Κατασκευάστε το έδαφος στο Houdini 17

Στο Houdini 17, το SideFX εισήγαγε μερικά νέα εργαλεία και ενίσχυσε τους άλλους, προκειμένου να διευρύνει το φάσμα των ευκαιριών για καλλιτέχνες δημιουργώντας πλήρως διαδικαστικά εδάφη ή προσθέτοντας λεπτομέρειες σε μοντέλα που βασίζονται σε πραγματικό κόσμο. Για παράδειγμα, ο ενισχυμένος κόμβος διαβρώσεων προσομοιώνει τη διάβρωση σε πιο επιστημονικά εύλογο τρόπο και έχει πολλά άλλα ελέγχους από ό, τι πριν. Οι κύριες παράμετροι των κόμβων ύψους του στηfield μπορούν πλέον να καλυφθούν και υπάρχει ένα στιγμιαίο κουμπί χρώματος που ρυθμίζει αυτόματα τους κατάλληλους κόμβους για τη βαφή.

Η λήψη μιας επιστημονικής προσέγγισης στα τοπία της CG μας θα μας βοηθήσει να επιτύχουμε καλύτερα αποτελέσματα, γι 'αυτό δεν έχουμε απλώς να τρέχουμε μέσα από τα νέα χαρακτηριστικά εδάφους, αλλά και να ρίξουμε μια ματιά σε μερικές βασικές επιστημονικές πτυχές και να εξερευνήσετε κάποιες νέες μεθόδους, όπως Το εργαλείο Vellum για την προσομοίωση της τεκτονικής συμπίεσης.

Κατεβάστε τους πόρους για αυτό το σεμινάριο.

Επίσης, διαβάστε: Μας Αναθεώρηση του Houdini 17 Banshee .

01. Μάθετε τα βασικά στοιχεία

Για να χρησιμοποιήσετε αποτελεσματικά το σύστημα Heightfield του Houdini, θα πρέπει πρώτα να μάθουμε τις βασικές αρχές της. Όταν το SideFX εισήγαγε αυτό το χαρακτηριστικό που έχει οριστεί στην έκδοση 16, όπως συνήθως έκανε ένα βίντεο masterclass (παραπάνω). Το συστήνω αυτό για εκείνους που δεν είναι εξοικειωμένοι με τα βασικά στοιχεία.

Βασικά η ενότητα εδάφους στο Houdini αποτελείται από μια δέσμη νεφών SOP, ο καθένας με το Ύψος στο όνομά του. Δημιουργούν ένα ειδικό είδος γεωμετρίας: ένα πλέγμα όγκου 2D, το οποίο μοιάζει περισσότερο με μια εικόνα 2D με εικονοστοιχεία, αλλά ο Houdini καθιστά / το εμφανίζει ως επιφάνεια.

• Το καλύτερο λογισμικό 3D μοντελοποίησης 2019

Ομοίως με το πώς τα αρχεία DEM αποθηκεύουν τα δεδομένα ύψους, κάθε εικονοστοιχείο αποθηκεύει μια τιμή ύψους και ωθεί τον συγκεκριμένο χώρο επιφάνειας προς τα πάνω με αυτό το ποσό, ακριβώς πώς λειτουργούν οι υφές μετατόπισης. Αυτοί οι κόμβοι έχουν σχεδιαστεί για ροές ροής παραγωγής εδάφους, έτσι ώστε ακόμη και αν χρησιμοποιούμε άλλα εργαλεία για τοπία, αυτός είναι ο πιο βολικός και πιο αποτελεσματικός τρόπος σε πολλές περιπτώσεις.

02. Κατανόηση της γεωλογίας

Η έρευνα της επιστήμης πίσω από τη γεωλογία της Γης είναι ο βασικός για την ακριβή προσομοίωση των πραγματικών διαδικασιών σε περιβάλλον CG. Στις πιο απλουστευμένες, μπορούμε να σκεφτούμε τη Γη ως ένα μεγάλο blob υγρό και σχετικά μαλακή ύλη, ένα απλό σταγονίδιο από την προοπτική του σύμπαντος, με συμπαγές δέρμα, όπως ένα σταφύλι. Μερικές φορές το δέρμα αυτού του σταγονιδίου πλάτους 12.750 χιλιομέτρων σπάει σε κομμάτια, παρόμοια με το πώς το δέρμα στην επιφάνεια του ζεστού γάλακτος ή τα πουτίγκα δάκρυα, καθώς παίρνει θερμότερο και αρχίζει να βράζει.

Αυτό το στερεοποιημένο δέρμα Magma, το κρούστα, είναι λεπτότερο κάτω από τους ωκεανούς και σχηματίζει τα στρώματα βάσης των τοπίων και πολλές γεωλογικές διεργασίες. Μερικοί από αυτούς συνθλίβονται από τις δυνάμεις των τεκτονικών κινήσεων. Αυτά τα αρχικά άγρια ​​βράχια ρωγμές, μειώνονται, αποσυντίθενται και μερικές φορές χιλιάδες μίλια μακριά καθιερώνουν και κολλήσουν ξανά, σχηματίζοντας ιζηματογενές βράχο. Τα καιρικά αποτελέσματα της ατμόσφαιρας και του νερού ωριμάζουν το έδαφος με την πάροδο του χρόνου, με αποτέλεσμα διαφορετικά σχήματα και υφές.

03. Ρυθμίστε μια σκηνή Sandbox

Η μάθηση μέσω του παιχνιδιού είναι πάντα ένας καλός τρόπος για να εξοικειωθείτε με ένα εργαλείο CG. Ακόμα κι αν έχετε χρησιμοποιήσει τα εργαλεία εδάφους πριν, αξίζει να δημιουργήσετε μια σκηνή sandbox με απλές γεωμετρίες και να δοκιμάσετε τα νέα εργαλεία και παραμέτρους στο H17. Βάλτε μερικά primitives πολύγωνο, όπως σε αυτή την εικόνα, και τα ενσωματώστε σε ένα σύστημα ύψους, δημιουργώντας αρχικά έναν κόμβο ύψουςField στη συνέχεια χρησιμοποιώντας έναν κόμβο έργου Heightfield, το οποίο σφραγίζει τις γεωμετρίες στο ύψος του ύψους.

Τώρα μπορούμε να αρχίσουμε να περνούν από τους διαφορετικούς κόμβους ύψους και να τα εφαρμόσουμε σε αυτή την απλή σκηνή. Είναι πολύ πιο εύκολο και απλό να κατανοήσετε τις επιδράσεις αυτών των κόμβων παρά χρησιμοποιώντας αυθαίρετα και περίπλοκα σχήματα. Ο κύριος κόμβος των εφέ διάβρωσης είναι η Errode Heightfield, η οποία έχει ενημερωθεί στην έκδοση 17 με νέα χαρακτηριστικά και βελτρομείες.

04. Πηγαίνετε σε λαβές με κόμβους

Μπορούμε να βουτήξουμε σε αυτόν τον κόμβο για να καταλάβουμε πώς λειτουργεί. Καθώς καταδύεται αυτόματα σε έναν βαθύτερο κόμβο, θα πρέπει να εντοπίσουμε ένα επίπεδο μετά την εντολή κατάδυσης. Όπως μπορούμε να δούμε, υπάρχουν οι τρεις βασικοί κόμβοι διάβρωσης στο τέλος του αγωγού, της θερμικής, κατακρήμνισης και της υδροβόλης. Αξίζει να δημιουργηθεί αυτά εκτός αυτού του πλαισίου με την ίδια εντολή να παρατηρήσετε τα αποτελέσματά τους.

Ο θερμικός κόμβος προσομοιώνει τις μηχανικές επιδράσεις των επιφανειών σε βασικό επίπεδο. Στην πραγματικότητα υπάρχουν διαφορετικές αιτίες που οδηγούν στην αποσύνθεση και την αποσύνθεση των πετρωμάτων: θερμική διαστολή και συστολή, πάγια σφιγκτήρα, διαμόρφωση της πίεσης (φύλλο), ανάπτυξη κρυστάλλων αλάτων, βιολογική δραστηριότητα, τριβή και ούτω καθεξής. Αυτά σπάνε το βράχο σε μικρότερα και μικρότερα κομμάτια και συσσωρεύονται στο κάτω μέρος των κλίσεων.

Ο κόμβος βροχής δημιουργεί ένα στρώμα νερού και απλώνεται σταγόνες σε αυτό. Αυτά δεν προορίζονται να σχετίζονται με τις σταγόνες βροχής - σπέρνουν την προσομοίωση και προσθέτουν παραλλαγές που θα κάνουν τη διάβρωση πιο ανομοιογενή.

Αυτό το στρώμα νερού είναι απαραίτητο για τον όγκο Hydro, το οποίο περιέχει τον κόμβο πτώσης μέσα, τον πιο πολύπλοκο κόμβο χαμηλότερου επιπέδου της προσομοίωσης διάβρωσης.

05. Master αιτία και αποτέλεσμα

Το συνηθισμένο πρώτο βήμα της παραγωγής εδάφους - εάν προορίζεται να είναι πλήρως διαδικαστική - είναι να προστεθεί ένα τυχαίο πρότυπο στην κενή αρχική επιφάνεια. Στη φύση υπάρχουν αναμφισβήτητα μη τυχαίες διαδικασίες, καθώς όλα εξαρτώνται από τα προηγούμενα γεγονότα. Έτσι, αντί να χρησιμοποιήσετε τον κόμβο θορύβου ύψους, μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα πιο φυσικά εύλογο μοντέλο μάζας χρησιμοποιώντας τις ευέλικτες δυνατότητες προσομοίωσης του Houdini.

Ωστόσο, το κύριο πλεονέκτημα των ραφιών είναι ότι μπορούμε να χειριστούμε μεγαλύτερα τοπία με λεπτότερες λεπτομέρειες, σε σύγκριση με άλλους τύπους γεωμετρίας. Χρησιμοποιώντας τους κόμβους προσομοίωσης καθιστά το αποτύπωμα μνήμης ακόμη μεγαλύτερες από αυτές τις ίδιες τις γεωμετρίες, οπότε πρέπει πάντα να φροντίζουμε με τις λεπτομέρειες που βάζουμε σε αυτή τη φάση. Αργότερα θα πρέπει να προσθέσουμε τις πρόσθετες λεπτομέρειες με τα ραφεία, τα οποία διαφορετικά θα ήταν πολύ βαριά.

06. Χρησιμοποιήστε τεκτονική Vellum

Μπορούμε πραγματικά να δημιουργήσουμε αυτό το βήμα στον πραγματικό κόσμο χρησιμοποιώντας πολλαπλά στρώματα από παχύ πανί. Εάν βάζουμε ένα στρώμα ελαφρώς υγρής άμμου ή λεπτότερης σκόνης κόκκου όπως γύψο πάνω από αυτό, τότε αρχίστε να συντρίψουμε το πανί, μπορούμε να παρατηρήσουμε πώς συμπεριφέρεται η κορυφαία στρώση σκόνης. Σας συνιστώ να κάνετε πρακτικά πειράματα - ακόμη και να παίζετε με την άμμο και το νερό στην παραλία - καθώς μας δίνει απτικές εμπειρίες που είναι ανέφικτες στο 3D λογισμικό.

Για παρόμοια αποτελέσματα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια προσομοίωση υφάσματος Vellum στο Houdini. Σε αυτή τη σκηνή υπάρχουν τρία στρώματα παχιάς γεωμετρίας υφάσματος το ένα πάνω στο άλλο. Κάτω από αυτά υπάρχουν δύο πολυσύνσεις και το καθένα διαμορφώνεται από έναν κόμβο θορύβου βουνού για ανομοιογενείς επιφάνειες. Τους κινούσα με ένα κίνημα κλεισίματος και διάτμησης για την προσομοίωση των τεκτονικών πλακών. Είναι ενσύρματα στην εισροή στατικής γεωμετρίας του Vellum. Χρησιμοποίησα τον κόμβο του Vellum αντί του κόμβου Solver Vellum για προσομοίωση, επειδή συμπεριφέρεται περισσότερο με τον νέο κόμβο διάβρωσης, καθώς υπάρχει μια επιλογή πλαισίου κατάψυξης σε αυτό.

Σε αυτόν τον κόμβο η στατική τριβή έχει ρυθμιστεί σε χαμηλή τιμή όπως 0,1. Στη φύση με τέτοιες κλίμακες τα πάντα τείνουν να συμπεριφέρονται ρευστά και ολισθηρά, απλά πολύ αργά σε σχέση με τα ανθρώπινα χρονοδιαγράμματα. Ωστόσο, οι δυναμικές κλίμακες τριβής συνιστώνται στο αντίθετο, πολύ πάνω από 1, όπως 3-4, για να πάρουν αρκετή τριβή μεταξύ του υφάσματος και των τεκτονικών πλακών και μπορούν να σχηματίσουν ρυτίδες. Χρησιμοποίησα σχετικά υψηλές τιμές απόσβεσης για να ξεπεραστούν τις εκρηκτικές συμπεριφορές και το πιο σημαντικό πράγμα είναι να ενεργοποιήσετε όλες τις επιλογές πλαστικότητας καθώς είναι τα «εφέ μνήμης» της προσομοίωσης υφάσματος: θα κρατήσουν τις ρυτίδες και θα τους αποτρέψουν από την ισοπέδωση κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης .

Ξεκίνησα με ένα στρώμα υφάσματος, καθώς είναι πιο εύκολο και ταχύτερο για να παίξει με τις παραμέτρους, αλλά στη συνέχεια να τους αντιγράψει πάνω από το ένα το άλλο με ελαφρές περιστροφικές διαφορές, προκειμένου να μειωθούν τυχόν παρεμβολές ψήφισμα στο δίκτυο κατά τη διάρκεια της προσομοίωσης. Η χρήση πολλαπλών στρωμάτων καθιστά την προσομοίωση πιο παρόμοια με τις φυσικές διεργασίες, όπως συνήθως υπάρχουν διαφορετικά στρώματα βράχου το ένα πάνω στο άλλο. Αυτό είναι επίσης απαραίτητο για την προσθήκη αρκετού πάχους στην προσομοίωση, καθώς η χρήση ενός υφάσματος με το ίδιο πάχος μπορεί να επιβραδύνει σημαντικά την προσομοίωση.

07. Εισαγωγή DEM

Ο άλλος τρόπος για να πάρετε ένα πιο ρεαλιστικό μοντέλο μαζικής μάζας είναι να εισαγάγετε δεδομένα πραγματικού κόσμου. Αν έχουμε ένα αρχείο DEM, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε άμεσα το αρχείο ύψους για εισαγωγή. Με τις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις, θα διατηρήσει την αρχική ανάλυση του αρχείου DEM, το οποίο μπορεί να είναι τεράστιο, οπότε συνιστάται να περικοπεί ένα ενδιαφέρον μέρος για πειραματισμό και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσετε την πλήρη περιοχή μόνο περιστασιακά. Είναι καλή ιδέα να ορίσετε πραγματικές κλίμακες εδώ επειδή οι κόμβοι προσομοίωσης θα το χρειαστούν.

08. Χρησιμοποιήστε τον κόμβο MapBox

Σας προτείνω να εγκαταστήσετε τα εργαλεία παιχνιδιών για το Houdini, καθώς διαθέτει εργαλεία που μπορεί να είναι χρήσιμα για το έργο του εδάφους. Ίσως το πιο ενδιαφέρον είναι ο κόμβος MapBox που μας επιτρέπει να περιηγείστε απευθείας στη γη μέσα στο Houdini, τότε μπορούμε να επιλέξουμε μια συγκεκριμένη περιοχή και να κατεβάσετε το μοντέλο ανύψωσης και το satellite Photootexture του. Έχει μια επιλογή εξόδου ύψουςField, οπότε ολόκληρος ο πλανήτης είναι στα χέρια μας.

09. Χρησιμοποιήστε τον κόμβο διάβρωσης

Ας χρησιμοποιήσουμε τον κόμβο Erode σε ένα πραγματικό βουνό. Αυτά τα δεδομένα ανύψωσης προέρχονται από την Αλάσκα, γύρω από τη μπλε δεξαμενή της λίμνης που έχει ένα ωραίο ορεινό τοπίο. Όπως μπορούμε να δούμε, χρησιμοποιώντας τις προεπιλεγμένες ρυθμίσεις που μπορούμε να επιτύχουμε αρκετά ρεαλιστικά αποτελέσματα - έχουν βελτιώσει αυτόν τον κόμβο σε πολλές πτυχές. Υπάρχει ένα νέο πάγωμα στο διακόπτη πλαισίου, οπότε αφού είμαστε ικανοποιημένοι με το αποτέλεσμα μπορούμε να το σημειωθούμε, αλλά είναι επίσης καλό για να δοκιμάσετε τις επιπτώσεις των διαφορετικών παραμέτρων που διαδίδονται διαδραστικά. Καλλιεργήστε ένα μικρότερο αλλά σχετικό τμήμα του εδάφους και σημειώστε αυτό, τότε το ορίσατε σε χαμηλό αριθμό όπως 5 και παίξτε με τις παραμέτρους. Μπορείτε να δείτε ότι ενημερώνει περισσότερο ή λιγότερο διαδραστικά, ωστόσο μερικές προσομοιώσεις μέσα δεν ενημερώνουν καλά, οπότε θα πρέπει να χτυπήσετε την προσομοίωση επαναφοράς κάθε φορά για πλήρη ανατροφοδότηση.

Η περιγραφή των νέων χαρακτηριστικών αυτού του κόμβου είναι πολύ πέρα ​​από τα όρια αυτού του σεμινάριο, οπότε προτιμώ μάλλον το δεύτερο μέρος του επίσημου βίντεο H17 Masterclass Video (παραπάνω), το οποίο αφορά τα νέα χαρακτηριστικά των εργαλείων εδάφους.

10. Εξερευνήστε την καρτέλα Bedrock

Στην τεκμηρίωση εξακολουθεί να υπάρχει έλλειψη πληροφοριών σχετικά με την καρτέλα Bedrock, ωστόσο αξίζει να χρησιμοποιήσετε αυτή τη λειτουργία εάν ο στόχος είναι να συμπεριλάβει κάποιο είδος δομής 3D Rock Layer στην προσομοίωση. Μπορούμε να εισάγουμε ένα δευτερεύον ύψος ύψους στη δεύτερη είσοδο του κόμβου ERODE, η οποία ορίζει μια «προϊστορική» δομή του τοπίου σε αυτή την περίπτωση. Μπορούμε να επιτύχουμε εύκολα τα αποτελέσματα Strata με την ενεργοποίηση της διαβρωτικότητας προσαρμογής από τα στρώματα.

Το βάθος Strata ορίζει το εύρος βάθους του οριζόντιου άξονα του συντάκτρου, σε σχέση με το ύψος της στρώσης του στρώματος. Μια αρνητική τιμή αναστρέφει όλο το πράγμα και βάζει τα στρώματα πάνω από αυτό το στρώμα. Όπως μπορείτε να δείτε σε αυτό το στιγμιότυπο οθόνης χρησιμοποίησα ένα παραμορφωμένο από τον κόμβο θορύβου για να πάρω τις επιφάνειες των στρωμάτων ανομοιογενών, και επίσης να περιστρέφονται τη γεωμετρία, έτσι κόβει το τοπίο σε μια ρηχή γωνία κλίσης. Στον επεξεργαστή ράμπας μπορούμε να προσθέσουμε τα στρώματα, καθορίζοντας τη σχετική σκληρότητα του βραχίονα στη λειτουργία του βάθους, το καθένα με διαφορετικές ζώνες διαβρωτικών. Η απενεργοποίηση του σφιγκτήρα στα στρώματα βρόχους βρόχους αυτό το μοτίβο, οπότε ανεξάρτητα από το βάθος διάβρωσης θα λάβουμε επαναλαμβανόμενα κάθετα πρότυπα μετά την επίτευξη του άκρου της ράμπας.

Η μόνη απογοητευτική πλευρά αυτής της δυνατότητας είναι ο περιορισμός των ενισχυτών, σαν να παρατηρούμε αυτά τα φαινόμενα στην πραγματικότητα, ειδικά σε έντονους βράχους, τα στρώματα έχουν ισχυρά πρότυπα ανακούφισης που δεν μπορούμε να επιτύχουμε με Ύψους. Ωστόσο, η μετατροπή αυτών των εξαρτημάτων σε πολύγωνο ή VDB SDF θα μας επιτρέψει να προσθέσουμε αυτές τις λεπτομέρειες.

Το διακόπτη "Ρύθμιση ύψους από την αλλαγή του Bedrock" θα πρέπει να παραμείνει μακριά για αυτό το είδος αποτελέσματος, αλλά διαφορετικά μας επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε ένα κινούμενο στρώμα bedrock το οποίο ενημερώνει την είσοδο για αυτόν τον κόμβο σε κάθε πλαίσιο.

11. Θραύστε το στρώμα

Τέλος, ας μιλήσουμε για αυτόν τον κόμβο, καθώς είναι εντελώς νέο στο H17. Έχει δύο εισόδους. Η πρώτη είσοδος είναι συνηθισμένη, για την ίδια τη γεωμετρία. Το δεύτερο μπορεί να περιέχει το στρώμα κατεύθυνσης για την παραμόρφωση, παρόμοια με το πώς λειτουργούν αυτά τα είδη κόμβων σε ένα λογισμικό Comp με βάση τον κόμβο.

Το άρθρο αυτό δημοσιεύθηκε αρχικά στην έκδοση 243 του 3d κόσμο , το περιοδικό Best-Selling στον κόσμο για τους καλλιτέχνες CG. Αγοράστε το ζήτημα 243 εδώ ή Εγγραφείτε στο 3D κόσμο εδώ .

Σχετικά Άρθρα:

• Ελέγξτε αυτά τα απίστευτα ρεαλιστικά πορτρέτα
• 15 Top Tips Houdini
• Αυξήστε τα φυτά στο Houdini