Touch Designer 直播挑戰 Vol.8｜動態閃耀聖誕樹

課程概覽

本課程旨在利用 TouchDesigner (TD) 中的 POP (Point Operators) 系統與幾何運算，從零建構一顆具備有機感、能隨機跳動的數位聖誕樹。除了技術實作，課程中也分享了關於跨軟體（Ableton Live, Max MSP）整合與硬體感測器（MIDI Ball）的創作思維。

課程大綱 / Agenda

1. 開場與近況分享：東京 MUTEK JP 見聞與每日創作沉澱。
2. 硬體與課程推廣：LPD8 控制器抽獎及未來「軟硬體結合」課程規劃（A/B/C 系列課程）。
3. 核心技術示範：
4. 「扭動海星」：MIDI 球體感測器控制。
5. 「視覺殘影系統」：Feedback Loop 與黑膠唱片動畫。
6. 實作專案：跳舞聖誕樹：
7. 樹幹本體（錐形扭曲）。
8. 螺旋軌跡演算法（Helix Construction）。
9. 裝飾物與頂端星形生成。
10. 渲染與材質：PBR 材質設定與法線（Normal）計算。

核心概念與理論

1. 螺旋演算法 (Spiral/Helix Logic)

聖誕樹的層次感來自於「螺旋線」。原理是透過一個 Circle (圓形) 軌跡，在繞行圈數增加的同時，動態改變其 Y 軸高度 與 半徑 (Radius)。

• 公式邏輯：隨時間/索引增加 半徑由大變小 高度由低變高。

2. 數位殘影 (Visual Afterimage)

利用 Feedback TOP 紀錄上一幀的影像，結合微小的旋轉或位移，可以創造出類似黑膠唱片旋轉或縮時攝影的連續感官特效。

3. POP 系統優勢

相較於傳統 SOP，POP (Point Operators) 在處理大量點雲與即時變換（如 Noise 扭曲、即時縮放）時具有更高的效能與彈性，適合製作如「炸裂」或「有機蠕動」的效果。

示範案例

• 案例 A：扭動海星 (Wiggling Starfish)
• 使用 Oddball MIDI 球 傳輸 XYZ 旋轉、晃動（Shake）、扭動（Twist）訊號。
• 透過 TD 點雲變形將球體感測訊號對應到幾何體的「絲滑」扭動感。
• 案例 B：黑膠視覺殘影
• 模擬光照機原理，將即時錄製的影像「印」在旋轉的圓盤上，形成連續動畫。

步驟教學（Step‑by‑Step）

第一階段：製作聖誕樹中心（樹幹）

1. 建立原型：新增 Tube POP。
2. 調整錐形：將一側半徑（Radius）設為 0，高度設為 3。
3. 位移對齊：調整 Translate Y 讓底部貼齊地面。
4. 有機扭曲：
5. 加入 Noise POP 產生不規則形變。
6. 加入 Normal POP 重新計算面法線（確保光影正確）。
7. 開啟 Tangents 裡面的 Always Compute。

第二階段：建構螺旋骨架（樹葉與裝飾軌跡）

1. 基礎圓形：新增 Circle CHOP 或 Pattern CHOP 作為基礎。
2. 數學映射：
3. 利用隨索引增加的數值去驅動 Radius（半徑縮小）。
4. 同時驅動 Position Y（垂直上升）。
5. 產生點雲：將這些數據轉換為點，作為後續裝飾球（Instancing）的參考位置。

第三階段：材質與渲染

1. PBR 材質：建立 PBR MAT，設定綠色調，並調高金屬感（Metallic）與粗糙度（Roughness）的平衡。
2. 幾何轉換：將 POP 連結至 Geometry COMP。
3. 環境光源：加入 Environment Light 以呈現金屬質感。

常見問題 & 解決方案

• Q：為什麼加入 Noise 後模型變得很奇怪？
• A：通常是因為法線（Normal）沒有更新。務必在 Noise 後方接一個 Normal POP 並重新計算。
• Q：MIDI 控制器連線後分不清楚哪顆球？
• A：由於藍牙連線名稱可能相同，建議在 TD 內部建立「中介層（Device Mapper）」，手動指派 Device Port 與模組。

練習任務

1. 基礎題：成功在 TD 中用 Tube 做出一個會隨 AbsTime.seconds 扭動的錐形。
2. 進階題：嘗試結合 Feedback TOP 為聖誕樹加上「發光殘影」效果。
3. 硬體挑戰：若有 MIDI 控制器，嘗試將滑桿對應到聖誕樹的「炸裂程度（Noise Amplitude）」。

總結

本堂課的核心在於理解 「如何將數學規則有機化」。透過簡單的幾何體（錐形、圓形），疊加隨機訊號（Noise）與時序控制（Feedback），就能做出極具視覺張力的互動作品。