🌨️ 一、项目简介：用程序做一场雪

在自然界里，雪花从空中飘落，触地后逐渐堆积成雪层。
而在 TouchDesigner 里，我们也可以用图像计算的方式重现这种现象。

Paka12 的做法很巧妙：
他用两张纹理（Texture）来分工：

这两个图层在每一帧中相互作用，逐渐生成逼真的雪花堆积效果。

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🧱 二、核心思路：两个纹理的对话

整个系统其实是一种「像素级物理模拟」。
简化后可以理解为以下逻辑：

1. 生成一些雪花点（白色像素）

2. 让这些点向下移动（重力效果）

3. 检查它们是否“碰到”地面或雪堆

4. 碰到后停下，并更新雪层

这个过程通过 反馈（Feedback） 持续进行，像一个不断刷新的世界。

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⚙️ 三、实现步骤（TouchDesigner 操作）

1️⃣ 建立基础分辨率

创建一个 Constant TOP，设置：

• 分辨率：128 × 128

• 颜色：全黑（初始积雪为空）

这相当于我们的“世界背景”。

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2️⃣ 生成下落雪花（Noise + Threshold）

创建一个 Noise TOP：

• 尺寸：32 × 32

• 输出：单通道（Monochrome）

• 打开 Random GPU 提高变化性

再接上 Threshold TOP（阈值）：

• 设定阈值 0.9
  → 只保留接近白色的像素（即雪花）

🔹 这样我们就得到了「随机飘落的雪点」。

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3️⃣ 模拟下落（Transform + Time）

接着给雪花添加“重力”：

添加 Transform TOP，在 Translate Y 中输入：

或简化为：

每帧下降 1 像素。

并将 Extend Mode 设为 Repeat，
让画面循环滚动，就像雪从上方不断飘进来。

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4️⃣ 引入 Feedback 实现“堆积记忆”

真实世界的雪会“留在地上”，不会消失。
在 TouchDesigner 里，我们用 Feedback TOP 来实现这种“记忆”。

步骤：

1. 创建 Feedback TOP

2. 输入为积雪纹理（Deposit）

3. 输出回到自己（形成循环）

4. 加入 Keyboard In TOP，按键可重置场景

反馈机制的作用是：

保留上一帧的积雪状态，并在下一帧继续叠加。

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5️⃣ 检测雪花是否触地（Composite Multiply）

为了判断雪花是否接触地面，我们需要一个“地面检测”：

1. 用 Rectangle TOP 在底部生成一条白线。

2. 使用 Composite TOP，模式设为 Multiply（相乘），
   将「雪花图」与「地面图」相乘。

这样得到的结果是：

只有两者都为白的像素（雪花碰到地面）才会显示为白。

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🧮 数学解释：像素检测逻辑

这一步其实是一个非常典型的数学操作：

$$R(x,y)=F(x,y)\times D(x,y)$$

其中：

• $F(x,y)$：雪花层像素（0 或 1）

• $D(x,y)$：地面层像素（0 或 1）

• $R(x,y)$：结果层（1 表示接触）

👉 当两个像素都为 1 时，乘积为 1 —— 这就代表「雪花落地」。

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6️⃣ 把雪花“放到地上”（Transform + Composite Maximum）

接触检测只是“知道哪里落地了”，
接下来要把雪花“堆”上去。

操作：

1. Transform TOP → Y 向上平移 1 像素（-1）

2. 用 Composite TOP 的 Maximum 模式
   将此图与积雪层合并。

这样新的雪花会“叠在”旧雪堆上，
再反馈回系统形成永久积雪。

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7️⃣ 防止雪花穿透地面（Invert Mask）

真实雪不会穿过地面，所以要清理掉地面以下的雪花。

做法：

1. 对积雪图像使用 Level TOP，Invert（反相）

2. 再用 Composite TOP（Multiply）
   将反相图当作遮罩去乘下落雪花层。

数学逻辑如下：

F′(x,y)=F(x,y)×(1−D(x,y))F'(x, y) = F(x, y) \times (1 – D(x, y))F′(x,y)=F(x,y)×(1−D(x,y))

👉 只保留「积雪上方」的雪花。

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8️⃣ 添加红色接触点标记（可选）

为了可视化接触点，可以把新落地的像素标为红色：

1. 使用 Reorder TOP 调整通道顺序（让 R 为主）

2. 在 Level TOP 中降低 G/B

3. 再用 Composite (Over) 叠加在积雪图上

这样你就能看到每一帧落地的红色雪点。

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9️⃣ 模拟雪花“扩散”：模糊代替物理扩散

Paka12 没有做复杂的物理模拟，而是用了一个聪明的简化：

使用 Blur TOP 模糊积雪，让雪自然摊开。

模糊其实是一种数学卷积操作：

I′(x,y)=∑i=−rr∑j=−rrI(x+i,y+j)⋅K(i,j)I'(x, y) = \sum_{i=-r}^{r}\sum_{j=-r}^{r} I(x+i, y+j) \cdot K(i, j)I′(x,y)=i=−r∑r​j=−r∑r​I(x+i,y+j)⋅K(i,j)

其中：

• $K(i,j)$ 是模糊核（例如高斯函数）

• $r$ 是模糊半径

模糊越强，积雪越“软”，边缘也更自然。

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🔟 最终效果

当以上模块全部连接起来：

• 雪花随机生成 → 缓慢下落

• 接触地面后停留 → 持续堆积

• 积雪形状被模糊 → 柔和自然

🎬 最终你会看到一场不断落下、缓缓积累的程序化雪景。