Учебник Grasshopper.

Третья Редакция (V3.2)

Grasshopper предоставляет графический редактор алгоритмов, который тесно интегрирован с инструментами моделирования Rhino, позволяющий дизайнерам создавать дефинишины, генерирующие формы, от самых простых до внушающих благоговение.

ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ!

Вы только что открыли третье издание Grasshopper Primer. Этот учебник

был первоначально написан Andrew O. Payne из Lift Architects для Rhino4 и Grasshopper version 0.6.0007 который уже во время его выпуска был гигантски обновлён до уже стабильной платформы Grasshopper. Теперь мы оказываемся перед лицом ещё одного важного сдвига в развитии, так что обновление данного учебника для начинающих было просто необходимо. Мы очень рады добавить описания множества этих замечательных обновлений Grasshopper, продвинутых членами сообщества любителей Grasshopper.

С этим отличным фундаментом наша команда Mode Lab принялась за развитие и дизайн обновленной третьей редакции учебника.

Эта редакция предоставляет полное руководство пользователя наиболее актуальной текущей версии Grasshopper (version 0.90076), выделяя, на наш взгляд, наиболее самые захватывающие обновления функций. Переработанный текст, графика и рабочие примеры предназначены научить визуальному программированию абсолютного новичка, а также обеспечить быстрое погружение в технологию Генеративного Дизайна для опытного ветерана. Наша цель - чтобы этот учебник служил в качестве полевого справочника для новых и существующих пользователей, желающих ориентироваться в тонкостях использования Grasshopper в их творческой практике.

Этот учебник под названием Основы знакомит Вас с основными понятиями и даёт фундаментальные навыки эффективного использования рабочих процессов Grasshopper.

«Основы» являются первым томом в предстоящей коллекции учебников по Grasshopper. Это первый том, проводящий через введение в пользовательский интерфейс Grasshopper, анатомию дефинишинов Grasshopper и три главы, посвященных параметрической концепции и примерам применения:

• Введение — Что такое Grasshopper и как его можно использовать?

• Здравствуй, Grasshopper — Создание вашего первого дефинишина.

• Анатомия Grasshopper-дефинишина — Из чего состоит дефинишин?

• Строительные Блоки Алгоритмов — Начните с простого, чтобы создать сложное.

• Проектирование с использованием Списков — Что такое списки данных и как можно ими управлять?

• Проектирование с использованием Деревьев Данных — Какова структура данных и какое значение она имеет для моего процесса?

• Приложение — заканчивает этот том, предоставляя Вам ресурсы для самостоятельного продолжения исследований.

ПРОЕКТ «GRASSHOPPER PRIMER» (Учебник Grasshopper)

Grasshopper Primer – это проект с открытым исходным кодом, инициированный Bob McNeel, Scott Davidson и командой Grasshopper Development из Robert McNeel & Associates.

Mode Lab является авторами Третьего Издания этого учебника. http://modelab.is

БЛАГОДАРНОСТЬ

Отдельное спасибо David Rutten за бесконечное вдохновение и неоценимый труд пионера Grasshopper. Мы также хотели бы поблагодарить Andrew O. Payne за предоставленные примеры работ с которых этот проект была инициирован. Наконец, большое спасибо Bob McNeel и всем в Robert McNeel & Associates за их щедрую поддержку во все эти годы.

НЕОБХОДИМОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Rhino5

Rhino 5.0 является лидером рынка программ 3D-моделирования и промышленного дизайна. Очень сложные формы могут быть непосредственно смоделированы или введены через 3D-сканеры. Благодаря мощному движку, основанному на полной поддержке NURBS, в Rhino 5.0 можно создавать, редактировать, анализировать и преобразовывать кривые, поверхности и твёрдые тела. Нет никаких ограничений по сложности, степени или размеру.

http://www.rhino3d.com/download/rhino/5/latest

Grasshopper

Для дизайнеров, которые ищут новые формы, используя алгоритмы генерации, Grasshopper предоставляет графический редактор алгоритмов, который тесно интегрирован с инструментами моделирования Rhino. В отличии от RhinoScript или Python, Grasshopper не требует знания абстрактного синтаксиса скриптов, но, тем не менее, позволяет дизайнерам создавать дефинишины, генерирующие формы, от самых простых до внушающих благоговение.

http://www.grasshopper3d.com/page/download-1

ФОРУМЫ

Форум Grasshopper очень активный и представляет собой замечательный ресурс для публикации вопросов/ответов и поиску помощм по чему угодно.

Форум имеет категории для обсуждения общих вопросов, ошибок и багов, образцов и примеров, а также раздел наиболее часто задаваемых вопросов.

http://www.grasshopper3d.com/forum

Раздел Общих вопросов содержит ответы на многие имеющиеся у Вас вопросы, а также полезные ссылки:

http://www.grasshopper3d.com/notes/index/allNotes

Форумы McNeel для разрешения более общих вопросов, касающихся Rhino3D стоит проверить Обсуждения на McNeel Forum.

http://discourse.mcneel.com/

ОБЩИЕ ССЫЛКИ

Essential Mathematics

Essential Mathematics (Математические Основы) используют Grasshopper, чтобы предоставить профессиональным дизайнерам основные математические концепции, знание которых необходимо для эффективного развития вычислительных методов 3D-моделирования и компьютерной графики. Автор: Rajaa Issa.

http://www.rhino3d.com/download/rhino/5.0/EssentialMathematicsThirdEdition/

Wolfram MathWorld

Мир Математики — интернет-ресурс для математиков, который собрал Eric W. Weisstein при содействии нескольких тысяч пользователей. После того, как эти данные впервые появились онлайн в 1995 году, MathWorld стала связующим звеном знаний по математике в обоих сообществах: и математических и образовательных. Его записи широко упоминаются в журналах и книгах, охватывающих все уровни образования.

http://mathworld.wolfram.com/

Мы надеемся, что этот учебник, по крайней мере, вдохновит Вас начать исследование огромных возможностей программирования в Grasshopper. Мы желаем Вам удачи, сразу же, как Вы начнёте свой полёт.

Grasshopper. Краткий обзор.

Grasshopper — это визуальный редактор программирования, разработанный David Rutten для Robert McNeel & Associates. В качестве плагина для Rhino3D Grasshopper интегрирован в надёжную и универсальную среду моделирования и используется творческими профессионалами, работающими в широком диапазоне направлений, включая архитектуру, инжениринг, промышленный дизайн и многое другое. В тандеме Grasshopper и Rhino дают нам возможность использовать точный параметрический контроль над моделью, способность исследовать процессы генеративного дизайна, а также даёт платформу для развития высокоуровневой программной логики — и всё это в пределах интуитивного графического интерфейса.

Происхожение Grasshopper можно отследить до появления функциональной кнопки “Record History” (Запись Истории) в 4-й версии Rhino3D. Эта встроенная возможность позволила пользователям сохранять процедуры моделирования неявно, на заднем плане, прямо во время моделирования. Если бы Вы протянули лофт через четыре кривые с включенной записью истории, а затем отредактировали контрольные точки одной из этих кривых, то поверхность геометрии обновилась автоматически.

Ещё в 2008 году Дэвид поставил вопрос: «Что, если Вы могли бы иметь более явный контроль над этой Историей?» и родился предшественник Grasshopper - Explicit History (Открытая История). Это открыло возможность подробного редактирования дерева истории и дало пользователю способ разрабатывать логические последовательности, создающие построения, выходящие за рамки существующих возможностей Rhino3D. Спустя шесть лет, мы теперь имеем Grasshopper — надёжный визуальный редактор программирования, функционал которого может быть расширен с помощью внешних дополнений — аддонов сторонних производителей. Кроме того, он в корне изменил рабочие процессы профессионалов различных отраслей промышленности и способствовал активному объединению глобального сообщества пользователей.

Этот учебник фокусируется на фундаменте, предлагая базовые знания, достаточные, чтобы начать погружение в регулярное использование Grasshopper и несколько трамплинов, помогающих развить собственную творческую практику. Перед погружением в описание, схемы и примеры, приведённые далее, давайте обсудим, что из себя представляет визуальное программирование, базовые знания по интерфейсу и терминологии Grasshopper, а также характеристики «живой» обратной связи с окнами проекции (viewport) и их взаимодействие с пользователем.

Визуальное программирование — это парадигма программирования, в рамках которой пользователь управляет графическими логическими элементами вместо правки текста. Некоторые из самых известных языков программирования, таких как C#, Visual Basic, Processing более близки к написанию исходного кода для Rhino, например, Python и Rhinoscript требуют от нас писать код, который связан особым синтаксисом конкретного языка. В отличие от этого визуальное программирование позволяет использовать подключение функциональных блоков в последовательность действий, где из «синтаксиса» необходимо только чтобы входы приёма данных у блоков соответствовали по типу, и в идеале, были организованны в зависимости от желаемого результата — см. разделы по согласованию потоков данных и проектирование с использованием деревьев данных. Такие характеристики визуального программирования позволяет избежать барьеров, которые обычно встречаются при попытке выучить новый язык, даже разговорный. На переднем плане также стоит интерфейс, который у дизайнеров располагает Grasshopper в пределах более знакомой территории.

Это изображение отображает процесс построения синусоиды в Python и Grashopper.

Чтобы получить доступ к Grasshopper и его возможностям визуального программирования, нам нужно скачать и установить программу с веб-сайта Grasshopper3D.com. После установки мы можем открыть плагин, набрав “Grasshopper” в командной строке Rhino. Первый раз мы это делаем в новой сессии Rhino, где перед нами предстанет окно редактора Grasshopper. Теперь мы можем добавлять функциональные блоки, называемые “components” (компоненты) на “canvas” (холст), соединяя их с помощью “wires” (проводов), а после сохранить эти “definition” (дефинишины) в файл формата .ghx.

Дефинишин Grasshopper, состоящий из компонентов, связанных проводами на холсте.

После того, как мы начали разработку дефинишина Grasshopper и создали объект “slider” (ползунок) для контроля геометрии, мы можем видеть связь исходных объектов в окнах проекций Rhino и объектов внутри нашего холста. Эта связь, по сути, «живая»: если мы будем перемещать рукоять ползунка, то увидим последствия этого в виде изменений исходного объекта воздействия нашего дефинишина, после того, как программа пересчитает решение и обновит отображение.

К счастью, для нашего быстрого старта начала работы с использованием Grasshopper, предварительный просмотр геометрии выполняется автоматически в виде облегчённого представления.

Важно принять к сведению такую связь сейчас, по мере того, как ваши дефинишины становятся всё более сложными, чтобы научиться управлять потоками данных и состоянием “solver” (решателя), наблюдая предпросмотр в окне Rhino, что позволит предотвратить многие нежелательные головные боли.

Программный поток течёт слева направо.

ЗАПОМНИ ЭТО

• Grasshopper — это графический редактор алгоритмов, который глубоко интегрирован в инструменты моделирования Rhino3D.

• Алгоритмы — это пошаговые процедуры, предназначенные для выполнения операции.

• Вы можете использовать Grasshopper для разработки алгоритмов, которые в последствии автоматизируют выполнение задач в Rhino3D.

• Если Вам не ясно, как выполнять конкретные операции в Grasshopper, самый простой способ начать — пошагово пытаться вручную использовать команды Rhino и постепенно записывать алгоритм.

Как только Вы начинаете своё первое знакомство с Grasshopper, и в дальнейшем, для развития своих навыков присоединяйтесь к глобальному сообществу Grasshopper, которое полно активными членами из разных областей, с разным уровнем опыта. Форум Grasshopper3D.com — это очень полезный ресурс для того, чтобы задать вопрос, а также делиться находками и знаниями. Пройдя дорогой через это сообщество мы написали данный учебник, глядя как Grasshopper развивается в течении нескольких лет. Добро пожаловать!

Grasshopper в действии

1. ОСНОВЫ

Прочный фундамент к последующим построениям. В этом томе учебника представлены основные понятия и особенности параметрического моделирования с помощью Grasshopper.

1.1. ЗДРАВСТВУЙ, GRASSHOPPER

Grasshopper – это графический редактор алгоритмов, интегрированный в инструменты моделирования Rhino3D. Используйте Grasshopper для разработки алгоритмов, автоматизирующих задачи в Rhino3D.

1.1.1. Установка и запуск Grasshopper

Плагин Grasshopper часто обновляется, так что не забудьте обновиться до последней сборки.

Обратите внимание, что в настоящее время нет ни одной версии Grasshopper для Mac.

1.1.1.1. ЗАГРУЗКА

Для того, чтобы скачать плагин Grasshopper, посетите веб-сайт grasshopper3d.com. Кликните по вкладке Download (Скачать) и при появлении запроса на следующем экране введите свой адрес электронной почты. Теперь щёлкните правой кнопкой мыши на ссылке загрузки и в выпавшем контекстном меню выберите «Сохранить как». Укажите место на вашем жёстком диске (примечание: файл не может быть загружен в определённое место локальной сети, так что должен быть загружен только локально на жёсткий диск вашего компьютера) и сохраните исполняемый файл в указанную папку.

Загрузка Grasshopper с веб-сайта grasshopper3d.com.

1.1.1.2. УСТАНОВКА

Выберите «Открыть» в диалоговом окне загрузки и следуйте инструкциям инсталлятора. (примечание: для правильной установки плагина Вы должны иметь уже установленным Rhino 5 на вашем компьютере).

Пошагово следуйте указаниям мастера установки

1.1.1.3. ЗАПУСК

Для запуска Grasshopper введите надпись Grasshopper в Командную строку Rhino.

При запуске Grasshopper первое, что Вы увидите — это новое плавающее окно поверх окна Rhino. В этом окне Вы можете создавать программы, составленные из нодов для автоматизации различных типов функций Rhino. Рекомендуем расположить окна так, чтобы окно Grasshopper не перекрывало окна проекций Rhino.

Для загрузки плагина Grasshopper введите в командной строке Rhino «Grasshopper».

1. Окно Grasshopper плавает поверхн окон проекции (вьюпортов) Rhino.

2. Grasshopper отображает номер версии внизу окна.

Распределите окна таким образом, чтобы Grasshopper не перекрывал окна проекций Rhino. Вы можете сделать это быстро, просто потянув окна за заголовок к противоположным сторонам экрана, либо удерживая кнопку Windows, нажав клавиши стрелка влево и стрелка вправо.

ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ GRASSHOPPER (UI)

Визуальный стиль Grasshopper - “plug-and-play” (подключи и работай) обеспечивает дизайнерам возможность объединить творческое решение задач с новаторской системой правил, используя подвижный графический интерфейс.

Давайте начнём с изучения пользовательского интерфейса Grasshopper. Grasshopper — это приложение, визуально программирующее программы, называемые definition (дефинишин) или document (документ), с помощью перетаскивания компонентов по основному окну редактора, называемому canvas (холст). Выходы этих компонентов соединяют со входами последующих компонентов, создавая граф информации, который можно читать слева направо. Давайте начнём с самых основ.

Предполагается, что Вы уже установили плагин Grasshopper (см. F. 0.0). Наберите в командной строке Rhino слово ”Grasshopper” для того, чтобы Редактор Grasshopper отобразился. Интерфейс Грасхопера содержит ряд элементов, большинство которых окажутся весьма знакомы большинству пользователей Rhino. Давайте рассмотрим некоторые особенности интерфейса.

1. Заголовок окна Windows.

2. Строка основного меню.

3. Браузер управления файлами.

4. Палитры компонентов.

5. Панель инструментов Холста.

6. Холст.

7. Эта область в виде сетки прямоугольных ячеек обеспечивает интерфейс возможностью быстрого доступа к файлам, открытых последними. Меню 3х3 отображает (хронологически) недавно просмотренные файлы. Ячейкой красного цвета будут отображаться не найденные файлы (если, например, Вы их удалили или переместили в другую папку).

8. Строка состояния сообщает Вам текущую версию Grasshopper, установленного на Ваш компьютер. Если доступна более свежая версия, то в вашем трее появится всплывающее меню, дающее инструкции по загрузке последней версии.

1.1.2.1. ЗАГОЛОВОК ОКНА WINDOWS

Заголовок Окна Редактора отличается поведением от большинства других диалоговых окон Microsoft Windows. Если его окно не минимизированно, либо максимизированно, то двойной щелчок по заголовку окна заставит сколлапсировать его до минимально возможно малой строки вашего экрана. Это — отличный способ переключаться между плагином и Rhino, потому что минимизирует редактор без необходимости перемещения его в низ экрана или задвигания за другие окна. Обратите внимание, что если Вы закроете Редактор, предварительный просмотр Grasshopper-геометрии в окнах проекций Rhino исчезнет, но физически файл не будет закрыт. Как только Вы снова выполните команду “Grasshopper” в диалоговом окне Rhino, окно Грасхопера вернётся в том же самом состоянии тех же загруженных файлов.

Так происходит потому, что как только Грасхопер загружается с помощью командной строки, ваша сессия Грасхопера остаётся активной, пока этот экземпляр Rhino не будет закрыт.

1.1.2.2. СТРОКА ГЛАВНОГО МЕНЮ

Строка меню похожа на типичные меню Windows, кроме браузера управления файлами справа (см. предыдущий раздел). Меню File (Файл) содержит типичные функции (например, New File (Новый Файл), Open (Открыть), Save (Сохранить), и т. д.), помимо нескольких утилит, позволяющих экспортировать изображения из вашего текущего документа Грасхопера (см. Export Quick Image (Быстрый Экспорт Изображения) и Export Hi-Res Image (Экспорт Изображения Высокого Разрешения)). Вы можете управлять различными аспектами внешнего вида пользовательского интерфейса, используя меню View (Вид) и Display (Отображение), в то время, как меню Solution (Решатель) позволяет Вам управлять различными атрибутами того, как решатель будет вычислять решение для графа.

Стоит отметить, что многими параметрами приложения можно управлять с помощью диалогового окна Preferences (Настройки), доступного через меню File (Файл). Его раздел Author (Автор) позволяет установить персональные метаданные, которые будут храниться в каждом документе Грасхопера. А раздел Display (Отображение) предоставляет Вам тонкую настройку внешнего вида интерфейса. Раздел Files (Файлы) позволяет указать, как часто и где сохранять файл автоматического сохранения (применяемый в случае случайного закрытия или сбоя приложения). И, наконец, раздел Solver (Решатель) позволяет управлять основными и сторонними плагинами, которые могут расширить функциональность.

Примечание: Будьте осторожны при использовании клавиш сокращения, так как они будут воздействовать на активное окно, которым может в данный момент быть либо окно Rhino, либо окно Грасхопера, либо любое другое окно внутри Rhino. Использовать клавиатурные сокращения очень удобно, главное только убедиться, что в данный момент активно нужное окно, чтобы случайно не выполнить неправильную команду.

Диалоговое окно Preferences (Настройки) позволяет задать множество настроек приложения Grasshopper.

F.0.1.2 БРАУЗЕР УПРАВЛЕНИЯ ФАЙЛАМИ (FILE BROWSER CONTROL)

Браузер Файлов (File Browser) позволяет Вам быстро переключаться между загруженными в текущий момент файлами, выбирая их с помощью этого выпадающего списка. Доступ к вашим открытым файлам через выпадающий список файлового браузера позволяет быстро копировать и вставлять элементы из открытых дефинишинов. Просто кликните по имени активного файла в браузере управления файлами и отобразится каскадный список всех открытых файлов (включая небольшое изображение миниатюры открытого дефинишина) для лёгкого доступа к ним. Также Вы можете нажимать Alt+Tab, чтобы быстро переключаться между любыми открытыми документами Грасхопера.

Grasshopper — это плагин, который работает «поверх» Rhino и имеет свои собственные типы файлов. Тип файла по умолчанию — файл двоичных данных, сохраняемый с расширением .gh. Другой тип файла известен как Grasshopper XML-файл, который использует расширение .ghx. Файл типа XML (Расширяемый Язык Разметки) использует признаки, чтобы определять объект и атрибуты объекта (во многом, как документ .HTML), но использует пользовательские теги, чтобы определить объекты и данные в пределах каждого объекта. Поскольку XML-документ отформатирован в формате текстового документа, Вы можете открыть любой XML-файл Грасхопера в текстовом редакторе, например, Блокноте, чтобы заглянуть за кулисы и увидеть код.

Конечно, для загрузки любого документа Grasshopper Вы можете использовать стандартный диалог Open File (Открыть Файл), но также можно и просто перетащить файл Грасхопера на холст, чтобы загрузить любой дефинишин.

Grasshopper имеет несколько различных методов, с помощью которых можно открыть файл, и Вы можете указать, какой какую опцию Вы хотели бы использовать при использовании этого метода.

Open File (Открыть Файл): Как следует из названия, этот вариант обработки файла - будет просто открыть любой дефинишин, который вы перетащите на холст.

Insert File (Внедрить Файл): Вы можете использовать эту опцию, чтобы внедрить существующий файл в текущий документ в качестве несвязанных компонентов.

Group File (Сгруппировать Файл): Этот метод будет внедрять файл в существующий документ, но при этом все объекты будут сгруппированы вместе.

Cluster File (Кластер Файла): Подобно методу группировки этот метод внедрит файл в существующий документ, но из группы привнесённых объектов создаст Cluster (Кластер).

Examine File (Изучить Файл): Позволяет Вам открыть файл в заблокированном состоянии, то есть Вы можете изучить особенности файла, но не сможете вносить в этот дефинишин изменения.

У Grasshopper также есть особенность автосохранения, которая будет периодически проявляться в связи с определёнными действиями пользователя. Список настроек автосохранения можно найти через Главное меню (Меню File (Файл) — Preferences (Настройки) — Files (Файлы)). В случае закрытия активного экземпляра Rhino, всплывёт диалоговое окно с запросом, хотите ли вы сохранить файлы Грасхопера, открытые на момент закрытия Rhino.

Примечание: Автосохранение работает только при условии, что файл буже был сохранён, по крайней мере, один раз.

Перетаскивайте файлы на Холст.

1.1.2.4. ПАЛИТРЫ КОМПОНЕНТОВ (COMPONENT PALETTES)

Эта область организует компоненты по категориям и подкатегориям. Категории отображаются в виде вкладок, и подкатегории отображаются в виде раскрывающихся панелей. Все компоненты относятся к определенной категории. Эти категории помечены, чтобы помочь Вам найти конкретный компонент, который Вы ищете (например, “Params” для примитивов всех типов данных или “Curves” для всех инструментов, связанных с кривыми). Чтобы добавить компоненты на холст, Вы можете щёлкнуть левой кнопкой мыши на объекте в выпадающем меню и перетащить компонент из меню непосредственно на холст.

Чтобы добавить компонент на холст — перетащите его из палитры.

Поскольку в каждой подкатегории может быть значительно большее количество компонентов, чем может поместиться на свёрнутой палитре, на ней отображается ограниченное количество иконок. Если изменить высоту палитры компонентов и ширину окна Grasshopper, то это повлияет на количество отображаемых компонентов в каждой подкатегории. Чтобы увидеть все компоненты, входящие в данную подкатегорию, просто щёлкните на чёрной полосе, находящейся внизу каждой подкатегории панели. При этом откроется выпадающее меню, которое обеспечивает доступ ко всем компонентам в данной подкатегории.

1. Корешок категории.

2. Панель подкатегории.

3. Кликните по чёрному корешку для открытия панели меню подкатегории.

4. Подержите курсор мыши над компонентом, чтобы получить короткое описание.

5. Выпадающее меню.

1.1.2.5. ХОЛСТ (CANVAS)

Холст — это основное рабочее пространство для создания дефинишинов (definitions) Grasshopper. Именно здесь Вы будете взаимодействовать с элементами вашей визуальной программы. Вы можете начать работу с размещения компонентов на холсте и соединения их с помощью связей.

1.1.2.5.6. ГРУППИРОВКА (GROUPING)

На холсте группирование объектов воедино может быть особенно полезно для читабельности и наглядности. Группировка позволяет Вам быстро выделить и переместить множество компонентов относительно холста. Создать группу можно нажатием клавиш сокращения Ctrl+G, предварительно выделив нужные компоненты. В качестве альтернативного метода можно задействовать Главное Меню — Edit (Правка) - Group (Группа). А щёлкнув правой кнопкой по выделенной цветом области группы можно настроить параметры выделения группы: цвет (Color), прозрачность, имя и тип контура группы.

1. Группа компонентов, очерченная профилем Box Outline (Прямоугольный Контур).

2. Кликните правой кнопкой мыши в любом месте группы, чтобы откорректировать и имя и внешний вид группы.

Также Вы можете определить группу, используя алгоритм meta-ball, использующий профиль Blob Outline (Контур Сгустка).

Две группы вложены друг в друге. Цвет внешней группы был изменён на голубой, чтобы визуально отделить одну группу от другой. Определения групп размещены «позади» компонентов и сохраняют своё местоположение относительно компонентов, упорядоченные по глубине в соответствии с порядком глубины групп. Чтобы изменить этот параметр, зайдите в Главное меню — Edit (Правка) — Arrange (Изменить порядок).

1.1.1.7. ВИДЖЕТЫ (WIDGETS)

Для Grasshopper доступно несколько виджетов, которые могут существенно помочь Вам выполнять полезные действия. Вы можете переключать состояние включено/выключено (on/off) любого из них через Главное меню на вкладке Display (Отображение). Ниже мы рассмотрим несколько наиболее часто используемых виджетов.

Виджет Align ( Выравнивание). Один из весьма полезных виджетов пользовательского интерфейса, который поможет сохранить порядок на вашем Холсте — это виджет Align (Выравнивание). Вы можете получить доступ к виджету выравнивания, как только выделите одновременно несколько компонентов. Кликните по одной из опций, находящейся на пунктирной линии, окружающей выделенные компоненты. Вы можете выровнять объекты по левому или правому краю, по вертикальному и/или горизонтальному центрам, по нижнему или верхнему краям, а также равномерно их распределить. Когда начнёте, Вам может показаться, что эти инструменты иногда смешивают объекты (можно ошибочно наложить объекты друг на друга). Однако, при небольшой практике эти инструменты могут иметь неоценимое значение, когда ваши графы, уже сложной структуры, станут легко читаемыми и понятными.

1. Выровнять по правому краю.

2. Распределить по вертикали.

Виджет Profiler (Профайлер). Профайлер составляет список времени выполнения параметров и компонентов и выделяет худший случай, позволяя Вам легко отыскать узкие места в сети компонентов и сравнить различные компоненты с точки зрения быстродействия. Обратите внимание, что по умолчанию данный виджет выключен.

Виджет Profiler (Профайлер) даёт Вам обратную связь, показывая, какие компоненты в дефинишине могут быть причиной длительных циклов вычислений.

Виджет Markov (Марков). Этот виджет использует цепи Маркова, чтобы «предсказать», какой компонент Вы захотите использовать следующим, основываясь на вашем поведении в прошлом. Цепь Маркова — это процесс, который состоит из конечного числа состояний (уровней) и некоторых известных вероятностей. Чтобы привыкнуть к конкретному пользователю, виджету может понадобиться некоторое время, но со временем, Вы должны начать замечать, что этот виджет начал предлагать компоненты, которые Вы, возможно и должны были использовать следующими.

Виджет Марков может предложить до пяти возможных компонентов в зависимости от вашей недавней деятельности. Вы можете кликнуть по нему правой кнопкой мыши (обычно он располагается в левом нижнем углу холста), чтобы из его контекстного меню выбрать: в каком именно углу его прикрепить, или скрыть его полностью.

1.1.2.8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФУКЦИИ ПОИСКА (SEARCH)

И хотя, много мысленных усилий было потрачено на то, чтобы размещение каждого компонента на панели компонентов сделало его применение интуитивно понятным для новых пользователей, многим иногда бывает трудно найти конкретный компонент, который оказывается спрятанным глубоко внутри одной категории панели. Но, к счастью, Вы легко можете найти компоненты по имени, просто дважды кликнув в любом пустом месте холста. Это вызовет всплывающее окно поиска. Просто начните вводить имя компонента, который вы ищете, и вы увидите список параметров или компонентов, которые соответствуют вашему запросу.

Дважды кликните в любом пустом месте холста, чтобы вызвать поиск необходимого компонента из Панелей Компонентов по ключевому слову

При поиске по слову «divide» перечисляются вариации компонентов:

1. Компонент оператора
2. Division (Деление);
3. Компонент Divide Surface (Делить Поверхность);
4. Компонент Divide Domain2 (Разделить Двумерный Домен).

1.1.2.9. ФУНКЦИИ ПОИСКА

Существуют буквально сотни (если не тысячи) компонентов для Grasshopper, которые Вам доступны и для новичка это может сильно повлиять на возможность знать, где искать на Палитре Компонентов определённый компонент. Для быстрого решения данной проблемы дважды щёлкните в любом пустом месте холста, чтобы запустить запрос поиска искомого компонента. Однако, что делать, если нам нужно найти определенный компонент уже размещенный на нашем холсте? Нет повода для беспокойства.

С помощью клика правой кнопкой мыши в любом пустом месте холста или нажатия клавиши F3 Вы можете вызвать функцию поиска. Начинайте вводить имя искомого компонента.

Функция Поиска (Find) использует очень сложные алгоритмы, которые позволяют найти в дефинишине не только имя любого экземпляра компонента (имя компонента — его название, найденное в Панели Компонентов, которую мы, как пользователи не можем изменить), но также и любые уникальные надписи, которые мы, возможно, назначили для особого компонента (известного как псевдоним (nickname)). Функция поиска позволяет искать на холсте любой тип компонента или искать в текстовых панелях, в записках (scribble), а также в содержимом групп. Как только найдутся соответствия, найденный компонент автоматически выделится (всё вокруг покроется серым цветом, а найденное будет обведено пунктирной линией). Если соответствия обнаружатся в нескольких компонентах, то в окне запроса будет отображён список найденных компонентов, при клике по пункту которого указанный компонент переместится вместе с холстом ближе к списку.

Функция поиска может быть весьма полезна для поиска конкретного компонента на холсте. Кликните правой кнопкой мыши в любом месте холста, чтобы запустить диалоговое окно Find (Найти).

Маленькая стрелка будет отображаться рядом с каждым элементом списка, которая указывает на соответствующий компонент на холсте. Попробуйте переместить диалоговое окно по холсту и Вы увидите, что стрелки вращаются, отслеживая направление компонентов.

F.0.1.9 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИАЛЬНОГО МЕНЮ (RADIAL MENU)

Когда Вы станете более опытным в использовании Грасхопера, Вы начнёте искать способы ускорить ваш рабочий процесс. Использование клавиш сокращения — это лишь один из способов, однако, есть и ещё другая возможность, как можно получить быстрый доступ к ряду полезных инструментов — радиальное меню пользовательского интерфейса (radial UI menu). Вы можете вызвать радиальное меню, нажав пробел (при наведении курсора мыши на холсте или компоненте) или, щелкнув средней кнопкой мыши. Радиальное меню предоставляет доступ к различным инструментам в зависимости от того, вызовите ли Вы меню, нажав непосредственно на компонент, или просто в любом пустом месте холста. На нижепредставленном рисунке Вы можете увидеть, что радиальное меню предоставляет больше возможностей, нажав на выделенный компонент, чем на пустом месте холста. Это меню позволяет резко увеличить скорость, с которой Вы создаёте документы Грасхопера.

Радиальное меню пользовательского интерфейса позволяет Вам получить быстрый доступ к часто используемым пунктам меню.

1.1.2.11. ПАНЕЛЬ ИНСТРУМЕНТОВ ХОЛСТА (CANVAS TOOLBAR)

Панель инструментов холста предоставляет быстрый доступ к наиболее часто используемым функциям Grasshopper. Все эти инструменты доступны и через меню и Вы можете скрыть Панель инструментов, если она Вам не нравится. Панель инструментов может быть снова включена через главное меню — view (вид) — Canvas Toolbar (Панель Инструментов Холста).

1. Open File (Открыть Файл): Иконка для открытия файла Grasshopper.

2. Save File (Сохранить Файл): Иконка для сохранения текущего файла Grasshopper.

3. Zoom Defaults (Масштабирование вида по-умолчанию): От установленного по-умолчанию масштаба холста можно увеличить или уменьшить вид на величину предустановленных интервалов.

4. Zoom Extents (Масштабирование вида до заполнения): Масштабирование вида до заполнения содержимым дефинишина (определения). Кликните на стрелочке, следующей за иконкой, чтобы выбрать один из пунктов подменю масштабирования вида для увеличения по определённой области вашего дефинишина.

5. Named Views (Именованные Виды): Эта функция предоставляет меню, позволяющее Вам хранить или вернуть обзор любой области в вашем дефинишине.

6. The Sketch Tool (Инструмент Рисования): Инструмент рисования работает аналогично карандашу. Набор его функций подсмотрен в Adobe Photoshop с добавлением нескольких дополнительных возможностей.

1. Preview Settings (Настройки Предварительного просмотра): Если Grasshopper-компонент генерирует некую геометрическую форму, то, по-умолчанию, предварительный просмотр этой геометрии будет виден в окне проекции (viewport). Вы можете отключить предпросмотр по-объектно, кликая на каждом правой кнопкой мыши и деактивируя функцию предварительного просмотра. Либо, это можно сделать глобально, изменив состояние предпросмотра с помощью одной из этих трёх кнопок.

2. Предварительный просмотр в режиме Wire-frame (Проволочный каркас).

3. Отключить предварительный просмотр.

4. Затенённый (Shaded) предпросмотр (по-умолчанию).

5. Preview Selected Objects (Предварительный просмотр только выделенных объектов): Эта кнопка переключает состояние Grasshopper: будет ли он отображать только ту геометрию, часть компонентов которой выделена, даже если они имеют состояние предпросмотра в положении «off» (отключено).

6. Document Preview Settings (Настройки Предпросмотра Документа): По-умолчанию Grasshopper использует следующие цветовые схемы: для выделенных объектов полупрозрачно-зелёную, а для геометрии невыделенных объектов полупрозрачно-красную. С помощью диалогового окна Document Preview Settings (Настройки Предпросмотра Документа) можно эти настройки цвета переопределить.

7. Preview Mesh Quality (Качество Предпросмотра Полигональной сетки): В целях оптимизации эти настройки позволяют управлять качеством отображения геометрии в виде полигональных сеток и поверхностей, визуализируемой в Rhino. Повышение качества влечёт за собой увеличение времени расчётов, в то время, как более скромные установки ухудшают точность предварительного просмотра геометрии. Следует отметить, что сама геометрия по-прежнему сохраняет высокую степень разрешения при «запекании» в Rhino-документе. Эти настройки влияют лишь на качество отображения предварительного просмотра геометрии.

Инструмент рисования позволяет изменить толщину линии, её тип и цвет. Кликнув правой кнопкой мыши на выделенном объекте рисования Вы можете выбрать функцию упрощения (simplify) вашей линии, для придания ей эффекта сглаженности. Кликните правой кнопкой мыши на объекте рисования и выберите пункт “Load from Rhino” (Загрузить из Rhino). По появившемуся запросу выберите любую 2D-форму из сцены Rhino. После того, как Вы выделили вашу ссылочную форму, нажмите Enter и ваш предыдущий набросок изменит свою конфигурацию по ссылочной форме из Rhino.

Примечание: Ваш объект рисования может быть перемещён из оригинального местоположения, как только Вы загрузили форму из Rhino. Grasshopper разместит ваш объект рисования относительно начала координат (origin) холста (левый верхний угол) и начала координат плоскости XY глобальной системы координат Rhino ( world XY plane).

По-умолчанию Grasshopper использует следующие цветовые схемы: для выделенных объектов полупрозрачно-зелёную, а для геометрии невыделенных объектов полупрозрачно-красную. С помощью диалогового окна Document Preview Settings (Настройки Предпросмотра Документа) можно эти настройки цвета переопределить.

1.1.3. ПОГОВОРИМ О RHINO

В отличии от Rhino-документа, Grasshopper-определение (дефинишин) не содержит каких-либо фактически существующих объектов геометрии. Вместо этого Grasshopper-дефинишин представляет собой набор правил и инструкций о том, как Rhino может автоматизировать задачи.

1. Предпросмотр Grasshopper-геометрии.

2. Окна проекций Rhino (viewports).

3. Окно приложения Grasshopper.

1.1.3.1. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ С ОКНАМИ ПРОЕКЦИЙ (ВЬЮПОРТАМИ)

Вся геометрия, генерируемая различными Grasshopper-компонентами будет отображаться (по-умолчанию) в окнах проекций Rhino. Этот предварительный просмотр является лишь аппроксимацией (приближённым отображением) с помощью Open GL фактической геометрии. Поэтому Вы не сможете выделить эту геометрию непосредственно из вьюпорта (viewport) Rhino (сначала её нужно «запечь» (bake) в сцену). Вы можете переключать состояние предварительного просмотра (on/off) геометрии через клик правой кнопкой мыши на компоненте и воздействуя на переключатель состояния предпросмотра. Чтобы обеспечить более эффективную обратную связь во вьюпорте состояние геометрии кодируется цветом. Данное ниже изображение описывает цветовую схему, принятую по-умолчанию.

Примечание: Цветовую схему, принятую по-умолчанию, можно изменить, используя инструменты Document Preview Settings (Настройки Предварительного просмотра Документа ), находящиеся на Панели инструментов холста (canvas toolbar).

1. Зелёный цвет геометрии во вьюпорте показывает, что геометрия относится к выделенному в данный момент компоненту.

2. Геометрия, отображаемая во вьюпорте красным цветом, относится к компонентам, не выделенным в текущий момент времени.

3. Точечная геометрия (Point) отрисовывается в виде креста, а не квадратика, чтобы её было легко отличить от других точечных объектов Rhino.

4. Синяя линия обратной связи означает, что Вы прямо сейчас осуществляете выделение во вьюпорте Rhino.

1.1.3.2. ДИНАМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ (LIVE WIRES)

Grasshopper — это динамическая среда. Изменения, внесённые в текущий момент времени сразу же отражаются на предварительном просмотре, обновляя его во вьюпортах Rhino.

1.1.3.3. ВИДЖЕТ GUMBALL (ГАМБОЛ)

Если геометрия исходит из Grasshopper-параметра, то гамбол позволяет взаимодействовать с этой геометрией непосредственно во вьюпорте Rhino. Эти взаимодействия в режиме реального времени обновляются напрямую от манипуляций с помощью Гамбола. В отличии от этого, если ссылочная геометрия Rhino напрямую продолжает существовать непосредственно в Rhino-документе, обновление, инициируемое из Грасхопера произойдёт только после окончания изменений (а не во время).

1.1.3.4. ЗАПЕКАНИЕ ГЕОМЕТРИИ

Для того, чтобы иметь возможность взаимодействовать (выделять, редактировать, трансформировать и т. п.) непосредственно в Rhino с геометрией, генерируемой Грасхопером, её необходимо «запечь» (bake). Запекание, создающее новую Rhino-геометрию, основывается на текущем состоянии Грасхопер-графа. И она больше не будет реагировать на изменения в вашем дефинишине.

1. Запекайте по клику правой кнопкой мыши на компоненте и выберите пункт «Bake» (Запечь).

2. Появится диалоговое окно, позволяющее выбрать слой Rhino на который будет запечена геометрия.

3. Группировка запечённой геометрии — удобный способ управлять вность создаваемой Rhino-геометрией, особенно при создании многочисленных объектов из Grasshopper.

4. Чтобы быстро запечь геометрию выделенных компонентов без дополнительных запросов на текущий в данный момент времени слой Rhino — просто нажмите на клавиатуре клавишу Insert.

1.1.3.5. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ (UNITS) И ДОПУСКИ (TOLERANCES)

Grasshopper наследует единицы измерения и допуски из Rhino. Чтобы сменить единицы измерения, введите в командную строку Rhino команду Document Properties. Вам станут доступны настройки Свойств Документа. Выберите вкладку Units (Единицы измерения), чтобы изменить их величину допусков.

Смена единиц измерения (units) и допусков (tolerances) через меню Document Properties в Rhino.

1.1.3.6. ПАНЕЛЬ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ (REMOTE CONTROL PANEL)

Как только Вы приобретёте навыки работы в Grasshopper, поймёте, что Grasshopper — невероятно мощный и гибкий инструмент, который позволяет Вам исследовать итерационный дизайн (design iterations), используя графический интерфейс.

[Итерационный дизайн — это циклический процесс прототипирования, тестирования, анализирования, и улучшения изначального продукта или процесса (Примечание переводчика)].

Однако, если Вы работаете на одном экране, то Вы, возможно, уже заметили, что Grasshopper занимает большое пространство экрана. И до сих пор не было более элегантного решения проблемы, кроме постоянного масштабирования и перемещения окон по экрану. Пока не появилась Панель дистанционного управления!

Панель Дистанционного Управления (Remote Control Panel (RCP)) обеспечивает минимальный интерфейс для управления вашим дефинишином, не занимая значительной части экрана. RCP может быть активизирована кликом по соответствующему переключателю во вкладке View (Вид) Главного Меню. По-умолчанию, RCP остаётся пустым, то есть не содержит какой-либо информации о вашем текущем Grasshopper-документе. Для заполнения RCP элементами интерфейса (UI), такими, например, как слайдеры, переключатели и кнопки, просто кликните правой кнопкой мыши по элементу и выберите «Publish To Remote Panel» (Вывести на Панель Дистанционного Управления). Это создаст в RCP новую группу, а в этой группе синхронизированный элемент пользовательского интерфейса. Изменение значения элемента в RCP повлечёт обновление значения в Графе, что приведёт к модификации любой связанной геометрии во вьюпорте Rhino, зависящей от от этого параметра. Вы можете вывести (публиковать) несколько элементов и полностью заполнить ими интерфейс, который может быть использован для управления файлом без путаницы в визуальном графе, отобразив RPC поверх вьюпорта Rhino.

Примечание: RCP будет наследовать имена элементов пользовательского интерфейса и использовать их в качестве этикеток. Хорошая практика — обновлять имена ваших слайдеров и переключателей на понятные и значащие. Они будут транслироваться непосредственно в RCP, что сделает его проще в использовании.

Для того, чтобы получить элемент пользовательского интерфейса (UI element), например, такой как слайдер, переключатель, кнопка и т.п, отображаемым в Remote Control Panel (Панели Дистанционного Управления), Вы должны сначала его опубликовать (Publish).

Пользовательский интерфейс (UI) RCP также может быть настроен под конкретного пользователя, что позволяет Вам управлять тем, какие элементы будут отображаться в интерфейсе, а также именовать и раскрашивать различные группы элементов. Чтобы модифицировать компоновку RCP, сначала Вы должны переключить её из рабочего режима (по-умолчанию это режим просмотра RCP) , в режим Правки. Войти в режим редактирования Вы можете, кликнув по зелёному карандашу в верхнем правом углу RCP. Теперь Вы можете создавать новые группы UI, переставлять элементы внутри группы, добавлять метки, менять цвета и многое другое. Чтобы удалить элемент UI, просто перетащите элемент вовне границ RCP. Вы не можете изменить отдельные значения параметров, находясь в режиме редактирования RPC. Для этого Вы должны кликнуть по значку зелёного карандаша, чтобы вернуться в стандартный рабочий режим.

Remote Control Panel (Панель Дистанционного Управления) имеет два режима работы: Режим Правки (слева), который позволяет реорганизовать внешний вид RCP, и Рабочий Режим, в котором Вы можете менять фактические значения элементов пользовательского интерфейса (UI). RCP в режиме правки имеет фон оранжевого цвета.

1.1.3.7. УПРАВЛЕНИЕ ФАЙЛАМИ

Если ваш Grasshopper-файл ссылается на Rhino-геометрию, Вы должны открыть тот же файл, чтобы дефинишн снова заработал в полной мере. Предотвратить рассинхронизацию ваших Grasshopper- и Rhino-файлов поможет их совместное хранение в одной папке и задание им связанных имён.

1. Папка Проекта.

2. Rhino-файл.

3. Grasshopper-файл.

1.1.3.8. ШАБЛОНЫ (TEMPLATES)

Создание и определение в качестве файла шаблона вашего Grasshopper-дефинишина — это удобный способ быстрой настройки каждого нового Grasshopper-дефинишина, который Вы создаёте. Шаблоны могут включать такие Grasshopper-компоненты, как Панели (panels) и объекты рисования, применяемые для маркировки дефинишина вашим лейблом.

Создайте файл шаблона и сохраните его

Через Меню File/Preferences (Файл/Настройки) загружаем только что созданный файл в качестве файла шаблона (Template File). Теперь ваш шаблон будет использоваться каждый раз при создании нового файла.

1.2. АНАТОМИЯ GRASSHOPPER-ДЕФИНИШИНА

Grasshopper позволяет создавать визуальные программы, называемые дефинишинами (дословно «определениями»). Эти дефинишины составлены из нодов (узлов), соединяемых проводами (связями). Следующая глава познакомит Вас с объектами Грасхопера и способами их взаимодействия для того, чтобы уже, наконец, начать самостоятельное создание дефинишинов.

1.2.1. ТИПЫ ОБЪЕКТОВ GRASSHOPPER

Grasshopper содержит два основных типа пользовательских объектов: параметры (parameters) и компоненты (components). Параметры хрянят данные, в то время, как компоненты выполняют действия, результатом которых являются данные. Самый лучший и основной способ понять работу Грасхопера — это запомнить, что мы будем использовать данные в качестве исходных объектов, чтобы выполнить над ними определённые действия (результатом которых будет получение новых данных, которые мы будем продолжать использовать).

1.2.1.1. ПАРАМЕТРЫ (PARAMETERS)

Параметры используются для хранения данных — чисел, цветов, геометрии и др. — тех, которых мы прогонять через граф нашего дефинишина. Параметры являются объектами-контейнерами, которые, как правило, визуально отображаются в виде небольшой прямоугольной рамки с одним входом и одним выходом. Также Вы должны знать, что все параметры отличаются формой их значка. Все объекты параметров имеют шестигранную границу вокруг иконки.

Геометрические параметры могут ссылаться на геометрию из Rhino, или наследовать геометрию из других компонентов. Объекты точек и кривых — оба являются геометрическими параметрами (geometry parameters).

Вводными параметрами (Input parameters) могут быть динамические объекты интерфейса (dynamic interface objects), которые позволяют Вам взаимодействовать с вашим дефинишином. Числовой слайдер (number slider) и переналожение по графу (graph mapper) — оба являются вводными параметрами.

1.2.1.2. КОМПОНЕНТЫ (COMPONENTS)

Компоненты выполняют действия, основанные на получаемых вводных данных. Для различных типов задач существует множество типов компонентов.

1. Компонент Multiplication (Умножение) представляет собой оператор, который вычисляет произведение двух чисел.

2. Компонент Divide (Разделить) оперирует геометрией, деля кривую (curve) на равные сегменты.

3. Компонент Circle CNR (Окружность по Центру, Нормали, Радиусу) выполняет построение геометрической окружности, основываясь на входных вводных данных: расположение точки центра, направление нормали и величину радиуса.

4. Компонент Loft (Лофтинг) выполняет построение поверхности (surface), основываясь на данных опорных кривых.

1.2.1.3. ЦВЕТА ОБЪЕКТОВ

Мы можем почерпнуть некоторые сведения о состоянии каждого объекта, исходя из его цвета. Давайте взглянем на заданную по-умолчанию схему цветового кодирования Grasshopper.

Параметр, не содержащий ни предупреждений, ни ошибок, отображается светло-серым. Этот цвет объектов указывает на то, что всё, что связано с этим параметром, работает должным образом.

Параметр, который содержит предупреждения (warnings) отображается в виде оранжевой рамки. Любой объект, который не может собрать данные, в Grasshopper-дефинишине рассматривается как подозрительный, поскольку он не способствует решению (solution). Таким образом, все параметры (когда добавляются в качестве нового) показаны оранжевым, чтобы указать Вам, что они пока не содержат каких-либо данных и, таким образом, не имеют никакого функционального влияния на исход решения. По-умолчанию, параметры и компоненты, отображаемые оранжевыми, также сопровождаются небольшим значком подсказки в верхнем правом углу. Если навести на него курсор мыши, эта подсказка раскроет информацию о том, почему компонент выдаёт Вам предупреждение. После того, как параметр начнёт наследовать или определит данные, он становится серым и значок подсказки исчезает.

Если Вы наведёте курсор поверх значка подсказки в правом верхнем углу параметра — подсказка раскроет сообщение о предупреждении.

Компонент — это всегда более сложный объект, поэтому мы обязательно должны понимать и координировать то, что заводим на его входы и ожидаем получить на выходах. Как и компонент, параметр с предупреждением отображается оранжевым. Помните: предупреждение — это не обязательно — плохо , это обычно обозначает лишь то, что Grasshopper предупреждает Вас о потенциальной проблеме в вашем дефинишине.

Этот компонент содержит предупреждение потому, что не имеет достаточно информации для создания окружности.

Компонент, не содержащий ни ошибок, ни предупреждений отображается светло-серым.

Компонент, предварительный просмотр которого отключен отображается немного более тёмным серым цветом. Есть два способа отключить отключить предпросмотр компонента. Первый: Просто кликните правой кнопкой мыши на компоненте и переключите кнопку предварительного просмотра. Чтобы отключить одновременно предпросмотр нескольких компонентов: сначала выделите нужные компоненты, а затем переключите режим предпросмотра в состояние «выключен» (человек со связанными глазами) через клик правой кнопкой мыши в любом пустом месте холста.

Отключенный компонент отображается тускло-серым. Чтобы отключить компонент, нужно кликнуть по нему правой кнопкой мыши и переключить кнопку в состояние «выключен» Для отключения нескольких компонентов выделите их, кликните в пустом месте холста правой кнопкой мыши и выберите «Disable» (Отключить). Отключенные компоненты прекращают передачу данных последующим компонентам.

Компонент, который был выделен, отображается светло-зелёным цветом. Если выделенный компонент сгенерировал некую геометрию внутри сцены Rhino, то эта геометрия также будет отображаться зелёной, чтобы дать Вам некую визуальную обратную связь.

Компонент, который содержит хотя бы одну ошибку отображается красным. Ошибка может исходить как от самого компонента, так и от одного из его входов или выходов.

1. Параметр, не содержащий предупреждений (warnings) или ошибок (erros)

2. Параметр с предупреждениями

3. Компонент с предупреждениями

4. Компонент, не содержащий предупреждений или ошибок

5. Компонент, с отключенным предварительным просмотром

6. Компонент, который был отключен (disabled)

7. Выделенный компонент

8. Компонент с ошибкой

1.2.2. ЧАСТИ GRASSHOPPER-КОМПОНЕНТОВ

Компоненты — это объекты, которые Вы размещаете на холсте и соединяете вместе связями (wires), чтобы сформировать визуальную программу. Компоненты могут представлять Rhino-геометрию или операции, такие, например, как математические функции. Компоненты имеют входы (inputs) и выходы (outputs).

1. Это три входа (input) параметров компонента Circle CNR (Окружность по Центру, Нормали и Радиусу).

2. Область непосредственно самого компонента Circle CNR.

3. Выход (output) параметра компонента Circle CNR.

Для того, чтобы выполнить свои действия, компоненту требуются данные. И, как правило, это происходит с результатом. Именно поэтому большинство компонентов имеют набор вложенных параметров, называемых «Входы» (Inputs) и «Выходы» (Outputs), соответственно. Входные (вводные) параметры всегда располагаются вдоль левой стороны, а выходные (выводные) параметры по правой стороне.

Есть несколько Grasshopper-компонентов, которые имеют входы, но не имеют выходов или наоборот. Если компонент без входа или выхода — он будет показан с соответствующим зазубренным краем.

Компонент без входа или выхода имеет зазубренный край.

1.2.2.1. ОТОБРАЖЕНИЕ В ВИДЕ ИКОНКИ ( ICON) ИЛИ ТЕКСТОВОЙ МЕТКИ (LABEL)

Каждый Grasshopper -объект имеет уникальный значок. Эти значки отображаются в центральной области объекта и соответствуют иконкам, отображаемым в палитрах компонентов (component palettes). Также объекты могут отображаться с текстовыми метками (text labels). Чтобы переключить режим отображения между иконками или метками выберите пункт “Draw Icons” (Отображать Иконки) в меню Display (Отображение). Вы также можете отметить пункт «Отображать Полные Имена» (Draw Full Names), чтобы имена каждого объекта, а также его входов и выходов отображались полностью.

1. Переключение между отображением в виде иконок или значков.

2. Отображать полные имена компонентов, а также их входов и выходов.

3. Компонент Circle CNR (Окружность по Центру, Нормали и Радиусу) в режиме отображения Меток

4. Компонент Circle CNR в режиме отображения Иконок

5. Компонент Circle CNR в режиме отображения полных имён

Мы рекомендуем, используя отображение в виде иконок, самостоятельно ознакомиться с остальными значками в палитре компонентов, чтобы Вы могли их быстро найти. Также это поможет быстро понять суть этой части дефинишина с первого взгляда. Текстовые метки могут ввести в заблуждение, потому что другие компоненты могут также использовать подобную метку.

Компоненты Circle CNR (Окружность по Центру, Нормали и Радиусу) и Circle 3pt (Окружность по Трём Точкам) имеют одинаковые текстовые метки, но разные иконки.

Ещё одна интересная функция, которая поможет Вам разобраться с расположением компонентов в палитрах: Удерживая нажатыми Ctrl + Alt, кликните по уже существующему на холсте компоненту. Это позволит выявить его расположение в палитре.

1.2.2.2. СПРАВКА ПО КОМПОНЕНТУ

Клик правой кнопкой мыши по объекту и выбор пункта “Help” (Справка) из выпадающего контекстного меню откроет окно со справочной информацией по Grasshopper-компоненту. Окно справки содержит более детальное описание объекта, список его входов и выходов, а также замечания.

1. Окно справки Grasshopper для параметра Point (Точка)

2. Замечания (Remarks) в окне справки даёт дополнительную информацию о параметре.

[Перевод на русский язык Справки по Grasshopper Вы можете найти на моём сайте RHINO-HELP.COM (Примечание переводчика)]

1.2.2.3. ПОДСКАЗКИ ИНСТРУМЕНТОВ (TOOL TIPS)

Входы компонентов ожидают получить определённые типы данных, например, компонент может требовать, чтобы Вы подключили на его вход точку (point) или плоскость (plane). При наведении курсора мыши на отдельные части компонента Вы увидите различные подсказки, которые указывают на конкретный тип под-объекта, находящегося в данный момент под курсором мыши. Всплывающие подсказки весьма информативны, поскольку показывают Вам как тип, так и сами данные отдельных параметров.

1. Заголовок подсказки отображает иконку типа требуемых входных данных, имя компонента, текстовую метку входа и требуемый тип входных данных в текстовом формате.

2. Текстовое описание входа компонента.

3. Любые значения, определённые на входе: локально или пришедшие по связующему проводу.

4. Заголовок подсказки к выходу предоставляет такую же детальную информацию, что и для входа, но соответствующую выходным данным.

5. Результат действия компонента.

1.2.2.4. ВСПЛЫВАЮЩЕЕ КОНТЕКСТНОЕ МЕНЮ

Все объекты на Холсте имеют свои контекстные меню, предоставляющие индивидуальные настройки и детали. Получить доступ к этому контекстному меню можно по клику правой кнопкой мыши на центральной части каждого компонента. Входы и выходы имеют свои собственные контекстные меню, которые также вызываются кликом правой кнопкой мыши на них.

1. Контекстное меню компонента.

2. Редактируемое текстовое поле объекта, содержащее его имя.

3. Флажок предварительного просмотра — отображает и переключает состояние предварительного просмотра, отчего зависит, будет ли объект виден во вьюпортах Rhino и сократит время, необходимое для обсчёта решения (solution).

4. Предупреждения исполняемой среды (Runting warnings) — список предупреждений о препятствиях функционированию компонента.

1. Контекстное меню входа «C».

2. Задать одну или несколько точек («Set one...» или «...multiple points») - позволяет Вам выделить ссылочную геометрию во вьюпорте Rhino.

3. «Manage Point collection» (Управление набором Точек) — открывает диалоговое окно, позволяющее добавлять или исключать точки из набора, а также просматривать информацию по каждой точке.

4. Добавить элемент в набор (Add item).

5. Удалить выделенные (Delete selection).

1.2.2.5. МАСШТАБИРУЕМЫЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС (ZOOMABLE USER INTERFACE)

Некоторые компоненты позволяют увеличить количество входов и выходов посредством ZUI (Масштабируемого Пользовательского Интерфейса). Если увеличить масштаб компонента на холсте, то на нём появится дополнительный набор опций, позволяющий добавить или удалить Входы или Выходы у этого компонента. Компонент Addition (Сложение) позволит Вам добавить Входы , предоставляя дополнительные элементы для операции добавления.

1. Кликните по знаку «+», чтобы добавить Вход (Input).

2. Кликните по знаку «-», чтобы удалить Вход.

Компонент Panel (Панель) также имеет масштабируемый пользовательский интерфейс. Панель подобна стикеру Post-It™. Это позволяет добавить небольшие замечания или пояснения в документ. Вы можете изменить текст через меню или дважды кликнув по поверхности Панели. Панели также могут получать и отображать данные из других источников. Если Вы подключите выход другого компонента или параметра ко входу Панели, то увидите содержимое этого параметра в режиме реального времени. Таким образом можно просматривать любые данные Grasshopper. При увеличении масштаба на Панели появится меню, позволяющее изменить фон, шрифт и другие атрибуты. Также эти опции доступны по клику правой кнопкой мыши на Панели.

1. Перетаскивайте узловые точки для изменения поля Панели.

2. Увеличение или уменьшение размера шрифта содержимого Панели.

3. Изменение выравнивания содержимого Панели.

4. Выбор шрифта содержимого Панели.

5. Выбор цвета фона Панели. Вы можете установить новый цвет фона, задаваемый по-умолчанию, кликнув правой кнопкой мыши на Панели и выбрав "Set Defaut Color" (Задать Цвет По-умолчанию).

1.2.3. ТИПЫ ДАННЫХ

Большинство параметров позволяет хранить два различных вида данных: Переменные (Volatile) и Постоянные (Persistent). Переменные данные наследуются из одного или более источников и пропадают (то есть собираются заново), когда решатель (solution) запускается снова. Постоянные данные представляют собой данные, специально заданные пользователем.

1.2.3.1. ПОСТОЯННЫЕ ДАННЫЕ (PERSISTENT DATA)

Постоянные данные доступны через меню и в зависимости от параметра имеют разное управление. Параметр Point (Точка), например, позволяет через меню задать одну, либо сразу несколько точек. Но давайте вернёмся на несколько шагов назад и рассмотрим как ведёт себя параметр Point (Точка).

Во время перетаскивания параметра Point (Точка) с Панели Params/Geometry (Параметры/Геометрия) на холст, цвет параметра — оранжевый, указывающий на то, что генерируется предупреждение. Но ничего страшного: это просто предупреждает Вас о том, что параметр пуст (не содержит постоянную запись, а переменные данные собрать ещё не удалось). И таким образом, это ещё не влияет на исход решения. Контекстное меню параметра предоставляет два способа установки постоянных данных: единственное (single), либо несколько сразу (multiple ). Кликните правой кнопкой мыши на Параметре, чтобы воспользоваться пунктом «Set Multiple Points» (Задать Несколько Точек) для того, чтобы выбрать несколько точек за один раз. После того, как Вы выберите любой из этих пунктов контекстного меню, окно Grasshopper исчезнет, чтобы Вам было удобнее задавать точки во вьюпортах Rhino.

После того, как Вы задали все нужные точки, необходимо нажать клавишу Enter и они станут частью записи постоянных данных Параметра. Это означает, что Параметр больше не является пустым и сменит цвет с оранжевого на серый. (Обратите внимание, что облачко сообщения в верхнем правом углу исчезает, отмечая, что больше предупреждений нет). С этого момента Вы можете использовать точки, сохранённые в этом Параметре для ввода в любой последующий Параметр дефинишина.

1. Параметр — оранжевый, указывая, что он пока не содержит постоянную запись и пока не удалось собрать переменные данные и, таким образом, этот параметр не влияет на исход решения. Задать постоянные данные любому параметру можно через клик по нему правой кнопкой мыши.

2. Как только параметр получит постоянные данные — цвет компонента сменится с оранжевого на серый.

3. Подсказка параметра Point (Точка) отображает хранимые постоянные данные (коллекцию ссылочных точек).

Исключением здесь являются Выходы, в которых нельзя ни хранить постоянные записи, ни определять набор источников. Выходы явно зависят от того компонента, частью которого являются.

1.2.3.2. ПЕРЕМЕННЫЕ ДАННЫЕ (VOLATILE DATA)

Переменные данные, как и следует из названия, не являются постоянными и будут перезаписаны каждый раз, как решатель (solution) закончит расчёты. Однако, это часто будет инициировано внешними событиями и повлечёт запуск перерасчётов и обновление сцены. В общем, можно сказать, что большинство даннх, полученных «на лету» рассматриваются как переменные.

Как отмечалось ранее, Grasshopper сохраняет данные в Параметрах (в форме переменных или постоянных данных) и использует их в различных Компонентах. Если данные не сохранены в виде постоянной записи в этом параметре, то они должны быть унаследованы от другого параметра. Каждый Параметр (за исключением выходных параметров) определяет, откуда он получает свои данные. И большинство параметров не слишком привередливы. Вы можете подключить числовой параметр (который просто обозначает, что это десятичное число) в источник, требующий целых чисел и он сам позаботится о преобразовании.

Вы можете изменить способ хранения и наследования данных в отдельном параметре или параметре, входящем в состав входа компонента через его контекстное меню. Для того, чтобы изменить способ сохранения данных ссылочной геометрии Rhino в grasshopper-дефинишине на самостоятельное хранение, не зависимое напрямую от конкретного Rhino -файл, нужно через клик правой кнопкой мыши в контекстном меню параметра выбрать «Internalise data» (Перенять данные). Это может быть полезно, когда ваш Grasshopper-дефинишин должен быть независимым от конкретного Rhino-файла. Теперь отключение проводов связи не повлечёт потерю данных. Данные были изменены с переменных на постоянные и больше не будут обновляться.

Если Вы интернализировали данные параметра (Internalise data), являющегося входом компонента, то подключение провода связи от внешнего параметра временно отключит действие интернализированных данных на этом входе. Как только Вы подключили провод связи — стали восприниматься переменные данные. И их значения будут меняться автоматически.

Также Вы можете по клику правой кнопкой мыши на параметре выбрать в его контекстном меню пункт «Extract parameter» (Извлечь параметр) и Grasshopper самостоятельно создаст рядом Параметр, соединённый с данным входом проводом связи и содержащий те же данные, что и извлекаемый параметр.

1.2.3.3. ВВОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ (INPUT PARAMETERS)

Grasshopper имеет различные Параметры (Parameters), предоставляющие возможность взаимодействовать с данными, поставляя их на входы компонентов (Component inputs) и, таким образом, влияя на результаты работы дефинишина. Поскольку эти параметры изменяют данные, поступающие на вход компонента, то, следовательно, они генерируют Переменные данные (Volatile Data).

Number Slider (Числовой Слайдер). Числовой слайдер является наиболее важным и широко используемым вводным параметром. Он позволяет Вам выводить определённое значение между двумя крайними (экстремумами) с помощью мыши. Слайдеры могут использоваться, чтобы визуально подобрать нужное значение или удачный диапазон значений, глядя на изменения, генерируемые дефинишином.

1. Перетаскивание рычага слайдера изменяет значение. Каждый раз, когда Вы это делаете, Grasshopper пересчитывает решение (solution).

2. Кликните правой кнопкой мыши на слайдере, чтобы изменить его имя, тип и значения.

3. Редактируемое текстовое поле имени слайдера.

4. Выбор типа используемых в слайдере чисел.

5. Правка диапазона значений.

6. Двойной клик по части слайдера, содержащей его имя, открывает Редактор Слайдера (Slider Editor).

Graph mapper (Переналожение по Графу). Graph mapper — это двумерный интерфейс, позволяющий изменять числовые значения путём построения графика. Входные значения откладываются вдоль его X-оси, а значения Y-оси там, где X-значения пересекаются с Графом. Это чрезвычайно полезно для модуляции набора значений, ограниченных рычагами интерфейса.

1. Перемещайте рычаги, чтобы редактировать Граф. Каждый раз, когда Вы делаете это, Grasshopper будет пересчитывать решение (solution).

2. Кликните на компоненте Graph mapper (Переналожение по Графу) правой кнопкой мыши и выберите тип Графа в подпункте контекстного меню (Graph type).

1. Двойной клик на Графопостроителе откроет Редактор Графа (Graph Editor).

2. Измените диапазоны (домены) по X и Y.

Value List (Список Значений) Список Значений сохраняет набор значений в виде списка ассоциаций с текстовыми метками, связанных посредством знака равенства. Это особенно полезно, если Вы хотите иметь список из нескольких вариантов значений, обозначенных надписями со смыслом, в то же время выдающих конкретные выходные значения.

1. Кликните правой кнопкой мыши по компоненту Value List (Список Значений) и выберите нужную опцию из контекстного меню.

2. Дважды кликните по компоненту Список Значений, чтобы открылся редактор и можно было добавить и изменить значения.

3. В режиме Выпадающего Списка (Dropdown List) нужно кликнуть по стрелке вниз, чтобы выбрать одно из значений. Решение будет пересчитываться каждый раз, как только Вы смените значение.

4. В режиме Контрольного Списка (Check List) нужно кликать по каждому следующему значению, чтобы отметить его. На выход компонент будет выдавать только отмеченные значения.

5. В режимах Последовательность Значений (Value Sequence) и Цикл Значений (Value Cycle) клик по стрелке влево или вправо будет перебирать значения из списка по кругу.

1.2.4. СВЯЗЬ МЕЖДУ КОМПОНЕНТАМИ

Если данные не сохранены напрямую в параметре в виде постоянной записи, то они должны быть унаследованы из другого параметра. От одного параметра к другому данные передаются по проводам (wires). Вы можете воспринимать их буквально, как электрические провода, передающие импульсы данных от одного объекта к следующему.

1.2.4.1. УПРАВЛЕНИЕ СОЕДИНЕНИЯМИ

Чтобы соединить компоненты, кликните вблизи выступа на выходе параметра или компонента, и, не отпуская, перетащите мышью на вход следующего. За указателем мыши потянется соединительный провод. Как только указатель мыши окажется над потенциально целевым входом — провод будет подсоединяться и «твердеть». Пока Вы не отпустили кнопку мыши — это ещё не постоянное соединение. Не имеет принципиального значения, в какую сторону протягивать соединение: слева-направо или справа-налево.

1. Компонент Divide Curve (Разделить Кривую) делит кривую на сегменты равной длины.

2. Параметр Curve (Кривая) позволяет выбрать ссылочную Rhino-геометрию через клик правой кнопкой мыши и выбор пункта «Set One Curve» (Выбрать Одну Кривую).

Кликните и перетащите левой кнопкой мыши, чтобы протянуть связь от выхода одного объекта (1.) ко входу другого (2.).

1. Если во время перетаскивания удерживать нажатой клавишу CONTROL, то курсор сменит цвет на красный и целевой источник будет исключен из списков источников.

2. По-умолчанию, новое соединение будет убирать предыдущее. Удерживайте нажатой клавишу SHIFT при перетаскивании соединительного провода, чтобы задать несколько источников одному входу. Курсор сменит цвет на зелёный, показывая, что осуществляется добавление.

1. Также Вы можете отключить провод через всплывающее контекстное меню с помощью клика правой кнопкой мыши на рычаге входа или выхода и выбора пункта «Disconnect» (Отсоединить).

2. Если имеется несколько подключений, то выберите из списка то, которое хотите отключить.

3. Когда курсор мыши будет находиться над элементом в списке, его провод будет подсвечиваться красным.

1.2.4.2. FANCY WIRES (ПОНЯТНЫЕ ПРОВОДА)

Провода представляют собой соединения, по которым течёт поток данных вдоль всей протяжённости графа нашего дефинишина. Grasshopper также может дать нам подсказки на то, что же именно течёт по этим проводам. По-умолчанию, эти «понятные провода» могут быть выключены, так что, возможно, предварительно их придётся включить, чтобы просматривать различные типы линий для разных проводов. Чтобы сделать это — просто переключите в нажатое состояние кнопку “Draw Fancy Wires” (Отрисовывать Понятные Провода) на вкладке View (Вид) [или Display (Отображение)] в строке главного меню. «Понятные провода» поведают Вам много информации о том, какого типа информация течёт по проводу от одного компонента к другому.

1. Пустой Элемент – Оранжевый тип провода указывает на то, что информация не была передана. Этот параметр генерирует предупреждение, поскольку не содержит никаких данных, и, таким образом, нет информации, передаваемой по каналу связи.

2. Компонент Merge (Слияние) — альтернатива подсоединения более чем одного ресурса к единственному входу.

3. Список (List) – В случае, если информация, текущая из компонента содержит перечень сведений, то такой тип провода будет отображаться двойной серой линией.

4. Единственный Элемент (Single Item) – Если из любого параметра исходят данные в виде одного-единственного элемента, то такой провод будет показан сплошной серой линией.

5. Дерево (Tree) – Информация передаётся между компонентами в виде древовидной структуры и отображается в виде двойной пунктирной линии.

1.2.4.3. ОТОБРАЖЕНИЕ СВЯЗЕЙ (WIRE DISPLAY)

Если Вы уже провели какое-то время в работе над Grasshopper-дефинишином, то, скорее всего, уже поняли, что на холсте довольно быстро образуется нагромождение проводов. К счастью, у нас есть средство для управления отображением каждого входа на компоненте.

Есть три способа отображения проводов: Default Display (Отображение По-умолчанию), Faint Display (Тусклое Отображение) и Hidden Display (Скрытое Отображение). Чтобы сменить способ отображения, просто кликните правой кнопкой мыши на нужном входе компонента и выберите один из доступных способов отображения из контекстного меню.

1. Hidden Display (Скрытое Отображение) – Когда выбрано скрытое отображение, провод будет полностью «невидимым». Данные от источника ко входу параметра передаются по «беспроводной сети». Если Вы выделите ресурсный или целевой компонент, появится зелёный провод, чтобы показать Вам, какие компоненты соединены друг с другом. После того, как выделение с компонента будет снято, провода снова скроются.

2. Default Display (Отображение По-умолчанию) – По-умолчанию отображаются все соединения. (В более старых версиях, если включена опция fancy wires (понятные провода)).

3. Faint Display (Тусклое Отображение) – Будет показывать провода связей очень тонкими и полупрозрачными линиями. Тусклое (Faint) и Скрытое (Hidden) отображение проводов может быть очень полезно, когда у Вас есть множество проводов из источников, поступающих на единственный вход.

1.2.5. GRASSHOPPER-ДЕФИНИШИН

Загрузить файл примера, сопровождающий данный раздел.

Grasshopper-Дефинишин представляет собой Программный Поток (Program Flow), определеляющий, с чего начать выполнение программы, что делать в середине и как узнать, что выполнение программы завершено.

1.2.5.1. ПРОГРАММНЫЙ ПОТОК

Визуально Grasshopper-команда выполняется слева-направо. Чтение графа, ориентируясь по проводам связей от истока до устья обеспечивает понимание Программного Потока.

Направленность течения данных происходит слева-направо.

1.2.5.2. ЛОГИЧЕСКИЙ ПУТЬ (LOGICAL PATH)

Все объекты и провода, соединяющие эти объекты представляют собой логический график (граф) вашей программы. Этот график отображает поток данных, отдающихся в подчинение какому-то входу от присоединённого к нему связью выхода. Каждое изменение графа повлечёт за собой обновление всего последующего потока и всех связанных с ним объектов, даже, если будут привнесены некорректные данные.

1. Репараметризация домена кривой на диапазон между 0.0 и 1.0.

2. Ссылочная кривая из Rhino.

3. Деление кривой на 13 равных сегментов.

4. Запуск значений параметра каждой точки деления кривой через граф.

5. Умножение каждого значения на 27.

6. Построение окружности на каждой точке деления вдоль кривой по нормали к вектору касательной в каждой точке радиусом, определённым значением параметра (t), модифицированного графопостроителем ( graph mapper) и умноженного на 27.

7. Поверхность, построенная лофтингом окружностей.

1. Вариабельные радиусы окружностей.

2. Лофтинг между окружностями.

1.3. СТРОИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ АЛГОРИТМОВ

Эта глава познакомит Вас с основными геометрическими и математическими понятиями, а также с тем, как они реализованы в Grasshopper и как он позволяет ими манипулировать.

1.3.1. Точки (Points), Плоскости (Planes) и Векторы (Vectors)

Всё начинается с точек. А точка — это ничего более, чем одно или несколько значений, называемых координатами. Количество значений координат соответствует числу измерений пространства в котором они находятся. Точки, плоскости и векторы — это база для создания и трансформации геометрии в Grasshopper.

1.3.1.1 ТОЧКИ (POINTS)

Точки в 3D-пространстве имеют координаты, обычно отображаемые в формате [x,y,z]. Точки в 2D-пространстве имеют лишь 2 координаты, которые называют либо [x,y], либо [u,v], в зависимости от того, о каком двумерном пространстве мы говорим. 2D-параметр пространства ограничен конечностью поверхности. Тем не менее, она непрерывна, то есть, гипотетически, существует бесконечное количество точек на поверхности. Но максимальное расстояние между любыми из этих точек очень ограничено. Параметр 2D-координаты работает только если числа координаты не превышают определённый диапазон. В приведённом в качестве примера диапазон задан между 0.0 и 1.0 в обоих [u] и [v] направлениях, но это могла быть любая конечная область. Точка с координатами [1.5, 0.6] была бы где-нибудь вне поверхности и, таким образом, была бы некорректной.

Поскольку поверхность, определённая этим конкретным параметром 2D-пространства находится в постоянном глобальном 3D-пространстве (world space), мы всегда можем перевести параметрические координаты в глобальные 3D-координаты. Например, точка [0.2, 0.5] на поверхности примера то же самое, что и точка [1.8, 2.0, 4.1] в глобальных координатах. Как только мы трансформируем или деформируем поверхность, 3D-координаты, которые соответствуют [0.2, 0.5] изменятся.

Если будет трудно понять эту концепцию, то может помочь думать о себе и о своём положении в пространстве. Мы склонны использовать локальные системы координат для описания нашего местонахождения «я сижу в кинотеатре на 3-м месте 7-го ряда», «я на заднем сиденье». Если Вы на дороге в автомобиле, то ваша позиция в глобальных координатах всё время меняется, даже если Вы всё время находитесь «на заднем сиденье» в локальных координатах.

1.3.1.2. ВЕКТОРЫ (VECTORS)

Вектор — это геометрическая величина, описывающая Направление (Direction) и Величину (Magnitude). Векторы являются абстрактными, то есть они представляют собой количество, величину, а не геометрический элемент.

Векторы неотличимы от точек. То есть, оба они состоят из списка трёх чисел, так что нет абсолютно никакой возможности определить, представляет ли определённый перечень собой точку или вектор. Существует лишь параметрическая разница: точки являются абсолютными, а векторы — относительны. Когда мы рассматриваем список трёх сдвоенных чисел как точку, то эти числа представляют определённые координаты в пространстве, а когда мы рассматриваем их в качестве вектора, то они представляют собой направление. Вектор — это стрелка в пространстве, которая начинается всегда в начале глобальных координат (0.0, 0.0, 0.0) и заканчивается в указанной координате.

1.3.1.3. ПЛОСКОСТИ (PLANES)

Плоскости «плоские» и простираются бесконечно в двух направлениях, определяющих локальную систему координат. Плоскости не являются истинными объектами Rhino, они используются лишь для определения системы координат в глобальном 3D-пространстве. На самом деле лучше думать о плоскостях в виде векторов. Они являются лишь математическими конструкциями.

1.3.2. Работа с аттракторами (Attractors)

Аттракторы — это точки, которые действуют как виртуальные магниты: либо притягивают, либо отталкивают другие объекты. В Grasshopper любая геометрия, будь она ссылочной из Rhino, либо сгенерированной в Grasshopper, может быть использована в качестве аттрактора. Аттракторы могут влиять на любое количество параметров окружающих объектов, включая масштаб, угол поворота, цвет и местоположение. Эти параметры изменяются, основываясь на их взаимосвязях с геометрией аттрактора.

1. Точка-аттрактор

2. Векторы

3. Окружности, ориентированные в направлении, основанном на их нормали

На изображении выше векторы построены между точкой-аттрактором и точкой центра каждой окружности. Эти векторы используются для определения ориентации окружностей, поэтому они всегда обращены к точке-аттрактору.

Этот же аттрактор может быть использован для изменения других параметров окружности. Например, окружности, находящиеся ближе всего к аттрактору, могут быть масштабированы сильнее, использую длину каждого вектора для масштабирования радиуса каждой окружности.

1.3.2.1. ДЕФИНИШИН С АТТРАКТОРОМ

В этом примере мы будем использовать точку-аттрактор для ориентации сети окружностей, базируясь на векторах между точками центра и точкой-аттрактором. Каждая окружность будет ориентирована таким образом, чтобы её нормаль была обращена к точке-аттрактору.

1.3.3. Mathematics (Математика), Expressions (Выражения) и Conditionals (Операторы Условий)

Загрузить файл примера, сопровождающего данный раздел.

Знание о том, как работать с числовой информацией является важным навыком для мастерского освоения Grasshopper. Grasshopper содержит много компонентов для выполнения математических операций, оценки условий и манипуляции набором чисел.

В математике цифры организованы в наборы множеств и, вероятно, с этими двумя Вы знакомы:

Целые Числа: […, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, …]

Действительные Числа: [8, …, -4.8, -3.6, -2.4, -1.2, 0.0, 1.234, e, 3.0, 4.0, …, 8]

И хотя существуют наборы и других типов, эти два интересуют нас больше всего, потому что Grasshopper их широко использует. Несмотря на то, что есть ограничения представления этих наборов именно в цифровой среде, мы можем их аппроксимировать с высокой степенью точности. Кроме того, следует понимать, что различие между целочисленными типами (целые числа) и типами с плавающей запятой (действительные числа) соответствуют различию между дискретными и непрерывными доменами. В этой главе мы собираемся исследовать различные методы обработки и оценки различных наборов чисел.

1.3.3.1. ВКЛАДКА MATH (МАТЕМАТИКА)

Большинство компонентов, имеющих дело с математическими операциями и функциями могут быть найдены в следующих подкатегориях на вкладке Math (Математика):

1. Domain (Домены) используются для определения диапазона значений (ранее известных как интервалы) между двумя числами. Компоненты на вкладке Domain позволяют создать или разложить различные типы доменов.

2. В математике матрица (matrix) — это массив чисел, организованных в виде строк и столбцов. Данная подкатегория содержит ряд полезных инструментов для конструирования и модификации матриц.

3. Операторы (Operators) используются для выполнения математических операций, таких как сложение, вычитание, умножение и т. д. Операторы условий позволяют Вам определить набор чисел, который больше, меньше, либо равен другому набору чисел.

4. Полиномы (Polynomials (Многочлены)) являются одним из самых важных понятий в алгебре, а также всей математике и науке. Вы можете использовать компоненты, расположенные в данной категории, чтобы вычислить факториалы, логарифмы и возвести число в n-ную степень.

5. Подкатегория Скрипты (Script (Сценарий)) содержит одно- и много-переменные выражения, а также компоненты, для подключения скриптов, написанных на VB.NET и C# .

6. Подкатегория Time (Время) имеет ряд компонентов, позволяющих конструировать структуры, учитывающие дату и время.

7. Эти компоненты позволяют решать тригонометрические функции. Такие, как синус, косинус, тангенс и т.д.

8. Подкатегория Utility (Утилиты) собрала в себя полезные компоненты, которые можно использовать в различных математических уравнениях. Проверьте здесь, если Вы пытаетесь найти максимальное и минимальное значение между двумя списками чисел, или вычислить среднее группы чисел.

1.3.3.2. OPERATORS (ОПЕРАТОРЫ)

Как уже упоминалось ранее, операторы представляют собой набор компонентов, которые используют алгебраические функции с двумя входящими значениями и одним исходящим — результирующим значением.

Большую часть времени Вы будете использовать математические операторы для выполнения арифметических действий над наборами чисел. Тем не менее, эти операторы могут быть также использованы на различных типах данных, включая точки и векторы.

1.3.3.3. ОПЕРАТОРЫ УСЛОВИЙ (CONDITIONAL OPERATORS)

Почти каждый язык программирования имеет метод для оценки операторов условий. В большинстве случаев программист создаёт кусок кода, чтобы задать простой вопрос: «а что, если?» Что делать, если площадь контура крыши превышает программные требования? Или, что делать, если кривизна моей крыши превышает реалистичную величину? Это — важные вопросы, которые представляют более высокий уровень абстрактного мышления. Компьютерные программы имеют способность анализировать эти «что, если?» и предпринимать действия, в зависимости от ответа на данный вопрос. Давайте взглянем на очень простой оператор условия, который программа может интерпретировать: Если объект является кривой — удалить его. Кусок кода сначала смотрит на объект и определяет единственное логическое значение: является объект кривой или нет. Логическое значение «True» (ИСТИНА), если объект является кривой, либо «False» (ЛОЖЬ), если не является. Вторая часть оператора выполнит действие в зависимости от результата условного выражения. В том случае, если объект является кривой — удалит его. Этот условный оператор называется оператор «If» (ЕСЛИ). Есть четыре оператора условия (ищите в подкатегории Math/ Operators (Математика/Операторы), оценивающие состояние и возвращающих логическое значение.

Компонент Equality (Равенство) берёт два списка и сравнивает первый элемент Списка A с первым элементом Списка B. Если эти два значения совпадают, то создаётся логическое значение «True» (ИСТИНА) и наоборот: если два значения не равны, то создаётся логическое значение «False» (ЛОЖЬ). Компонент просматривает списки согласно алгоритму набора данных (по-умолчанию, он установлен в состояние «Longest List» (Длинный Список)). У этого компонента есть два выхода. Первый возвращает список булевых (логических) значений, который показывает, какие из значений в списке были равны друг другу. Второй выход возвращает список, который показывает, какие значения не равны друг другу, или, другими словами — список, инвертированный от первого выхода.

Компонент Similarity (Подобие) оценивает два списка данных и тестирует на сходство между двумя числами. Это, практически, идентично тому, как сравнивает два списка компонент Equality (Равенство), за одним исключением: он учитывает процентное соотношение допустимого отклонения значений списка А от значений списка В. Компонент Similarity (Подобие) также имеет выход, который определяет абсолютное значение дистанции между двумя исходными списками.

Компонент Larger Than (Больше Чем) берёт два списка данных и определяет, является ли первый элемент списка А больше первого элемента списка В. Два выхода компонента позволяют определить: хотели ли Вы сравнить два списка по схеме «Больше, чем» (>) или «Больше или равно» (>=).

Компонент Smaller Than (Меньше Чем) выполняет действие, противоположное действию компонента Larger Than (Больше Чем). Компонент Smaller Than (Меньше Чем) определяет в списке А меньшие значения, чем в списке В и возвращает список логических значений. Аналогичным образом два выхода позволяют определить, хотели ли Вы оценивать каждый список по схеме «Меньше Чем» (<) или «Меньше или равно» (<=).

1.3.3.4. ТРИГОНОМЕТРИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ

Загрузить файл примера, относящийся к данному разделу.

Мы уже показали, что можем использовать компоненты Expression (Выражение) (или Evaluate (Сравнение)) для вычисления алгебраических уравнений или сравнения. Однако, существуют и другие способы вычисления простых выражений с помощью нескольких встроенных тригонометрических функций. Мы можем использовать эти функции для определения таких периодических явлений, как волны синусоидальной формы типа океанских, звуковых или световых волн.

1. Прямая
   y(t) = 0

2. Синусоида
   y(t) = sin(t)

3. Пружина
   x(t) = cos(t)
   y(t) = sin(t)
   z(t) = b(t)

4. Спираль
   x(t) = t*cos(t)
   y(t) = t*cos(t)

В этом примере мы будем использовать Grasshopper для конструирования различных тригонометрических кривых, используя тригонометрические функции компонентов, которые Вы можете найти на вкладке Math (Математика):

Мы только что подключили массив точек к кривой. Давайте попробуем использовать некоторые из компонентов Тригонометрии Grasshopper, чтобы изменить эту кривую:

Сейчас Вы должны увидеть кривую в виде синусоидальной волны вдоль Х-оси в Rhino.

Теперь мы получили 3D-пружину

Теперь Вы должны увидеть спиральную кривую

1.3.3.5. EXPRESSIONS (ВЫРАЖЕНИЯ)

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

Компонент Expression (Выражение) (и его брат — компонент Evaluate (Оценка)) — очень гибкие инструменты, что означает, что они могут быть использованы в различных приложениях. Вы можете использовать Выражение (или Оценку) для решения математических алгоритмов и возвращения числовых данных на выходы.

В следующем примере мы рассмотрим математические спирали, встречающиеся в природе и то, что как мы сможем использовать математические функции Грасхопера для создания аналогичных структур. В качестве отправной точки мы будем опираться на наши тригонометрические кривые.

Двойной клик по компоненту Expression (Выражение) откроет Редактор Выражений Грасхопера (Expression Editor)

Вы можете создать другие паттерны Вороного, манипулируя слайдерами Factor (Коэффициент), Count (Количество) и Radius (Радиус). Ниже приведены три примера:

1. Factor = 1.000, Radius = 15

2. Factor = 0.400, Radius = 10

3. Factor = 0.200, Radius = 7

1.3.4. Домены (Domains) и Цвет (Color)

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

Цветовой круг — это модель организации цвета, базируясь на их оттенке. В Grasshopper цвета могут быть определены по значению их оттенка в диапазоне от 0.0 до 1.0. Домены используются для определения диапазона всех возможных значений набора чисел между нижним пределом (A) и верхним пределом (B).

В цветовом круге оттенок соотносится с углом. Grasshopper взял этот диапазон от 0 до 360 и перераспределил его между нулём и единицей.

Разделив домен Hue (Оттенок) (0.0 до 1.0) по количеству нужных сегментов мы можем присвоить значение оттенка для каждого сегмента, создав таким образом свой цветовой круг.

В этом примере мы будем использовать Grasshopper-домен и цветовые компоненты для создания цветового круга с переменным количеством сегментов.

Для задания другого цветового эффекта, попробуйте подсоединить компонент Deconstruct Domain (Разобрать Домен) ко входам Saturation (S) (Насыщенность) или Luminance (L) (Светлота) компонента Colour HSL (Цвета HSL ).

1.3.5. Булевские переменные (Booleans) и Логические Операторы (Logical Operators)

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

1.3.5.1. БУЛЕВСКИЕ ПЕРЕМЕННЫЕ (BOOLEANS)

Числовые переменные могут содержать целый ряд различных чисел. Логические (булевы) переменные могут хранить только два значения, называемые «Yes» (Да) или «No» (Нет), «True» (ИСТИНА) или «False» (ЛОЖЬ), «1» или «0». Очевидно, что мы никогда не используем булевы переменные для выполнения вычислений из-за их ограниченного диапазона. Мы используем булевы переменные, чтобы оценить условия.

Boolean Parameter

В Grasshopper булевы операторы могут быть использованы несколькими способами. Параметр Boolean (Булевская Переменная) служит контейнером для одного или нескольких булевских значений, в то время, как Boolean Toggle (Логический Переключатель) позволяет быстро переключаться между единственным значением на выходе: истина или ложь.

Двойной клик по Boolean Toggle (Логическому Переключателю) позволяет быстро переключить значение на выходе между «True» (Истина) и «False» (Ложь)

Grasshopper также содержит объекты, способные проверять условия и выводить булевские (логические) значения. Например, компонент Includes (Содержит?) позволяет проверить числовое значение, чтобы увидеть, включено ли оно в домен (числовой диапазон) или нет.

Компонент Includes (Содержит?) проверяет, входит ли число 6.8 в числовой диапазон от 0 до 10 и возвращает логическое значение «True» (Истина).

1.3.5.2. ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАТОРЫ (LOGICAL OPERATORS)

Логические операторы, в основном, работают на булевских переменных, что действительно очень логично. Как Вы помните, булевские переменные могут иметь только два значения. Булева математика была разработана Джоном Булем (George Boole (1815-1864)) и сегодня она является основой всей цифровой индустрии. Булева алгебра даёт нам инструменты для анализа, сравнения и описания набора данных. Хотя Булем изначально было определено шесть логических операторов, мы будем обсуждать только три из них:

1. Not (НЕ)

2. And (И)

3. Or (ИЛИ)

Оператор Not (НЕ) является несколько необычным среди других операторов, поскольку не требует непременно двух значений. Вместо этого он инвертирует входящий. Представьте себе, что у нас есть скрипт, который проверяет наличие группы определений блока (Block definitions) в Rhino. Если определений блока нет, то мы хотим прервать сценарий и информировать об этом пользователя.

Grasshopper-оператор Not (Не) (логический элемент)

And (И) и Or (ИЛИ) — оба используют с одной стороны два оператора. Оператор And (И) требует, чтобы оба входящих были в состоянии True (ИСТИНА), чтобы результирующий оценился как True (ИСТИНА). Оператор Or (ИЛИ) выдаёт True (ИСТИНА), если хотя бы на одном из выходов будет True (ИСТИНА).

Как Вы можете видеть проблема с логическими операторами — не теория, это то, что происходит, когда Вам нужно их много, чтобы оценить что-то. Набирать их в последовательность быстро приводит к запутанности кода, не говоря уже о проблеме приоритета операторов.

Grasshopper-оператор And (И) (логический элемент)

Grasshopper-оператор Or (ИЛИ) (логический элемент)

Хороший способ решить собственную задачу по булевой логике — использовать диаграмму Венна. Диаграмма Венна представляет собой графическое представление булевых наборов, где каждая область содержит (суб)набор значений, имеющих общее свойство. Наиболее известной из которых является трёхкруговая диаграмма:

Каждая область круга содержит все значения, которые входят в набор. Верхний круг, например, помечен, как набор {A}. Каждое значение внутри этого круга оценивается как True (ИСТИНА) для {A} и каждое значение вне этого круга оценивается, как False (ЛОЖЬ) для {A}. Окрашивая эти области, мы можем имитировать логические оценки в программном коде:

1.4. Конструирование с применением Списков (List)

Одна из самых мощных функций Grasshopper — способность быстро создавать списки данных и манипулировать ими. В этой главе будет рассказано о том, как создавать и управлять списками данных. А также, как их визуализировать.

1.4.1. ГЕОМЕТРИЯ (GEOMETRY). КРИВЫЕ (CURVE).

NURBS (non-uniform rational B-splines [не-однородные рациональные В-сплайны]) являются математичекими представлением, которое может точно моделировать любую форму от простой 2D-геометрии (окружности, дуги и т.п.) и простых 3D-форм (параллелепипед, шар и т. п.) до сложных произвольных 3D-форм, таких, как органические поверхности или твёрдые тела. Благодаря своей гибкости и точности, NURBS-модели могут быть использованы в любом процессе от иллюстрации и анимации до промышленного производства.

Кривые (curves), как геометрические объекты, обладают рядом свойств и характеристик, которые могут быть использованы для их описания и анализа. Например, каждая кривая имеет координату начала и координату конца. Когда расстояние между этими координатами равно нулю, это значит, что эта кривая — замкнутая. Кроме того, каждая кривая имеет определённое количество контрольных точек (control points). Если эти точки расположены в одной плоскости, то и вся кривая в целом является плоской. Некоторые свойства применимы к кривой в целом, в то время, как другие применимы только к конкретным точкам на кривой. Например, является ли кривая плоской — это глобальное свойство, в то время, как векторы касательных — это локальное свойство. Кроме того, некоторые свойства распостраняются только на некоторые типы кривых. До сих пор мы рассуждали о Примитивах Кривых (Primitive Curve) Grasshopper. Это такие компоненты как: прямые (lines), окружности (circles), эллипсы (ellipses) и дуги (arcs).

1. Line (Прямая)

2. Polyline (Ломаная)

3. Circle (Окружность)

4. Ellipse (Эллипс)

5. Arc (Дуга)

6. NURBS Curve (NURBS-Кривая)

7. Polycurve (Составная кривая)

1. End Point (Точка Конца)

2. Edit Point (Редактирующая Точка)

3. Control Point (Контрольная Точка)

1.4.1.1. NURBS-КРИВЫЕ (NURBS CURVES)

Степень (Degree): Степень — это целое положительное число. Это число обычно равно 1, 2, 3 или 5, хотя это может быть любое положительное целое число. Степень кривой определяет область влияния контрольных точек на кривую: чем выше степень, тем больше область влияния. У NURBS-прямой или ломаной обычно степень равна 1, NURBS-окружность имеет степень 2, а большинство кривых произвольной формы имеют степень 3 или 5.

Контрольные Точки (Control Points): Минимальное число контрольных точек у кривой может быть не меньше, чем число степени + 1. Один из самых простых способов изменить форму NURBS-кривой — это переместить её контрольные точки.

Вес (Weight): Контрольные точки имеют связанную характеристику, называемую «weight» (вес). Вес обычно является положительным числом. Когда контрольные точки кривой имеют одинаковый вес (обычно 1), то кривая называется «non-rational» (нерациональная), в иных случаях мы имеем дело с рациональными кривыми (rational curves). Большинство NURBS-кривых - нерациональные кривые. Но есть такие кривые, которые являются рациональными всегда: например, окружности и эллипсы

Узлы (Knots): Узлы — это список чисел (степень+N-1), где N — это количество контрольных точек.

Редактирующие Точки (Edit Points): Точки на кривой вычисляются путём усреднения узлов. Редактирующие точки подобны контрольным точкам, за исключением того, что они всегда находятся на кривой и перемещение одной контрольной точки, как правило, ведёт к изменению формы всей кривой (перемещение же одной контрольной точки ведёт к локальному изменению формы кривой). Редактирующие точки могут оказаться полезными, когда Вам нужно, чтобы определённая точка прошла через необходимое местоположение.

Результаты влияния смены числа степени NURBS-кривой на узлы:

Стень = 1. NURBS-кривая ведёт себя также, как ломаная. Степень «1» кривой размещает узлы в местоположениях каждой контрольной точки.

Степень = 2. Обычно используется при аппроксимации дуг и окружностей. Контрольный многоугольник (control polygon) пересекает сплайн посередине каждого сегмента NURBS-кривой.

Степень = 3. Это — наиболее распространённый тип NURBS-кривой и используется в Rhino по-умолчанию. Вы, вероятно, хорошо знакомы с визуализацией прогрессии в виде сплайна, хотя и кажется, что узлы находятся в странных местонахождениях.

1.4.1.2. КОМПОНЕНТЫ GRASSHOPPER-СПЛАЙНА

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

Grasshopper содержит набор инструментов, способных выразить более продвинутые типы кривых Rhino, таких как NURBS-кривые и составные кривые (nurbs-curves и poly curves). Найти эти инструменты можно на вкладке Curve/Splines (Кривая/Сплайны).

NURBS-Кривая (Nurbs Curve) (Curve/Spline/Nurbs curve (Кривая/Сплайн/NURBS-кривая)): Компонент Nurbs Curve конструирует NURBS-кривую из введённых контрольных точек (control points). Вход V определяет эти точки, которые могут быть описаны явным указанием точек в сцене Rhino или унаследованы в виде переменных данных от других компонентов. Вход D компонента Nurbs Curve задаёт степень кривой.

Интерполированная Кривая (Interpolate Curve) (Curve/Spline/Interpolate (Кривая/Сплайн/Интерполированная)): Интерполированные кривые ведут себя несколько иначе, чем NURBS-кривые. Вход V компонента подобен такому-же у компонента NURBS-curve, который тоже запрашивает набор точек для создания кривой. Однако, при использовании метода Интерполяции, результирующая кривая будет проходить непосредственно через эти точки, независимо от степени кривой. В компоненте NURBS curve мы могли этого достигнуть лишь убавлением числа степени кривой до единицы. Также, как и в компоненте NURBS curve, вход D определяет степень результирующей кривой. Однако, при таком способе построения, вход D принимает только нечётные числа. Кроме того, вход P определяет, будет ли кривая периодической (Periodic). Вы будете видеть некоторую шаблонность выходов у многих компонентов для создания кривых, в которых выходы C, L и D обычно определяют результирующую кривую, длину и домен кривой соответственно.

Кривая с Загибом (Kinky Curve) (Curve/Spline/Kinky Curve (Кривая/Сплайн/Кривая с Загибом)): Компонент Kinky Curve даёт возможность задать порог величины угла (вход А), при превышении которого состояние интерполированной кривой переходит из сглаженности в состояние кривой с резким загибом. Следует отметить, что вход «А» требует, чтобы угол был задан в радианах (radians).

Ломаная (Polyline) (Curve/Spline/Polyline (Кривая/Сплайн/Ломаная)): Ломаная представляет из себя набор прямых сегментов, соединяющих две и более точек. Результирующая линия всегда будет проходить через её контрольные точки, подобно интерполированной кривой. Как и у типов кривых, упомянутых выше, V-вход компонента Polyline (Ломаная) задаёт набор точек, определяющих границы каждого прямого сегмента ломаной. С-вход компонента определяет, будет ли ломаная замкнутой. Если местоположение первой точки не совпадает с местоположением последней, то, в таком случае, будет создан дополнительный сегмент, замыкающий петлю. Выход компонента Polyline (Ломаная) отличается от тех, что были у компонентов кривых в предыдущих примерах тем, что результатом является лишь сама кривая.

1.4.2. Что такое Список (List)?

О Grasshopper полезно думать как о потоке, так как графический интерфейс разработан в виде потока данных от одних компонентов к другим. Тем не менее, эти данные определяют информационный поток на входах и выходах компонентов. Понимание того, как управлять списками данных, имеет решающее значение для понимания работы плагина Grasshopper.

Как правило, Grasshopper оперирует двумя типами данных: постоянные и переменные (persistent и volatile). И хотя эти типы данных имеют разные характеристики, обычно Grasshopper хранит эти данные в массиве в виде списка переменных.

При хранении данных в виде списка полезно знать позицию каждого элемента в этом списке, чтобы быстро получить к ним доступ и возможность манипулировать необходимыми в данный момент элементами. Позиция элемента в списке называется index number (порядковый номер) [или просто Индекс].

1. List Item (Элемент Списка)

2. Index (Индекс)

Единственное, что может показаться странным на первый взгляд это то, что первый порядковый номер в списке не единица, а ноль. Поэтому, когда мы говорим о первом элементе списка, то на самом деле, имеем ввиду элемент с порядковым номером (индексом) 0.

Например, если мы должны были сосчитать количество пальцев у нас на правой руке, скорее всего, мы бы насчитали от 1 до 5. Однако, если бы мы этот же список занесли в массив, тогда наш список бы уже считался от 0 до 4. Обратите внимание, что у нас по-прежнему 5 элементов в списке, просто массив использует систему подсчёта, основанную на ноле. Элементы, хранящиеся в списке совсем необязательно должны быть числами. Это могут быть данные любого типа, поддерживаемые Грасхопером, например, точками, кривыми, поверхностями, полигональными сетками и т.д.

Зачастую, самый простой способ взглянуть на тип данных, хранящихся в списке — это подсоединить к его выходу на конкретном компоненте Текстовую Панель (Text Panel (Params/Input/Panel (Параметры/Вводные/Панель)). По-умолчанию, Текстовая Панель автоматически отображает все индексы в левой части Панели, а элементы данных в правой части. Числовой индекс станет важным элементом, когда мы начнём работать с нашими списками. Вы можете включить и выключить отображение индексов кликом правой кнопкой мыши на текстовой панели в выбором пункта контекстного меню “Draw Indices” (Отображать Индексы). А в настоящее время давайте оставим включенным отображение индексов на наших текстовых панелях.

1.4.3. Сопоставление Потоков Данных (Data Stream Matching)

Сопоставление данных является проблемой, не имеющей чистого решения. Она возникает, когда компонент получает доступ ко входным данным разного размера списка. Изменение алгоритма сопоставления данных может привести к существенно различным результатам.

Представьте себе компонент, который создаёт прямые сегменты между точками. Он будет иметь два входный параметра, оба поставляющих координаты точек (Список А (List A) и Список В (List B)):

Как Вы можете видеть, существуют различные способы, с помощью которых мы можем выполнять построение прямых между этими двумя наборами точек. Новыми в Grasshopper 0.9 появились три компонента для сопоставления потоков данных, которые можно найти на панели Sets/List (Наборы/Список): Shortest List (Кратчайший Список), Longest List (Длиннейший Список) и Cross Reference (Перекрёстная Ссылка). Эти новые компоненты обеспечивают повышенную гибкость в пределах трёх основных алгоритмов сопоставления. Клик правой кнопкой мыши по каждому компоненту позволяет выбрать опцию сопоставления данных из контекстного меню.

Самый простой способ — это подключить выходы один-к-одному, пока один из потоков не иссякнет. Такой алгоритм называется “Shortest List” (Кратчайший Список):

Выбор опции алгоритма сопоставления через контекстное меню по клику правой кнопкой мыши на компоненте.

Алгоритм “Longest List” ( Длиннейший Список) продолжает подключать входы, пока все потоки не иссякнут. Это поведение компонента по-умолчанию:

И, наконец, метод “Cross Reference” (Перекрёстная Ссылка) осуществляет все возможные подключения:

Это потенциально опасно, поскольку количество значений на выходе может быть огромным. Проблема ещё более усложняется, когда кроме вводных параметров участвуют ещё и наследуемые переменные данные. Если логическую схему оставить прежней, их количество начинает перемножаться.

Давайте рассмотрим внимательнее самый короткий вариант использования компонента Shortest List (Кратчайший Список):

Здесь мы имеем два входных списка: {A,B,C,D,E} и {X,Y,Z}. При использовании опции Trim End (Обрезать Конец), последние два элемента из первого списка игнорируются и, таким образом, списки становятся как бы одинаковой длины.

При использовании опции Trim Start (Обрезать Начало) первые два элемента первого списка будут игнорироваться, что уравняет длину списков.

Опция Interpolate (Интерполировать) пропустит второй и четвёртый элемент в первом списке. А теперь взглянем на компонент Cross Reference (Перекрёстная Ссылка):

Здесь мы имеем два входных списка: {A,B,C} и {X,Y,Z}. Обычно, Grasshopper бы стал перебирать эти списки, рассматривая только их комбинации в формате {A,X}, {B,Y} и {C,Z}. Однако, существует ещё шесть комбинаций, которые обычно не просчитываются: {A,Y}, {A,Z}, {B,X}, {B,Z}, {C,X} и {C,Y}. Как Вы видите, на выходе из компонента Cross Reference (Перекрёстная Ссылка) мы имеем девять обязательных элементов перестановки.

Мы можем отобразить поведение Перекрёстной Ссылки, используя таблицу. Строки представляют первый список элементов, а столбцы — второй. Если мы воссоздадим все возможные варианты перестановок, то таблица будет иметь точку в каждой клетке, так как каждая клетка представляет собой уникальное сочетание двух источников индексов списков.

Однако, иногда, Вам не нужны все возможные перестановки. Иногда Вы хотите исключить определённые области, потому что они приведут к бессмысленным или некорректным вычислениям. Общий принцип исключения состоит в том, чтобы игнорировать все ячейки, находящиеся на диагонали таблицы. Изображение выше показывает «целостное» сопоставление данных, в то время как опция «Diagonal» (Диагональ)(доступная из контекстного меню компонента Cross Reference) имеет пробелы для {0,0}, {1,1}, {2,2} и {3,3}. Если мы применим это к нашим наборам {A,B,C} и {X,Y,Z}, что были в примере, то мы должны ожидать сокрытие комбинаций для {A,X}, {B,Y} и {C,Z}:

Правило, которое применяется к «диагональному» сопоставлению: «Игнорировать все перестановки, где элементы имеют одинаковые индексы списка». «Coincident» (Совпадающий) сопоставляет данные двух входных списков таким же образом, как «Диагональ», но правило несколько отличается: «Игнорировать все перестановки, где любые два элемента списка имеют одинаковый индекс».

Четыре оставшиеся алгоритма являются вариациями на ту же тему. «Lower triangle» (Нижний Треугольник) применяет правило соответственно: «Игнорировать все перестановки, где индекс элемента меньше, чем индекс элемента в следующем списке» . Результатом мы имеем пустой треугольник, но с элементами на диагонали.

«Lower triangle (strict)» (Нижний Треугольник (строго)) идёт на шаг раньше и исключает элементы уже и с главной диагонали:

«Upper Triangle» (Верхний Треугольник) и «Upper Triangle (strict)» (Верхний Треугольник (строго)) являются зеркальным отображением двух предыдущих алгоритмов, в результате чего пустые треугольники оказываются по другую сторону от линии диагонали.

1.4.4. Создание Списков (Lists)

В Grasshopper есть много различных способов создания списков. Ниже мы рассмотрим несколько разных методов, а затем взглянем на то, как данные могут использоваться, чтобы передать информацию в окно проекции (viewport) посредством визуализации.

1.4.4.1. РУЧНОЕ СОЗДАНИЕ СПИСКА

Возможно, самый простой способ создания списка (и один из самых недооценённых) — это ручной ввод списка значений в параметр. Использование этого метода накладывает на пользователя дополнительную ответственность, так как опирается на введённые им данные напрямую. В таком случае для создания списка используется постоянные данные (persistent data). Чтобы изменить значения в списке пользователь должен сделать это с каждым значением вручную. Это может быть затруднено, если элементов в списке много. Есть несколько способов создания списка вручную. Одним из способов является использование числового параметра (Number paramter). Щёлкните правой кнопкой мыши по числовому параметру и выберите “Manage Number Collection” (Управление Набором Чисел).

1. Кликните правой кнопкой мыши по компоненту Число (Number), чтобы открыть Number collection Manager (Управление Набором Чисел).

2. Чтобы добавить число в список кликните по иконке Add Item (Добавить Элемент).

3. Чтобы изменить значение элемента — дважды кликните по нему.

Другой метод ручного создания списка элементов — ввод в Panel (Текстовую Панель). Убедитесь, что кнопка “Multiline Data” (Многострочные Данные) отжата.

1.4.4.2. RANGE (ДИАПАЗОН)

Компонент Range (Диапазон) можно найти на вкладке Sets/Sequence/Range (Наборы/Последовательность/Диапазон). Он создаёт список чисел, значения которых равномерно распределены, между заданными наименьшим и наибольшим значениями, называемый диапазоном. Диапазон также иногда упоминается как домен или интервал — при упоминании этих понятий речь всё время идёт о всех возможных числах между двумя числовыми экстремумами (пределами).

Компонент Range (Диапазон) разделяет числовой домен на равные сегменты и возвращает список значений.

1. Количесво Шагов (Steps) = 10

2. Домен простирается от 0 до 1

3. Общее количество точек = 11

В приведённом ниже примере числовой домен был определён как каждое возможное число между 0 и 20. Компонент Range (Диапазон) берёт этот домен и делит его на заданное число шагов (в данном случае 10). Таким образом мы получили 10 отдельных сегментов. Компонент Range (Диапазон) возвращает список значений. Так как он удерживает первое и последнее значение в списке, то на выходе из компонента Range (Диапазон) мы всегда имеем на 1 элемент больше, чем задавали количество шагов (Steps). В приведённом выше примере мы задали 10 шагов, поэтому Range (Диапазон) вернул 11 значений.

Создание списка с использованием компонента Range (Диапазон) с указанием Домена (Domain) и количеством шагов.

Возможно, Вы обратили внимание на некую причудливость сделанной нами конструкции. Мы знаем, что домен всегда определяется двумя значениями (верхним и нижним). Тем не менее, в нашем дефинишине мы просто подсоединили единичное значение ко входу домена. Для того, чтобы избежать ошибок, Grasshopper делает предположение, что Вы пытаетесь определить домен между нулём и каким-то вашим числом (значение с вашего слайдера). Для того, чтобы создать домен, не начинающийся с нуля, мы должны использовать компонент Construct Domain (Сконструировать Домен).

Для создания Диапазона, начинающегося не с нуля, используйте компонент Construct Domain (Сконструировать Домен).

1.4.4.3. SERIES (СЕРИЯ)

Компонент Series (Серия) подобен компоненту Range (Диапазон) тем, что тоже создаёт список чисел. Однако, отличен тем, что создаёт набор дискретных чисел., базирующийся на начальном значении, величине шага и количестве значений в серии.

Компонент Series (Серия) создаёт список, основанный на начальном значении (start), величине шага (step) и количестве значений в списке (count).

1.4.4.4. RANDOM (СЛУЧАЙНОЕ)

Компонент Random (Sets/Sequence/Random (Наборы/Последовательность/Случайная)) может быть использован для генерирования списка псевдослучайных чисел. Они называются «псевдо» случайными потому, что числа последовательности являются уникальными, но стабильно зависимыми от начального значения (seed). Таким образом, Вы можете сгенерировать совершенно новый набор случайных чисел, путём изменения начального значения (S-вход). Домен, как и в предыдущем примере, представляет собой определённый интервал между двумя числовыми крайностями.

1.4.5. Визуализация Списка

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

Понимание работы со списком в Grasshopper может оказаться сложным без возможности воспринять визуально данные, перетекающие из одного компонента в другой. Существует несколько способов отображения данных списка, которые помогут их лучше понять и эффективнее ими управлять.

Есть много различных способов визуализации списка данных. Наиболее распространённым является создание некоторой геометрии, связанной с данными списка. Соединив выход R компонента Range (Диапазон) со входом Y компонента the Construct Point (Сконструировать Точку), Вы сможете увидеть массив точек в Y-направлении.

Давайте взглянем на некоторые компоненты, которые могут помочь нам понять данные.

1.4.5.1. КОМПОНЕНТ POINT LIST (СПИСОК ТОЧЕК)

Компонент Point List (Список Точек) является чрезвычайно полезным инструментом для визуализации порядка набора точек в список. По существу, компонент Point List (Список Точек) размещает индекс числового элемента рядом с геометрической точкой во вьюпорте (номер индекса пункта рядом с точечной геометрией в окне просмотра). Вы также можете задать будут или нет отображаться теги чисел, линии связей, а также скорректировать размер надписей тегов.

Вы можете визуализировать порядок точек в наборе, используя компонент Point List (Список Точек)

1.4.5.2. TEXT TAGS (ТЕКСТОВЫЕ ТЕГИ)

Компонент Text Tag (Текстовые Теги) позволяет отрисовывать небольшие строки (строки, состоящие из набора символов ASCII) во вьюпорте в качестве обратной связи с элементами. Текст и местоположение могут быть заданы в качестве входных параметров. Если текстовые теги запечь (bake) в сцену Rhino, то они превратятся в Text Dots (Точки Аннотации). Другая интересная особенность текстовых тегов это то, что они независимы от изменений, происходящих во вьюпорте, то есть они всегда направлены в сторону камеры (включая перспективные виды), также они остаются постоянного размера вне зависимости от настроек масштабирования вьюпорта.

Используя компонент Text Tag (Текстовые Теги) Вы можете визуализировать любую строку информации во вьюпорте Rhino. В данном случае мы решили отобразить значение каждой точки поверх её местоположения. Мы могли назначить для отображения любой другой текст.

Компонент Text Tag 3d (Текстовый Тег 3D) работает очень похожим образом, как и компонент Text Tag (Текстовой Тег). Они отличаются тем, что при запекании объектов (bake), генерируемых компонентом Text Tag 3d (Текстовый Тег 3D)в сцену Rhino они становятся текстовыми объектами (Text objects). Масштаб шрифта в Text Tag 3d (Текстовый Тег 3D) может управляться через вход Size (S) (Размер), (который недоступен у компонента Text Tag (Текстовый Тег)).

Вы можете использовать компонент Text Tag 3d (Текстовой Тег 3D), чтобы визуализировать информацию подобно Текстовым объектам ( Text object) в Rhino.

1.4.5.3. ЦВЕТ (COLOR)

Одна из других возможностей визуализации списка данных — это назначение геометрии цвета. Grasshopper имеет ограниченные возможности «рендеринга», но мы можем управлять простыми параметрами Open GL, такими, как цвет (color), рефлекс (specular color), прозрачность (transparency) и т.д. Значение L0 представляет нижний предел (левая сторона) градиента, в то время, как L1 представляет верхний предел (правая сторона). Эти значения соответствуют началу и концу нашего домена. T-значенмя элементов списка будут сопоставляться в диапазоне от L0 до L1. На выход градиента поступает список значений цвета в цветовом пространстве RGB, соотносящихся с каждой точкой из списка. По клику правой кнопкой мыши на градиенте можно выбрать один из предустановленных видов градиента или определить свой собственный, используя захваты настроек цвета.

1. Points (Точки)

2. Point list (Список Точек)

3. Text Tag (Текстовые Теги)

4. Text Tag 3D (Текстовые Теги 3D)

5. Custom color preview (Цвет предпросмотра задан пользователем)

1.4.6. List Management (Управление Списком)

Одна из самых мощных возможностей Grasshopper — это способность быстро создавать различные списки данных и манипулировать ими. Мы можем хранить в списке множество различных типов данных (числа, точки, векторы, кривые, поверхности, брепы и т. д.). И в подкатегории Sets/List (Наборы/Список) Вы можете найти ряд полезных инструментов.

1.4.6.1. LIST LENGTH (ДЛИНА СПИСКА)

Компонент List Length (Длина Списка) (Sets/List/List Length (Наборы/Список/Длина Списка)) по существу измеряет длину списка. Так как наши списки всегда начинаются с нуля, максимально возможный индекс в списке будет равен длине списка минус один. В этом примере мы подключили наш базовый список ко входу L компонента List Length (Длина Списка), показывающему, что в списке 6 значений.

1.4.6.2. LIST ITEM (ЭЛЕМЕНТ СПИСКА)

Наш список поступает в компонент List Item (Элемент Списка) (Sets/List/List Item (Наборы/Список/Элемент Списка)) в целях извлечения конкретного элемента данных из набора данных. Для доступа к отдельным элементам списка мы должны подать на i-вход соответствующие числа индексов тех элементов, которых бы хотели получить. Мы можем скормить ему целое число или список целых чисел на i-вход, в зависимости от того, сколько элементов мы бы хотели получить. L-вход определяет базовый список, который мы будем анализировать. В этом примере мы имеем на входе набор до 5.0 элементов и компонент List Item (Элемент Списка) возвращает элемент данных, ассоциированный с пятым номером в списке.

1.4.6.3. REVERSE LIST (ОБРАТИТЬ СПИСОК)

Мы можем инвертировать (обратить) порядок в нашем списке, используя компонент Reverse List (Обратить Список) (Sets/List/Reverse (Наборы/Список/Обратить Список)). Если мы введём список возрастающих чисел от 0.0 до 9.0 в компонент Reverse List (Обратить Список), то на выходе из него получим список нисходящих чисел от 9.0 до 0.0.

1.4.6.4. SHIFT LIST (СДВИГ СПИСКА)

Компонент Shift List (Сдвиг Списка) (Sets/Sequence/Shift List (Наборы/Последовательность/Сдвиг Списка)) будет смещать элементы по списку вверх или вниз на величину значения шага смещения. Мы подключили выход List (Список) к L-входу компонента Shift-List (Сдвиг Списка). Если весь список будет сдвигаться на величину -1, то все значения в списке переместятся вниз на один номер индекса от того, что был на входе. Точно также, если мы изменим величину сдвига (offset) на +1, то все значения в списке сместятся вверх по списку индексов на одно значение. Если на вход Wrap (Завернуть) входит логический параметр со значением True (ИСТИНА), то элементы, которым не хватило индексов в конце списка и они должны были как бы отпасть (игнорироваться), будут завёрнуты из конца в начало списка. Так же и наоборот: если список смещается вверх, то выпавшие параметры из верхней части будут перемещены в нижнюю часть списка. Если значение на входе Wrap (Заворачивать) будет False (ЛОЖЬ), то, как в нашем примере, список просто укоротится вместе с «выпавшими» значениями.

1.4.6.5. INSERT ITEMS (ВНЕДРЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ)

Компонент Insert Items (Внедрить Элементы) (Sets/Lists/Insert Items (Наборы/Список/Внедрить Элементы)) даёт возможность добавить к вашему списку ещё один набор элементов, вставив их в указанные места списка. Для того, чтобы это работало должным образом, Вы должны знать, какие именно элементы Вы хотите вставить и индекс позиции для каждого нового элемента. На примере ниже иы будем внедрять буквы A, B, C в позицию с индексом три.

1.4.6.6. WEAVE (СПЛЕСТИ)

Компонент Weave (Сплести) (Sets/Lists/Weave (Наборы/Списки/Сплести) обеспечивает слияние двух или нескольких списков в один, основываясь на указанном шаблоне сплетения (P-вход). Если шаблон (pattern) и потоки (streams) не совпадают идеально, этот компонент может добавлять нули в исходящие потоки, либо может игнорировать уже истощившиеся потоки.

1.4.6.7. CULL PATTERN (ШАБЛОН ОТБРАСЫВАНИЯ)

Компонент Cull (Отбрасывание) (Sets/Sequence/Cull Pattern (Наборы/Последовательность/Шаблон Отбрасывания)) удаляет элементы из списка, используя повторяющуюся битовую маску. Битовая маска задаётся в виде списка логических значений (True (ИСТИНА) или False (ЛОЖЬ)). Битовая маска используется снова и снова, пока все элементы в списке не будут оценены.

1.4.7. РАБОТА СО СПИСКАМИ

Давайте рассмотрим пример, используя компоненты из предыдущего раздела. В этом примере мы создадим плиточный шаблон, накладывающий геометрию на прямоугольную сетку. Шаблон будет создаваться, используя компонент List Item (Элемент Списка) для получения желаемого геометрического рисунка.

1. Геометрия, сопоставляемая с индексом 1

2. Геометрия, сопоставляемая с индексом 0

3. Прямоугольная сетка

1. Шаблон наложения

2. Накладываемая геометрия

Изменение исходной геометрии и шаблона вызовет изменения и в финальном рисунке.

1.5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕРЕВЬЕВ ДАННЫХ (DATA TREES)

По мере усложнения ваших дефинишинов также возрастает количество данных, протекающих через них. Для того, чтобы эффективно использовать Grasshopper важно понять каким образом большие объёмы данных хранятся, как к ним организовать доступ, а также, как ими можно манипулировать.

1.5.1. Surface Geometry. (Геометрия. Поверхность.)

NURBS (non-uniform rational B-splines (неоднородные рациональные В-сплайны)) — это математические представления, которые могут точно смоделировать любую форму от простых 2D: линий, окружностей, дуг; простых 3D-форм, например, параллелепипедов, сфер и т. п., до сложных органических поверхностей произвольной формы, а также твёрдых тел. Благодаря их гибкости и точности, NURBS-модели могут быть использованы в любом процессе от иллюстраций и анимации до промышленного производства.

Помимо нескольких типов примитивов поверхности, таких как сфера, конус, плоскость и цилиндр, Rhino поддерживает три типа поверхностей произвольной формы, наиболее эффективным из которых является NURBS-поверхность. Подобно кривым, все возможные формы поверхностей можно представлять в виде NURBS-поверхности и это встроено в Rhino по-умолчанию. Это такая, безусловно, наиболее полезная форма определения поверхности и мы будем концентрироваться на ней.

1. Примитив Sphere (Сфера) [plane (плоскость), radius (радиус)]

2. Примитив Cylinder (Цилиндр) [plane (плоскость), radius (радиус), height (высота)]

3. Примитив Plane (Плоскость) [plane (плоскость, width (ширина), height (высота)]

4. Примитив Cone (Конус) [plane (плоскость), radius (радиус), height (высота)]

1.5.1.1. NURBS-ПОВЕРХНОСТИ

NURBS-поверхности очень схожи с NURBS-кривыми. Те же алгоритмы используются для вычисления формы, нормалей, касательных, кривизны и других свойств, но есть и некоторые явные различия. Например, кривые имеют векторы касательных и нормали плоскостей, в то время, как у поверхностей есть векторы нормалей и касательные плоскостей. Это означает, что кривые не имеют ориентации, а поверхности не имеют направления. В случае NURBS-поверхностей, на самом деле, есть два направления, обуславливающие геометрию, потому что NURBS-поверхности — это прямоугольные сетки из {U} и {V} (Горизонтальных и Вертикальных) кривых. И хотя эти направления часто произвольны, мы в конечном итоге их всё равно используем в любом случае, так как это здорово облегчает нам жизнь.

Вы можете думать о NURBS-поверхностях, как о сетке NURBS-кривых, идущих в двух направлениях. Форма NURBS-поверхности определяется количеством контрольных точек и величиной степени поверхности в U и V направлениях. NURBS-поверхности эффективны для хранения и представления поверхностей произвольной формы с высокой степенью точности.

Surface Domain (Домен Поверхности). Домен поверхности определяется как диапазон (U,V) параметров, оцениваемых в 3D-точке на поверхности. Домен в каждом измерении ( U или V), как правило, описывается как два действительных числа (u_min to u_max) и (v_min to v_max). Изменение домена поверхности называется репараметризация поверхности.

В Grasshopper часто бывает полезно репараметрировать NURBS-поверхность так, чтобы диапазон обоих доменов: и U и V стал от 0 до 1. Это облегчает оценку и работу с этими поверхностями.

Оценка параметров на равных интервалах в 2D-параметре необязательно ведёт к равенству этих интервалов в 3D-пространстве.

Surface evaluation (Оценка Поверхности). Есть особенности оценки поверхности в параметре, являющегося результирующим от доменов поверхности в точке, находящейся на этой поверхности. Имейте ввиду, что середина домена (mid-u, mid-v) необязательно будет оценена, как точка середины 3D-поверхности. Кроме того, оценка U- и V-значений, которые находятся за пределами домена поверхности не дадут полезных результатов.

Normal Vectors (Векторы Нормалей) и Tangent Planes (Касательные Плоскости). Касательная плоскость к поверхности в данной точке представляет собой плоскость, которая касается поверхности в данной точке. Z-направление касательной плоскости соответствует нормали поверхности в этой точке.

Grasshopper обрабатывает NURBS-поверхности аналогично тому, как это делает Rhino, потому что он построен на ядре операций, которые необходимы для создания поверхностей. Однако, из-за того, что Grasshopper отображает поверхность во вьюпортах Rhino раздельно от Rhino-геометрии (что, собственно, является причиной невозможности выделения Grasshopper-геометрии во вьюпортах Rhino до её запекания), некоторые параметры полигональной сетки несколько снижены, чтобы поддерживать скорость отображения результатов Grasshopper довольно высокой. Вы можете заметить несколько грубоватые грани на визуализационных полигональных сетках ваших поверхностей, но это является лишь результатом настройки отрисовки. Любая запечённая геометрия будет использовать более высокие параметры полигональной сетки.

1.5.1.2. ПРОЕЦИРОВАНИЕ НА ПОВЕРХНОСТЬ (PROJECTING SURFACES)

В предыдущем разделе мы объяснили, что NURBS-поверхность содержит собственное координатное пространство, определяемое по U и V доменам. Это означает, что двумерная геометрия, определяемая по X и Y координатам может быть наложена на UV-пространство поверхности. Геометрия эта будет растягиваться и изменяться в зависимости от кривизны поверхности. Это отличается от простого проецирования 2D-геометрии на поверхность, где векторы отрисовываются от 2D-геометрии в указанном направлении до их пересечения с поверхностью.

Вы можете думать о проекции как об отбрасывании геометрией тени на поверхность. Накладываемая геометрия также будет растягиваться по поверхности.

1. Накладываемая геометрия определяется по uv-координатам

2. Проецирование геометрии на поверхность

Также, как 2D-геометрия может проецироваться на UV-пространство поверхности, 3D-геометрия, содержащаяся в параллелограмме габаритного контейнера может быть наложена на соответствующую часть поверхности в виде содержания уже искажённого соответствующим образом контейнера. Эта операция называется Box Morphing (Трансформация Контейнером) и полезна для заполнения изогнутыми поверхностями при помощи компонентов, генерирующих 3D-геометрию.

Чтобы создать массив трансформированных контейнеров (array twisted boxes) на поверхности, домен поверхности должен быть разделён для создания сетки из лоскутов поверхности. Эти трансформированные контейнеры будут по нормалям векторов , отрисованных в углах каждого лоскута, соблюдая необходимую высоту и создавая контейнеры, определяемые по конечным точкам этих векторов и угловых точек лоскутов поверхностей.

1.5.1.3. ДЕФИНИШИН ДЛЯ МОРФИНГА (MORPHING DEFINITION)

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

В этом примере мы будем использовать компонент для морфинга с помощью контейнера с целью заполнить NURBS-поверхность геометрическим компонентом.

1. NURBS-поверхность, заполненная геометрическим компонентом.

2. Исходный компонент в ссылочном контейнере.

3. Поверхность, разделённая на лоскуты.

4. Искривлённые контейнеры, собранные в массив на поверхности.

Вы должны увидеть сетку, подготовленную для искривления по ней контейнера, размноженного по вашей ссылочной поверхности. Измените значение Count (Счёт) на слайдерах U (Горизонталь) и V (Вертикаль), чтобы изменить количество контейнеров, а также подвигайте рычаг слайдера высоты для коррекции контейнеров по высоте.

Теперь Вы должны увидеть вашу геометрию, размноженную по поверхности.

1.5.2. Что такое Дерево Данных (Data Tree)?

Деревья Данных (Data Tree) — это иерархическая структура для хранения данных во вложенных списках. Деревья данных создаются тогда, когда Grasshopper -компоненты структурированы на то, чтобы взять набор данных и вывести множество наборов данных. Grasshopper обрабатывает эти новые данные путём их вложения в виде подчинённый списков (sub-lists). Эти вложенные подчинённые списки работают также, как структура папок на вашем компьютере в том, что доступ к индексированным элементам требует перемещения по путям, сообщающим о том, от каких родительских списков они сгенерированы и об их собственном сую-индексе (sub-index).

Это позволяет иметь несколько списков данных внутри одного параметра. Поскольку списков несколько — должен быть способ идентификации каждого индивидуального списка. Дерево данных представляет собой список списков, или, иногда даже список списка списков и так далее.

На изображении выше есть одна главная ветвь (Вы могли бы назвать её «ствол», но так как возможно иметь несколько главных ветвей, то, пожалуй, это может быть некорректным названием) на пути {0}. Эта ветвь не содержит никаких данных, но имеет 6 подчинённых ветвей. Каждая из этих подчинённых ветвей наследует индекс {0} от родительской и добавляет к нему собственный суб-индекс (0, 1, 2, 3, 4 и 5 соответственно). Было бы неправильно назвать это “индекс” (index), так как такое название подразумевает только одно число. Наверное, лучше обращаться к нему, как «путь» (path), так как это напоминает структуру папки на диске. На каждой из этих суб-ветвей мы находим некоторые данные. Каждый элемент данных является таким образом частью одной (и только одной) ветви дерева и каждый элемент имеет индекс, указывающий его местонахождение в пределах ветви. А каждая ветвь содержит путь, определяющий её местоположение на дереве.

Изображение ниже демонстрирует разницу между списком и деревом данных. Слева массив из четырёх столбцов и шести точек на каждом. И всё это содержится в одном списке. Те, что в первом столбце нумерованы 0-5, во втором 6-11 и так далее. Справа тот же самый массив точек, но на сей раз данные содержатся в виде дерева. Данные в виде дерева — это список из четырёх столбцов, а каждый столбец представляет собой список из шести точек. Индекс каждой точки представлен в формате: номер столбца, номер строки. Это гораздо более полезный способ организации данных, поскольку с его помощью Вы можете легко получить доступ и оперировать как всеми точками сразу, так и, например, удалить каждый второй ряд точек, подключить альтернативные точки и т. д.

1.5.2.1. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДЕРЕВЬЕВ ДАННЫХ

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

Из-за их сложности, бывает трудно разобраться с деревом данных. Grasshopper имеет ряд инструментов, помогающих визуализировать и понять структуру данных, организованных в деревья.

Param Viewer (Просмотрщик Параметра) (Params/Util/Param Viewer (Параметры/Утилиты/Просмотрщик Параметра)) позволяет визуализировать структуру данных в текстовом виде, либо в виде дерева. Подсоедините любой выход, содержащий данные ко входу Просмотрщика Параметров. Для того, чтобы структура данных отображалась в виде дерева, кликните правой кнопкой мыши на Промотрщике Параметра и выберите «Draw Tree» (Отрисовывать Деревом). В данном примере Просмотрщик Параметра подключен к выходу Points (P) (Точки) компонента Divide Curve (Разделить Кривую), который делит 10 кривых на 10 сегментов каждую. Десять ветвей соответствует десяти кривым, каждая ветвь содержит список из 11 точек, которые являются результатом деления кривых на 10 частей.

1. Путь (Path) каждого списка (list)

2. Количество элементов (items) в каждом списке

3. Выберите "Draw Tree" (Отрисовывать Деревом), чтобы увидеть дерево данных (data tree).

Если мы подключим Panel (Текстовую Панель) к тому же выходу, она отобразит 10 списков с одиннадцатью элементами в каждом. Вы можете видеть, что каждый элемент — это точка, определяемая по трём координатам. Путь отображается в верхней части каждого списка и соответствует путям, перечисленным в Param Viewer (Просмотрщике Параметра).

1. Путь (Path).

2. Список (List) из 11 элементов (items).

Tree Statistics (Статистика Дерева Данных) Компонент Tree Statistics (Статистика Дерева Данных) (Sets/Tree/Tree Statistics (Наборы/Дерево Данных/Статистика Дерева Данных)) возвращает некоторую статистику, относящуюся к Дереву Данных, включая:

• P — Все пути (paths) дерева данных

• L — Длину (length) каждой ветви (branch) дерева данных

• C — Число (count) путей и ветвей в дереве данных

Если присоединить выход Points (Точки) того же самого компонента Divide Curve (Разделить Кривую), Вы можете увидеть пути, длины и количества в Текстовой Панели. Этот компонент полезен, поскольку разделяет статистику на три выхода, позволяя просматривать только то, что Вам необходимо.

Оба компонента: и Param Viewer (Просмотрщик Параметра), и Tree Statistics (Статистика Дерева Данных) полезны для визуализации изменений в структуре Дерева Данных. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые операции, которые могут быть выполнены, чтобы изменить эту структуру.

1.5.3. Создание Деревьев Данных (Data Trees)

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

Grasshopper содержит инструменты, изменяющие структуру дерева данных. Эти инструменты могут помочь Вам получить доступ к конкретным данным в дереве, изменить способ, которым они сохранены, упорядочены и идентифицированы.

Давайте взглянем на некоторые манипуляции над деревом данных и визуализируем эффект от их воздействия на дерево.

1.5.3.1. FLATTEN (ОБРУБИТЬ ДЕРЕВО)

Обрубка (Flattening) убирает разветвлённость списков, удаляя все уровни Дерева Данных. В результате мы получаем единственный Список (List). Используя компонент Flatten (Обрубить Дерево) (Sets/Tree/Flatten (Наборы/Дерево Данных/Обрубить)) на пути от выхода «P» нашего компонента Divide Curve (Разделить Кривую) мы сможем увидеть в Param Viewer (Просмотрщике Параметра) новую структуру данных.

В Просмотрщике Параметра (Param Viewer) Вы можете увидеть, что теперь мы имеем лишь одну ветвь, содержащую список из 48 точек.

1.5.3.2. GRAFT TREE (ПРИВИТЬ ДЕРЕВО ДАННЫХ)

Прививание (Grafting) создаёт новую Ветвь (Branch) для каждого Элемента Данных (Data Item). Если мы запустим данные через компонент Graft Tree (Привить Дерево Данных) (Sets/Tree/Graft Tree (Наборы/Дерево Данных/Привить)), каждая точка деления теперь будет иметь свою индивидуальную ветвь, а не делить общую ветвь с другими точками деления одной кривой.

В Просмотрщике Параметра (Param Viewer) мы можем увидеть, что раньше данные имели следующую структуру: 8 ветвей, на каждой по 6 элементов. Теперь мы имеем 8 ветвей, на каждой из которых 6 подчинённых ветвей, содержащих каждая по 1 элементу.

1.5.3.3. SIMPLIFY TREE (УПРОСТИТЬ ДЕРЕВО ДАННЫХ)

Упрощение (Simplify) убирает из Дерева Данных ( Data Tree) информацию о перекрывающих ветвях (overlapping Branches). Если мы упростим дерево через компонент Simplify Tree (Упростить Дерево Данных) (Sets/Tree/Simplify Tree (Наборы/Дерево Данных/Упростить)), то информация о первой ветви, не содержащей данных, будет удалена.

В Просмотрщике Параметра (Param Viewer) мы видим, что у нас по-прежнему 8 ветвей с 6-ю элементами на каждой, но первая ветвь была удалена.

1.5.3.4. FLIP MATRIX (ПЕРЕВЕРНУТЬ МАТРИЦУ)

Компонент Flip Matrix (Перевернуть Матрицу) (Sets/Tree/Flip Matrix (Наборы/Дерево Данных/Перевернуть Матрицу)) меняет местами «Столбцы» и «Строки» Деревьев Данных, имеющих два Пути Индексов (Path Indices).

В нашем Просмотрщике Параметра (Param Viewer) мы можем видеть, что структура данных в 8 ветвей с 6-ю элементами на каждой сменилась на другую: 6 ветвей с 8-ю элементами на каждой.

Операции Flatten (Обрубить), Graft (Привить) и Simplify (Упростить) могут быть применены непосредственно на входе или выходе компонентов, не задействуя отдельные специализированные компоненты. Просто кликните по нужному входу или выходу правой кнопкой мыши и выберите Flatten, Graft или Simplify из контекстного меню. После этого компонент будет отображать значок, указывающий, что Дерево Данных модифицировано. Не забывайте про течение остальной части программного потока Grasshopper. Если Вы обрубите Дерево Данных на входе компонента, то и далее будут течь уплощённые (flatten) данные и именно в таком виде они будут обработаны компонентом. Если Вы примените flatten на выходе компонента, то данные будут уплощены после их обработки компонентом.

1. Данные Уплощены (Flattened) на выходе P

2. Данные Привиты (Grafted) на выходе P

3. Упрощение данных ( Simplified) на выходе P

1.5.3.5. PATH MAPPER (СОПОСТАВИТЕЛЬ ПУТЕЙ)

Компонент Path Mapper (Сопоставитель Путей) (Sets/Tree/Path Mapper (Наборы/Дерево Данных/Сопоставитель Путей)) позволяет выполнить лексические операции над деревьями данных. Лексические операции — это операции логического сопоставления между путями данных ( data paths) и индексами (indices), определяемые текстовыми (лексуальными (lexical)) масками и шаблонами (паттернами (patterns)).

1. Компонент Path Mapper (Сопоставитель Путей)

2. Кликните правой кнопкой мыши по компоненту Path Mapper (Сопоставитель Путей) и выберите предопределённую опцию из контекстного меню или откройте Mapping Editor (Редактор Наложения)

3. Mapping Editor (Редактор Наложения)

4. Вы можете модифицировать дерево данных, переналожив пути индексов и нужных ветвей

1.5.3.6. ДЕФИНИШИН ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ (WEAVING)

Загрузить файл примера, относящегося к данному разделу.

В этом примере мы будем манипулировать списками (lists) и деревьями данных (data trees) для того, чтобы сплести (weave) воедино списки точек (points), определить паттерн (pattern) и содать геометрию поверхности (surface geometry).

1. NURBS-поверхность вращения

2. NURBS-кривая

3. Массив кривых

4. Точки деления

5. Пути (индексы) точек

1. Массив кривых

2. Перенаправление кривых в списки A и B, разбиение кривых

3. Отбрасывание точек, сплетение и вращение

Теперь Вы можете наблюдать во вьюпорте Rhino массив из прямых. Три слайдера позволяют Вам изменять длину этих линий, расстояние между ними и количество линий в массиве.

1. Компонент Dispatch (Диспетчер) отправляет каждой второй кривой в массиве команду на разделение списка.

2. Компонент Divide Curve (Разделить Кривую) разделяет кривую на количество сегментов, заданное слайдером. Откорректируйте слайдер, чтобы изменить количество точек.