Byg terræn i Houdini 17

I Houdini 17 introducerede SideFX nogle nye værktøjer og forbedrede andre for at udvide rækkevidden af ​​muligheder for kunstnere, der skabte fuldt proceduremæssige terrainer eller tilføjer detaljer til virkelige verdensbaserede modeller. For eksempel simulerer den forbedrede erodnode erosion på en mere videnskabelig plausibel måde og har mange flere kontroller end før. Hovedparametrene for Højdefield Nodes kan nu maskeres, og der er en øjeblikkelig malingsknap, der automatisk indstiller de relevante node (r) til maling.

At tage en videnskabelig tilgang til vores CG landskaber vil altid hjælpe os med at opnå bedre resultater, så det er derfor, at vi ikke bare løber gennem de nye terrænfunktioner, men også kig på nogle grundlæggende videnskabelige aspekter og udforske nogle nye metoder, som f.eks Vellum Toolset for at simulere tektonisk kompression.

Download ressourcerne. for denne vejledning.

Læs også: Vores Anmeldelse af Houdini 17 Banshee .

01. Lær det grundlæggende

For effektivt at bruge Houdini's Heightfield-system, bør vi først lære sine grundlæggende principper. Når SIDEFX introducerede denne funktion indstillet i version 16, som sædvanlig, lavede de en masterclass video (ovenfor). Jeg anbefaler dette til dem, der ikke er bekendt med det grundlæggende.

Dybest set er terrænmodulet i Houdini bestående af en flok SOP-noder, hver med Højdefelt i sit navn. De skaber en særlig slags geometri: et 2D volumen-gitter, som er mere som et 2D-billede med pixels, men Houdini gør / viser det som en overflade.

• Den bedste 3D modelleringssoftware 2019

Tilsvarende til, hvordan DEM-filer opbevarer højdedataene, gemmer hver pixel en højdeværdi, og den skubber det enkelte overfladested opad med dette beløb, præcis, hvordan forskydningstekststrukturer fungerer. Disse noder er designet til terrænproduktionsarbejderflader, så selvom vi bruger andre værktøjer til landskaber, er dette den mest bekvemme og mest effektive måde i mange tilfælde.

02. Forstå Geology.

Undersøgelse af videnskaben bag jordens geologi er afgørende for nøjagtigt at simulere virkelige processer i et CG-miljø. I sin mest forenklede, kan vi tænke på jorden som en stor blob af væske og relativt blødt materiale, en simpel dråbe fra universets perspektiv med solid hud, som en drue. Nogle gange bryder huden på denne 12.750 km brede dråbe i stykker, ligesom huden på overfladen af ​​varm mælk eller pudding tårer fra hinanden, da det bliver varmere og begynder at koge.

Denne størkne maga hud, skorpen, er tyndere under oceanerne og danner basislagene i landskabet og mange geologiske processer. Nogle af dem knuses sammen af ​​kræfter af tektoniske bevægelser. Disse oprindeligt ignorerede klipper knæk, falder fra hinanden, nedbrydes og nogle gange tusindvis af miles væk slå sig ned og holde sammen igen og danne sedimentær sten. Vejrvirkningerne af atmosfæren og vandet modnes terrænet over tid, hvilket resulterer i forskellige former og teksturer.

03. Konfigurer en sandkasse scene

At lære gennem spil er altid en god måde at blive fortrolig med et CG-værktøj. Selvom du har brugt terrænværktøjer før, er det værd at etablere en sandkasse scene med enkle geometrier og prøve de nye værktøjer og parametre i H17. Sæt et par polygon primitiver rundt, som i dette billede og inkorporere dem i et Højdefeltsystem ved først at skabe et Højdefeltknude, derefter ved hjælp af et Højdefeltprojektnode, som stempler geometrierne i Højdefeltet.

Nu kan vi begynde at gå gennem de forskellige Heightfield Nodes og anvende dem på denne enkle scene. Det er meget nemmere og ligetil at forstå virkningerne af disse knudepunkter end at bruge vilkårlig og komplicerede former. Masterknudepunktet for erosionseffekterne er Højdefelt erode, som er blevet opdateret i version 17 med nye funktioner og optimeringer.

04. Kom til greb med noder

Vi kan dykke ind i denne knude for at forstå, hvordan det virker. Da det automatisk dykker ind i en dybere node, skal vi træde op på et niveau efter dykkekommandoen. Som vi kan se, er der de tre grundlæggende erosionsnoder i slutningen af ​​rørledningen, termisk, nedbør og hydro. Det er værd at skabe disse uden for denne sammenhæng med samme rækkefølge for at observere deres virkninger.

Den termiske node simulerer de mekaniske vejrvirkninger af overfladerne på et grundlæggende niveau. I virkeligheden er der forskellige årsager, der fører til nedbrydning og desintegration af klipper: termisk ekspansion og sammentrækning, frost kile, trykfrigørelse frakturering (folie), saltkrystalvækst, biologisk aktivitet, slid og så videre. Disse bryder klippen i mindre og mindre stykker og bunker op i bunden af ​​skråningerne.

Nedbørskoden skaber et vandlag og spredninger falder på det. Disse er ikke beregnet til at være relateret til regndråber - de frø simuleringen og tilføjer variationer, som vil gøre erosionen mere ujævn.

Dette vandlag er nødvendigt for hydroknudepunktet, som indeholder nedgangsknudepunktet inde, den mest komplekse nedre niveau node af erosionsimuleringen.

05. MASTER ÅRSAG OG EFFEKT

Det sædvanlige første trin i terræneregenerering - hvis det er beregnet til at være fuldt proceduremæssigt - er at tilføje et tilfældigt baseret mønster på den tomme oprindelige overflade. I naturen er der uden tvivl ingen tilfældige processer overhovedet, da alt afhænger af tidligere begivenheder. Således i stedet for at bruge Højdefield-støjnoden, kan vi oprette en mere fysisk plausibel massemodel ved hjælp af Houdini's alsidige simuleringskapacitet.

Den største fordel ved Højdefelter er imidlertid, at vi kan håndtere større landskaber med finere detaljer, sammenlignet med andre typer geometri. Brug af simuleringsnoder gør hukommelsesfodaftryket endnu større end disse geometrier selv, så vi skal altid passe på, hvor meget detaljer vi sætter i denne fase. Senere skal vi tilføje de yderligere detaljer med Højdefelter, som ellers ville være for tungt.

06. Brug Vellum Tectonics

Vi kan faktisk skabe dette trin i den virkelige verden ved hjælp af flere lag af tyk klud. Hvis vi sætter et lag af lidt vådt sand eller finere kornet pulver som gips på toppen af ​​det, så begynder du at knuse kluden, vi kan observere, hvordan det øverste pulverlag opfører sig. Jeg anbefaler at gøre praktiske eksperimenter - selv at spille med sandet og vandet på stranden - som det giver os taktile oplevelser, der er uopnåelige inden for 3D-software.

For lignende virkninger kan vi bruge en vellykketsimulering i Houdini. I denne scene er der tre lag tykke klud geometri oven på hinanden. Under dem er der to polycubes, og hver er moduleret af en bjergstøjnode for ujævne overflader. Jeg animerede dem med en luknings- og skære bevægelse for at simulere tektoniske plader. De er kablet til den statiske geometri input af værdien. Jeg brugte Vellum Drape i stedet for Vellum Solver-noden til simulering, fordi det opfører sig mere som den nye erosionsknude, da der er en frysesramme indstilling i den.

I denne node er den statiske friktion sat til en lav værdi som 0,1; I naturen med sådanne skalaer har alt tendens til at opføre sig væske og glat, bare meget langsomt i forhold til menneskelige tider. Imidlertid anbefales de dynamiske friktionsskalaer indstillet til det modsatte, godt over 1, som 3-4, for at få nok friktion mellem kluden og de tektoniske plader, og de kan danne rynker. Jeg brugte relativt høje dæmpningsværdier for at overvinde eksploderende adfærd, og det vigtigste er at tænde alle plasticitetsindstillingerne, da de er 'hukommelsesvirkningerne' af kludsimuleringen: de vil holde rynkerne og forhindre dem i at fladge under simuleringen .

Jeg startede med et lag klud, da det er lettere og hurtigere at lege med parametrene, men derefter duplikerede dem oven på hinanden med små rotationsforskelle for at mindske eventuelle gitteropløsning interferenser under simuleringen. Brug af flere lag gør simuleringen mere ligner naturlige processer, som normalt er der forskellige klippelag oven på hinanden. Dette er også nødvendigt for at tilføje tilstrækkelig tykkelse til simuleringen, idet man bruger en klud med samme tykkelse, kan signifikant sænke simuleringen.

07. Import DEM

Den anden måde at få en mere realistisk massemodel på er at importere real-world data. Hvis vi har en DEM-fil, kan vi direkte bruge Højdefeltfilen til Import. Med standardindstillingerne vil det holde den oprindelige opløsning af DEM-filen, hvilket kan være enorm, så det anbefales at beskære en interessant del for eksperimentering og derefter bruge det fulde område kun lejlighedsvis. Det er en god ide at sætte rigtige skalaer her, fordi simuleringsnoderne vil have brug for det.

08. Brug kortknappen node

Jeg anbefaler at installere spilværktøjerne til Houdini, da det har værktøjer, der kan være nyttige til terrænarbejde. Måske er det mest interessante, at kortkassens knudepunkt, som giver os mulighed for direkte at gennemse jorden inde i Houdini, så kan vi vælge et bestemt område og downloade elevationsmodellen og satellitfototekerne af den. Det har en højdefelt output indstilling, så hele planeten er i vores hænder.

09. Brug erosionsnoden

Lad os bruge erode node på et rigtigt bjerg. Denne elevationsdata er fra Alaska, omkring Blue Lake Reservoir, som har et godt bjergrige landskab. Som vi kan se, ved blot at bruge standardindstillingerne kan vi opnå ganske realistiske resultater - de har forbedret denne knude i mange aspekter. Der er en ny frysning på Frame Switch, så efter at vi er tilfredse med resultatet, kan vi krydse dette, men det er også godt for at prøve virkningerne af de forskellige parametre interaktivt. Beskær en mindre, men relevant del af terrænet og kryds dette, sæt det til et lavt nummer som 5 og spil med parametrene. Du kan se, at det opdaterer mere eller mindre interaktivt, men nogle simuleringer indefører ikke godt, så du skal ramme nulstillingssimuleringen hver gang for fuld feedback.

Beskrivelsen af ​​de nye funktioner i denne knude er langt ud over grænserne for denne vejledning, så jeg anbefaler snarere den anden del af den officielle H17 Terrain Masterclass Video (ovenfor), hvilket handler om de nye funktioner i terrænværktøjerne.

10. Udforsk SPROCK-fanen

I dokumentationen er der stadig mangel på information om fanen Bedrock, men det er værd at bruge denne funktion, hvis målet er at medtage en slags 3D-klippelagstruktur i simuleringen. Vi kan injicere et sekundært Højdefelt i den anden indgang af erodnoden, som definerer en "forhistorisk" struktur i landskabet i dette tilfælde. Vi kan let opnå Strata-effekter ved at tænde for at justere erodabiliteten af ​​Strata.

Strata dybden definerer dybdegruppen af ​​rampeditorens vandrette akse i forhold til bedrockslagets højde. En negativ værdi inverterer det hele og sætter strata over dette lag. Som du kan se i dette skærmbillede, jeg brugte en forvrængning af støjnoden for at få overfladerne af Strata ujævn, og roterede også geometrien, så det skærer landskabet på en lavvinkel. I rampeditoren kan vi tilføje strata ved at definere den relative hårdhed af grundfjeldet i dybden af ​​dybden, hver med forskellige erodabilitetsbånd. Slukning af klemmen på Strata Bounds Loops Dette mønster, så uanset erosionsdybden får vi gentagne vertikale mønstre efter at have nået rampens ende.

Den eneste skuffende side af denne funktion er begrænsningen af ​​højden, som om vi observerer disse fænomener i virkeligheden, især på fed klipper, har Strata stærke reliefmønstre, som vi ikke kan opnå med Højdefelter. Konvertering af disse dele til Polygon eller VDB SDF vil dog give os mulighed for at tilføje disse detaljer.

'Juster højden ved bedrock Change' -kontakten skal forblive slukket for denne form for effekt, men ellers giver det os mulighed for at bruge et animeret bedgrundslag, der opdaterer indgangen til denne knude ved hver ramme.

11. Fordrej efter lag

Endelig lad os tale om denne knude, da det er helt nyt i H17. Det har to input. Den første indgang er sædvanlig, for selve geometrien. Den anden kan indeholde retningslaget til forvrængning, svarende til, hvordan disse slags noder arbejder i en node-baseret comp software.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort i udstedelse 243 af 3D World. , verdens bedst sælgende magasin for CG-kunstnere. Køb problem 243 her eller Abonner på 3D WORLD HER .

Relaterede artikler:

• Tjek disse utroligt realistiske portrætter
• 15 Top Houdini Tips
• Vækker planter i Houdini