания моделей в Dynamo, а также соотнесение потока данных в графике с изображением в области предварительного просмотра.

1. Обратите внимание на предполагаемую систему координат, представленную сеткой и цветными осями.

2. Выбранные узлы визуализируют соответствующую геометрию (если узел создает геометрию) в фоновом режиме.

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Понятие геометрии

В обычном понимании геометрия — это исследование формы, размера, относительного положения фигур и свойств пространства. Эта дисциплина имеет богатую историю, берущую свое начало тысячи лет назад. Благодаря появлению компьютеров мы получили мощный инструмент для описания, изучения и генерирования геометрических объектов. В настоящее время можно с легкостью рассчитать сложнейшие геометрические взаимодействия, и ни для кого не секрет, что мы активно используем эти возможности.

Если вы хотите узнать, насколько разнообразной и сложной может быть геометрия, разрабатываемая с помощью компьютеров, введите словосочетание «Стенфордский кролик» в любой поисковой системе. Это каноническая модель, которая используется для тестирования алгоритмов.

Перспектива применения геометрии в контексте алгоритмов, компьютерных вычислений и повышенной сложности может показаться пугающей. Однако есть несколько относительно простых ключевых принципов, освоив которые, мы сможем приступить к изучению более сложных вариантов применения геометрии.

1. Геометрия —это данные, поэтому с точки зрения компьютера и приложения Dynamo геометрический кролик практически ничем не отличается от обычного числа.

2. Геометрия основана на абстракции: по сути, все геометрические элементы описываются с помощью чисел, отношений и формул в заданной пространственной системе координат.

3. Геометрия имеет иерархию: точки образуют линии, линии образуют поверхности и т. д.

4. Геометрия одновременно описывает часть и целое: если есть кривая, то она представляет собой и форму, и все возможные точки вдоль нее.

На практике эти принципы означают, что пользователи должны понимать, над чем они работают (тип геометрии, как она была создана и т. д.). Это понимание позволит нам с легкостью конструировать, разбирать и снова собирать различные геометрические объекты в ходе разработки сложных моделей.

Перемещение между уровнями иерархии

Давайте рассмотрим геометрию с точки зрения принципов абстракции и иерархии. Хоть это и не всегда очевидно, эти принципы тесно взаимосвязаны, и если в этом не разобраться, то при разработке детализированных рабочих процессов и моделей можно столкнуться с серьезным препятствием. Для начала давайте воспользуемся понятием пространственным измерений в качестве основной характеристики моделируемых нами объектов. Зная количество измерений, необходимых для описания формы, мы сможем приблизиться к пониманию иерархического устройства геометрии.

1. Точка (определяемая координатами) не имеет измерений. Она описывается только числами, соответствующими каждой из координат.

2. Отрезок (определяемый двумя точками), в свою очередь, имеет одно измерение: мы можем перемещаться вдоль отрезка вперед (положительное направление) и назад (отрицательное направление).

3. Плоскость (определяемая двумя линиями) имеет два измерения: мы можем перемещаться не только вперед и назад, но и влево или вправо.

4. Параллелепипед (определяемый двумя плоскостями) имеет три измерения: в дополнение к указанному выше, мы можем перемещаться вверх и вниз.

Пространственные измерения — это удобный способ классификации геометрический объектов, но не всегда самый лучший. В конце концов, при моделировании используются не только точки, отрезки, плоскости и параллелепипеды. Что, если нужен изогнутый объект? Кроме этого, существует еще одна категория геометрических типов, которые являются полностью абстрактными: они определяют такие свойства, как ориентация, объем или связи между отдельными частями объекта. Такой объект, как вектор, например, абсолютно неосязаем. Так как же описать его относительно того, что мы видим в пространстве? Нужна более подробная классификация иерархии геометрических объектов, которая должна отражать разницу между абстрактными типами (вспомогательными средствами), которые можно сгруппировать по выполняемой ими функции, и типами, которые используются для описания формы элементов модели.

Дальнейшая работа с геометрией

Создание моделей в Dynamo не ограничено объектами, которые можно создать с помощью узлов. Есть несколько способов расширить возможности использования геометрии.

1. Dynamo позволяет импортировать файлы: используйте файлы CSV для создания облаков точек или файлы SAT для добавления поверхностей.

2. При работе с Revit можно ссылаться на элементы Revit, чтобы использовать их в Dynamo.

В этом указателе представлена дополнительная информация обо всех узлах, используемых в учебнике, а также о других компонентах, которые могут оказаться полезными. Это лишь краткое описание некоторых из 500 узлов Dynamo.

Display

Цвет

Watch

Входные данные

List

Logic

Math

String

Геометрия

Окружность

Cuboid

Curve

Модификаторы геометрии

Line

NurbsCurve

Объект NurbsSurface

Plane

Point

Polycurve

Rectangle

Sphere

Surface

UV

Работа с векторами

Система координат

Операторы

Вектор, плоскость и система координат в Dynamo

Работа с векторами

— это представление величины и направления. Его можно изобразить в виде стрелки, которая движется в определенном направлении с заданной скоростью. Векторы являются ключевым компонентом при разработке моделей в Dynamo. Обратите внимание, что поскольку они относятся к категории вспомогательных средств, то при создании векторы не отображаются в области фонового просмотра.

1. В качестве замены вектору в области предварительного просмотра можно использовать отрезок.

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Плоскость

1. Хотя плоскости являются абстрактными, они имеют исходную точку, что позволяет определить их положение в пространстве.

2. В Dynamo плоскости визуализируются в области фонового просмотра.

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Система координат

1. Хотя системы координат являются абстрактными, они имеют исходную точку, что позволяет определить их положение в пространстве.

2. В Dynamo системы координат визуализируются в области фонового просмотра в виде точки (начало координат) и линий, определяющих оси (согласно принятым нормам, ось X обозначается красным цветом, Y — зеленым, а Z — синим).

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Углубленное изучение

Векторы, плоскости и системы координат составляют основную группу абстрактных типов геометрии. Они помогают задавать расположение, ориентацию и пространственный контекст для других геометрических объектов, определяющих формы. Представим себе человека, который находится в Нью-Йорке на пересечении 42-й улицы и Бродвея (система координат), стоит на тротуаре (плоскость) и смотрит на север (вектор). Мы только что описали местонахождение человека с помощью вспомогательных абстрактных средств. Таким же образом можно задать местонахождение любого объекта, от чехла телефона до небоскреба. Это контекст, необходимый для разработки любой модели.

Работа с векторами

Вектор — это геометрическая величина, описывающая направление и величину. Векторы являются абстрактными, т. е. они представляют собой некоторую величину, а не геометрический элемент. Векторы легко спутать с точками, поскольку они также состоят из списка значений. Однако существует одно важное отличие: точки описывают положение в заданной системе координат, а векторы описывают относительную разницу в положении, что аналогично понятию направления.

Если идея относительной разницы не вполне ясна, представьте, что вектор AB означает следующее: вы стоите в точке A и смотрите в точку B. Направление от одной точки (A) до другой (B) и будет вектором.

Рассмотрим подробнее структуру векторов на примере вектора AB.

1. Начальная точка вектора называется его началом.

2. Конечная точка вектора называется его концом или направлением.

3. Вектор AB и вектор BA — это два разных вектора, поскольку они указывают в противоположных направлениях.

Чтобы отдохнуть от слишком формальных и абстрактных определений вектора и посмеяться, посмотрите классическую комедию «Аэроплан!» (Airplane!), где есть следующая знаменитая цитата:

Roger, Roger. What's our vector, Victor? (Роджер, Роджер. Каков наш вектор, Виктор?)

Плоскость

Плоскости являются двумерной абстрактной вспомогательной геометрией. Плоскости по определению являются «плоскими» и бесконечно расширяются в двух направлениях. Обычно они визуализируются в виде небольшого прямоугольника в начале координат.

Но постойте, скажете вы. Начало координат? Как в системе координат, которая используется для моделирования в САПР?

Совершенно верно. В большинстве программ моделирования используются плоскости построения, или «уровни», с помощью которых определяется локальный двумерный контекст для создания черновиков чертежей. XY, XZ, YZ или, возможно, более знакомые вам «север», «юго-восток», «план» — все это плоскости, определяющие бесконечный «плоский» контекст. Плоскости не имеют глубины, но они помогают описать направление.

Система координат

Если мы с вами освоили плоскости, то разобраться с системами координат нам не составит труда. Плоскость состоит из тех же компонентов, что и система координат, при условии что это стандартная евклидова система координат или система координат XYZ.

Однако имеются и другие альтернативные системы координат, например цилиндрические или сферические. Как будет показано в следующих разделах, системы координат можно также применять к другим типам геометрии для указания положения в пределах этой геометрии.

Можно добавить альтернативные системы координат — цилиндрические и сферические.

Точки в Dynamo

Что такое точка?

определяется одним или несколькими значениями, которые называют координатами. Количество значений координат, необходимых для определения точки, зависит от системы координат или контекста, в котором она находится.

2D- и 3D-точка

Самый распространенный тип точки в Dynamo существует в трехмерной мировой системе координат и имеет три координаты: [X,Y,Z] (3D-точка в Dynamo).

2D-точка в Dynamo имеет две координаты — [X,Y].

Точка на кривых и поверхностях

Параметры кривых и поверхностей являются непрерывными и выходят за пределы заданной геометрии. Поскольку формы, определяющие параметрическое пространство, находятся в трехмерной мировой системе координат, параметрическую координату можно всегда легко преобразовать в «мировую». Например, точка [0.2, 0.5] на поверхности соответствует точке [1.8, 2.0, 4.1] в системе мировых координат.

1. Точка в предполагаемой системе мировых координат XYZ.

2. Точка, представленная относительно заданной системы координат (цилиндрической).

3. Точка, представленная координатами UV на поверхности.

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Углубленное изучение

Если геометрия — это язык модели, то точки — ее алфавит. Точки являются основой для создания всех прочих объектов геометрии. Для создания кривой требуется не менее двух точек, для создания полигона или грани сети — не менее трех и т. д. Определение положения, порядка и связей между точками (например, с помощью функции синуса) позволяет работать с геометрией более высокого порядка, в том числе с такими элементами, как окружности или кривые.

1. Окружность, построенная с помощью функций x=r*cos(t) и y=r*sin(t).

2. Синусоидальная кривая, построенная с помощью функций x=(t) и y=r*sin(t).

Точка в системе координат

Точки также могут существовать в двумерной системе координат. В зависимости от типа рабочего пространства, могут использоваться различные буквенные обозначения — [X,Y] на плоскости или [U,V] на поверхности.

1. Точка в евклидовой системе координат: [X,Y,Z]

2. Точка в системе координат параметров кривой: [t]

3. Точка в системе координат параметров поверхности: [U,V]

Поверхности в Dynamo

Что такое поверхность

в модели используется для представления объектов, которые мы видим в нашем трехмерном мире. Несмотря на то, что кривые не всегда являются плоскими и по сути трехмерны, пространство, определяемое ими, всегда является одномерным. Поверхности позволяют придать модели дополнительное измерение, а также включают набор специальных свойств, которые можно использовать при выполнении других операций моделирования.

Поверхность по параметру

Импортируйте в Dynamo и проанализируйте объект Surface в конкретном параметре, чтобы узнать, какие сведения можно извлечь.

1. Surface.PointAtParameter возвращает объект Point в заданной координате UV.

2. Surface.NormalAtParameter возвращает вектор нормали в заданной координате UV.

3. Surface.GetIsoline возвращает изопараметрическую кривую в координате U или V (обратите внимание на порт ввода isoDirection).

Скачайте файлы примеров, щелкнув ссылку ниже.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Углубленное изучение

Поверхность

Поверхность — это математическая форма, определяемая функцией и двумя параметрами. Вместо параметра t, используемого для кривых, здесь для описания соответствующего пространства используются параметры U и V. Это означает, что при работе с геометрией этого типа появляются дополнительные данные для использования. Например, у кривых есть касательные векторы и плоскости нормали (которые могут поворачиваться или скручиваться вдоль кривой), а у поверхностей есть векторы нормали и касательные плоскости с последовательной ориентацией.

1. Поверхность

2. Изолиния U

3. Изолиния V

4. Координата UV

5. Перпендикулярная плоскость

6. Вектор нормали

Область поверхности: определяется как диапазон параметров (U,V), каждый из которых соответствует трехмерной точке на этой поверхности. Область в каждом измерении (U или V) обычно описывается двумя числами: (от U мин. до U макс.) и (от V мин. до V макс.).

Хотя поверхность может не выглядеть как прямоугольник, а некоторые ее участки могут отличаться более или менее плотным расположением изолиний, «пространство», определяемое областью поверхности, всегда является двумерным. В Dynamo всегда подразумевается, что область поверхности определяется диапазоном значений U и V, где минимальное значение равно 0.0, а максимальное — 1.0. У плоских или обрезанных поверхностей могут быть разные области.

Изолиния (или изопараметрическая кривая): кривая, определяемая постоянным значением для одного направления (U или V) на поверхности и областью значений для другого направления (V или U, соответственно).

Координата UV: точка в пространстве параметров UV, определяемая значениями U, V и иногда W.

Перпендикулярная плоскость: плоскость, перпендикулярная изолиниям U и V в заданной координате UV.

Вектор нормали: вектор, определяющий направление «вверх» относительно перпендикулярной плоскости.

Поверхности NURBS

Поверхности NURBS очень похожи на NURBS-кривые. Такую поверхность можно представить в виде сетки из NURBS-кривых, идущих в двух направлениях. Форма поверхности NURBS определяется набором управляющих точек и степенью сглаживания этой поверхности в направлениях U и V. Те же алгоритмы используются для вычисления формы, нормалей, касательных, кривизны и других свойств с помощью управляющих точек, весов и степени сглаживания.

В случае с поверхностями NURBS для геометрии подразумеваются два направления, поскольку эти поверхности являются прямоугольными сетками из управляющих точек, хотя они могут выглядеть совсем по-другому. Эти направления во многих случаях задаются произвольным образом на основе мировой системы координат, однако они часто используются для анализа моделей или создания других геометрических объектов на основе поверхности.

1. Степень сглаживания (U,V) = (3,3)

2. Степень сглаживания (U,V) = (3,1)

3. Степень сглаживания (U,V) = (1,2)

4. Степень сглаживания (U,V) = (1,1)

Полиповерхности

Полиповерхности состоят из нескольких поверхностей, кромки которых соединены. Полиповерхности обеспечивают более детализированные сведения, нежели простое двумерное определение UV, благодаря чему их можно использовать для перехода по соединенным формам посредством их топологии.

Термин «топология» в большинстве случаев используется для обозначения того, как различные элементы связаны и взаимодействуют друг с другом. В Dynamo топология (Topology) также является типом геометрии. Topology является родительской категорией таких объектов, как поверхности (Surface), полиповерхности (Polysurface) и тела (Solid).

Объединение поверхностей таким образом (иногда называемое замыканием) позволяет создавать более сложные формы, а также детализировать стыки. К кромкам объекта Polysurface можно применять операции сопряжения или фаски.

Твердые тела в Dynamo

Что такое твердое тело?

Для создания сложных моделей, которые невозможно получить из одной поверхности, или определения явного объема необходимо научиться работе с (и полиповерхностями). Даже для самого простого куба требуется целых шесть поверхностей, по одной на каждую грань. Тела позволяют получить доступ к двум ключевым концепциям, не доступным при работе с поверхностями, а именно к уточненным топологическим описаниям (граням, кромкам, вершинам) и логическим операциям.

Логическая операция для создания шара с шипами

Для изменения тел применяются . Попробуйте использовать несколько логических операций для создания шара с шипами.

1. Sphere.ByCenterPointRadius: создание базового объекта тела Solid.

2. Topology.Faces, Face.SurfaceGeometry: запрос граней тела и преобразование в геометрию поверхности (в данном случае сфера имеет только одну грань).

3. Cone.ByPointsRadii: построение конусов, используя точки на поверхности.

4. Solid.UnionAll: объединение конусов со сферой.

5. Topology.Edges: запрос кромок нового объекта Solid.

6. Solid.Fillet: сглаживание кромок шара с шипами.

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Замораживание

Логические операции сложны, и их вычисление может занимать много времени. Замораживание можно использовать, чтобы приостановить выполнение операций в выбранных узлах, а также следующих за ними узлах.

1. Используйте контекстное меню, чтобы «заморозить» операцию объединения тел.

2. Выбранный узел и все следующие за ним узлы отображаются светло-серым полупрозрачным цветом, а все затронутые провода отображаются в виде прерывистых линий. Предварительный просмотр соответствующей геометрии также будет полупрозрачным. Теперь можно изменить значения в узлах, предшествующих выбранному, не перегружая приложение расчетом логической операции объединения.

3. Чтобы разморозить узлы, щелкните правой кнопкой мыши и снимите флажок «Заморозить».

4. Все затронутые узлы и изображения предварительного просмотра связанных геометрических объектов обновляются и возвращаются к стандартному виду.

Углубленное изучение

Тела

Тела состоят из одной или нескольких поверхностей, внутри которых заключен объем, определенный замкнутым контуром, который отделяет то, что внутри тела, от того, что снаружи. Независимо от количества используемых поверхностей, для того чтобы объект считался телом, содержащийся в нем объем должен быть полностью замкнутым. Тела можно создавать путем объединения поверхностей или полиповерхностей либо с помощью таких операций, как лофтинг, сдвиг и вращение. Такие примитивы, как сфера, куб, конус и цилиндр, также являются телами. Объект Cube, у которого отсутствует хотя бы одна грань, считается полиповерхностью, которая уже не является телом, хотя и обладает многими аналогичными свойствами.

1. Плоскость состоит из одной поверхности и не является телом.

2. Сфера состоит из одной поверхности и является телом.

3. Конус состоит из двух соединенных поверхностей и является телом.

4. Цилиндр состоит из трех соединенных поверхностей и является телом.

5. Куб состоит из шести соединенных поверхностей и является телом.

Топология

Элементы, из которых состоят тела, делятся на три типа: вершины, кромки и грани. Грани — это поверхности, образующие тело. Кромки — это кривые, обозначающие области соединения смежных граней, а вершины — это начальные и конечные точки этих кривых. Эти элементы можно запросить с помощью узлов Topology.

1. Грани

2. Кромки

3. Вершины

Операции

Тела можно изменять путем применения скруглений и фасок к кромкам, чтобы тем самым сгладить острые углы. Операция фаски создает поверхность соединения между двумя гранями, а операция сопряжения сглаживает переход между гранями для сохранения касательности.

1. Твердотельный куб

2. Куб с фасками

3. Скругленный куб

Логические операции

Логические операции для тел — это методы, позволяющие объединить несколько тел в одно. Каждая логическая операция включает в себя четыре операции:

1. Пересечение двух или более объектов.

2. Разделение их в местах пересечения.

3. Удаление ненужных частей геометрии.

4. Объединение оставшихся частей.

1. Объединение: несколько тел объединяются в одно с удалением перекрывающихся частей.

2. Разность: одно тело вычитается из другого. Тело, которое вычитается, называется инструментом. Обратите внимание, что для сохранения обратного объема вычитаемое и подвергающееся вычитанию тела можно поменять местами.

3. Пересечение: при пересечении сохраняются только перекрывающиеся части двух тел.

1. UnionAll: операция объединения для сферы и повернутых наружу конусов.

2. DifferenceAll: операция разности для сферы и повернутых внутрь конусов.

Цвет — это тип данных, который помогает создавать наглядные визуальные представления, а также отражать различия в результатах визуального программирования. При работе с абстрактными данными и численными переменными бывает трудно определить, что именно изменилось и в какой степени. Для решения этой проблемы можно использовать цвета.

Создание цветов

Цвета в Dynamo создаются с использованием входных данных ARGB, что является сокращенным обозначением комбинации альфа-канала (Alpha) с красным (Red), зеленым (Green) и синим (Blue) каналами. Альфа-канал служит для задания прозрачности цвета, а остальные три канала используются как основные цвета для создания всего цветового спектра.

Запрос значений цвета

Цвета в таблице ниже запрашивают свойства, использованные для настройки итогового цвета: альфа, красный цвет, зеленый цвет и синий цвет. Обратите внимание, что узел Color.Components включает все четыре свойства в качестве портов вывода, поэтому его удобнее всего использовать для запроса свойств цвета.

Цвета в таблице ниже соответствуют цветовому пространству HSB. Разделение цвета на такие составляющие, как оттенок, насыщенность и яркость, является более понятным и привычным с точки зрения интерпретации цвета. Какого оттенка должен быть цвет? Насколько ярким он должен быть? Насколько светлым или темным? Отвечая на эти вопросы, мы тем самым разбиваем цвет на составляющие, то есть на оттенок, насыщенность и яркость соответственно.

Цветовой диапазон

Цветовой диапазон аналогичен узлу Remap Range из упражнения #part-ii-from-logic-to-geometry: он повторно сопоставляет список чисел с другой областью. Однако вместо сопоставления с областью чисел цветовой диапазон выполняет сопоставление с цветовым градиентом в соответствии со входными значениями в диапазоне от 0 до 1.

Текущий узел хорошо выполняет свои функции, но с ним может быть трудно добиться нужных результатов с первого раза. Чтобы уверенно работать с цветовым градиентом, стоит несколько раз опробовать его на практике в интерактивном режиме. Выполните небольшое упражнение, чтобы узнать, как настроить градиент, так чтобы цвета на выходе соответствовали заданным числам.

1. Определите три цвета. С помощью узла Code Block определите красный, зеленый и синий цвета, назначив каждому из них соответствующие сочетания значений 0 и 255.

2. Создайте список. Объедините три цвета в один список.

3. Определите индексы. Создайте список для определения положения ручек каждого цвета (в диапазоне от 0 до 1). Обратите внимание, что для зеленого цвета задано значение 0,75. Это смещает зеленый цвет на 3/4 вдоль горизонтального градиента в регуляторе цветового диапазона.

4. Code Block. Введите значения (от 0 до 1), которые будут преобразованы в цвета.

Образец цвета

Узел Display.ByGeometry позволяет раскрашивать геометрию на видовом экране Dynamo. Это позволяет наглядно показывать различные типы геометрии, демонстрировать параметрические концепции и задавать условные обозначения для расчета при моделировании. В качестве входных данных здесь требуются только геометрия и цвет. Для создания градиента, как на изображении выше, порт ввода Color соединяется с узлом Range.

Цвет на поверхностях

Узел Display.BySurfaceColors позволяет использовать цвет для сопоставления данных на поверхности. Это дает нам широкие возможности для визуализации данных, полученных с помощью таких типов дискретного анализа, как расчеты инсоляции и энергопотребления, а также анализ близости. Применение цвета к поверхности в Dynamo аналогично применению текстуры к материалу в других средах САПР. Выполните небольшое упражнение ниже, чтобы ознакомиться с этим инструментом.

Упражнение

Базовая спираль с цветами

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

В этом упражнении основное внимание уделяется параметрическому управлению цветом параллельно с геометрией. Геометрия — стандартная спираль, определение которой выполнено ниже с помощью узла Code Block. Это простой и быстрый способ создания параметрической функции. Так как на данном уроке рассматривается работа с цветом (а не с геометрией), то Code Block идеально подходит для быстрого создания спирали без загромождения рабочей области. Мы будем использовать Code Block все чаще и чаще по мере изучения более сложных процессов.

1. Code Block: создайте два узла Code Block, используя приведенные выше формулы. Это быстрый параметрический метод создания спирали.

2. Point.ByCoordinates: соедините порты координат этого узла с тремя портами вывода узла Code Block.

Отображается массив точек, которые образуют спираль. Далее необходимо создать кривую, проходящую через точки, чтобы получить изображение спирали.

1. PolyCurve.ByPoints: соедините порт вывода Point.ByCoordinates с портом ввода points этого узла. Отображается спиральная кривая.

2. Curve.PointAtParameter: соедините порт вывода PolyCurve.ByPoints с портом ввода curve. Это требуется, чтобы создать параметрическую точку притяжения, которая перемещается вдоль кривой. Так как кривая вычисляет положение точки с помощью параметра, необходимо задать значение param в диапазоне от 0 до 1.

3. Number Slider: добавьте этот узел в рабочую область и измените значение min на 0,0, значение max на 1.0, а значение step на .01. Соедините порт вывода регулятора с портом ввода param узла Curve.PointAtParameter. Появляется точка, которая перемещается вдоль спирали в соответствии с положением регулятора (0 — в начальной точке, 1 — в конечной).

Создав опорную точку, мы можем сравнить расстояние от нее до исходных точек, определяющих геометрию спирали. Данное расстояние будет определять геометрию и цвет.

1. Geometry.DistanceTo: соедините порт вывода узла Curve.PointAtParameter с портом input этого узла. Соедините узел Point.ByCoordinates с входным параметром «geometry».

2. Watch: в результате мы получаем список значений расстояния от каждой точки спирали до опорной точки, перемещающейся вдоль кривой.

Следующий шаг — определение параметров на основе списка расстояний между точками спирали и опорной точкой. Эти значения расстояний будут использованы для определения радиусов сфер, размещаемых вдоль кривой. Чтобы обеспечить подходящий размер сфер, необходимо повторно сопоставить значения расстояния.

1. Math.RemapRange: соедините порт вывода узла Geometry.DistanceTo с портом ввода numbers.

2. Code Block: соедините узел Code Block со значением 0,01 с портом ввода newMin, а узел Code Block со значением 1 с портом ввода newMax.

3. Watch: соедините порт вывода Math.RemapRange с одним узлом, а порт вывода Geometry.DistanceTo — с другим. Сравните результаты.

Выполнив этого шаг, мы получили повторно сопоставленный список расстояний меньшего диапазона. При необходимости можно задать другие значения newMin и newMax. Новые значения будут повторно сопоставлены и будут иметь одинаковый коэффициент распределения в пределах области.

1. Sphere.ByCenterPointRadius: соедините порт вывода узла Math.RemapRange с портом ввода radius, а порт вывода исходного узла Point.ByCoordinates — с портом ввода centerPoint.

Измените значение числового регулятора и посмотрите, как при этом изменится размер сфер. Теперь у нас есть параметрический шаблон.

Размер сфер является представлением параметрического массива, определяемого опорной точкой, перемещающейся вдоль кривой. Применим эту же концепцию к радиусу сфер, чтобы определить их цвет.

1. Color Range: добавьте в рабочую область этот узел. При наведении указателя мыши на порт ввода value обратите внимание, что запрашиваемые числа находятся в диапазоне от 0 до 1. Необходимо повторно сопоставить числа, указанные для порта вывода узла Geometry.DistanceTo, чтобы они были совместимы с этой областью.

2. Sphere.ByCenterPointRadius: временно отключите предварительный просмотр узла (щелкните правой кнопкой мыши, а затем выберите «Предварительный просмотр»).

1. Math.RemapRange: эта процедура должна быть вам уже знакома. Соедините порт вывода узла Geometry.DistanceTo с портом ввода numbers.

2. Code Block: аналогично шагу выше задайте значение 0 для порта ввода newMin и 1 для порта ввода newMax. Обратите внимание, что в данном случае мы задаем два порта вывода для одного узла Code Block.

3. Color Range: соедините порт вывода узла Math.RemapRange с портом ввода value.

1. Color.ByARGB: этот блок позволит нам создать два цвета. Хотя процесс может показаться не самым очевидным, по сути, это то же самое, что и работа с цветами RGB в другом программном обеспечении. Просто здесь мы используем возможности визуального программирования.

2. Code Block: создайте два значения — 0 и 255. Соедините два порта вывода с двумя портами ввода Color.ByARGB в соответствии с изображением выше (или создайте другие цвета на свой выбор).

3. Color Range: порт ввода colors запрашивает список цветов. Необходимо создать этот список из двух цветов, заданных на предыдущем шаге.

4. List.Create:: объедините два цвета в один список. Соедините порт вывода этого узла с портом ввода colors узла Color Range.

1. Display.ByGeometryColor: соедините узел Sphere.ByCenterPointRadius с портом ввода geometry, а узел Color Range — с портом ввода color. К области кривой применяется мягкий цветовой градиент.

Если изменить в определении значение узла Number Slider, который мы изучили ранее, то цвета и размеры геометрии будут обновлены. Цвета и размер радиуса в данном случае связаны напрямую, и теперь между этими двумя параметрами существует и визуальная связь.

Упражнение по работе с цветом на поверхностях

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Сначала необходимо создать поверхность (или выбрать существующую поверхность в качестве опорной) для использования в качестве входных данных для узла Display.BySurfaceColors. В этом примере поверхность образуется путем лофтинга между синусоидой и косинусоидой.

1. Эта группа узлов создает точки вдоль оси Z с последующим смещением в соответствии с функциями синуса и косинуса. Затем два полученных списка точек используются для создания NURBS-кривых.

2. Surface.ByLoft: сформируйте интерполированную поверхность между NURBS-кривыми из списка.

1. File Path: выберите файл изображения, который будет использоваться в качестве образца для пиксельных данных на последующих этапах.

2. С помощью узла File.FromPath преобразуйте путь к файлу в файл, а затем передайте этот файл в узел Image.ReadFromFile, чтобы вывести изображение для использования в качестве образца.

3. Image.Pixels: используйте изображение в качестве входных данных и введите значение количества образцов, получаемых вдоль осей X и Y изображения.

4. Slider: задайте значения количества образцов для узла Image.Pixels.

5. Display.BySurfaceColors: сопоставьте массив значений цветов на поверхности со значениями по осями X и Y соответственно.

Просмотрите увеличенную предварительную версию итоговой поверхности с разрешением 400 x 300.

Чтобы углубиться в процесс разработки визуальных программ, нам потребуется более тонкое понимание того, что представляют собой компоновочные блоки программ. В этой главе описываются основные понятия, относящиеся к данным, проходящим по проводам программы Dynamo.

Логика (а точнее условная логика) позволяет задать действие или набор действий в зависимости от результата проверки. После прохождения проверки выдается логическое значение True или False, которое можно использовать для управления ходом программы.

Логические выражения

Числовые переменные могут хранить целый диапазон различных чисел. В логических переменных хранятся только два значения: «Истина» или «Ложь», да или нет, 1 или 0. Из-за ограниченной применимости логические операции можно не так часто встретить в расчетах.

Условные выражения

Выражение «If» является ключевым для программирования. Если некое условие истинно, то происходит что-то одно; в противном случае происходит что-то другое. Действие, выполняемое после проверки с помощью данного выражения, зависит от логического значения. Существует несколько способов определения выражения If в Dynamo.

Рассмотрим краткий пример с каждым из этих трех узлов в действии, используя условное выражение If.

На этом изображении в узле boolean задано значение true. Это означает, что на выходе появится строка this is the result if true (это результат при истинном значении). Три узла, образующие выражение If, работают одинаково.

Напомним, что узлы работают одинаково. Если для boolean изменить значение на false, результатом будет число пи, как определено в исходном операторе If.

Упражнение «Логика и геометрия»

Скачайте файл с примером, щелкнув ссылку ниже.

Полный список файлов с примерами можно найти в приложении.

Часть I. Фильтрация списка

1. Используем логику, чтобы разделить список чисел на список четных и список нечетных чисел.

a. Number Range. Добавление диапазона чисел в рабочую область.

b. Numbers. Добавление трех узлов Number в рабочую область. Каждый узел Number должен иметь следующие значения: 0.0 для start, 10.0 для end и 1.0 для step

c. Output. На выходе получается список из 11 чисел в диапазоне от 0 до 10.

d. Modulo (%). Диапазон номеров в качестве входных данных для x и значение 2.0 в качестве входных данных для y. При этом рассчитывается остаток каждого числа в списке при делении на 2. На выходе из этого списка будет представлен список чередующихся значений 0 и 1.

e. Equality Test (==). Добавление в рабочую область проверки равенства. Соедините выходные данные modulo с входным параметром x, а значение 0.0 с входным параметром y.

f. Watch. В качестве выходных данных проверки равенства будет представлен список значений «Истина» (true) и «Ложь» (false). С помощью этих значений элементы будут разделяться в списке. 0 (или true) соответствует четным числам, а 1 (или false) — нечетным.

g. List.FilterByBoolMask. Этот узел отфильтровывает значения по двум разным спискам в зависимости от вводимого логического выражения. Соедините исходный диапазон чисел с входным параметром list, а выходной параметр проверки равенства с входным параметром mask. В выходных данных in представлены истинные значения, а в out — ложные.

h. Watch. В результате мы получили списки четных и нечетных чисел. Итак, с помощью логических операторов мы разделили списки по определенному признаку.

Часть II. От логики к геометрии

Применим логику из первого упражнения к моделированию.

2. За основу возьмем предыдущее упражнение с теми же узлами. Помимо изменения формата, единственными исключениями будут следующие.

a. Используйте узел Sequence с этими входными значениями.

b. Отсоединен входной параметр list от узла List.FilterByBoolMask. Эти узлы пока не нужны, но они потребуются позже.

3. Начнем с создания отдельной группы Graph, как показано на изображении выше. Эта группа узлов представляет собой параметрическое уравнение для определения линейной кривой. Примечания.

a. Первый регулятор Number Slider представляет частоту волны в диапазоне от 1 до 4 с шагом 0,01.

b. Второй регулятор Number Slider представляет амплитуду волны в диапазоне от 0 до 1 с шагом 0,01.

c. PolyCurve.ByPoints. Если скопировать приведенную выше схему узлов, на видовом экране предварительного просмотра Dynamo будет создана синусоидальная кривая.

При вводе данных используйте числовые узлы для более статических свойств и регуляторы чисел для более гибких свойств. Необходимо сохранить исходный диапазон чисел, который определяется в начале этого шага. Однако синусоидальная кривая, которую мы пытаемся создать, должна обладать определенной гибкостью. Перемещая регуляторы, можно видеть частотные и амплитудные изменения кривой.

4. Забежим немного вперед и посмотрим на конечный результат, чтобы представить, каким он должен быть. Первые два шага выполняются отдельно, теперь их нужно соединить. С помощью базовой синусоидальной кривой будет определяться местоположение компонентов молнии, а с помощью логики «истина/ложь» — элементы меньшего или большего размера.

a. Math.RemapRange. С помощью последовательности чисел, созданной на шаге 02, сформируем новую последовательность чисел, перенастроив диапазон. Исходные числа из шага 01 имеют диапазон от 0 до 100. С помощью входных параметров newMin и newMax диапазон значений изменяется на 0–1 соответственно.

5. Создайте узел Curve.PointAtParameter, а затем соедините выходной параметр Math.RemapRange из шага 04 с входным параметром param.

На этом шаге создаются точки вдоль кривой. Диапазон чисел был перенастроен на 0–1, так как входной параметр param ищет значения в этом диапазоне. Значение 0 соответствует начальной точке, а значение 1 — конечным точкам. Все промежуточные числа относятся к диапазону [0,1].

6. Соедините выходной параметр узла Curve.PointAtParameter с узлом List.FilterByBoolMask, чтобы разделить список четных и нечетных индексов.

a. List.FilterByBoolMask. Соедините узел Curve.PointAtParameter из предыдущего шага с входным параметром list.

b. Watch. Узел Watch для in и узел Watch для out показывают, что имеется два списка — c четными и нечетными индексами. Тот же самый порядок точек используется в кривой, что демонстрируется на следующем шаге.

7. Далее используйте результат вывода из узла List.FilterByBoolMask на шаге 05 для создания геометрий с размерами в соответствии с индексами.

Cuboid.ByLength. Для создания молнии вдоль синусоидальной кривой воспроизведите связи, представленные на изображении выше. В данном случае кубоид — это просто рамка, размер которой определяется в зависимости от точки кривой в центре рамки. Теперь логика деления «четные/нечетные» в модели должна быть понятной.

a. Список кубоидов с четными индексами.

b. Список кубоидов с нечетными индексами.

Готово! Вы только что запрограммировали процесс определения геометрических размеров в соответствии с логической операцией, показанной в этом упражнении.

Кривые в Dynamo

Что такое кривая?

Кривые — это первый из рассматриваемых здесь типов геометрических данных с привычным набором свойств, определяющих форму объекта (степень изгиба, длина и т. д.). Следует помнить, что основной единицей при построении любых объектов — от отрезка до сплайна и всех прочих типов кривых — остаются точки.

1. Отрезок

2. Полилиния

3. Дуга

4. Окружность

5. Эллипс

6. NURBS-кривая

7. Сложная кривая

Отрезок

NURBS-кривая

NURBS — это модель, используемая для точного представления кривых и поверхностей. Создайте синусоидальную кривую в Dynamo с помощью двух различных методов создания кривых NURBS и сравните результаты.

1. Узел NurbsCurve.ByControlPoints в качестве управляющих точек использует список точек.

2. Узел NurbsCurve.ByPoints создает кривую по списку точек.

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Углубленное изучение

Кривые

Под термином кривая обычно понимаются все типы криволинейных форм (даже если они являются прямолинейными). Таким образом, кривая — это родительская категория, в которую входят все эти типы форм: отрезки, окружности, сплайны и т. д. В техническом плане кривая описывает все возможные точки, которые можно найти, путем ввода параметра «t» в набор простых (x = -1.26*t, y = t) или высших математических функций. Независимо от типа кривой, искомым свойством является данный параметр, условно обозначаемый как «t». Кроме этого, все кривые, независимо от своей формы, также имеют начальную и конечную точки, которые соответствуют минимальному и максимальному значениям «t», используемым для создания кривой. Это также позволяет определить направленность кривой.

Важно помнить, что в Dynamo область значений «t» для кривой охватывает диапазон от 0,0 до 1,0.

Все кривые также имеют ряд свойств или характеристик, которые можно использовать для их описания или анализа. Если расстояние между начальной и конечной точками равно нулю, кривая будет замкнутой. Кроме этого, каждая кривая имеет несколько управляющих точек. Если все эти точки расположены в одной плоскости, то кривая будет плоской. Некоторые свойства применяются ко всей кривой, другие — только к определенным точкам на кривой. Например, планарность является глобальным свойством, а вектор касательной при заданном значении — локальным.

Отрезки

Отрезки — это простейшая форма кривых. Хотя они могут не выглядеть изогнутыми, на самом деле, это кривые, у которых просто отсутствует кривизна. Существует несколько способов создания отрезков, наиболее простым из которых является создание отрезка от точки A до точки B. Форма отрезка AB заключена между этими точками, но математически она бесконечно продолжается в обоих направлениях.

При соединении двух отрезков создается полилиния. На этом изображении наглядно показано, что собой представляет управляющая точка. При изменении положения любой из этих точек изменится и форма полилинии. Если полилиния замкнута, получится полигон. Если длина всех ребер полигона одинакова, он будет правильным.

Дуги, окружности, эллиптические дуги и эллипсы

Постепенно усложняя параметрические функции, определяющие форму, можно построить не просто отрезок, но и дугу, окружность, эллиптическую дугу или эллипс, задав один или два радиуса. Отличие между дугой и окружностью или эллипсом состоит только в том, что последние две формы являются замкнутыми.

NURBS-кривые и сложные кривые

NURBS (неоднородные сплайны с рациональной основой ) — это математические представления, которые позволяют точно смоделировать любую форму: от простого двумерного отрезка, окружности, дуги или прямоугольника до сложнейшей трехмерной органичной кривой произвольной формы. Благодаря своей гибкости (плавной интерполяции, в зависимости от заданной степени, при относительно небольшом количестве управляющих точек) и точности (достигаемой за счет сложных математических вычислений) модели NURBS можно использовать в любом процессе, будь то презентация, анимация или производство.

Степень: степень кривой определяет диапазон влияния управляющих точек на кривую (чем выше степень, тем больше диапазон). Степень — это положительное целое число. Обычно это число 1, 2, 3 или 5, но вместо него может использоваться любое другое положительное целое число. NURBS-отрезки и полилинии обычно имеют степень 1, а кривые произвольной формы — степени 3 или 5.

Управляющие точки: список точек в количестве не меньшем, чем «степень + 1». Одним из самых простых способов изменения формы NURBS-кривой является перемещение ее управляющих точек.

Вес: с управляющими точками связано определенное число, которое называется весом. Обычно вес является положительным числом. Если для управляющих точек кривой установлен одинаковый вес (обычно 1), кривая называется нерациональной. В противном случае она считается рациональной. Большинство NURBS-кривых являются нерациональными.

Узлы: список чисел (степень+N-1), где N — количество управляющих точек. Узлы используются вместе со значениями веса для управления влиянием управляющих точек на итоговую кривую. Одной из функций узлов является создание точек излома в определенных точках кривой.

1. Степень = 1

2. Степень = 2

3. Степень = 3

Что такое строка

Формально строка — это последовательность символов, представляющих литеральную константу или переменную определенного типа. Однако на сленге программистов строкой называется любой текст. Мы уже говорили о том, как можно управлять параметрами с помощью целых и десятичных чисел. Аналогичным образом можно работать и с текстом.

Создание строк

Строки применяются в разных ситуациях, в том числе при настройке пользовательских параметров, аннотировании документации и анализе текстовых наборов данных. Узел String находится в разделе Core > Input Category.

Примеры узлов выше являются строками. В виде строки может быть представлено число, буква или целый массив текста.

Упражнение

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

Запрос строк

С помощью запроса строк можно быстро анализировать большие объемы данных. Поговорим о некоторых основных операциях, которые могут ускорить рабочий процесс и обеспечить совместимость программного обеспечения.

На следующем изображении показана строка данных из внешней электронной таблицы. Строка представляет вершины прямоугольника в плоскости XY. Рассмотрим подробнее некоторые операции по разделению строк в небольшом упражнении.

1. В качестве разделителя вершин прямоугольника используется точка с запятой («;»). При этом создается список, содержащий 3 элемента для каждой вершины.

1. Если нажать знак «+» посредине узла, будет создан новый разделитель.

2. Добавьте строку «,» в рабочую область и соедините ее с новым входным параметром separator.

3. Получится список из десяти элементов. Сначала в качестве разделителя узла используется значение separator0, а затем — separator1.

Хотя элементы списка на изображении выше выглядят как числа, в Dynamo они все так же считаются отдельными строками. Для создания точек тип соответствующих данных необходимо преобразовать из строкового в числовой. Для этого используется узел String.ToNumber.

1. Этот узел достаточно прост. Соедините результаты String.Split с входным параметром. Кажется, что выходные данные не изменились, но теперь типом данных будет number, а не string.

Добавив несколько дополнительных операций, вы создали треугольник на основе исходных строковых входных данных в начале координат.

Операции со строками

Так как строка является типовым текстовым объектом, у нее есть множество применений. Рассмотрим основные действия в разделе Core > String Category в Dynamo.

На изображении представлен метод объединения двух строк по порядку. Берется каждая литеральная строка в списке и создается одна объединенная строка.

На следующем изображении показана операция объединения трех строк.

1. Нажатием кнопок «+/-» в центре узла можно добавлять или удалять строки.

2. На выходе получается одна объединенная строка с пробелами и знаками препинания.

Метод соединения очень похож на метод объединения, но в нем есть дополнительный слой пунктуации.

Пользователям, работающим с Excel, могут быть знакомы файлы CSV. CSV расшифровывается как comma-separated values — значения, разделенные запятыми. Чтобы создать данные с аналогичной структурой, в узле String.Join в качестве разделителя можно использовать запятую (или в данном случае два дефиса).

На следующем изображении показано соединение двух строк.

1. Входной параметр separator позволяет создать строку, выступающую в качестве разделителя соединенных строк.

Работа со строками

В этом упражнении с помощью методов запроса строк и операций со строками мы разберем последнее четверостишие стихотворения американского поэта Роберта Фроста Stopping By Woods on a Snowy Evening. Хотя это не самый практичный пример, он поможет понять, как выполнять основные операции со строками в связном тексте с размером и рифмой.

Начнем с разделения строк четверостишия. Прежде всего, обратим внимание на то, что в стихотворении используются запятые. С помощью них можно будет разделить каждую строчку на отдельные элементы.

1. Исходная строка вставляется в узел String.

2. Для указания разделителя используется еще один узел String. В данном случае разделителем будет запятая.

3. В рабочую область добавляется узел String.Split, который соединяется с двумя строками.

4. На выходе строчки разделены на отдельные элементы.

Перейдем к самой интересной части стихотворения: последним двум строчкам. Исходное четверостишие представляло собой один элемент данных. Сперва эти данные были разделены на отдельные элементы. Теперь необходимо найти нужный нам текст. Хотя это можно осуществить, выбрав два последних элемента списка, в случае с целой книгой не обязательно прочитывать ее всю и выделять элементы вручную.

1. Вместо того чтобы выполнять поиск вручную, используйте узел String.Contains для поиска набора символов. Это аналогично команде «Найти» в текстовом редакторе. В этом случае при обнаружении подстроки в элементе возвращается значение «Истина» или «Ложь».

2. Для входного параметра searchFor определите подстроку, которую необходимо найти в четверостишии. Воспользуйтесь узлом String с текстом «And miles».

3. На выходе получим список значений «Истина» и «Ложь». Воспользуемся этой логикой для фильтрации элементов на следующем этапе.

1. Для отбора значений True и False используйте узел List.FilterByBoolMask. Выходной параметр in возвращает выражения с входным значением mask, для которых действительно значение «Истина», а выходной параметр out — выражения, для которых действительно значение «Ложь».

2. Результат на выходном параметре in соответствует ожиданиям, то есть мы получаем две последние строки четверостишия.

Теперь необходимо воссоздать повтор, объединив две строки вместе. Если посмотреть на результаты выполнения предыдущего шага, можно заметить, что в списке присутствуют два элемента.

1. С помощью двух узлов List.GetItemAtIndex можно изолировать элементы, используя значения 0 и 1 в качестве входных данных индекса.

2. На выходе из каждого узла получаем последние две строки, расположенные по порядку.

Для объединения этих двух элементов в один используйте узел String.Join.

1. После добавления узла String.Join становится понятно, что требуется разделитель.

2. Для создания разделителя добавьте узел String в рабочую область и введите запятую.

3. Конечный результат — объединение двух последних элементов в один.

Изолирование двух последних строк может показаться довольно трудоемким процессом. Это действительно так — операции со строками часто требуют предварительной подготовки. Однако эти операции масштабируемы и могут сравнительно легко применяться к большим наборам данных. Если работа с электронными таблицами и настройка совместимости осуществляются на параметрической основе, обязательно помните об операциях со строками.

Сеть в Dynamo

Что такое сеть?

В сфере вычислительного моделирования сети представляют собой одну из наиболее распространенных форм представления 3D-геометрии. Геометрия сети обычно состоит из набора четырехугольников или треугольников. Она может быть простой и гибкой альтернативой работе с поверхностями NURBS. Сети используются во всех областях, от визуализации до цифрового производства и 3D-печати.

Элементы сети

Приложение Dynamo определяет сети, используя структуру данных «грань—вершина». На элементарном уровне эта структура представляет собой набор точек, сгруппированных по полигонам. Точки сети называются вершинами, а полигоны, похожие на поверхности, — гранями.

Для создания сети требуется список вершин и система, позволяющая группировать эти вершины в грани, называемая группой индексов.

1. Список вершин

2. Список групп индексов для определения граней

Mesh Toolkit

Возможности работы с сетями в Dynamo можно расширить за счет установки пакета Mesh Toolkit. Dynamo Mesh Toolkit содержит инструменты для импорта сетей из внешних файлов в других форматах, создания сетей из геометрических объектов Dynamo и построения сетей вручную по вершинам и индексам.

В библиотеке также содержатся инструменты для изменения сетей, их восстановления или извлечения горизонтальных срезов для использования в производстве.

Ознакомьтесь с примерами работы с Mesh Toolkit на основе данного пакета.

Углубленное изучение

Сеть

Сеть — это набор четырехугольников и треугольников, образующих геометрию поверхности или тела. Как и в случае с телами, структура объекта-сети включает в себя вершины, ребра и грани. Существуют свойства, которыми обладают только сети, например нормали.

1. Вершины сети

2. Ребра сети (ребра, у которых только одна прилегающая грань, называются открытыми; все остальные ребра являются закрытыми)

3. Грани сети

Вершины и нормали вершин

Вершины сети представляют собой обычный список точек. Индекс вершин очень важен при создании сети или получении информации о структуре сети. У каждой вершины также есть соответствующая нормаль вершины (вектор), задающая усредненное направление прилегающих граней и позволяющая определить ориентацию сети «внутрь» или «наружу».

1. Вершины

2. Нормали вершин

Грани

Грань представляет собой упорядоченный список из трех или четырех вершин. Таким образом, представление грани сети зависит от положения индексируемых вершин. Благодаря наличию списка вершин, образующих сеть, вместо указания отдельных точек для определения грани достаточно использовать индекс вершин. Это также позволяет использовать одну и ту же вершину в нескольких гранях.

1. Квадратная грань, созданная на основе индексов 0, 1, 2 и 3

2. Треугольная грань, созданная на основе индексов 1, 4 и 2 (обратите внимание, что очередность групп индексов может быть изменена: если очередность следует направлению против часовой стрелки, то грань будет определена правильно)

Сети и NURBS-поверхности

В чем отличие геометрии сети от геометрии NURBS? Когда следует использовать геометрию каждого из этих типов?

Параметризация

В предыдущей главе мы узнали, что NURBS-поверхности определяются набором NURBS-кривых, идущих в двух направлениях. Эти направления обозначаются как U и V и позволяют осуществлять параметризацию поверхности NURBS в соответствии с областью определения двумерной поверхности. Сами кривые хранятся на компьютере в виде формул, что позволяет рассчитывать итоговые поверхности с произвольно малой степенью точности. Тем не менее скомбинировать несколько NURBS-поверхностей достаточно сложно. Объединение двух NURBS-поверхностей приведет к созданию сложной поверхности, причем разные сегменты геометрии будут иметь различные параметры UV и определения кривых.

1. Поверхность

2. Изопараметрическая кривая

3. Управляющая точка поверхности

4. Управляющей полигон поверхности

5. Изопараметрическая точка

6. Рамка поверхности

7. Сеть

8. Открытое ребро

9. Сетка сети

10. Ребра сети

11. Нормаль вершины

12. Грань сети/нормаль грани сети

Сети состоят из дискретного количества точно заданных вершин и граней. Сетка вершин, как правило, не может быть определена простыми координатами UV, а так как грани дискретны, степень точности уже встроена в сеть и ее можно изменить только путем уточнения сети и добавления дополнительных граней. Отсутствие математических описаний у сетей обеспечивает гибкость при работе со сложными геометрическими объектами в пределах одной сети.

Локальное и глобальное влияние

Еще одно важное отличие заключается в том, насколько локальные изменения геометрии сети или геометрии NURBS влияют на всю форму. Перемещение одной вершины сети влияет только на грани, прилегающие к этой вершине. В NURBS-поверхностях механизм влияния более сложен и зависит от степени, а также веса и узлов управляющих точек. Однако в целом при перемещении одной управляющей точки на NURBS-поверхности изменения в геометрии будут более сглаженными и масштабными.

1. NURBS-поверхность: перемещение управляющей точки влияет на всю форму.

2. Геометрия сети: перемещение влияет только на прилегающие элементы.

В качестве аналогии можно сравнить векторное изображение (состоящее из отрезков и кривых) с растровым изображением (состоящим из отдельных пикселей). При увеличении векторного изображения кривые остаются плотными и четкими, а при увеличении растрового изображения увеличивается размер отдельных пикселей. В этом случае NURBS-поверхности можно сравнить с векторным изображением, так как здесь работает плавная математическая связь, а сеть ведет себя так же, как растровое изображение с заданным разрешением.

Данные — это содержимое программы. Они передаются по проводам, предоставляя входные значения узлам, в которых затем обрабатываются и преобразуются в выходные данные новой формы. Давайте рассмотрим определение данных и их структуру, а затем начнем работу с данными в Dynamo.

Что такое данные?

Данные — это набор значений количественных и качественных переменных. Самая простая форма данных — это числа, например 0, 3.14 и 17. Однако существуют и другие типы данных: переменные, представляющие меняющиеся числа (height); символы (myName); геометрические объекты (Circle); список элементов данных (1,2,3,5,8,13,...).

В Dynamo данные добавляются (или передаются) в порты ввода узлов. Данные могут существовать без действий, однако они необходимы для обработки действий, которые представлены в форме узлов. Если узел добавлен в рабочее пространство, но не имеет входных данных, результатом будет функция, а не результат самого действия.

1. Простые данные

2. Данные и действие (узел), которое успешно выполняется.

3. Действие (узел) без входных данных возвращает типовую функцию.

Null — отсутствие данных

Остерегайтесь значений null. Тип 'null' указывает на отсутствие данных. Это абстрактное понятие, с которым можно, тем не менее, столкнуться при визуальном программировании. Если результат действия недопустим, узел возвращает нулевой объект.

Проверка наличия нулевых объектов и их удаление из структуры данных крайне важны для создания надежных программ.

Структуры данных

При визуальном программировании можно очень быстро генерировать большие объемы данных, поэтому необходимы средства для управления их иерархией. Эту роль выполняют структуры данных — организационные схемы, в которых хранятся данные. Особенности структур данных и их использования зависят от языка программирования.

В Dynamo для построения иерархии данных используются списки. Они будут подробнее рассмотрены в следующих главах, пока же приведем только общие сведения.

Список — это набор элементов, размещенных в одной структуре данных:

• У меня пять пальцев (элементы) на руке (список).

• На моей улице (список) десять домов (элементы).

1. Узел Number Sequence определяет список чисел на основе входных данных start, amount и step. С помощью этих узлов было создано два отдельных списка из десяти чисел, один из которых охватывает диапазон 100–109, а другой — 0–9.

2. Узел List.GetItemAtIndex позволяет выбрать элемент в списке по определенному индексу. При выборе значения 0 будет получен первый элемент в списке (в данном случае — 100).

3. Та же процедура применительно ко второму списку дает значение 0 — первый элемент в списке.

4. Объединим оба списка в один с помощью узла List.Create. Обратите внимание, что узел создает список списков. Это меняет структуру данных.

5. При повторном использовании узла List.GetItemAtIndex с индексом 0 получаем первый список в списке списков. Это означает, что список рассматривается как элемент, в чем и состоит отличие от других языков программирования. В последующих главах операции со списками и структуры данных будут рассмотрены подробнее.

Главное, что следует помнить об иерархии данных в Dynamo — в случае со структурой данных списки рассматриваются как элементы. Другими словами, в Dynamo структура данных рассматривается сверху вниз. Что это означает? Рассмотрим пример.

Упражнение «Использование данных для создания цепочки цилиндров»

Скачайте файл примера, щелкнув указанную ниже ссылку.

Полный список файлов примеров можно найти в приложении.

В первом примере создадим цилиндр с оболочкой, пройдя по ступеням геометрической иерархии, описанной в этом разделе.

Часть I. Настройка графика для одного цилиндра с набором изменяемых параметров

1. Добавьте узел Point.ByCoordinates. После его добавления в рабочую область в начале координат сетки предварительного просмотра Dynamo появляется точка. Значения по умолчанию для выходных параметров x,y и z равны 0,0. В этом месте и была создана точка.

2. Plane.ByOriginNormal. Следующий шаг в построении геометрической иерархии — плоскость. Существует несколько способов построения плоскости. В этом случае в качестве входных данных используется начало координат и нормаль. Начало координат — это узел-точка, созданный на предыдущем шаге.

Vector.ZAxis. Это унифицированный вектор в направлении Z. Обратите внимание, что здесь входные данные отсутствуют, а есть только вектор со значением [0,0,1]. Он будет использоваться в качестве входных данных нормали для узла Plane.ByOriginNormal. В результате получается прямоугольная плоскость в области предварительного просмотра Dynamo.

3. Circle.ByPlaneRadius. Продвигаясь вверх по иерархии, создадим кривую из плоскости, полученной на предыдущем шаге. После соединения с узлом получаем окружность в начале координат. По умолчанию радиус в узле имеет значение 1.

4. Curve.Extrude. Теперь выполним выдавливание фигуры, задав глубину и двигаясь в третьем измерении. Этот узел создает поверхность из кривой путем выдавливания. По умолчанию расстояние в узле равно 1, а на видовом экране должен отображаться цилиндр.

5. Surface.Thicken. Этот узел создает замкнутое тело путем смещения поверхности на заданное расстояние и замыкания формы. По умолчанию значение толщины равно 1, а на видовом экране в соответствии с этими значениями отображается цилиндр с оболочкой.

6. Number Slider. Вместо использования значений по умолчанию для входных данных добавим в модель параметрические элементы управления.

Редактирование области. После добавления регулятора чисел в рабочую область щелкните значок в левом верхнем углу окна, чтобы отобразить параметры области.

Min/Max/Step. Задайте для параметров min, max и step значения 0, 2 и 0.01 соответственно. Это необходимо для управления размером всей геометрии.

7. Регуляторы чисел. Вместо входных значений по умолчанию скопируйте и вставьте этот регулятор чисел (выберите его, нажмите CTRL + C, затем CTRL + V) несколько раз, пока во всех входных параметрах со значениями по умолчанию не будут заданы регуляторы. Чтобы алгоритм действовал, некоторые значения регуляторов должны быть больше нуля (например, для увеличения толщины поверхности требуется глубина выдавливания).

8. В итоге с помощью регуляторов создан параметрический цилиндр с оболочкой. Попробуйте изменить некоторые из параметров, наблюдая за динамическим обновлением геометрических объектов на видовом экране Dynamo.

Регуляторы чисел. На следующем этапе мы добавили в рабочую область множество регуляторов, и теперь необходимо очистить интерфейс только что созданного инструмента. Щелкните один регулятор правой кнопкой мыши и выберите «Переименовать...». Замените имя каждого регулятора именем соответствующего параметра (толщина, радиус, высота и т. п.).

Часть II. Заполнение массива цилиндров из части I

9. На данный момент создан цилиндр с толстыми стенками. Пока это только один объект. Теперь рассмотрим, как создать массив цилиндров, которые динамически связаны друг с другом. Для этого вместо одного объекта создадим список цилиндров.

Добавление (+). Наша цель — добавить ряд цилиндров возле уже имеющегося цилиндра. При вставке еще одного цилиндра рядом с текущим необходимо учитывать радиус цилиндра и толщину его оболочки. Это число можно получить, сложив два значения регуляторов.