Введение
Процедурное моделирование — это метод создания объектов, основанный на описании процесса их генерации, вместо ручного моделирования. Другими словами, финальный вид модели определяется набором правил, заданных художником. Этот подход часто используется для создания сложных сцен, где ручное моделирование было бы невозможно или нецелесообразно.
Процедурное моделирование активно используется в кино для создания масштабных сцен окружения. Например, в фильме «Притяжение» (2017) для сцены с падением космического корабля на Чертаново процедурных подход использовался для создания детализированных многоэтажек, которые после разрушались в кадре.
«Притяжение», VFX-брейкдаун, 2017
Процедурный подход может сэкономить время на рутинных задачах и ускорить получение новых итераций — например, при автоматизации продуктового рендера можно создавать множество вариаций стилфрэймов — с варьирующимися текстурами, лейаутом или параметрами освещения — без многократной ручной перенастройки сцены.
Entagma, Product Lineup
Процедурное моделирование также часто используется для создания игровых локаций — например, в проекте «The Matrix Awakens» (2021) процедурные правила определяют, как генерируется мир, от размера дорог и высоты зданий, до количества мусора на тротуарах.
Открытый мир The Matrix Awakens (2021)
Обобщая, можно выделить несколько ключевых преимуществ процедурного подхода:
Работа с референсами
Работа над созданием процедурного объекта начинается с подбора референсов, на которые вы будете опираться в процессе. Подбор и анализ референсов помогает структурировать задачу и определить параметры, которые в дальнейшем лягут в основу процедурного объекта.
Чтобы определить с чего стоит начать работу над объектом, подумайте над этими вопросами:
Такой подход к декомпозиции поможет выделить базовые элементы, с которых можно начать моделирование, повторяющиеся детали, а также параметры, варьируя которые, можно создать множество уникальных моделей, сохраняя характерные черты объекта и общий стиль.
Например, основой для проекта Procedural Scandinavian Cottage Generator, стал набор референсов с типовыми скандинавскими домиками.
Референсы скандинавских коттеджей
Основная структура:
- Стены
- Крыша
- Окна и двери
Повторяющиеся элементы:
- Этажи дома, окна
- Вагонка
- Черепица на крыше
Вариации:
- Пропорции дома (длина/высота/ширина)
- Высота фундамента
- Форма крыши
- Форма наличников и двери
- Наличие/отсутствие трубы и крыльца
- Размеры и форма элементов (окна, дверь, труба)
- Цвет вагонки и черепицы
Результаты генерации
Основные инструменты
В Houdini процесс моделирования строится на работе с SOP (Surface Operators) нодами, каждая из которых выполняет определенную операцию над геометрией. Дерево нод работает по принципу последовательности операций: каждая нода получает входные данные, изменяет их и передает дальше.
К основным типам SOP-нод можно отнести:
- Примитивы — ноды, создающие геометрию (Box, Circle, Grid, Line, Platonic Solids, Sphere, Torus, Tube и др.).
- Модификаторы — ноды, которые позволяют изменять форму и положение объектов (Transform, Edit, Bend, Mountine, Peak, Smooth и др.).
- Генераторы — ноды для копирования и инстанцирования объектов на точки (Scatter, Copy to Points, Instance).
- Атрибуты и группы — инструменты для работы с данными внутри геометрии (Attribute Wrangle, Attribute VOP, Group и др.).
- Контроллеры — ноды, позволяющие управлять геометрией через параметры (Null, Switch).
Рассмотрим создание простого процедурного объекта на примере бутона пиона. Пион можно декомпозировать на лепестки, чашелистики, стебель и тычинки. В качестве изменяющихся параметров объекта можно выделить количество, размер и форму лепестков, чашелисиков и тычинок, а также форму бутона.
Моделирование бутона, чашелистиков, стебля и тычинок
Для организации нодграфа также удобно использовать network box.
Чтобы упростить работу с сетапом, можно связывать значения параметров между собой так, чтобы один параметр автоматически обновлялся при изменении другого.
Связать значения параметров можно с помощью команд Copy Parameter и Paste Relative References
Parameter referencing
Созданные связи можно визуализировать с помощью View → Dependancy links → Show for All/Selected Nodes
Когда работа над настройкой параметров и созданием Parameter References закончена, можно вынести все необходимые для настройки параметры в единый интерфейс. Для этого, создадим на основе получившегося нодграфа Houdini Digital Asset (HDA).
Для этого выделим нодграф, и перейдем в Assets → New Digital Asset From Selection…
Создание hda
Вынесем необходимые параметры в интерфейс ассета:
- Перейдем в Assets → Edit Asset Properties → Proc_flower_tool
- В появившееся окно Existing Parameters можно перетащить нужный параметр и нажать Accept
- В строке Label отредактируем имя параметра
- В строке Range изменим диапазон возможных значений. Например, для параметра, определяющего количество лепестков в бутоне, можно выставить диапазон от 5 до 20
Теперь этими параметрами можно управлять прямо из интерфейса ассета, не заходя внутрь. Созданный ассет также можно добавить в сцену через Tab Menu — он появится как обычная SOP-нода.
Созданный через Tab Menu ассет появится в сцене в режиме non-editable, о чем говорит значок серого замка под именем ноды. Режим non-editable означает, что находящиеся внутри ноды недоступны для изменения, так как ассет ссылается на наш оригинальный нетворк.
Если нужно изменить содержимое ассета:
- Используйте Allow Editing of Contents (переводит ассет в режим editable)
- После внесения правок — Match Current Definition (сохранение обновляет все копии)
Внесенные изменения также можно сохранить через Assets → Save asset → Proc_flower_tool, после чего все копии ассета также обновятся.
Таким образом, получился ассет, редактируя параметры которого, можно получить ряд различных вариаций бутонов.
XK Studio. Timberland x Liberty
Задание
Описание Выберите объект, для которого можно создать некоторое количество вариаций параметров, соберите и проанализируйте референсы, и создайте процедурный сетап в Houdini FX.
Условие Сетап должен содержать не менее 5 параметров
Результат Набор референсов, .hip файл проекта
