Vellum —— Vellum Solver-编程知识

Solver

Collision

Forces

Advanced

Secondary Constraint Pass

Multi-Pass Solve

Motion

Sleeping

Grain Collisions

Fluids

Minimal Solver

Vellum Solver SOP是DOP的封装，以简化vellum的解算；第一个端口是geometry，第二个端口是相同点数的且点对点（点号或id）的约束；第三个端口是碰撞体，碰撞体的拓扑结构应不变；另外，还可识别一些packed的几何体类型；还可在节点内，添加force、constraint property等节点；

Solver

Substeps，对快速运动或突然的力，应增加此值；如vellum太拉伸，增加到2或5是个好的开始；
Constraint Iterations，每子步内执行的迭代数，非常刚性的约束要求更多的迭代来收敛；最远点间的边数，是好的起点；
Smooth Iterations，默认约束迭代使用Gauss-Seidel方式（收敛快），但由于刚性太高或不可能的配置会无法完全收敛；此迭代使用Jacobi方式（收敛慢），误差会均匀分布；

Collision

Collision Passes，执行的碰撞检测数，在约束迭代间交替执行；因为碰撞代价高，最好最小化；
Post Collision Passes，所有约束被执行后，最后的碰撞检测；“number of stacked layers + 2” 是很好，可完全传播堆叠层；
Polish Passes，在任何碰撞过程中，可能无法完全解析，额外的碰撞将运行（非常便宜）；
Layer Shock，整数点属性layer标记为不同的层，层越高越轻；

Forces

Velocity Damping，直接缩放速度，可快速阻尼；

Advanced

Target，pin约束的目标路径；
Integration，一阶对弯曲运动会被约束阻尼，二阶可恢复更多的弯曲运动，保持更多能量；但碰撞被检测，会退回到一阶，避免过度弹跳；

Secondary Constraint Pass

单独解算更新的次要约束，否则在主pass内解析；
对一些昂贵的约束，可低频率解算以提高性能，如低弯曲刚性的丝绸，可低频率解算弯曲约束；
对约束拓扑内频率变化的（会导致解算器重排序约束解算，抖动），如四面体有机组织stitch在一起滑动，由于滑动约束变化，四面体可能会轻微抖动，可将stitch约束移到此pass，设置Solve Frequency为1，保持相同刚性，会消除此种抖动；

Multi-Pass Solve

重复子步直到条件满足；
当前条件会修复由禁用点引起的问题，禁用点导致几何体被捕获和导致未禁用点生成拉伸；由于碰撞优先于约束，结果是布料或头发拉伸；如检测到拉伸过大，与自动禁用点相邻的点将被禁用；然后重复解算，以期望free几何体；
notconverged（detail），disableself，disableexternal；

Collision

Disable Failed Collisions，点碰撞失败后，会被标记为禁用，从而可无碰撞移动；
Reset Collided Points，如点被检测到不再tangled状态并连接到非禁用点，将重新激活；
Initialize Overlap Distances，创建overlap_self、overlap_external属性（如存在将不会初始化），初始解算避免重叠；
Update Overlap Distances，更新overlap_self、overlap_external属性，以反映当前配置；
Tetrahedral Open Faces，四面体非共享面将生成碰撞几何体，如同时使用triangle shell 和 tetrahedral mesh，则此操作多余；

Motion

Max Acceleration，加速度限制避免过于服从非现实的力；
Fallback to First Order Integration on Collision，如点超过最大加速度，二阶预测可能错误，通常为反弹；
Grain/Fluid粒子总是会考虑退回一阶，不仅仅是碰撞情况下；
Limit Acceleration in Velocity Update，限制速度；
Limit Displacement on Collision，在碰撞时限制粒子移动；
Disable Broken Welds，当断开焊接点时，如表面没有分离，可能会爆开，此选项设置disableself属性，避免自碰撞；可能使分层布料穿插；

Normalize Stress，归一化应力计算，以便子步的更改，计算的值更加可预测；

Breaking Frequency，测试约束断开，断开约束会改变拓扑，会减慢解算；

Sliding Method，attach、stitch滑动的模式；

Closest Point速度快但会跳过凹陷，

Traverse Polygons速度慢会处理凹陷；

Traverse Triangles（Optimized）比上一个快很多倍，但仅适用于三角形目标；

Sleeping

粒子速度小于阈值，达到指定长的时间，即会停止（stopped=1）；
再次唤醒粒子，可使用POP Awaken节点；

Grain Collisions

grain使用单独的碰撞pass，来处理grain间的碰撞，与POP Grains类似；
Search Scale，粒子pscale的缩放值，用于搜索范围；也影响在打簇内的吸引力范围；
Max Neighbors，搜索范围内的最大粒子数，如勾选OpenCL Neighbor Search参数（考虑所有范围内的点），则此参数忽略；
Assume Uniform Radius，pscale属性确定每粒子的半径，如所有粒子半径相同，则更快的用于查找邻居；
Ignore Neighbors with Same Name or Piece，忽略具有相同非空name属性或非负piece属性的邻居；可创建仅与其他簇交互的单独簇，通常与‘shape match约束’结合使用，以获得刚性；
Enable Constraint Averaging，当多个粒子同时碰撞时，平均化所有约束，以确保稳定；
Repulsion Weight，粒子碰撞力的权重，值为0粒子不碰撞；repulsionweight点属性缩放；
Attraction Weight，粒子粘连在一起的权重，值为0粒子不打簇；attractionweight点属性缩放；
Enable Mass Shock，根据粒子相对重力的位置，缩放粒子的质量；更高的粒子更轻，以使堆叠的粒子快速收敛，更稳定；
Shock Scaling Power，缩放量，值越高粒子间对比就越高，过高的值会使高粒子非常轻，会使系统不稳定；
Shock Axis，堆叠方向，通常与重力相反；

Fluids

使用density约束，来保持流体不可压缩性，且提供viscosity、surface tension；phase属性非零；
Kernel Radius Scale，内核半径缩放，影响由表面张力产生的水滴大小；
Viscosity，粘度，与viscosity属性相乘；对不同phase值的粒子，粘性会独立解析；
SDF Collision Viscosity，与SDF碰撞接触的流体粘度，仅当Enable Minimal Solver时才有效；
Viscosity Solver，执行粘度解算的类型，Explicit快但不稳定（对高粒子数、高粘度，或低子步），Implicit慢但稳定（对高粒子数和粘度值）；
Viscosity Tolerance，使用Implicit时的粘度容差，越低精度越高（更多迭代）；
Max Viscosity Iterations，使用Implicit时的最大迭代数；
Surface Tension，表面张力，值越高会减低曲率，以形成水滴；与surfacetension属性相乘，对不同phase值的粒子，张力会独立解析；

Spatial Sort Interval，grain、fluid会执行许多涉及附近点的计算，通常空间中附近的点在内存中也靠近会大大的提高性能，此选项时按指定间隔帧对粒子排序；

排序会改变点号，应在解算前添加id属性；

Minimal Solver

被限制的解算器版本（被vellum brush使用），允许布料和其他柔体，与静态几何体快速交互；不适用于动态碰撞体，不建议用户使用；

OpenCL

OpenCL Graph Coloring，使用快速并行的OpenCL算法，对四面体可能需要多十倍的内存；
OpenCL Neighbor Search，使用OpenCL搜索grain、fluid邻居，比CPU更快，但可能使用更多的内存；