VEXで谷折りエッジを検出しグループ化する

やりたいこと

谷折り部分のエッジだけを検出したいが、Group CreateのInclude by Edgesでは山折り谷折り関係なしに検出してしまうし、低ポリゴンだとMeasureノードのCurvatureモードが上手く働かないのでVEXを使用して谷折りエッジのみを検出する仕組みを作成した。

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45度以上の谷折りエッジを選択

優角、劣角

優角は180°以上、360°以下の角のことで、劣角は0°以上180°以下の角のことをいう。 優角にはreflex angleという英語訳があるが、劣角には対訳がない。

判定方法

面法線とTangentを使用して判定する。 重要なのはTangentの向きを揃えること。そこで共有する辺のベクトルをBinormalとして、Tangentを求める。

Houdiniは右手座標系なので、辺は時計回りで順番になる。特定の辺に向かうTangentベクトルを求めるには、Normal×Binormalの順番で外積すれば良い。

プライマリプリミティブのNormalとセカンダリプリミティブのTangentを内積すると、0以上の場合優角、0以下の場合劣角となる。

基本方針

  1. プリミティブからプリミティブを構成するハーフエッジのリストを取得する
  2. ハーフエッジから同等のハーフエッジを検索し、それを含むプリミティブを見つける
  3. プリミティブ同士のNormalとTangentを内積する。
  4. 一定角以上の辺をグループ化する。

ノード構成

3角形ポリゴンかつ、フラットシェーディングであることが前提。Threshold(0-1)で設定した角度以下の谷折りエッジを、Nameで指定した名前をEdgeグループ化する。

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// プリミティブに含まれる最初のハーフエッジを見つける
int f_hedge = primhedge(0, @primnum);
vector N = normalize(vertex(0, "N", vertexindex(0,@primnum,0)) + vertex(0, "N", vertexindex(0,@primnum,0)) + vertex(0, "N", vertexindex(0,@primnum,0)));
int hedge = f_hedge;

int i = 0;
while(hedge != -1 && i < 3)
{
    if(i != 0 && hedge == f_hedge)
    {
        break;
    }

    // ハーフエッジかどうか
    if(hedge_isvalid(0, hedge) == 0)
    {
        hedge = hedge_next(0,hedge);
        ++i;
        continue;
    }

    // プライマリハーフエッジかどうか
    if(hedge_isprimary(0, hedge) == 0)
    {
        hedge = hedge_next(0,hedge);
        ++i;
        continue;
    }

    int hedgeNum = hedge_equivcount(0, hedge);
    int other_hedge = hedge_nextequiv(0,hedge); // プライマリハーフエッジに対して同等なもう一方のハーフエッジを取得する
    for(int k = 0; k < hedgeNum-1; ++k)
    {
        // 共有する辺からBinormalを計算する
        vector binormal = normalize(point(0,"P", hedge_srcpoint(0,other_hedge)) - point(0,"P", hedge_dstpoint(0,other_hedge)));

        // もう一方の面の法線を求める。
        int other_prim = hedge_prim(0, other_hedge);
        int other_vertex = vertexindex(0,other_prim,0);
        int other_vertex2 = vertexindex(0,other_prim,1);
        int other_vertex3 = vertexindex(0,other_prim,2);


        vector otherN = normalize(vertex(0, "N", other_vertex) + vertex(0, "N", other_vertex2) + vertex(0, "N", other_vertex3));

        // normal x binromal の順番で外積
        vector otherT = cross(otherN, binormal);

        // プライマリのNormalとセカンダリのTangentを内積
        float angle = dot(N, otherT);

        if(angle > ch("threshold"))
        {
            setedgegroup(0, chs("name"), hedge_srcpoint(0,hedge), hedge_dstpoint(0,hedge),1);
        }

        other_hedge = hedge_nextequiv(0, other_hedge);
    }

    hedge = hedge_next(0,hedge);
    ++i;   
}

サンプル

Houdini Indie Limited-Commercial 18.9.287で作成
detectCurvatureEdge.hiplc