樹木からワイヤーを作る

 この記事はHoudini アドベントカレンダー2024↓の２４日目の記事です。
 https://qiita.com/advent-calendar/2024/houdini

この記事は、Speed Tree等の樹木生成ソフトなどで作った木のデータからワイヤーを作るTipsです。ワイヤーを作成できるとシミュレーション使えたり、

このワイヤーを元にローポリモデルを簡単に作れたりと何かと便利です。

木のデータは、以下からダウンロードしました。
https://www.cgtrader.com/free-3d-models/plant/conifer/american-elm-tree-78c0a9f7-078f-40cf-bbd9-236c991cb019

前提として、樹木生成ソフトで作った木のデータは、どの枝（幹）も多少の違いはあれど円柱をベースとした頂点番号の並びになっています。
なので、どの枝も同じような頂点番号の並びの円柱の集まりなので、ルールを把握し枝毎に一本エッジを取り出し、中心に配置という処理を構築出来れば、あとはFor Loopで回せば木全体のワイヤーを作ることができます。

というわけで、手動モデリングした木のデータなどにはこの手法は使えないのでご注意を。

以下、手順です。

まずは、木のデータ（FBX）をインポートし、以下の様に下準備。

以下は、枝毎にエッジを一本取り出し、枝の中心に配置する処理です。

以下はFor Loopの各ステップのビューポート。
For Loopの一番始め（上図のforeach_begin1）

上図の２番（get_edge）エッジを一本とりだす。

上図の３番。エッジを枝（幹）の中心に移動。

どの枝も円柱ベースで、同じルールで頂点番号が並んでいるので上図２，３の様な

処理でエッジを取り出したり、中心座標を計算できます。

For Loopを抜け出すと、完成です。

以上で、解説は終わりです。

この木のデータではこの手法が有効でしたが、別ソフトで作られた場合はルールが変わります。ですが、どの樹木生成ソフトも枝や幹は円柱がベースになっているので少し改造するだけで同じことができるかと思います。

hipファイルはこちら。

今年も本家もApprenticeもどちらのHoudiniアドベントカレンダーを盛況ですね。

素晴らしいです。過去にも多くの有用な記事あるので是非見てみてください。

以下からアクセスできます！

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https://qiita.com/advent-calendar/2024/happrentice

フェイクスキャッタリングライティング

この記事はHoudini Apprenticeアドベントカレンダー2024↓の２２日目の記事です。
 https://qiita.com/advent-calendar/2024/happrentice

完成図

ボリュームのラインティング、真面目にやるとめっちゃ重いですよね。特にスキャッタリングが必要な場合は、ボリュームサンプリングとDepth設定を上げる必要がある為激重になります。

この記事は高速化の為に、Sopでフェイクでやる方法の解説です。

フェイクなので万能ではありませんが、雲に対して稲妻がつくるスキャッタリングなんかの時には有用です。

以下手順です。

まずは、雲と光源となる円柱を用意。

雲はHoudini20で搭載された新ノードSkyboxで一瞬で作れるようになりましたね。
調整も簡単です。

仕込みとして、円柱のほうにscatterノードでpointをばら撒きます。
（円柱のポリゴンが十分細かければ、scatterは不要です。）

このpoint群と雲のvoxelと距離を計算し、距離が離れれば離れるほど弱くなるフィールドを作り、PyroBakeVolumeノードで色を付けるという流れになります。

以下は、そのvoxelとpointの距離を計算する方法です。

雲側から円柱にscatterしたポイントをpoint cloudで参照し、Pアトリビュートを取得し、

voxel自身のPとdistanceノードで距離出します。
距離をfitノードで0~50の値を1 ~ 0の範囲に収め、元のDensityに掛け算します。

すると、以下のように近い所は元のdensity値、遠い所はdensityが0となります。

このdensityフィールドをtemperatureにNameノードで変更します。
名前はtemperatureでなくても、density以外なら何でも良いのですがpyro bake vokumeノードがデフォルトでtemperatureをscattterに変換するのでtemperatureにしています。

これを元のdensityのみの雲と合体させ(上図merge2ノード)ると、

Pyro Bake Volumeでルックを設定できます。

ScatterやFireタブでほぼリアルタイムで変更可能です。

以上で、解説は終わりです。

hipファイルはこちら。

今年も本家もApprenticeもどちらのHoudiniアドベントカレンダーを盛況ですね。

素晴らしいです。過去にも多くの有用な記事あるので是非見てみてください。

以下からアクセスできます！

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Houdiniワークショップ第8弾

はやいもので、もうHoudiniワークショップ8年目です。

皆様今回もよろしくお願いします！
 https://sugi-iggy.blogspot.com/p/workshop8.html

MaterialXでbumpの正しい設定方法

まだHoudiniアペレンティスの方のアドベントカレンダー↓に空きがあったので12日目に

入ってみました。

https://qiita.com/advent-calendar/2023/happrentice

Material Xでグレースケールの画像を使い正しくバンプを設定する方法です。

以前ワークショップで紹介した方法は間違っていました。すみません　(^^;)

以前から何となくおかしいなと思ってはいたのですが、、、

言い訳をすると、diffuseの画像がごちゃっとしていたり、bumpの強度を少なくしていたので

間違いに気づいていなかったのと、某フォーラムで紹介されていたので合っていると信じてしまっていました。

（それと会社ではジオメトリのシェーダーはLookDevチームがArnoldシェーダーで行うので、、、）

以下、解説です。

diffuseには何も張らずに、bumpだけ設定しています。
左は間違ったもの、右は正しい方法です。

ノイズ画像を用意して、

以下の様に設定していました。mtlx tile imageで画像を読み、グレースケールの画像なので height to normalでnormalに変換しmtlx standard surfaceマテリアルのnomarlに指す。

するとトップ画像の左側の様になんかおかしな感じの結果になります。

ボックスの色は白です。

念のため、同じ画像でディスプレスメントを設定するとどうなるか試しました。

これが正しい結果ですね。

bumpでもこれに近しい感じにならないといけません。

以下は正しい方法、height to normalの後に normal mapノードが必要でした。結果はトップの右側の絵です。

簡単な記事で恐縮ですが、以上です。

hipファイルはこちら。

そろそろ年の瀬ですね。皆様良いお年を！

サブフレーム無し! カーブモーションブラーをかける

この記事はHoudiniアペレンティスアドベントカレンダー↓　14日目の記事です。
 https://qiita.com/advent-calendar/2023/happrentice

パーティクル（だけではなく何でもいけます。）にカーブモーションブラーをかける方法を紹介します。
Mantraではめんどくさい感じだったですが、Karmaレンダーでaccelを使って簡単にカーブモーションブラーをかけれる様になりました。
上の図は、左はvのみを使用したモーションブラー、右はaccelを使ったモーションブラーです。

以下シーンの解説です。とてもシンプルです。

Sphere（球）から適当にパーティクルを出して、Windのノイズで動かしています。
popnetやpopsolverでサブフレームは使っていません。

パーティクルのSimの後に、Trailでaccel（加速度）アトリビュートを作ります。

Velocity ApproximationをCentral Differenceに、Compute Accelrationにチェック、

Match by Attributeにチェックを入れidを指定するのを忘れずに。
このチェックでパーティクルが死んだりした場合でも、キチンとidが同じものをみてvやaccelを計算してくれます。

下準備は以上です。

Solaris(stage /  lop)に移動して、Sop Import  Lopでこのパーティクルを読み込んで

レンダリングします。

カメラは適当に好きな位置に置きました。
モーションブラーを長くしたかったので、下図の様にシャッターが開いている時間を長くしてあります。

Karma Render Settingで、Geometry Time Sampleを２以上に（大きくすればするほど綺麗なカーブ、数が少ないとカクカクしたカーブになります。）、

Velocity BlurをAccleration blurに指定するだけです。

accelを保存しておくだけで、簡単にカーブモーションブラーかけられて便利ですね。
欠点としてはレンダーグローバルのサンプルを高くしないとノイズがなかなかとれないです。
（カーブモーションブラーに限らず、どんなモーションブラーでもシャッター開放時間を長くするとどんなレンダラーでもノイズは出てしまいます。）

火花なんかは、ワークショップで紹介している実態化する方法がサンプルを上げずに済むので良いですね。

hipファイルはこちら。

2023年のHoudiniアペレンティスアドベントカレンダー全て埋まりそうな勢いですね。

indie以上のカレンダーは既に満席です。

毎年素晴らしいです。

交差してても大丈夫! Curveでパーティクルをコントロール

こちらはHoudiniアドベントカレンダー2023↓　6日目の記事です。
https://qiita.com/advent-calendar/2023/houdini

左がデフォルトのCurve Force 、右がこの記事で紹介する方法です。

デフォルトのCurve Forceも巷にあるチュートリアルのカスタムな方法も、交差したカーブだったり、パーティクルのスピードが速すぎると大体うまくいきません。

なぜなのか？

1つ目の理由は、パーティクルの粒それぞれが自分に一番近いカーブを空間ベースで参照しにいくので

交差した部分にはカーブが複数存在するので、ごちゃっとしてしまいます。

2つ目は、下の図の様に急カーブな位置でパーティクルが速すぎると次のフレームでカーブから遠い位置に移動してしまい、
カーブに近い位置に戻ってこれなくなったり、戻れたとしてもカーブに沿った形状を保てなくなります。

2つ目の理由はサブステップ数を上げれば解決する場合もありますが、交差しているカーブの場合は空間ベースでカーブを参照している以上解決できません。

上記の２つの問題を解決する方法は、@ageの値を使ってカーブ参照するというやり方です。

まずは、適当に交差する様描いたCurveをResample Sopで細かくします。（こんなに細かくしなくても大丈夫。結果を見ながらお好みで）

（クリック拡大）

カーブをpopnetの2番目に指しておきます。（１番目はスタート付近に置いたエミッターです。）

popnet_customの中

follow (POP Wrangle)

/////////////////////////////////////////////////////

float ageF = @age / @TimeInc;　

//@ageは単位が秒なのでフレームにします。

vector P0 = point(1,'P',ageF);　

vector P1 = point(1,'P',ageF+1);

vector moveDir = P1 - P0;

//ageFが0の時は、カーブの最初のポイントと次のポイントの位置を使い、動く分のベクトルを作ります。

@P += moveDir;
//その値をパーティクルのポジションに追加するだけです。

i@ageF = ageF;  //次のPop Killで使用、パーティクルがカーブの最後のポイントを参照したら消けすようにしています。

/////////////////////////////////////////////////////

通常のCurveForceはv@forceだったり、v@vをいじりますが、

それだとどうしても破綻が起きるので、パーティクルのポジション@Pを直接いじる結構強引なやり方です。

動きにノイズを加えたり、カーブを中心に回転させたりも@PをVex(POP wragle)で変更を行

う事で複雑な動きを作る事も可能です。

以上です。

hipファイルはこちら。

Houdiniアドベントカレンダー2023全て埋まってるみたいで、素晴らしいですね。
Apprenticeの方のカレンダーがまだ空いているみたいなので、別の記事を書いてみようかと思います。

Houdiniアドベントカレンダー2016年から始まりもう8年目ですね。
Houdiniのテクニックは過去のものも古くならず有効なものが多いです。
是非こちらから過去のものやチェックしてみてください。

 
https://qiita.com/advent-calendar/2023/houdini

Houdiniワークショップ第7弾

Houdiniワークショップ第7弾のページオープンしました。

https://sugi-iggy.blogspot.com/p/workshop7.html

2023年3月25日から開催です。よろしくお願いいたします！！

ダイナミックオプティマイズサブディビジョン(長っ)

こちらはHoudiniアドベントカレンダー2022↓　6日目の記事です。

https://qiita.com/advent-calendar/2022/houdini

別ジオメトリからの距離に応じてサブディビジョンの細かさをコントロールする仕組みです。

以前ツイートしたこちらの解説です。

ダイナミックオプティマイズサブディビジョン(長っ)
地味だけど、こうゆう仕込みが大事だったりする。他のデパートメントにも易しいデータ。 pic.twitter.com/7R16N1TpBY

— 杉村 (@sugiggy) October 28, 2022

 この例では、ラインに近いグリッドのプリミティブが細かくなる様になっています。

どんな時に使うかと言うと、エフェクトではアセットチームから来たモデル破壊などする時に
破壊する部分にディティールを持たせたいのでメッシュを細かくします。たまにモデル全体を細くしてしまう例も見かけますが、データが重くなり、自分の作業も遅くなり、破壊したモデルをパブリッシュするので、後工程にデパートメントへの影響や（ライティングは勿論のこと、最近はコンパーもジオメトリを読み込んだりしているので）、トラフィックなどデータの大きさは、行程全てに影響があるので成るべくオプティマイズした下準備がお勧めです。

ネットワークは非常にシンプルで、大まかに説明すると
グリッドのプリミティブにラインからの距離に応じたアトリビュートを持たせ、
その値でSubdivideの回数を設定するというものです。

最近HoudiniにDistance From Geometry というSopが着きましたが、少し遅いのと
後に値を0 - 1にノーマライズする際に最大値を決めるのが面倒なので使いません。

グリッド側のポイントにカラー0（黒）、ライン側のポイントに１（白を）もたせAttribute TransferでBand Widthを利用する事で、0 - 1 にマッピングする手間を省きつつ距離に応じて
グラデーションが作成されます。

このpointアトリビュートを値をAttribute Promoteでprimitiveに移します。
（最初からprimitiveにカラーを持たせてAttribute Transferしないのは、グリッドのプリミティブが大きい場合、primitiveの中心とラインとの距離が大きく上手くグラデーションが作成されない事がある為。）

この各プリミティブが持っているカラー（Cd）の値を、subdivという整数値にリマップ（fit） させて（この例では白い所は４、黒い所は０）subdivide sopのdepthに利用します。

Subdivide Sopのdepthパラメーター(サブディバイド回数)が、この新たに作った@subdivアトリビュートを参照出来れば楽なのですが、多くのHoudiniのパラメーターはh-expressionで変数（この場合は自分自身のプリミティブ番号）を使用しつつ、値を取る事が出来ないので
forloopを@subdivの値が同じプリミティブのくくりで回してあげる事で、変数を仕様せずに

prim h-expressionでプリミティブ番号0番の@subdivの値をとってきて、depthの値に使用できます。

以上です。

hipファイルはこちら。

毎年小ネタで恐縮です、アドベントカレンダーに空きがあったら、もう一つ小ネタ記事を書こうかと思いますのでご了承下さい(^^;)

Houdiniアドベントカレンダー2016年から始まりもう7年目ですね。
Houdiniのテクニックは過去のものも古くならず有効なものが多いです。
 是非こちらから過去のものやチェックしてみてください。 
https://qiita.com/advent-calendar/2022/houdini