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A03 - CHOP 時間動畫、參數控制

TouchDesigner 課程筆記：數據與訊號

課程概覽

本課程介紹TouchDesigner（TD）的CHOP（Channel Operator）元件，用於處理數據、訊號與時間參數。CHOP是TD核心，負責數據輸入、變化、合成與時間控制，適用於動畫、互動與硬體整合。課程透過範例教學CHOP類型與應用，強調數據驅動視覺（如綁定到TOP/SOP），並介紹時間軸精準控制。目標是讓學員熟練訊號處理，創作數據驅動效果。

課程大綱 / Agenda

  1. CHOP簡介與類型（輸入、產生、處理）。
  2. 使用Operator Snippets學習元件。
  3. 基礎CHOP應用（Constant、LFO、Noise）。
  4. 訊號處理與合成（Math、Lag、Select、Shuffle）。
  5. 計數與計時（Count、Timer、Speed）。
  6. 時間軸控制動畫。
  7. 硬體輸入（如MIDI鍵盤）。
  8. 軌跡查看與進階合成。

核心概念與理論

  • CHOP 的角色：綠色元件，處理數據通道（Channels）。每個CHOP輸出多頻道訊號，可綁定到視覺元件（如TOP的旋轉/位置）。數據範圍常為0-1，需用Math調整。
  • CHOP 類型：
    • 輸入（IN）：外部訊號，如Audio Device In（麥克風）、Audio File In（音檔）、MIDI In（MIDI鍵盤）、Mouse In（滑鼠）、Keyboard In（鍵盤）。
    • 產生訊號：內建產生，如Noise（隨機連續波）、LFO（震盪波，如Sine）、Pattern（三角/方波）。
    • 處理：Constant（儲存常數，共用控制）；Math（加減乘除、範圍調整、合成）；Lag（平滑過渡）；Select（選擇特定通道）；Shuffle（拆分/重組訊號）；Trail（查看軌跡）；Count（計數跳變）；Timer（計時觸發）；Speed（累積速度轉角度）。
  • 原則：訊號需播放（Spacebar啟動）；綁定數據（按A激活，拖曳通道）；時間軸整合（FPS設定，Frame值控制動畫）；硬體需映射（MIDI Device Mapper）。
  • 時間參數：TD支援時間軸（FPS如60），Frame值可綁定控制精準動畫（如0-1800 Frame轉0-360度）。

示範案例

  • 基礎控制：用Constant控制多個圓形的半徑/位置，合成疊合（Composite Over）。
  • 震盪動畫：LFO產生Sine波，綁定圓形半徑/位置，混合Constant調整基準。
  • 隨機移動：Noise產生亂波，Math調整幅度，綁定香蕉旋轉/位置。
  • 平滑與計數：Lag平滑Noise；Count計數鍵盤按壓，觸發大小變化。
  • 計時與累積：Timer計時觸發動畫；Speed累積速度轉旋轉角度。
  • 時間軸動畫：Frame值綁定香蕉旋轉，精準一圈結束。
  • 硬體互動：MIDI鍵盤旋鈕控制大小，打擊板觸發彈跳效果。

步驟教學（Step-by-Step）

步驟1: 基礎Constant控制

  1. 新增Constant CHOP，調整Channels（e.g., Channel1: 半徑, Channel2: X, Channel3: Y）。
  2. 新增Circle TOP（紅/藍），綁定Constant通道到Radius/Center X/Y（按A拖曳）。
  3. 新增Composite TOP疊合兩個Circle（Over模式）。
  4. 調整Constant滑桿，觀察同步變化。

步驟2: LFO震盪訊號

  1. 新增LFO CHOP，調整Frequency（頻率）、Amplitude（幅度）。
  2. 綁定LFO到Circle Radius（播放Spacebar啟動）。
  3. 混合Constant：新增Merge CHOP合併LFO+Constant，Math調整合成。

步驟3: Noise隨機與Math調整

  1. 新增Noise CHOP，調整Roughness/Amplitude。
  2. 新增Math CHOP，From Range 0-1 to 0-360，綁定到Transform TOP的Rotate。
  3. 平滑：新增Lag CHOP，調整Fall Time（衰減時間）。

步驟4: Select與Shuffle選擇/拆分

  1. 新增MIDI In CHOP，設定通道（e.g., CH1 CTRL 71-72）。
  2. 新增Select CHOP，過濾特定通道（e.g., "ctrl71 ctrl72"）。
  3. Shuffle：拆分多通道訊號為單一，應用於多物件控制。

步驟5: Count/Timer/Speed進階

  1. Count：綁定Keyboard In，按壓計數，觸發變化。
  2. Timer：設定Cycle Length，觸發事件（如動畫開始/結束）。
  3. Speed：輸入速度，輸出累積角度，綁定旋轉。

步驟6: 時間軸控制

  1. 調整時間軸FPS=60，End/Rn=1800（30秒）。
  2. 新增Timeline CHOP（Frame模式），Math調整0-1800 to 0-360，綁定旋轉。
  3. 播放觀察精準動畫。

步驟7: MIDI硬體輸入

  1. 新增MIDI In CHOP，開Dialog > MIDI Device Mapper > Create New Mapping。
  2. 過濾通道（e.g., NOTE 41 for 打擊板）。
  3. Math調整0-128 to 0-1，綁定大小/位置。

常見問題 & 解決方案

  • 問題：訊號不動/無變化。解決：按Spacebar播放時間軸；確認CHOP在執行。
  • 問題：數據範圍不符（e.g., 過小/負值）。解決：用Math CHOP調整From/To Range（e.g., 0-1 to 0-360）。
  • 問題：MIDI無輸入。解決：設定MIDI Device Mapper；確認Device ID匹配硬體。
  • 問題：通道太多混亂。解決：用Select過濾特定通道；重命名通道提升可讀性。
  • 問題：動畫不精準。解決：用Timeline CHOP綁定Frame值；調整FPS/End Frame。
  • 問題：軌跡不明。解決：用Trail CHOP查看訊號歷史。

練習任務

  1. 用Constant控制多個Circle TOP的位置/顏色，合成疊合。
  2. 用LFO+Noise產生混合訊號，綁定魚圖移動/旋轉。
  3. 用Keyboard In+Count觸發變化，如按鍵計數放大物件。
  4. 設定Timer計時30秒，控制香蕉完整旋轉一圈。
  5. 連接MIDI鍵盤（若有），旋鈕控制大小，打擊觸發彈跳。
  6. 用時間軸Frame值創作舞台劇動畫（如泡泡浮起）。

總結

本課程涵蓋CHOP從輸入到處理的全貌，強調訊號合成、調整與綁定視覺。掌握CHOP可實現數據驅動互動，如硬體控制與時間精準動畫。重點在實作：清理數據、調整範圍、播放時間軸。鼓勵延伸練習，整合先前TOP知識創作複雜效果。下單元再見！

＊課程中如有任何疑問，歡迎隨時填寫《TouchDesigner 入門必修線上課｜課間問卷》

＊歡迎學員把課間實作練習，發表在IG上，Tag MONOLAB／哲宇老師，未來將會有小驚喜喔！

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