Houdini 版本：20.5.278

SideFXLabs 版本：20.5.253

开篇：泰坦计划

这个笔记是泰坦计划的学习记录，这里是第一章节电缆的基本资产内容制作笔记，对应视频的第一章，1、2、3、部分的内容。

泰坦计划是Houdini官方推出的、上千艺术家参与的开放项目；内容包含Houdini以及联动UE的方方面面。

第一部分：电缆

制作目标
Houdini_电缆效果示例
Houdini_电缆模拟

省流

  • 基于一根 line | 线 通过 sweep | 扫描 节点生成主体电缆的基础；
  • 然后再次扫描，生成更细小的装饰性电缆；
  • 接着通过模拟呈现自然下垂的效果；
  • 最后清理多余的点，减少消耗。

重要知识点：

  1. 自动处理间距，避免生成的主电缆重叠：使用 Connect Adjacent Pieces | 连接相邻部分 ，获取电缆之间的间距，将其赋予 pscale 属性。
  2. 自定义Vex代码调整
    1. 删除小于一定大小的主电缆。
    2. 手动调整 pscale 缩放。
  3. 利用循环，生成随机次要电缆
    1. 随机选择主电缆：Labs Random Selection 随机选择。
    2. 生成环绕的次要电缆：使用 foreach 循环创建次要电缆。
    3. 随机次要电缆大小：通过备用输入获取循环次数，作为随机种子。
  4. Vellum Constraints | 布料约束 模拟相关。
  5. 模型优化：
    1. Subdivide | 几何细分节点：平滑模拟结果。
    2. Facet | 面片节点：不影响形状的前提下减少顶点。
    3. 使用不同的扫描参数，减少次要电缆顶点消耗

小知识点汇总

  1. switch 切换流程
  2. split 进行分流
  3. facet 删除共线的顶点

一、创建主电缆

自动处理间距，避免生成的主电缆重叠
Houdini_MainCable

自定义Vex代码调整属性

使用 Attribute Promote | 属性提升 节点，通过 VEX 代码手动调整两个属性。

这里调整了两个效果：

  1. 删除小于一定大小的主电缆。
  2. 缩放主电缆。

Houdini_自定义Vex影响pscale

Vex代码：

if(@pscale < chf('MinPscale')) // 如果生成的管道大小小于设定值（MinPscale值）
        removeprim(0, @primnum, 1); // 删除该管道

@pscale *= ch("scale"); // 调整 pscale 缩放

这里的缩放可以同步控制 主管道的大小 和 次要管道的环绕半径。

注意！关于 pscale （1/2）:

属性 pscale 主要影响了两个参数：

  1. 最终渲染的管道粗细
  2. 模拟时的碰撞体积大小

二、创建次要电缆

1、随机选择主电缆

有 SideFXLabs 的帮助，这个操作会很简单。

使用 Labs Random Selection 节点即可：

Houdini_随机选择主电缆

2、循环创建次要电缆

通过 For each 可以搜索出循环节点，与普通节点不同，这是一个必须组合才能产生作用的节点。

  • Block Begin：设置循环类型，获取循环数据等。
  • Block End：设置循环次数、循环增量等。

Houdini_ForEach节点

创建 For-Each 节点，将创建次要电缆作为循环体，以便批量创建。

Houdini_循环创建次要电缆

2、随机次要电缆 pscale 属性

使用 备用输入 获取循环次数作为随机种子

创建备用参数

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引用参数作为随机种子

核心代码：detail，返回一个细节属性（detail attribute）的值。

detail(-1, iteration, 0);
  • 1：表示备用输入
  • iteration：即引用的变量的值
  • 0：属性索引

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VEX代码

// attribcreate2
rand(detail(-1, iteration, 0) - 1) 
// 用循环次数做索引，直接通过 rand 函数生成随机数

// sweep2
detail(-1, "iteration", 0) * 5 // Roll
(detail(-1, "iteration", 0) + 1) * 2 // Full Twists
// Full Twists 参数必须 “+ 1”，为了避免生成值为“0”（显示为直线，没有环绕）

三、布料模拟

无论什么时候，模拟阶段都是重头戏，因为需要调整大量参数，当模拟时对参数不了解会导致调节时无从下手。

模拟前准备

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1. 细分线段

创建模拟基础：使用 Resample | 点的重新采样 节点在原始线段上生成更多的点，这些点是模拟的基本单位。

注意：点的数量也会影响解算

当点数量多时：

  • pscale 变小。
  • 绳索看上去更松弛：更容易耷拉下去，显得像是拉面一样。

Houdini_点太多时模拟会拉伸

2. 分组

使用 Groups | 群组 节点为主电缆和次要电缆打上标签，方便接下来进行区分。

3. 定住两端

为了让两端不要跟着一起下落，使用 Group by Range | 按范围分组 节点选取线段两端的点，命名为pin，作为解算中的 Pin Point 参数输入。

4. 分开调整参数

使用 Split | 分流 节点分开两股电缆，这个时候就用上上面分组产生的两个组了：

其中，要对次要电缆再次使用 Attribute Promote | 属性提升 节点进行精细调整：

@pscale *= ch("scale"); // 调整 pscale 缩放

这里会提供一些制作时用到的参数，并指出其如何影响结果。

Vellum Constraints | 布料约束 参数

分组 参数名称 功能 推荐值
Constraint Type，约束类型 使用Houdini提供的模板，方便直接模拟类似物体 String
Geometry，几何
Density，密度 相当于控制mass重量属性，越大越不容易被别的物体影响，同时也越容易被自己的拉伸
Thickness，厚度 相当于调整pscale参数，也就是管道粗细
Pin to Animation，固定到动画 决定在模拟时排除哪些点
Pin Points，固定点 上面创建的pin
Stretch 拉伸弹簧 & Bend 弯曲弹簧 似乎不像参数名称那样方便调节，并不是很理解
Stiffness，刚度
Damping Ratio，阻尼比
Rest Length Scale，静止长度比
Rest Angle Scale，静止角度比

关于Stretch | 拉伸弹簧 & Bend | 弯曲弹簧具体是什么，可以看Constant康大佬的vellum原理教程01

Vellum Solver | 布料解算 解算设置

分组 参数名称 用途 推荐值
reset simulation，重新解算 在使用time shift等节点时，刷新解算结果
solver，解算
substeps，子步 表示模拟精度，当出现穿模问题时可以提高这个值 4
forces，力量
built-in wind drag，内置风阻（需要勾选built-in wind） 空气阻力，当模拟时下落过快可以调高这个值 0.6
visualize，可视化
thickness，厚度 可视化点的pscale值

注意！关于 pscale （2/2）:

模拟时会限制 pscale 的最大大小：模拟过程的最小单位是点，碰撞体积也会按点为单位创建（见下图）；为了避免碰撞体积穿插，会自动限制碰撞体积的最大大小（见下GIF，两端大小没有被缩放是因为被定住，排除出模拟范围了）

Houdini_可视化pscale

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四、输出优化

使用 Subdivide Facet Sweep 节点，优化输出几何体的顶点数量

Houdini_顶点数量优化

clean | 清理 删除多余属性

Clean的 Remove Attribs | 删除属性 参数，指定了删除哪些属性，这里填写：

* ^pscale
  • *：所有内容
  • ^pscale：除了pscale属性

facet | 平面 删除指定顶点

facet 可以根据自定义规则，对点、线、面等元素进行删除，这里的作用是：删除“模拟结束后，接近直线的部分的中间顶点”（当两个点接近成为一条直线时，删除中间的点，可以调整删除阈值，同时尽可能减少对外形的影响）。

勾选属性：Remove Inline Points | 删除共线点

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Distance | 距离：决定了删除阈值，越小删除的点越少（对“共线”的要求越严格）

碎碎念

文章结构

这次笔记的目标是跟着走可以完成开头目标中的GIF效果，但结果看来很难，文字终究是比视频少了不少直观。

接下来会尝试只记录关键知识点，让文本更清晰的同时节约记录和排版时间，具体制作还是看视频吧。

改进方法

使用string模拟粗管道，一个参数影响了太多东西，不是很好：

大管子可以试试用 vellum tet softbody 模拟