Vue 5 Esprit 高级教程之函数基础概念

函数是三维景观软件Vue 5 Esprit的材质视觉质量的关键因素。函数在产生一个依赖于位置的值时是非常重要的(例如在材质中表示一个依赖于位置的透明度)。函数允许用户将空间上的点与0到1之间的某个数值相对应。

　　函数编辑器可以通过按住Ctrl键的时候点击函数预览图或者选择Edit function(编辑函数)菜单来实现。此时就会出现如图1所示的函数编辑器。

　　

　　

图1 函数编辑器

　　函数是Vue中最难于理解的部分，也是Vue 5 Esprit的最后一部分，本讲之后我们将会讲解Vue软件最新出来的功能最全面的Vue 6 xStream中一些新的功能和使用，欢迎大家继续共同学习。下面我们就来了解与函数相关的一些基础概念和知识，以便我们将来更加深入地学习Vue的函数功能。

　　一、图表

图表用于显示一系列相互连接的节点，这些节点用于生成基于给定输入值产生的输出值的。

　　二、输入和输出节点

　　输入位于图表的顶部，输出位于图表的底部。输入节点是那些进入图表的点，而输出节点是那些存在于图表上的数据点。输出节点代表着通过函数计算所得的值。

　　数据在输入节点进入图表，通过图表中不同的节点和连接向下运行，并在输出节点中出现。用户不能删除输入或者输出节点，也不能将其他节点放在输入节点之上或者输出节点之下。

　　默认的输入包括以下几个类别：

　　1. Position(位置): 这个输入节点产生一个代表函数赋值点位置的矢量值。很明显，这个输入节点的值依赖于为对象材质所映射的模式。

　　2. Normal(#? 该输入节点产生一个代表函数赋值点指向表面的方向。

　　3. Altitude(高度): 该输入节点产生一个信息，它的值与函数赋值点的高度成比例。这个值依赖于映射模式，可以从-1到1之间变动。

　　4. Slope(斜面):该输入节点产生一个信息，它的值与函数赋值点的斜面成比例。如果表面是水平的，那么这个输入值是1，如果这个表面是垂直的，它的值就是0.如果表面是水平的，并且朝向下方，那么这个值是-1。

　　5. Orientation(方向): 该输入节点产生一个信息，它的值位于-1到1之间，依赖于函数赋值点指向表面的方位角。如果表面沿着Y轴指向，那么输入值就是0。该数值从-1到1之间变动，也就是从西南到东南之间变动。

　　三、输出数据

　　输出节点的名称和类型依赖于从函数获得的值(也就是函数的目的是什么)。例如，如果用户正在编辑一个程序地形的地形高度，那么输出值就是被标上“海拔”，那么通过函数产生的值就会被用来生成程序地形的海拔。

　　通常情况下，函数输出数据的类型是一个数值(一个浮点值)，但是某些情况下函数也能够输出颜色(例如在编辑程序材质的颜色函数时)。如果用户想要使用一个能够输出指定数值的颜色时，SmartGraph(快速图表)就会自动添加一个节点，用于将颜色转变为亮度值。

　　四、多重输出和主输出

　　在某些情况下，函数可以输出多重数据通道。这只是为了当用户从一个简单的程序材质中编辑函数等情况下服务的。在这样的情况下，函数编辑器会为材质所有不同的通道(颜色、凹凸、透明度等)显示输出节点。用户可以重复利用图标中的一部分来同时生成多个通道的输出，以代替复制图标中的部分(例如用户可以将颜色和凹凸输出设置为同一节点)。

　　如果函数编辑器中具有几个输出节点，那么其中有一个就是主输出。在函数图表中只有一个主输出。主节点是与进入函数编辑器时通道相对应的输出。例如，如果用户通过编辑颜色生成函数来进入函数编辑器，那么主输出就是颜色输出。但是如果用户通过编辑凹凸生成函数进入函数编辑器，那么主输出就是凹凸输出，而不是颜色输出。

　　主输出与其他类型的输出节点显示方式具有非常的不同，即使它是在没有被选择的情况下(或者与这个输出关联的节点没有被选择)。如果用户按住Save(保存)按钮，只有与主输出关联的图表部分会被保存。保存的函数会在视觉函数浏览器中显示，与其他预置的函数类似。默认情况下，函数是放置在Functions(函数)文件夹下的。这意味这它们会出现在视觉函数浏览器的Personal (个人)收藏夹中。同样，如果用户使用Load(载入)载入一个新的函数到函数编辑器中，或者在对话框中按住New(新建)按钮，只有与主输出相关的部分会被取代(或者移除)。

　　五、节点

　　节点在图表中用小的盒子来表示。一个节点在它的入口处得到一个数据流，影响某一特定的过程(在这个过程中，数据依赖于它的类型和可选参数的值)，产生一个或者几个流出的数据流。这个流出的数据可以与进入的数据类型相同，也可以不同。

　　这里具有9中不同类型的节点：杂点节点、碎片节点、颜色节点、纹理图节点、滤镜节点、常量节点、扰动节点、组合节点和数学节点。为了方便，不同类型的节点在盒子的外形上有不同的表现形式。节点在图表中可以呈现两种大小：一种是小的符号表示节点类型(在盒子的顶部)，另一种是大的节点预览图表示(盒子的外形仍然表示节点类型)。

　　节点的大小依赖于Graph Options(图标设置)自动设置，但是用户可以使用Show in graph(图标显示)选项来改变两种显示方式。这样用户可以让重要的节点显示出来，使得它比其他节点要大。如图2所示。

　　

图2 节点

　　六、数据类型

　　函数编辑器中的数据类型可以分为四类：

　　1. Number(数值):这是一个浮点值。这是函数图表中典型的输出。杂点节点和碎片节点产生数值。

　　2. Color(颜色): 这是颜色节点的典型输出。如果用户正在编辑一个材质的颜色通道，函数就可以输出一个数值(在这种情况下数值就会使用一个彩色图在函数外被转变为颜色)，或者直接生成一个颜色(在这种情况下，材质编辑器中的彩色图是不可用的)。

　　3. Texture Coordinates(纹理匹配): 这是一个二维的矢量，用于表示函数赋值点的纹理匹配。这是来自Projection(发射)节点的典型输出。

　　4. Vector(矢量): 这是由三个数字组成的一组数，用于表示空间的位置或者方向。通常情况下，位置和正常输入都是矢量，其中位置表示函数赋值点的位置(被转换为依赖于被选映射模式的相应的对等系统)，而正常输入是函数赋值点所在位置所指向的对象表面的方向。

　　七、连接

　　连接是将不同的节点连接起来的一些线。连接代表着穿越图表的数据流。数据始终是从上至下，从顶部(输入)到底部(输出)。如果一个节点比另外一个节点高，那么可以知道它已经通过程序运算了。

　　连接的颜色表示通过连接的数据类型。

　　蓝色连接线：数值(如杂点输出)
　　绿色连接线：颜色信息
　　紫色连接线：纹理匹配
　　红色连接线：矢量数据(如位置)
　　灰色连接线：未定义数据类型

　　当一个连接被选中的时候(如单击)，它就会被加粗，而且连接线所连接的两个节点就是在程序编辑器的连接属性部分被显示，如图3所示。

　　

图3 选中连接线

　　小结：本讲所讲解的是有关函数的一些基本知识和基础概念，初看起来不是特别容易理解，不过在以后的深入学习中，大家会慢慢了解这些概念和含义在函数创建和管理中所能起到的重要作用，只有熟练理解了这些概念和含义之后，才能更好地明白函数的使用。Vue的函数是该软件中最不容易理解和最难掌握的部分，也是Vue中较为高级的使用，它对于用户创建自己的材质有着非常重要的作用，希望大家能够一步步将其理解深入，并为将来的Vue 6 xStream学习打下坚实的基础。