Изграждане на терен в Худини 17

В Houdini 17 SideFX представи някои нови инструменти и подобри други, за да разшири обхвата на възможностите за художници, създавайки изцяло процедурни терени или добавяйки детайли към реално базирани модели. Например, усъвършенстваният възел Erode симулира ерозия по по-правдоподобен от научна гледна точка и има много повече контроли от преди. Основните параметри на възлите HeightField вече могат да бъдат маскирани и има незабавен бутон за боя, който автоматично настройва подходящите възли за рисуване.

Приемането на научен подход към нашите CG пейзажи винаги ще ни помогне да постигнем по-добри резултати, затова не просто преминаваме през новите характеристики на терена, но също така разглеждаме някои основни научни аспекти и изследваме някои нови методи, като например набор от инструменти на Vellum за симулиране на тектонична компресия.



как да изтеглите безплатно в илюстратор -

Изтеглете ресурсите за този урок.



Прочетете също: Нашите рецензия на Худини 17 Банши .

01. Научете основите

За да използваме ефективно системата на височините на Худини, първо трябва да научим основните й принципи. Когато SideFX представи този набор от функции във версия 16, както обикновено, те направиха видеоклип на майсторски клас (по-горе). Препоръчвам това за тези, които не са запознати с основите.



По принцип модулът Terrain в Houdini се състои от куп SOP възли, всеки с HeightField в името си. Те създават специален вид геометрия: двумерна решетка за обем, която е по-скоро като 2D изображение с пиксели, но Худини го изобразява / показва като повърхност.

Подобно на това как DEM файловете съхраняват данните за височината, всеки пиксел съхранява стойност на височината и избутва конкретната повърхностна повърхност нагоре с това количество, точно как работят текстурите на изместване. Тези възли са предназначени за работни потоци за генериране на терени, така че дори да използваме други инструменти за пейзажи, това е най-удобният и най-ефективен начин в много случаи.

02. Разберете геологията

17



Земята е малко като грозде, което всъщност е кипящ пудинг

Изследването на науката, която стои зад геологията на Земята, е ключово за точното симулиране на реални процеси в CG среда. В най-опростения си вид можем да мислим за Земята като голямо петно ​​от течност и относително мека материя, обикновена капчица от гледна точка на Вселената, с твърда кожа, като грозде. Понякога кожата на тази капчица с широчина 12 750 км се счупва на парчета, подобно на начина, по който кожата на повърхността на горещо мляко или пудинг се разкъсва, когато става по-гореща и започва да кипи.

Тази втвърдена кожа на магмата, кората, е по-тънка под океаните и образува основните слоеве на ландшафтите и много геоложки процеси. Някои от тях са смачкани заедно от силите на тектонски движения. Тези първоначално магматични скали се напукват, разпадат се, разлагат се и понякога на хиляди километри се утаяват и залепват отново, образувайки утаечни скали. Ефектите от атмосферни влияния на атмосферата и водата узряват терена с течение на времето, което води до различни форми и текстури.

03. Настройте сцена на пясъчник

Худини 17

Запознайте се с инструментите на H17, като имате добра стара игра в него

Ученето чрез игра винаги е добър начин да се запознаете с CG инструмент. Дори и преди да сте използвали теренни инструменти, струва си да настроите сцена с пясък с прости геометрии и да изпробвате новите инструменти и параметри в H17. Поставете няколко примитива на полигони наоколо, като на това изображение, и ги включете в система на височинно поле, като първо създадете възел HeightField, след това използвайте възел HeightField Project, който щампова геометриите в височината.

Сега можем да започнем да преминаваме през различните възли на HeightField и да ги прилагаме към тази проста сцена. Много по-лесно и лесно е да разберете ефектите от тези възли, отколкото да използвате произволни и сложни форми. Основният възел на ерозионните ефекти е HeightField Erode, който е актуализиран във версия 17 с нови функции и оптимизации.

04. Запознайте се с възлите

ерозионни възли в Худини Банши

Има три основни възли за ерозия

Можем да се потопим в този възел, за да разберем как работи. Тъй като той автоматично се гмурка в по-дълбок възел, трябва да повишим едно ниво след командата за гмуркане. Както можем да видим, в края на тръбопровода има трите основни ерозионни възли, термичен, валежи и хидро. Струва си да ги създадете извън този контекст със същия ред, за да наблюдавате техните ефекти.

Термалният възел симулира механичните атмосферни влияния на повърхностите на основно ниво. В действителност съществуват различни причини, които водят до разлагане и разпадане на скалите: термично разширение и свиване, измръзване, климатизация при освобождаване под налягане (покриване), растеж на солени кристали, биологична активност, абразия и т.н. Те разбиват скалата на все по-малки парчета и се трупат в дъното на наклоните.

Възелът за валежи създава воден слой и разпръсква капки върху него. Те не са предназначени да бъдат свързани с дъждовни капки - те засяват симулацията и добавят вариации, които ще направят ерозията по-неравномерна.

Този воден слой е необходим за Hydro възела, който съдържа възела Slump вътре, най-сложния възел от по-ниско ниво на симулацията на ерозия.

05. Основна причина и следствие

Обичайната първа стъпка от генерирането на терена - ако е предназначена да бъде изцяло процедурна - е да се добави случайно базиран шаблон върху празната начална повърхност. В природата може да няма случайни процеси изобщо, тъй като всичко зависи от предишни събития. По този начин, вместо да използваме възел HeightField Noise, можем да създадем по-правдоподобен физически модел за масиране, използвайки гъвкавите възможности за симулация на Houdini.

Основното предимство на височините обаче е, че можем да обработваме по-големи пейзажи с по-фини детайли в сравнение с други видове геометрия. Използването на симулационни възли прави отпечатъка на паметта дори по-голям от самите тези геометрии, така че винаги трябва да се грижим за това колко подробности сме поставили в тази фаза. По-късно трябва да добавим допълнителни подробности с височинни полета, които иначе биха били твърде тежки.

06. Използвайте тектоника Vellum

houdini 17 велум плат

Използвайте симулация на плат Vellum, за да видите как взаимодействат различните слоеве

Всъщност можем да създадем тази стъпка в реалния свят, като използваме множество слоеве дебел плат. Ако поставим върху него слой от леко мокър пясък или по-фин зърнен прах като гипс, след това започнем да мачкаме кърпата, можем да наблюдаваме как се държи горният прахообразен слой. Препоръчвам да правите практически експерименти - дори да играете с пясък и вода на плажа - тъй като това ни дава тактилни преживявания, които са непостижими в рамките на 3D софтуера.

За подобни ефекти можем да използваме симулация на плат Vellum в Houdini. В тази сцена има три слоя геометрия на дебел плат един върху друг. Под тях има два поликуба и всеки е модулиран от планински шумов възел за неравни повърхности. Анимирах ги със затварящо и срязващо движение, за да симулирам тектонски плочи. Те са свързани към входа за статична геометрия на Vellum. Използвах Vellum Drape вместо Vellum Solver възел за симулация, защото той се държи по-скоро като новия възел Erosion, тъй като в него има опция за замразяване на рамката.

В този възел статичното триене е настроено на ниска стойност като 0,1; в природата с такива мащаби всичко има тенденция да се държи течно и хлъзгаво, много много бавно спрямо човешките времеви скали. Въпреки това се препоръчва динамичните фрикционни скали да бъдат настроени на обратното, много над 1, като 3-4, за да се получи достатъчно триене между плата и тектонските плочи и те могат да образуват бръчки. Използвах относително високи амортизационни стойности, за да преодолея експлодиращото поведение и най-важното е да включите всички опции за пластичност, тъй като те са „ефектите на паметта“ на симулацията на плат: те ще запазят бръчките и ще им попречат да се изравнят по време на симулацията .

Започнах с един слой плат, тъй като е по-лесно и по-бързо да играя с параметрите, но след това ги дублирах един върху друг с леки ротационни разлики, за да се намалят всякакви смущения в разделителната способност на мрежата по време на симулацията. Използването на множество слоеве прави симулацията по-подобна на естествените процеси, тъй като обикновено има различни скални слоеве един върху друг. Това е необходимо и за добавяне на достатъчно дебелина към симулацията, тъй като използването на една кърпа със същата дебелина може значително да забави симулацията.

07. Импортиране на DEM

Файл Houdini 17 DEM

С DEM файл можете да използвате HeightField файла за импортиране

Другият начин за получаване на по-реалистичен масов модел е импортирането на реални данни. Ако имаме DEM файл, можем директно да използваме HeightField файла за импортиране. С настройките по подразбиране той ще запази оригиналната разделителна способност на DEM файла, която може да бъде огромна, така че се препоръчва да изрежете интересна част за експериментиране и след това да използвате цялата площ само от време на време. Добра идея е да зададете реални мащаби тук, защото симулационните възли ще имат нужда от това.

08. Използвайте възела MapBox

Препоръчвам да инсталирате Game Tools за Houdini, тъй като има инструменти, които могат да бъдат полезни за работа на терена. Може би най-интересният е възелът MapBox, който ни позволява директно да разглеждаме Земята вътре в Худини, след което можем да изберем конкретна област и да изтеглим модела на котата и сателитната фототекстура от нея. Той има опция за извеждане на височинно поле, така че цялата планета е в нашите ръце.

09. Използвайте ерозионния възел

ерозия в Худини

Само с настройките по подразбиране за ерозия можете да постигнете впечатляващи резултати

Нека използваме възела Erode на истинска планина. Тези данни за височината са от Аляска, около резервоара Синьо езеро, който има хубав планински пейзаж. Както виждаме, само като използваме настройките по подразбиране, можем да постигнем съвсем реалистични резултати - те са подобрили този възел в много аспекти. Има нов превключвател Freeze at Frame, така че след като сме доволни от резултата, можем да отбележим това, но също така е добре да изпробваме ефектите от различните параметри интерактивно. Изрежете по-малка, но подходяща част от терена и отбележете това, след това го задайте на ниско число като 5 и играйте с параметрите. Можете да видите, че се актуализира повече или по-малко интерактивно, но някои симулации вътре не се актуализират добре, така че трябва да натиснете Reset Simulation всеки път за пълна обратна връзка.

Описването на новите функции на този възел е далеч извън границите на този урок, така че по-скоро препоръчвам втората част от официалния видеоклип на Masterclass H17 Terrain (по-горе), който е за новите характеристики на инструментите за терен.

10. Разгледайте раздела Bedrock

Основна функция на Худини 17

Използвайте функцията Bedrock за по-усъвършенствана структура на скалния слой

В документацията все още липсва информация за раздела Bedrock, но си струва да се използва тази функция, ако целта е да се включи някаква 3D структура на скалния слой в симулацията. Можем да инжектираме вторично поле на височина във втория вход на възела Erode, което определя „праисторическа“ структура на пейзажа в този случай. Лесно можем да постигнем слоеви ефекти, като включим Adjust Erodability by Strata.

Дълбочината на слоя определя диапазона на дълбочината на хоризонталната ос на редактора на рампа, спрямо височината на слоя на основата. Отрицателната стойност обръща цялото нещо и поставя слоевете над този слой. Както можете да видите на тази екранна снимка, аз използвах възел Distort by Noise, за да накарам повърхностите на слоевете да бъдат неравномерни, а също така завъртях геометрията, така че изрязва пейзажа под ъгъл на плиткия наклон. В редактора на рампата можем да добавим пластовете, като дефинираме относителната твърдост на основата във функцията на дълбочината, всяка с различни ленти на ерозионност. Изключването на Clamp at Strata Bounds повтаря този модел, така че независимо от дълбочината на ерозията ще получим повтарящи се вертикални модели след достигане на края на рампата.

Единствената разочароваща страна на тази характеристика е ограничаването на височините, тъй като ако наблюдаваме тези явления в действителност, особено на смели скали, слоевете имат силни релефни модели, които не можем да постигнем с височините. Преобразуването на тези части в многоъгълник или VDB SDF обаче ще ни позволи да добавим тези подробности.

Превключвателят „Adjust Height by Bedrock Change“ трябва да остане изключен за този вид ефект, но в противен случай той ни позволява да използваме анимиран слой основен слой, който актуализира входа за този възел при всеки кадър.

11. Изкривяване по слой

Изкривяване по слой е нова функция в H17

Изкривяване по слой е нова функция в H17

И накрая, нека поговорим за този възел, тъй като той е напълно нов в H17. Той има два входа. Първото въвеждане е обичайно за самата геометрия. Вторият може да съдържа посоката на изкривяване, подобно на начина, по който тези видове възли работят в базиран на възли комп софтуер.

Тази статия първоначално е публикувана в брой 243 от 3D свят , най-продаваното списание в света за художници на CG. Купете брой 243 тук или абонирайте се за 3D World тук .

бамбукова писалка и сензорен таблет

Свързани статии: