Construir terreno em Houdini 17

Em Houdini 17, a SideFX introduziu algumas novas ferramentas e melhorou os outros, a fim de ampliar o leque de oportunidades para os artistas criando terrenos processuais ou adicionando detalhes aos modelos baseados no mundo real. Por exemplo, o nó Erode aprimorado simula a erosão de uma maneira mais cientificamente plausível e tem muitos mais controles do que antes. Os principais parâmetros dos nós de altofield podem agora ser mascarados e há um botão de tinta instantânea que configura automaticamente o (s) nó (s) apropriado (s) para pintura.

Tomar uma abordagem científica às nossas paisagens CG sempre nos ajudará a alcançar melhores resultados, por isso não estamos simplesmente correndo através dos novos recursos do terreno, mas também dar uma olhada em alguns aspectos científicos básicos e explorando alguns novos métodos, como o conjunto de ferramentas Vellum para simular compressão tectônica.

Baixe os recursos para este tutorial.

Leia também: Nosso Revisão de Houdini 17 Banshee .

01. Aprenda o básico

Para efetivamente, use o sistema de altofeito de Houdini, devemos aprender seus princípios básicos primeiro. Quando o Sidefx introduziu este conjunto de recursos na versão 16, como de costume eles fizeram um vídeo MasterClass (acima). Eu recomendo isso para aqueles que não estão familiarizados com o básico.

Basicamente, o módulo de terreno em Houdini consiste em um monte de nós SOP, cada um com o campo de altura em seu nome. Eles criam um tipo especial de geometria: uma grade de volume 2D, que é mais como uma imagem 2D com pixels, mas Houdini renderiza / exibe-o como uma superfície.

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Similarmente a como os arquivos Dem armazenam os dados de altura, cada pixel armazena um valor de altura e ele empurra o site de superfície em particular para cima com esse valor, exatamente como as texturas de deslocamento funcionam. Esses nós são projetados para fluxos de trabalho de geração de terrenos, portanto, mesmo que usamos outras ferramentas para paisagens, essa é a maneira mais conveniente e mais eficaz em muitos casos.

02. Entenda a geologia

Pesquisando a ciência por trás da geologia da Terra é fundamental para simular com precisão os processos do mundo real em um ambiente CG. No seu mais simplificado, podemos pensar na Terra como uma grande blob de matéria fluida e relativamente suave, uma mera gota da perspectiva do universo, com pele sólida, como uma uva. Às vezes a pele dessa queda de 12.750 km de largura quebra em pedaços, de forma semelhante a como a pele na superfície de leite quente ou pudim rasga como fica mais quente e começa a ferver.

Esta pele de magma solidificada, a crosta, é mais fina abaixo dos oceanos e forma as camadas básicas das paisagens e muitos processos geológicos. Alguns deles são esmagados por forças de movimentos tectônicos. Estas rochas originalmente ígneas crack, desmoronam e às vezes milhares de quilômetros de distância se acomodam e ficam juntos novamente, formando rocha sedimentar. Os efeitos de intemperismo da atmosfera e da água amadurecem o terreno ao longo do tempo, resultando em diferentes formas e texturas.

03. Configure uma cena de sandbox

A aprendizagem através do jogo é sempre uma boa maneira de se familiarizar com uma ferramenta CG. Mesmo se você usou ferramentas de terreno antes, vale a pena configurar uma cena de sandbox com geometrias simples e experimentar as novas ferramentas e parâmetros em H17. Coloque algumas primitivas de polígono ao redor, como nesta imagem, e incorporá-las em um sistema de altofield, criando em primeiro lugar um nó de altofield, usando um nó de projeto de altura, que cuide das geometrias no campo de altura.

Agora podemos começar a passar pelos diferentes nós de campo e aplicá-los a essa cena simples. É muito mais fácil e direto entender os efeitos desses nós do que usar formas arbitrárias e complicadas. O nó mestre dos efeitos de erosão é o Erode Defield, que foi atualizado na versão 17 com novos recursos e otimizações.

04. Chegue às garras com nós

Podemos mergulhar nesse nó para entender como funciona. Ao mergulhar automaticamente em um nó mais profundo, devemos intensificar um nível após o comando de mergulho. Como podemos ver, existem os três nós básicos de erosão no final do oleoduto, a termal, precipitação e hidrelétrica. Vale a pena criar estes fora deste contexto com a mesma ordem para observar seus efeitos.

O nó térmico simula os efeitos de intemperismo mecânicos das superfícies em um nível básico. Na realidade, há diferentes causas que levam à decomposição e desintegração de rochas: expansão térmica e contração, cobertura de gelo, fraturamento de liberação de pressão (folha), crescimento de cristal de sal, atividade biológica, abrasão e assim por diante. Estes quebram a rocha em pedaços menores e menores e empilham na parte inferior das inclinações.

O nó de precipitação cria uma camada de água e diferencia-se. Estes não pretendem estar relacionados com pingos de chuva - eles semiam a simulação e adicionam variações que tornarão a erosão mais desigual.

Esta camada de água é necessária para o nó Hydro, que contém o nó de queda no interior, o nó mais baixo de nível inferior da simulação de erosão.

05. Mestre causa e efeito

O primeiro passo usual da geração do terreno - se pretende ser totalmente processual - é adicionar um padrão baseado em aleatório na superfície inicial em branco. Na natureza, há um processo aleatório, como tudo depende de eventos anteriores. Assim, em vez de usar o nó de ruído de altofield, podemos configurar um modelo de massa mais plausível fisicamente usando as capacidades de simulação versátil de Houdini.

No entanto, a principal vantagem dos campos de altura é que podemos lidar com paisagens maiores com detalhes mais finos, em comparação com outros tipos de geometria. Usando os nós de simulação torna a pegada de memória ainda maior do que essas geometrias, então devemos sempre cuidar com quantos detalhes colocamos nesta fase. Mais tarde, devemos adicionar os detalhes adicionais com camisetas de altura, que de outra forma seria muito pesado.

06. Use Tectonics de Velum

Podemos realmente criar este passo no mundo real usando várias camadas de pano grosso. Se colocarmos uma camada de areia ligeiramente molhada ou pó grinido com gênios como gesso em cima dele, então comece a esmagar o pano, podemos observar como a camada de pó superior se comporta. Eu recomendo fazer experimentos práticos - mesmo brincando com a areia e a água na praia - como nos dá experiências táteis que são inatingíveis dentro do software 3D.

Para efeitos semelhantes, podemos usar uma simulação de pano de velo em Houdini. Nesta cena, há três camadas de geometria de pano grossa em cima uns dos outros. Abaixo deles há dois poliCubos, e cada um é modulado por um nó de ruído da montanha para superfícies desiguais. Animei-os com um movimento de fechamento e cisalhamento para simular placas tectônicas. Eles estão ligados na entrada de geometria estática do Velum. Eu usei o Vellum Drape em vez do nó do Vellum Solver for Simulation, porque se comporta mais como o novo nó da erosão, pois há uma opção de frame de congelamento nele.

Neste nó, a fricção estática é definida como um valor baixo como 0,1; Na natureza com essas escamas, tudo tende a se comportar fluido e escorregadio, apenas muito lentamente em relação aos escalas humanas. No entanto, as escalas de atrito dinâmicas são recomendadas para o oposto, bem acima de 1, como 3-4, para obter fricção suficiente entre o tecido e as placas tectônicas, e eles podem formar rugas. Eu usei valores de amortecimento relativamente altos para superar comportamentos de explosão, e o mais importante é mudar todas as opções de plasticidade, pois são os "efeitos de memória" da simulação de pano: eles vão manter as rugas e evitar que eles achatam durante a simulação .

Comecei com uma camada de pano, como é mais fácil e mais rápido para jogar com os parâmetros, mas duplicou-os em cima uns dos outros com pequenas diferenças de rotação, a fim de diminuir qualquer interferências de resolução de grade durante a simulação. O uso de várias camadas torna a simulação mais semelhante aos processos naturais, como geralmente há diferentes camadas rochosas em cima uns dos outros. Isso também é necessário para adicionar espessura suficiente à simulação, como usar um pano com a mesma espessura pode diminuir significativamente a simulação.

07. Importar dem.

A outra maneira de obter um modelo de massa mais realista é importar dados do mundo real. Se tivermos um arquivo Dem, podemos usar diretamente o arquivo de altura para importação. Com as configurações padrão, ele manterá a resolução original do arquivo Dem, que pode ser enorme, por isso é recomendável cortar uma parte interessante para experimentação e, em seguida, usar a área completa apenas ocasionalmente. É uma boa ideia definir escalas reais aqui porque os nós de simulação precisarão disso.

08. Use o nó da caixa de mape

Eu recomendo instalar as ferramentas do jogo para Houdini, pois tem ferramentas que podem ser úteis para o trabalho do terreno. Talvez o mais interessante seja o nó da MAPBox que nos permite navegar diretamente com a terra dentro de Houdini, então podemos selecionar uma área específica e baixar o modelo de elevação e o fototexture por satélite dele. Tem uma opção de saída de altofield, para que todo o planeta esteja em nossas mãos.

09. Use o nó da erosão

Vamos usar o nó Erode em uma montanha real. Este dados de elevação é do Alasca, ao redor do reservatório de lago azul, que tem uma paisagem montanhosa agradável. Como podemos ver, apenas usando as configurações padrão, podemos alcançar resultados bastante realistas - eles melhoraram este nó em muitos aspectos. Há um novo congelamento no comutador de quadros, então depois que estamos satisfeitos com o resultado, podemos marcar isso, mas também é bom para experimentar os efeitos dos diferentes parâmetros interativamente. Cortar uma parte menor, mas relevante do terreno e marque isso, em seguida, defina-o para um número baixo como 5 e jogar com os parâmetros. Você pode ver que ele atualiza mais ou menos interativamente, no entanto algumas simulações dentro Não atualizam bem, então você deve acertar a simulação de redefinição toda vez para feedback completo.

Descrevendo os novos recursos deste nó está muito além dos limites deste tutorial, então eu recomendo a segunda parte do vídeo oficial da Masterclass do Terreno H17 (acima), que é sobre os novos recursos das ferramentas do terreno.

10. Explore a guia Bedrock

Na documentação, ainda há uma falta de informações sobre a guia Bedrock, no entanto, vale a pena usar esse recurso se o objetivo for incluir algum tipo de estrutura de camada de rocha 3D na simulação. Podemos injetar um campo secundário na segunda entrada do nó Erode, que define uma estrutura "pré-histórica" ​​da paisagem neste caso. Podemos alcançar efeitos de estratos facilmente, ligando para ajustar a erodabilidade por estratos.

A profundidade dos estratos define a gama de profundidade do eixo horizontal do editor de rampa, em relação à altura da camada de cama. Um valor negativo inverte a coisa toda e coloca os estratos acima desta camada. Como você pode ver nesta captura de tela, usei um distorcimento pelo nó de ruído para obter as superfícies dos estratos desiguais, e também girassem a geometria, por isso corta a paisagem em um ângulo de inclinação rasa. No editor de rampa, podemos adicionar os estratos definindo a dureza relativa da base na função da profundidade, cada uma com diferentes bandas de erodability. Desligar a braçadeira no Strata Bounds Loops este padrão, portanto, independentemente da profundidade da erosão, receberemos padrões verticais repetitivos depois de atingir o final da rampa.

O único lado decepcionante dessa característica é a limitação dos campos de altura, como se observássemos esses fenômenos na realidade, especialmente em falésias ousadas, os estratos têm fortes padrões de alívio que não podemos alcançar com campos de altura. No entanto, converter essas peças para Polygon ou VDB SDF nos permitirá adicionar esses detalhes.

A opção 'Ajustar altura pelo leito de rolo', deve permanecer desligada para este tipo de efeito, mas caso contrário, ele nos permite usar uma camada de cama animada que atualiza a entrada para este nó em cada quadro.

11. Distort por camada

Finalmente, vamos falar sobre esse nó, pois é completamente novo em H17. Tem dois insumos. A primeira entrada é usual, para a própria geometria. O segundo pode conter a camada de direção para a distorção, semelhante a como esses tipos de nós funcionam em um software Comp baseado em nó.

Este artigo foi originalmente publicado em questão 243 de Mundo 3D , a revista mais vendida do mundo para artistas do CG. Comprar edição 243 aqui ou Assine o mundo 3D aqui .

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