Byg terræn i Houdini 17

I Houdini 17 introducerede SideFX nogle nye værktøjer og forbedrede andre for at udvide vifte af muligheder for kunstnere, der skaber fuldt proceduremæssige terræner eller tilføjer detaljer til virkelige baserede modeller. For eksempel simulerer den forbedrede Erode-knude erosion på en mere videnskabeligt sandsynlig måde og har mange flere kontroller end før. De vigtigste parametre for HeightField-noder kan nu maskeres, og der er en øjeblikkelig malingsknap, der automatisk indstiller den eller de relevante knudepunkter til maling.

At tage en videnskabelig tilgang til vores CG-landskaber vil altid hjælpe os med at opnå bedre resultater, så det er derfor, vi ikke bare løber gennem de nye terrænfunktioner, men også ser på nogle grundlæggende videnskabelige aspekter og udforsker nogle nye metoder, såsom Vellum-værktøjssættet til at simulere tektonisk kompression.



iphone 11 pro max vs iphone 8 plus

Download ressourcerne til denne vejledning.

Læs også: Vores anmeldelse af Houdini 17 Banshee .

01. Lær det grundlæggende

For effektivt at bruge Houdinis højdefelt-system, bør vi først lære dets grundlæggende principper. Da SideFX introducerede dette funktionssæt i version 16, lavede de som sædvanlig en masterclass-video (ovenfor). Jeg anbefaler dette til dem, der ikke er fortrolige med det grundlæggende.



Grundlæggende består Terrain-modulet i Houdini af en masse SOP-noder, hver med HeightField i sit navn. De skaber en særlig form for geometri: et 2D volumen gitter, der mere ligner et 2D billede med pixels, men Houdini gengiver / viser det som en overflade.

På samme måde som hvordan DEM-filer gemmer højdedataene, gemmer hver pixel en højdeværdi, og den skubber det bestemte overfladeside opad med denne mængde, nøjagtigt hvordan forskydningsteksturer fungerer. Disse noder er designet til terrængenerering arbejdsgange, så selvom vi bruger andre værktøjer til landskaber, er dette i mange tilfælde den mest bekvemme og mest effektive måde.

02. Forstå geologi

houdini 17



Jorden er lidt som en drue, der faktisk er en kogende budding

Forskning i videnskaben bag Jordens geologi er afgørende for nøjagtigt at simulere virkelige processer i et CG-miljø. På det mest forenklede kan vi tænke på Jorden som en stor klat af flydende og relativt blødt stof, en simpel dråbe fra universets perspektiv med solid hud som en drue. Undertiden bryder huden på denne 12.750 km brede dråbe i stykker, på samme måde som huden på overfladen af ​​varm mælk eller budding rives fra hinanden, når den bliver varmere og begynder at koge.

Denne størknede magmahud, skorpen, er tyndere under havene og danner landskabets grundlag og mange geologiske processer. Nogle af dem knuses sammen af ​​kræfter af tektoniske bevægelser. Disse oprindeligt magtfulde klipper knækker, falder fra hinanden, nedbrydes og undertiden slår de sig ned og klæber sammen igen og danner sedimentær klippe. Forvitringseffekterne af atmosfæren og vand modner terrænet over tid, hvilket resulterer i forskellige former og strukturer.

03. Opret en sandkassescene

Houdini 17

Lær H17's værktøjer at kende ved at have en god gammel leg rundt i den

At lære gennem leg er altid en god måde at blive fortrolig med et CG-værktøj. Selvom du har brugt terrænværktøjer før, er det værd at oprette en sandkassescene med enkle geometrier og prøve de nye værktøjer og parametre i H17. Læg et par polygonprimitiver rundt, som i dette billede, og inkorporer dem i et højdefelt-system ved først at oprette en HeightField-knude og derefter bruge en HeightField Project-knude, som stempler geometrierne i højdefeltet.

Nu kan vi begynde at gå gennem de forskellige HeightField-noder og anvende dem på denne enkle scene. Det er meget lettere og ligetil at forstå virkningerne af disse noder end at bruge vilkårlige og komplicerede former. Hovedknudepunktet for erosionseffekterne er HeightField Erode, som er blevet opdateret i version 17 med nye funktioner og optimeringer.

04. Få fat på noder

erosionsknuder i Houdini Banshee

Der er tre grundlæggende erosionsknuder

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

Den termiske knude simulerer de mekaniske forvitringseffekter af overfladerne på et grundlæggende niveau. I virkeligheden er der forskellige årsager, der fører til nedbrydning og opløsning af klipper: termisk ekspansion og sammentrækning, frostkilning, trykfrigivelsesfrakturering (ark), saltkrystalvækst, biologisk aktivitet, slid osv. Disse bryder klippen i mindre og mindre stykker og hoper sig op i bunden af ​​skråningerne.

Nedbørsknudepunktet skaber et vandlag og spreder dråber på det. Disse er ikke beregnet til at være relateret til regndråber - de frø simuleringen og tilføjer variationer, der gør erosionen mere ujævn.

Dette vandlag er nødvendigt for Hydro-noden, som indeholder Slump-noden inde, den mest komplekse node på erosionssimuleringen på lavere niveau.

05. Mestre årsag og virkning

Det sædvanlige første trin i terrængenerering - hvis det er meningen, at det skal være fuldt proceduremæssigt - er at tilføje et tilfældigt baseret mønster på den tomme indledende overflade. I naturen er der uden tvivl slet ingen tilfældige processer, da alt afhænger af tidligere begivenheder. Så i stedet for at bruge HeightField Noise-noden kan vi oprette en mere fysisk plausibel massemodel ved hjælp af de alsidige simuleringsfunktioner i Houdini.

Den største fordel ved højdefelt er dog, at vi kan håndtere større landskaber med finere detaljer sammenlignet med andre typer geometri. Brug af simuleringsnoder gør hukommelsesfodaftrykket endnu større end disse geometrier i sig selv, så vi skal altid passe på, hvor meget detaljer vi lægger i denne fase. Senere skal vi tilføje yderligere detaljer med højdefelter, som ellers ville være for tunge.

06. Brug Vellum-tektonik

houdini 17 vellum klud

Brug en Vellum-kludsimulering til at se, hvordan forskellige lag interagerer

Vi kan faktisk skabe dette trin i den virkelige verden ved hjælp af flere lag tyk klud. Hvis vi lægger et lag let vådt sand eller finere kornet pulver som gips ovenpå det, så begynder at knuse kluden, vi kan se, hvordan det øverste pulverlag opfører sig. Jeg anbefaler at lave praktiske eksperimenter - endda lege med sandet og vandet på stranden - da det giver os taktile oplevelser, der er uopnåelige inden for 3D-software.

Til lignende effekter kan vi bruge en Vellum-kludsimulering i Houdini. I denne scene er der tre lag tyk kludgeometri oven på hinanden. Under dem er der to polycubes, og hver moduleres af en bjergstøjknude til ujævne overflader. Jeg animerede dem med en lukke- og klipningsbevægelse for at simulere tektoniske plader. De er forbundet til den statiske geometriindgang på velellet. Jeg brugte Vellum Drape i stedet for Vellum Solver-noden til simulering, fordi den opfører sig mere som den nye Erosion-node, da der er en fryseramme i den.

I denne knude er den statiske friktion indstillet til en lav værdi som 0,1; i naturen med sådanne skalaer har alt en tendens til at opføre sig flydende og glat, bare meget langsomt i forhold til menneskelige tidsskalaer. Imidlertid anbefales de dynamiske friktionsvægter indstillet til det modsatte, langt 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 for alle plasticitetsmuligheder, da de er 'hukommelseseffekterne' af kludsimuleringen: de holder rynkerne og forhindrer dem i at blive flade under simuleringen .

Jeg startede med et lag tøj, da det er lettere og hurtigere at lege med parametrene, men duplikerede dem derefter oven på hinanden med små rotationsforskelle for at mindske eventuelle gitteropløsningsinterferenser under simuleringen. Brug af flere lag gør simuleringen mere lig med naturlige processer, da der normalt er forskellige klippelag oven på hinanden. Dette er også nødvendigt for at tilføje tilstrækkelig tykkelse til simuleringen, da brug af en klud med samme tykkelse kan nedsætte simuleringen betydeligt.

07. Import DEM

Houdini 17 DEM-fil

Med en DEM-fil kan du bruge HeightField-filen til import

Den anden måde at få en mere realistisk massemodel på er at importere virkelige data. Hvis vi har en DEM-fil, kan vi direkte bruge HeightField-filen til import. Med standardindstillingerne holder den den originale opløsning af DEM-filen, som kan være enorm, så det anbefales at beskære en interessant del til eksperimentering og derefter bruge hele området bare lejlighedsvis. Det er en god ide at indstille rigtige skalaer her, fordi simuleringsknuderne har brug for det.

08. Brug MapBox-noden

Jeg anbefaler at installere Game Tools til Houdini, da det har værktøjer, der kan være nyttige til terrænarbejde. Måske er det mest interessante MapBox-noden, som giver os mulighed for direkte at gennemse Jorden inde i Houdini, så kan vi vælge et bestemt område og downloade højdemodellen og satellitfototeksturen af ​​den. Det har en mulighed for output i højdefeltet, så hele planeten er ved vores hænder.

09. Brug erosionsknudepunktet

erosion i Houdini

hvordan man zoomer ud i zbrush
Med kun standard erosionsindstillinger kan du opnå imponerende resultater

Lad os bruge Erode-noden på et rigtigt bjerg. Disse elevationsdata er fra Alaska omkring Blue Lake-reservoiret, som har et dejligt bjergrigt landskab. Som vi kan se, ved blot at bruge standardindstillingerne, kan vi opnå ret realistiske resultater - de har forbedret denne node i mange aspekter. Der er en ny Freeze at Frame-switch, så når vi er tilfredse med resultatet, kan vi krydsse dette, men det er også godt at prøve effekterne af de forskellige parametre interaktivt. Beskær en mindre, men relevant del af terrænet, og marker dette, og sæt det derefter til et lavt tal som 5, og leg med parametrene. Du kan se, at den opdateres mere eller mindre interaktivt, men nogle simuleringer inde opdateres ikke godt, så du skal trykke på Reset Simulation hver gang for fuld feedback.

At beskrive de nye funktioner i denne node er langt uden for grænserne for denne tutorial, så jeg anbefaler snarere den anden del af den officielle H17 Terrain-masterclass-video (ovenfor), som handler om terrænværktøjets nye funktioner.

10. Udforsk fanen Berggrund

Grundfjeld har Houdini 17

Brug Bedrock-funktionen til mere avanceret stenlagsstruktur

I dokumentationen mangler der stadig information om fanen Bedrock, men det er værd at bruge denne funktion, hvis målet er at medtage en slags 3D rocklagstruktur i simuleringen. Vi kan indsprøjte et sekundært højdefelt i den anden indgang i Erode-noden, som definerer en 'forhistorisk' struktur af landskabet i dette tilfælde. Vi kan let opnå strataeffekter ved at tænde for Juster erodabilitet med Strata.

Strata Depth definerer dybdeområdet for rampeditorens vandrette akse i forhold til bjerglagets højde. En negativ værdi inverterer det hele og sætter lagene over dette lag. Som du kan se i dette skærmbillede brugte jeg en Distort by Noise-knude til at få overfladerne på lagene ujævne og roterede også geometrien, så den skærer landskabet i en lav hældningsvinkel. I rampeditoren kan vi tilføje lagene ved at definere grundfjeldens relative hårdhed i funktion af dybde, hver med forskellige eroderbarhedsbånd. Slukning af Clamp at Strata Bounds sløjfer dette mønster, så uanset erosionsdybden får vi gentagne lodrette mønstre efter at have nået slutningen af ​​rampen.

Den eneste skuffende side af denne funktion er begrænsningen af ​​højdemarkerne, som om vi i virkeligheden observerer disse fænomener, især på dristige klipper, har lagene stærke lettelsesmønstre, som vi ikke kan opnå med højdemarker. Konvertering af disse dele til polygon eller VDB SDF giver os dog mulighed for at tilføje disse detaljer.

Kontakten 'Juster højde ved ændring af grundfjeld' skal forblive slukket for denne form for effekt, men ellers tillader det os at bruge et animeret grundlag, der opdaterer indgangen til denne node ved hver ramme.

11. Forvræng efter lag

Forvrængning efter lag er en ny funktion i H17

Forvrængning efter lag er en ny funktion i H17

Lad os endelig tale om denne knude, da den er helt ny i H17. Den har to indgange. Den første indgang er sædvanlig for selve geometrien. Det andet kan indeholde retningslaget for forvrængningen, svarende til hvordan disse slags noder fungerer i en node-baseret comp-software.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort i nummer 243 af 3D verden , verdens bedst sælgende magasin for CG-kunstnere. Køb nummer 243 her eller abonner på 3D World her .

Relaterede artikler: