Bauen Sie Gelände in Houdini 17

In Houdini 17 führte SideFX einige neue Instrumente ein und verbesserte andere, um die Möglichkeiten der Künstlerkünstler zu erweitern, um vollständig prozentuale Gelände zu erstellen oder Details zu echten Modellen mit realen Welt hinzuzufügen. Zum Beispiel simuliert der verbesserte Erodensknoten die Erosion auf wissenschaftlich mehr plausibles Weg und hat viele weitere Kontrollen als zuvor. Die Hauptparameter von Highfield-Knoten können jetzt maskiert werden, und es gibt eine Instant-Paint-Taste, die den entsprechenden Knoten automatisch zum Malen aufstellt.

Wenn Sie einen wissenschaftlichen Ansatz an unsere CG-Landschaften einnehmen, helfen uns immer, bessere Ergebnisse zu erzielen. Deshalb laufen wir nicht einfach durch die neuen Terrain-Funktionen, sondern auch einen Blick auf einige grundlegende wissenschaftliche Aspekte und Erkundung einiger neuer Methoden, wie z das Vellum-Toolset, um die tektonische Komprimierung zu simulieren.

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01. Lernen Sie die Grundlagen

Um das Hockerfield-System von Houdini effektiv einzusetzen, sollten wir zuerst seine grundlegenden Prinzipien erlernen. Wenn SideFX diese Funktion in Version 16 eingeleitet hat, haben sie wie üblich ein Masterclass-Video (oben) gemacht. Ich empfehle dies für diejenigen, die mit den Grundlagen nicht vertraut sind.

Grundsätzlich besteht das Terrain-Modul in Houdini aus einem Bündel SOP-Knoten, jeder mit Heightfield in seinem Namen. Sie erstellen eine spezielle Art von Geometrie: ein 2D-Volumengitter, das eher ein 2D-Bild mit Pixeln ist, aber Houdini rendern / zeigt es als Oberfläche an.

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In ähnlicher Weise, wie die Dateien die Höhendaten speichern, speichert jedes Pixel einen Höhenwert, und er drückt die jeweilige Oberflächenstelle mit dieser Menge nach oben, genau wie Verschiebungsstrukturen funktionieren. Diese Knoten sind für Workflows von Terrain-Generation konzipiert, so dass auch wenn wir andere Werkzeuge für Landschaften verwenden, ist dies in vielen Fällen der bequemste und effektivste Weg.

02. Geologie verstehen

Die Erforschung der Wissenschaft hinter der Erdgeologie ist zentral, um reale Prozesse in einer CG-Umgebung genau zu simulieren. Nach am meisten vereinfacht, können wir über die Erde als einen großen Fleck aus Flüssigkeit und relativ weiche Materie nachdenken, ein bloßes Tröpfchen aus der Perspektive des Universums, mit fester Haut, wie eine Traube. Manchmal bricht die Haut dieses 12.750 km breiten Tröpfchens in Stücke, ähnlich, wie die Haut an der Oberfläche von heißer Milch oder Pudding voneinander entfernt ist, wenn er heißer wird und anfängt zu kochen.

Diese verfestigte Magma-Haut, die Kruste, ist dünner unter den Ozeanen und bildet die Basisschichten der Landschaften und viele geologische Prozesse. Einige von ihnen werden durch Kräfte der tektonischen Bewegungen zusammen zerkleinert. Diese ursprünglich ignouösen Felsen knacken, zerfallen, zersetzen und manchmal Tausende von Kilometern entfernt lassen sich nieder und kleben wieder zusammen und bildet sedimentärer Felsen. Die Bewitterungseffekte der Atmosphäre und des Wassers reift im Laufe der Zeit das Gelände, was zu unterschiedlichen Formen und Texturen führt.

03. Richten Sie eine Sandbox-Szene ein

Durch das Spiel lernen ist immer ein guter Weg, um mit einem CG-Werkzeug vertraut zu sein. Selbst wenn Sie Terrain-Tools früher eingesetzt haben, lohnt es sich, eine Sandbox-Szene mit einfachen Geometrien einzurichten und die neuen Werkzeuge und Parameter in H17 auszuprobieren. Legen Sie ein paar Polygon-Primitive wie in diesem Bild herum, und integrieren Sie sie in ein Heightfield-System, indem Sie zunächst einen Heightfield-Knoten erstellen, dann mit einem Heightfield-Projektknoten, der die Geometrien in das Höhenfeld stempelt.

Jetzt können wir anfangen, die verschiedenen Heightfield-Knoten durchzugehen und diese auf diese einfache Szene anzuwenden. Es ist viel einfacher und unkompliziert, die Auswirkungen dieser Knoten zu verstehen, als beliebige und komplizierte Formen zu verwenden. Der Master-Knoten der Erosionseffekte ist die HeightField-Erode, die in Version 17 mit neuen Funktionen und Optimierungen aktualisiert wurde.

04. Machen Sie sich mit Knoten greifen

Wir können in diesen Knoten tauchen, um zu verstehen, wie es funktioniert. Da es automatisch in einen tieferen Knoten taucht, sollten wir nach dem Tauchbefehl eine Level aufschreiten. Wie wir sehen können, gibt es die drei grundlegenden Erosionsknoten am Ende der Pipeline, der Thermo-, Niederschlags- und Hydro. Es lohnt sich, diese außerhalb dieses Zusammenhangs mit derselben Reihenfolge zu erstellen, um ihre Auswirkungen zu beobachten.

Der thermische Knoten simuliert die mechanischen Verwitterungswirkungen der Oberflächen auf einem Grundniveau. In der Realität gibt es verschiedene Ursachen, die zur Zersetzung und dem Zerfall von Felsen führen: Wärmeausdehnung und Kontraktion, Frostwedeln, Druckrelease-Frakturierung (Folie), Salzkristallwachstum, biologische Aktivität, Abrieb und so weiter. Diese brechen den Felsen in kleinere und kleinere Stücke und stapeln am Ende der Steigungen auf.

Der Niederschlagsknoten erzeugt eine Wasserschicht und spreizt Tropfen darauf. Diese sollen nicht mit Regentropfen zusammenhängen - sie säen die Simulation und fügen Variationen hinzu, die die Erosion unebener machen.

Diese Wasserschicht ist für den Hydroknoten notwendig, der den Slump-Knoten innen enthält, der komplexeste Knoten der untere Niveau der Erosionsimulation.

05. Meister Ursache und Wirkung

Der übliche erste Schritt der Terrain-Generation - wenn es vollständig prozedural sein soll - ist es, ein zufälliges Muster auf die leere anfängliche Oberfläche hinzuzufügen. In der Natur gibt es überhaupt wohl keine zufälligen Prozesse, da alles von früheren Ereignissen abhängt. Anstatt den Heightfield-Rauschknoten zu verwenden, können wir ein körperlich plausibles Massenmodell mit den vielseitigen Simulationsfunktionen von Houdini einrichten.

Der Hauptvorteil von Hitzerfeldern besteht jedoch darin, dass wir größere Landschaften mit feineren Details verarbeiten können, verglichen mit anderen Arten von Geometrie. Die Verwendung von Simulationsknoten macht den Speicherplatz noch größer als diese Geometrien selbst, daher sollten wir uns immer darauf achten, wie viel Detail wir in diese Phase setzen. Später sollten wir die zusätzlichen Details mit Höhenfeldern hinzufügen, was sonst zu schwer wäre.

06. Verwenden Sie Vellum Tektonik

Wir können diesen Schritt tatsächlich in der realen Welt mit mehreren Ebenen dicker Tuch erstellen. Wenn wir eine Schicht leicht nasser Sand oder feiner gekrochenes Pulver wie Gips darauf legen, dann zerdrücken Sie, um das Tuch zu zerdrücken, wir können beobachten, wie sich die obere Pulverschicht verhält. Ich empfehle praktische Experimente - sogar mit dem Sand und dem Wasser am Strand spielen - da es uns taktile Erfahrungen gibt, die innerhalb von 3D-Software unerreichbar sind.

Für ähnliche Effekte können wir in Houdini eine Vellum-Tuchsimulation verwenden. In dieser Szene befinden sich drei Schichten dicker Tuchgeometrie aufeinander. Unter ihnen gibt es zwei Polycubes, und jeder wird von einem Berggeräuschknoten für ungleiche Oberflächen moduliert. Ich habe sie mit einer schließenden und scherenden Bewegung animiert, um tektonische Platten zu simulieren. Sie sind in den statischen Geometrieeingang des Vellums verdrahtet. Ich habe Vellum Drape anstelle des Vellum-Solver-Knotens für die Simulation verwendet, da es sich mehr wie den neuen Erosionsknoten verhält, da es darin ein Gefrierrahmen gibt.

In diesem Knoten wird die statische Reibung auf einen niedrigen Wert wie 0,1 eingestellt; In der Natur mit solchen Skalen neigt alles dazu, sich flüssig und rutschig zu verhalten, nur sehr langsam relativ zu den menschlichen Zeitskalen. Die dynamischen Reibungsskalen werden jedoch empfohlen, auf das gegenüberliegende, weit über 1, wie 3-4, genügend Reibung zwischen dem Tuch und den tektonischen Platten zu erhalten, und sie können Falten bilden. Ich habe relativ hohe Dämpfungswerte verwendet, um das Explosionsverhalten zu überwinden, und das Wichtigste ist, alle Plastizitätsoptionen einzuschalten, da sie die "Memory Effects" der Tuchsimulation sind: Sie behalten die Falten und verhindern, dass sie während der Simulation abflacheln .

Ich begann mit einer Schicht mit Tuch, da es einfacher und schneller ist, mit den Parametern zu spielen, aber dann mit leichten Rotationsdifferenzen aufeinander aufeinander dupliziert, um während der Simulation keine Rasterauflösungsstörungen zu verringern. Die Verwendung mehrerer Ebenen macht die Simulation ähnlicher wie natürliche Prozesse, da üblicherweise verschiedene Felsenschichten aufeinander liegen. Dies ist auch notwendig, um der Simulation ausreichend Dicke hinzuzufügen, da ein Tuch mit der gleichen Dicke die Simulation erheblich verlangsamen kann.

07. Import von DEM.

Der andere Weg, um ein realistischeres Massenmodell zu erhalten, ist die Importierung von Real-World-Daten. Wenn wir über eine DEM-Datei verfügen, können wir die HeightField-Datei direkt für den Import verwenden. Mit den Standardeinstellungen wird die ursprüngliche Auflösung der DEM-Datei aufbewahrt, die riesig sein kann, sodass es empfohlen wird, einen interessanten Teil für das Experimentieren zu erzureißen, und nutzen Sie den gesamten Bereich dann nur gelegentlich. Es ist eine gute Idee, hier echte Skalen festzulegen, da die Simulationsknoten es benötigen.

08. Verwenden Sie den MapBox-Knoten

Ich empfehle, die Spielwerkzeuge für Houdini zu installieren, da es Werkzeuge hat, die für das Gelände arbeiten können. Vielleicht ist der meiste interessanteste der MapBox-Knoten, der es uns ermöglicht, die Erde in Houdini direkt zu durchsuchen, dann können wir einen bestimmten Bereich auswählen und das Höhenmodell herunterladen und das Satellitenphototextur davon herunterladen. Es hat eine Höhenfeldausgabeoption, so dass der gesamte Planet an unseren Händen ist.

09. Verwenden Sie den Erosionsknoten

Lassen Sie uns den Erodensknoten auf einem echten Berg verwenden. Diese Höhendaten stammen aus Alaska, rund um den blauen Lake-Reservoir, der über eine schöne bergige Landschaft verfügt. Wie wir sehen können, können wir mit den Standardeinstellungen einfach realistische Ergebnisse erzielen - sie haben diesen Knoten in vielen Aspekten verbessert. Es gibt einen neuen Einfrieren am Rahmenschalter, sodass wir mit dem Ergebnis zufrieden sind, dass wir das ankreuzen, aber es ist auch gut, die Auswirkungen der verschiedenen Parameter interaktiv auszuprobieren. Ernte einen kleineren, aber relevanten Teil des Geländes und kreuzen Sie dies an und setzen Sie es anschließend auf eine niedrige Anzahl wie 5 und spielen Sie mit den Parametern. Sie können sehen, dass es mehr oder weniger interaktiv aktualisiert. Einige Simulationen im Inneren aktualisieren jedoch nicht gut, sodass Sie die Reset-Simulation jedes Mal für vollständige Rückmeldungen treffen.

Die Beschreibung der neuen Funktionen dieses Knotens ist weit über die Grenzen dieses Tutorials hinaus, also empfehle ich eher den zweiten Teil des offiziellen H17-Terrain-Masterclass-Video-Videos (oben), das sich um die neuen Funktionen der Terrain-Tools handelt.

10. Erkunden Sie die Registerkarte des Behocks

In der Dokumentation gibt es immer noch ein Mangel an Informationen über die Registerkarte des Behocks, es lohnt sich jedoch, diese Funktion zu verwenden, wenn das Ziel darin besteht, eine Art 3D-Rock-Layer-Struktur in der Simulation aufzunehmen. Wir können ein sekundäres Höhenfeld in den zweiten Eingang des Erodensknotens injizieren, der in diesem Fall eine "prähistorische" Struktur der Landschaft definiert. Wir können Strata-Effekte leicht erreichen, indem wir die Erodierbarkeit der Erodierbarkeit von STRATA einstellen.

Die Strata-Tiefe definiert den Tiefenbereich der horizontalen Achse des Rampen-Editors, relativ zur Höhe der Grundgesteinsschicht. Ein negativer Wert invertiert das Ganze und legt die Schichten über diese Schicht. Wie Sie in diesem Screenshot sehen können, benutzte ich einen Verzerrung durch Rauschknoten, um die Oberflächen der Strata ungleichmäßig zu erhalten, und drehte auch die Geometrie, sodass sie die Landschaft in einem flachen Neigungswinkel schneidet. Im Rampen-Editor können wir die Strata hinzufügen, indem wir die relative Härte der Grundfrecke in der Funktion der Tiefe, jeweils mit unterschiedlichen Erodabilitätsbändern definieren. Die Abschaltung der Klammer an den Strata-Grenzen schlägt dieses Muster ein, unabhängig von der Erosionstiefe werden wir wiederholte vertikale Muster erhalten, nachdem wir das Ende der Rampe erreicht haben.

Die einzige enttäuschende Seite dieses Merkmals ist die Einschränkung der Höhenfelder, als ob wir diese Phänomene in der Realität beobachten, insbesondere auf mutigen Klippen, die Schichten haben starke Reliefmuster, die wir nicht mit den Höhenfeldern erreichen können. Die Umwandlung dieser Teile in das Polygon oder die VDB-SDF ermöglichen es uns jedoch, diese Details hinzuzufügen.

Die "Höhenhöhe anpassen" sollte für diese Art von Effekt ausgeschaltet bleiben, ansonsten können wir jedoch eine animierte Bedlockschicht verwenden, die den Eingang für diesen Knoten in jedem Rahmen aktualisiert.

11. Verzerrung durch Schicht

Lassen Sie uns endlich über diesen Knoten sprechen, da es in H17 völlig neu ist.Es hat zwei Eingänge.Der erste Eingang ist üblich, für die Geometrie selbst.Die zweite kann die Richtungsschicht für die Verzerrung enthalten, ähnlich wie diese Arten von Knoten in einer knownbasierten Comp-Software funktionieren.

Dieser Artikel wurde ursprünglich in Ausgabe 243 von veröffentlicht 3D-Welt Das weltweit meistverkaufte Magazin für CG-Künstler. Kaufen Sie das Thema 243 hier oder 3D-Welt hier abonnieren .

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