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在Houdini17建造地形
栏目分类:游戏模型百科   发布日期:2019年05月23日 09:16:02   浏览次数:


在Houdini建造地形17

在Houdini 17中,SideFX引入了一些新工具并增强了其他工具,以扩大艺术家创建完全程序化地形或向真实世界模型添加细节的机会。例如,增强的Erode节点以更科学合理的方式模拟侵蚀,并且具有比以前更多的控制。现在可以屏蔽HeightField节点的主要参数,并且有一个即时绘制按钮,可以自动设置适当的绘制节点。

对我们的CG景观采取科学的方法将总是帮助我们获得更好的结果,这就是为什么我们不仅仅是通过新的地形特征,而是看一些基本的科学方面和探索一些新的方法,如用于模拟构造压缩的Vellum工具集。

下载本教程的资源。


01.学习基础知识


为了有效地使用Houdini的高度场系统,我们首先应该学习它的基本原理。当SideFX在版本16中引入此功能集时,像往常一样,他们制作了一个大师级视频(上图)。我建议那些不熟悉基础知识的人。 

基本上,Houdini中的Terrain模块由一堆SOP节点组成,每个节点都有名称中的HeightField。它们创建了一种特殊的几何体:2D体积网格,更像是带有像素的2D图像,但Houdini将其渲染/显示为曲面。 

与DEM文件存储高度数据的方式类似,每个像素都存储一个高度值,并以此数量向上推动特定曲面站点,这与位移纹理的工作方式完全相同。这些节点专为地形生成工作流程而设计,因此即使我们使用其他工具进行景观处理,在许多情况下这也是最方便,最有效的方法。


02.了解地质


地球有点像葡萄,实际上是沸腾的布丁

地球有点像葡萄,实际上是沸腾的布丁

研究地球地质背后的科学对于精确模拟CG环境中的真实世界过程至关重要。在最简化的情况下,我们可以将地球视为一团巨大的流体和相对柔软的物质,从​​宇宙的角度来看,仅仅是一滴水,具有坚实的皮肤,就像葡萄一样。有时,这个12,750公里宽的液滴的皮肤会碎成碎片,类似于热牛奶或布丁表面的皮肤随着它变得更热并开始沸腾而撕裂。 

这种凝固的岩浆外壳,在海洋下面较薄,形成了景观的基层和许多地质过程。其中一些被构造运动的力量压在一起。这些原始的火成岩裂开,分解,分解,有时在千里之外沉淀下来并再次粘在一起,形成沉积岩。随着时间的推移,大气和水的风化作用使地形成熟,从而产生不同的形状和纹理。


03.设置沙盒场景


通过在其中进行良好的旧游戏来了解H17的工具

通过在其中进行良好的旧游戏来了解H17的工具

通过游戏学习总是熟悉CG工具的好方法。即使您之前使用过地形工具,也值得设置一个简单几何形状的沙箱场景,并在H17中尝试新的工具和参数。在此图像中放置一些多边形基本体,并将它们合并到高度场系统中,首先创建一个HeightField节点,然后使用HeightField项目节点,该节点将几何图形标记到高度场中。

现在我们可以开始浏览不同的HeightField节点并将它们应用到这个简单的场景中。理解这些节点的效果要比使用任意和复杂的形状更容易和直接。侵蚀效果的主节点是HeightField Erode,它已在版本17中更新,具有新功能和优化。


04.掌握节点

 

有三个基本的侵蚀节点

有三个基本的侵蚀节点

我们可以深入了解此节点以了解其工作原理。当它自动潜入更深的节点时,我们应该在潜水命令后升级一级。正如我们所看到的,管道末端有三个基本的侵蚀节点,即热量,降水和水力。值得在这个背景之外创建这些以相同的顺序来观察它们的效果。

Thermal节点在基本级别模拟表面的机械风化效应。实际上,导致岩石分解和崩解的原因不同:热膨胀和收缩,结冰,压力释放压裂(压片),盐晶生长,生物活性,磨损等。它们将岩石分成越来越小的碎片,堆积在斜坡的底部。 

降水节点创建一个水层并在其上传播水滴。这些并不是与雨滴有关 - 它们会对模拟进行种子分析并增加变化,这将使侵蚀更加不均匀。

这个水层对于Hydro节点是必需的,该节点包含内部的Slump节点,这是侵蚀模拟中最复杂的低级节点。

 

05.主要原因和结果

 

通常的地形生成的第一步 - 如果它是完全程序性的 - 是在空白的初始表面上添加基于随机的模式。在自然界中,可以说根本没有随机过程,因为一切都取决于之前的事件。因此,我们可以使用Houdini的多功能模拟功能,而不是使用HeightField Noise节点,我们可以设置更加物理合理的体量模型。 

然而,与其他类型的几何体相比,高度场的主要优点是我们可以处理具有更精细细节的更大景观。使用模拟节点使得内存占用空间甚至比这些几何形状本身更大,因此我们应该始终关注我们在此阶段中提供的详细信息。稍后我们应该用高度场添加额外的细节,否则它们会太重。


06.使用Vellum构造

 

使用Vellum布料模拟来查看不同层的交互方式

使用Vellum布料模拟来查看不同层的交互方式

实际上,我们可以使用多层厚布在现实世界中创建此步骤。如果我们在其上面放一层略微湿润的沙子或更细的颗粒状粉末(如石膏),然后开始粉碎布料,我们可以观察顶部粉末层的表现。我建议做一些实际的实验 - 甚至在海滩上玩沙子和水 - 因为它给我们带来了3D软件无法实现的触觉体验。

对于类似的效果,我们可以在Houdini中使用Vellum布料模拟。在这个场景中,有三层厚布几何形状在彼此的顶部。在它们下面有两个多面体,每个多面体由山脉噪声节点调制,用于不平坦的表面。我用关闭和剪切动作为它们制作动画来模拟构造板块。它们连接到Vellum的静态几何输入。我使用Vellum Drape而不是Vellum Solver节点进行仿真,因为它的行为更像是新的Erosion节点,因为它有一个冻结框架选项。 

在该节点中,静摩擦力设定为低值,如0.1; 在这种尺度的自然界中,一切都倾向于表现出流动和滑溜,相对于人类时间尺度而言非常缓慢。然而,建议设置相反的动摩擦比例,远高于1,如3-4,以在布和构造板之间获得足够的摩擦,并且它们可以形成皱纹。我使用相对较高的阻尼值来克服爆炸行为,最重要的是打开所有可塑性选项,因为它们是布料模拟的“记忆效应”:它们将保持皱纹并防止它们在模拟过程中变平。 

我开始使用一层布料,因为使用参数更容易,更快速,但随后将它们重叠在一起并产生轻微的旋转差异,以减少模拟过程中的任何网格分辨率干扰。使用多个层使得模拟更类似于自然过程,因为通常存在彼此顶部的不同岩层。这对于为模拟添加足够的厚度也是必要的,因为使用具有相同厚度的一块布料会显着减慢模拟速度。


07.导入DE​​M

 

使用DEM文件,您可以使用HeightField文件进行导入

使用DEM文件,您可以使用HeightField文件进行导入

获得更逼真的体量模型的另一种方法是导入真实世界的数据。如果我们有DEM文件,我们可以直接使用HeightField文件进行导入。使用默认设置,它将保持DEM文件的原始分辨率,这可能是巨大的,因此建议裁剪一个有趣的部分进行实验,然后偶尔使用整个区域。这里设置真实比例是个好主意,因为模拟节点需要它。


08.使用MapBox节点


我建议为Houdini安装游戏工具,因为它有可用于地形工作的工具。也许最有趣的是MapBox节点,它允许我们直接浏览Houdini内的地球,然后我们可以选择一个特定区域并下载高程模型和它的卫星光纹理。它有一个高度输出选项,所以整个星球都在我们手中。


09.使用侵蚀节点

 

只有默认的侵蚀设置,您可以获得令人印象深刻的结果

只有默认的侵蚀设置,您可以获得令人印象深刻的结果

让我们在真正的山上使用Erode节点。这个海拔数据来自阿拉斯加,位于蓝湖水库周围,拥有美丽的山地景观。我们可以看到,通过使用默认设置,我们可以获得非常逼真的结果 - 他们在许多方面改进了这个节点。在Frame开关中有一个新的Freeze,所以在我们对结果感到满意后我们可以勾选它,但它也可以交互式地尝试不同参数的效果。裁剪一个较小但相关的地形部分并勾选此项,然后将其设置为较小的数字,如5并使用参数。您可以看到它或多或少地以交互方式更新,但是内部的某些模拟不能很好地更新,因此您应该每次都进行重置模拟以获得完整的反馈。

描述这个节点的新功能远远超出了本教程的限制,所以我更推荐官方H17 Terrain大师级视频的第二部分(上图),这是关于地形工具的新功能。


10.浏览基岩选项卡

 

使用基岩功能可获得更先进的岩层结构

使用基岩功能可获得更先进的岩层结构

在文档中仍然缺乏关于Bedrock选项卡的信息,但是如果目标是在模拟中包含某种3D岩层结构,则值得使用此功能。我们可以在Erode节点的第二个输入中注入次要高度场,在这种情况下,它定义了景观的“史前”结构。通过Strata开启Adjust Erodability,我们可以轻松实现分层效果。 

Strata Depth定义了坡道编辑器水平轴相对于基岩层高度的深度范围。负值反转整个事物并将层数置于该层之上。正如您在此屏幕截图中所看到的,我使用了Distort by Noise节点来使地层表面不均匀,并且还旋转了几何体,因此它以浅斜坡角度切割景观。在斜坡编辑器中,我们可以通过定义深度函数中基岩的相对硬度来添加岩层,每个岩层具有不同的可蚀性带。在Strata Bounds处关闭Clamp循环此模式,因此无论侵蚀深度如何,我们将在到达斜坡末端后获得重复的垂直模式。

这个特征唯一令人失望的一面是高度场的限制,好像我们在现实中观察到这些现象,特别是在大胆的悬崖上,地层有强烈的浮雕图案,这是我们用高地无法实现的。但是,将这些部件转换为多边形或VDB SDF将允许我们添加这些细节。

“基岩改变调整高度”开关应保持关闭以达到此类效果,但除此之外,它允许我们使用动画基岩层,在每一帧更新此节点的输入。


11.逐层扭曲

 

逐层扭曲是H17中的一项新功能

逐层扭曲是H17中的一项新功能

最后让我们来谈谈这个节点,因为它在H17中是全新的。它有两个输入。对于几何体本身,第一个输入是常见的。第二个可以包含失真的方向层,类似于这些节点在基于节点的comp软件中的工作方式。


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