史蒂文·斯基德莫爾（Steven Skidmore）談到了在霍迪尼（Houdini）生產(chǎn)程序巖石的過(guò)程，并解釋了他如何處理基礎(chǔ)巖石的網(wǎng)格和紋理。

我叫史蒂文·斯基德莫爾（Steven Skidmore），我是德克薩斯州奧斯丁的Gunfire游戲的首席藝術(shù)家。在將重點(diǎn)從電影VFX轉(zhuǎn)移到視頻游戲之后，我開(kāi)始了自己的工作。我從小就知道自己想從事計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。我最初的目標(biāo)是嘗試開(kāi)發(fā)像Blizzard和Blur Studio這樣的游戲電影。

我在佐治亞州薩凡納的薩凡納藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院（SCAD）學(xué)習(xí)，并獲得視覺(jué)效果學(xué)位。在我的三年級(jí)末，我開(kāi)始使用虛幻引擎來(lái)嘗試彌補(bǔ)游戲和視覺(jué)效果部門(mén)之間的差距。大學(xué)畢業(yè)后，我在Raven Software短暫實(shí)習(xí)，從事Singularity的研究。大約一年后，我在Vigil Games擔(dān)任了全職職位，在過(guò)去的十年中，我一直與同一支球隊(duì)（Vigil Games，Crytek USA，Gunfire Games）一起工作，從事過(guò)《暗黑血統(tǒng)2》，《暗黑血統(tǒng)3》，《殘余：來(lái)自灰燼，英雄綁定（VR），時(shí)空（VR），死亡與埋葬（VR）和其他太陽(yáng)（VR）。

最近，我通過(guò)Substance Designer和Houdini對(duì)過(guò)程工作流非常感興趣。過(guò)去曾與Houdini合作拍攝電影，因此毫無(wú)疑問(wèn)地將其納入Gunfire的制作流程中，因?yàn)槲覀冮_(kāi)始通過(guò)HoudiniEngine橋看到它和實(shí)時(shí)引擎正在完成的所有工作。作為一個(gè)較小的開(kāi)發(fā)人員，我們可以看到過(guò)程內(nèi)容的巨大潛力，可以幫助減輕開(kāi)發(fā)流程中的瓶頸。

關(guān)于巖石發(fā)生器

我和我們的首席技術(shù)美術(shù)師Cort Soest之間對(duì)Houdini的程序化搖滾產(chǎn)生了某種癡迷。它起初是作為一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)來(lái)學(xué)習(xí)Houdini的噪聲實(shí)現(xiàn)方法，以及如何進(jìn)行混合和組合噪聲以獲得各種形狀的實(shí)驗(yàn)。然后，嘗試重新創(chuàng)建我在ZBrush?for Darksiders 3和其他一些游戲中手工雕刻巖石時(shí)經(jīng)常使用的一些技術(shù)成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。?

目的是使美術(shù)人員可以輸入松散的基礎(chǔ)網(wǎng)格物體，而Houdini資產(chǎn)將處理生成高多邊形網(wǎng)格物體，創(chuàng)建低多邊形游戲資產(chǎn)，UV解包，烘焙/應(yīng)用的所有其他步驟。使用攝影測(cè)量紋理繪制物質(zhì)中的紋理，并使用散射點(diǎn)實(shí)例化樹(shù)葉和巖石。

基礎(chǔ)網(wǎng)格

基本網(wǎng)格物體本身可以通過(guò)任何傳統(tǒng)的盒建模技術(shù)來(lái)創(chuàng)建，或者對(duì)于豬頭來(lái)說(shuō)，這只是Houdini的默認(rèn)示例網(wǎng)格，用于測(cè)試工具是否正常工作。那里的基礎(chǔ)網(wǎng)格只是定義輸出網(wǎng)格的粗略體積和比例。最終，該工具最終對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行體素化并將其轉(zhuǎn)換回幾何圖形，以添加足夠的細(xì)節(jié)并確保網(wǎng)格是氣密的。

網(wǎng)絡(luò)的第一遍處理巖石形狀的基本宏整形。這主要是通過(guò)對(duì)網(wǎng)格施加位移的mountainSOP（表面/幾何運(yùn)算符）來(lái)完成的。在幕后，mountainSOP只不過(guò)是一種數(shù)字資產(chǎn)，其中包含一些噪聲函數(shù)，這些函數(shù)是Houdini基于節(jié)點(diǎn)的基于腳本的運(yùn)算符，稱為VOP（VEX運(yùn)算符）內(nèi)置。?

我最終調(diào)整了默認(rèn)的mountainSOP以添加更多功能。這包括掩蓋垂直軸（對(duì)于Houdini，為Y）上的噪聲，僅將噪聲應(yīng)用于X和Z軸。

我用于大多數(shù)巖石整形的噪音是Worley F2-F1。這種噪聲組合是塊狀蜂窩形狀的最佳組合之一。3d Worley噪聲的Y頻率已按比例放大，以顯示垂直拉伸的單元格的外觀。我主圖中的“ voxelmesh”節(jié)點(diǎn)是由SideFX Labs游戲開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的Houdini Digital資產(chǎn)。這些是加快工作流程的出色工具。該特定資源基本上是VDB到多邊形轉(zhuǎn)換工具，可將網(wǎng)格體素化為一定密度并將網(wǎng)格轉(zhuǎn)換回多邊形，這與ZBrush中的Dynamesh非常相似。

工具的下一部分將網(wǎng)格劃分為不同的層。在Houdini中，可以用一百種不同的方式來(lái)完成此操作（布爾值，片段，VDB斷裂等）。我選擇的特定方法是將平面復(fù)制到點(diǎn)，然后根據(jù)這些平面將網(wǎng)格劃分為多個(gè)部分。Gatis Kurzemnieks對(duì)該技術(shù)作了很好的解釋-?使用Houdini創(chuàng)建程序性游戲資產(chǎn)。第一部分。我使用的方法與他的Youtube頻道涵蓋的細(xì)分類似。

Gatis還談到了他如何為每個(gè)圖層添加不同的厚度值。雖然我沒(méi)有選擇這種方法，但它肯定是一種可行的方法。我的網(wǎng)格的問(wèn)題在于，沿法線移動(dòng)這些點(diǎn)時(shí)，它們最終會(huì)彼此重疊并開(kāi)始相互滲透。有一些技巧可以使法線大量模糊然后移位，但是所有這些方法都導(dǎo)致邊緣柔軟，糊狀，我想保持清晰的地層。?

我想出了一種解決方案，為每個(gè)圖層創(chuàng)建自己的局部變換，并為每個(gè)圖層隨機(jī)縮放X和Z。這包括在每一層上生成一個(gè)定向的邊界框并構(gòu)造一個(gè)轉(zhuǎn)換矩陣。這為我提供了每個(gè)層的局部旋轉(zhuǎn)，因此我可以對(duì)齊TransformSOP節(jié)點(diǎn)的軸，以便在局部空間中縮放。VFXHive的Youtube頻道上有一個(gè)關(guān)于Houdini矩陣和本地變換的非常不錯(cuò)的視頻。（https://www.Youtube.com/watch?v=t9yoUkFzInA）

Houdini真正開(kāi)始使用表達(dá)式。在Transform SOP的X和Z標(biāo)度值中，我可以提供隨機(jī)值。

由于所有這些層都在ForLoop中進(jìn)行迭代，因此我知道每個(gè)層都分配有唯一的迭代編號(hào)。我可以使用detail（）函數(shù)獲取該全局迭代值，并在表達(dá)式中使用該值作為唯一的“種子”值來(lái)驅(qū)動(dòng)rand（）函數(shù)。這將返回一個(gè)介于0和1之間的隨機(jī)浮點(diǎn)數(shù)，因此我可以使用fit01（）函數(shù)將該范圍調(diào)整為新的0.8-1.2范圍。這意味著我圖層的比例永遠(yuǎn)不會(huì)低于0.8或高于1.2。種子通道用于控制更換種子和使用滑塊恢復(fù)刻度。

然后將這些片段傳遞到另一個(gè)ForLoop中，以添加最終的噪音。此步驟包含與我的第一個(gè)宏遍非常相似的方法，但詳細(xì)程度更高。AttributeVOP / MountainSOP與混合節(jié)點(diǎn)一起使用，將不同頻率的噪聲混合在一起以分解程序噪聲形狀，這與在Substance Designer中通過(guò)扭曲分解圖案非常相似。每次出現(xiàn)噪波之后，我將使用AttributeBlurSOP來(lái)模糊這些點(diǎn)上的法線，以便增加和減少更多噪波不會(huì)造成嚴(yán)重的擠壓。值得一玩的有趣的事情是使用噪聲來(lái)驅(qū)動(dòng)其他噪聲的失真。例如，分解Worley F2-F1幾何形狀的一種方法是使用另一種噪聲來(lái)幫助驅(qū)動(dòng)Worley Noise的偏移。（類似于SD中的翹曲）。

高多邊形創(chuàng)建的最后一部分是削掉層的邊緣。這是通過(guò)使用低分辨率版本的圖層網(wǎng)格，使用MountainSOP的噪聲使其失真然后使用該網(wǎng)格對(duì)高細(xì)節(jié)體素圖層進(jìn)行VDB斷裂來(lái)完成的。

結(jié)束了高聚創(chuàng)意。下一步是低聚。我采用了高多邊形網(wǎng)格，并以更大的VDB密度對(duì)其進(jìn)行了體素化。這樣會(huì)產(chǎn)生大得多的體素，從而減少細(xì)節(jié)。這被用來(lái)制作適合高多邊形網(wǎng)格的粗糙輪廓的氣密外殼。然后使用polyReduceSOP將其減少，以將三角形數(shù)量降至游戲引擎可接受的水平。

因?yàn)槲抑牢覍⒃赟ubstance Painter中投影三重紋理，所以只要貼圖像素密度相同且沒(méi)有重疊的UV，我就不必太擔(dān)心隱藏UV接縫。為此，我使用了一個(gè)簡(jiǎn)單的UVUnwrap節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)類似于3ds Max中的框投影。但是，這會(huì)導(dǎo)致數(shù)百個(gè)微小的紫外線島。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我使用了另一個(gè)SideFX Labs工具“合并小島”，根據(jù)閾值將細(xì)小的UV島重新組合成大的簇。此方法有更好的方法，我目前正在探索其他選擇，例如使用曲率驅(qū)動(dòng)UV接縫或使用層間距本身來(lái)切割接縫。無(wú)論如何，這在實(shí)驗(yàn)的這個(gè)階段對(duì)我都有效。

現(xiàn)在是時(shí)候烘烤物質(zhì)了。

貼圖

低多邊形網(wǎng)格是通過(guò)我的好友Cort Soest為Substance Painter編寫(xiě)的插件自動(dòng)加載的，并與高多邊形網(wǎng)格一起烘焙以生成所有必要的網(wǎng)格貼圖（AO，法線，世界法線，曲率，位置）。目前，這種方法的主要局限性在于，Substance Painter的API不支持將資源從架子上注入到層堆棧中，這意味著我們無(wú)法從命令行自動(dòng)將智能材料分配給網(wǎng)格。我必須手動(dòng)將智能材料應(yīng)用于新的巖石資產(chǎn)。但是，這非?？欤恍杌ㄙM(fèi)幾秒鐘即可應(yīng)用。

智能材料本身是由2種Megascan紋理集的混合創(chuàng)建的，這兩種紋理集都設(shè)置為在圖層上的三邊投影模式，然后通過(guò)Painter中的各種遮罩/生成方法彼此混合。其余的外觀只是生成器和填充層的組合以增強(qiáng)色彩。通過(guò)烘焙來(lái)自頂點(diǎn)顏色的ID映射來(lái)修改層顏色。在Houdini中，為每個(gè)圖層分配了唯一的頂點(diǎn)顏色，并將其導(dǎo)出到高多邊形網(wǎng)格中。

此時(shí)，只需要將FBX文件和從Substance Painter導(dǎo)出的紋理導(dǎo)入游戲引擎，并像管道中的其他資產(chǎn)一樣設(shè)置巖石。

客制化

定制以隨機(jī)種子值的形式出現(xiàn)，該種子值放置在所有噪聲函數(shù)以及處理層縮放的Transform上。 噪聲本身可以針對(duì)某些不同的巖石類型進(jìn)行調(diào)整和縮放。 還可以控制層數(shù)和每層之間的距離。 從頭到尾，通常需要5-10分鐘的時(shí)間來(lái)烹飪所有東西并在Substance中構(gòu)造資產(chǎn)。 向前邁進(jìn)的目標(biāo)是通過(guò)PDG自動(dòng)化整個(gè)過(guò)程，以在我們的構(gòu)建機(jī)器上生成數(shù)百次迭代的巖石。 剩下的唯一主要步驟是弄清楚如何生成獨(dú)特的類似巖石的基礎(chǔ)網(wǎng)格物體以輸入到工具中。

1487/5000學(xué)習(xí)胡迪尼
Houdini是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的3D程序，但它也是一個(gè)非常有回報(bào)和授權(quán)的程序。這是行業(yè)中選擇Houdini并進(jìn)行嘗試的絕佳時(shí)機(jī)。越來(lái)越多的工作室開(kāi)始利用Houdini的程序性來(lái)幫助推動(dòng)各種游戲類型，從大型開(kāi)放世界游戲到小型獨(dú)立游戲。霍迪尼有很多東西可以提供給任何一支球隊(duì)。這是一個(gè)不斷發(fā)展的程序，SideFX在過(guò)去幾年中做得很好，使Houdini成為了可行的游戲創(chuàng)作工具。我建議任何希望將其合并到其工具集中的人，從那里搜索許多眾多的Youtube教程開(kāi)始。一些很棒的資源包括Kenny Lammers和他的課程（https://www.indie-pixel.com/)、Rohan Dalvi和他的培訓(xùn)視頻（https://www.rohandalvi.net/home），以及所有SideFX網(wǎng)站（https://www.sidefx.com/tutorials/）上的精彩教程和資源。

深入研究Houdini并學(xué)習(xí)如何將形狀復(fù)制到點(diǎn)以及如何使用屬性控制這些復(fù)制資產(chǎn)的規(guī)模及其方向，是一種真正簡(jiǎn)單但很棒的方法，可以開(kāi)始挖掘Houdini可以提供的功能。乍一看，似乎所有其他3D應(yīng)用程序都存在，直到您意識(shí)到隨時(shí)可以使用所有功能，這是您決定將所有功能混合在一起確定最終結(jié)果的方式。它是解決問(wèn)題者最有價(jià)值的3d工具。

轉(zhuǎn)~??https://80.lv/articles/006sdf-breakdown-procedural-rock-generation-in-houdini/