Houdini学习 —— 基于节点的过程化建模初探及思考

这篇博客介绍了我使用Houdini进行过程化建模的流程，以及我在学习过程中关于节点、过程化生成和工具链的一些思考。

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背景

我个人是PCG（Procedural Generation，过程化生成）的痴迷者，从Spore到Minecraft，从动态河流到动态树木再到动态发丝的构建，种种都是PCG的思想在起作用。在GDC的2017的talk中，Kate Compton的演讲Practical Procedural Generation for Everyone对过程化生成进行了很详尽的阐述，有兴趣的可以去看看。

Houdini是过程化生成的绝佳工具，在这篇博客里，我会尝试使用一个简单的Box，进行节点式的过程化生成，从而构建出一个相对复杂的模型。并且我会记录一些我的想法思考，如果对过程没有兴趣的读者可以直接跳过建模过程，直接看我矫情的思考……

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构建过程

总体的构建过程大体分为两个部分：

• 第一部分是从一个box到一个相对复杂的单个模型的构建
  
• 第二部分是利用copy节点生成最终的模型。

单个模型的构建

轮廓构建

这个模型的构建主要使用了Poly Extrude节点，这个节点可以将你的面或者边拉出来，来创建新的polygons，可以将拉出来的几何体变大、变小或者扭曲。

这里我连续使用了四个Poly Extrude节点，从而初步构建出一个轮廓。这四个Poly Extrude节点的作用分别是：

1. 针对于每个面上的顶点，将这个点向中心移动，并且创建出新的顶点和新的面（Inset值设为0.2），将其放入对应的Group中（这里将其命名为”extrudeFront”）。
   
2. 针对于extrudeFront Group的点，复制一份出来并且将其往法线方向推一点（Distance值设为0.2），将新的点放到对应的Group中，并且删除组里原有的点信息。
   
3. 与步骤1类似，只不过是此时是针对于extrudeFront Group中的点向中心移动。
   
4. 与步骤2类似，只不过此时将其向法线负方向推一点（Distance值设为-0.2，Inset值设为0.04）
   

模型细化

接着就是模型的细化操作了，我这里主要使用了Poly Bevel节点，来针对顶点进行一次……额……斜面化（不知道该咋翻译……）？然后用Divide节点处理五边面，再用Color节点染个色，得到如下的模型：

再将最里面那一部分的面通过blast节点提取出来：

再使用Poly Extrude节点和Poly Bevel处理一下，染个色，得到如下模型：

Merge一下，齐活：

使用Copy节点生成最终模型

这个应该不用特别解释，我使用了另一个box，将其Divisions设定为4 * 4 * 4，这样就有了125个点，使用add节点中的Delete Geometry But Keep the Points来保留点信息，从而复制出125个这样的模型：

对应的思考

思考这个词很宽泛，但我想谈谈使用Houdini来进行建模的过程中得到的一些启发：

• 一个任务，能否拆成小任务？然后拆成更小的任务？

Houdini的生产方式主要是节点式（虽然你也可以在场景中直接拖动但是如果这样的话为什么不用Maya&Max呢？），这就意味着一个大的任务下来，首先需要将其分拆成小任务，然后再分拆成更小的任务，最后使用节点来进行实现。

这里所说的“任务”指的并不是将“大模型拆成小模型”这么狭隘，而是更加广义的任务分解。例如：如果想要做河流，那么需要将整个任务拆分成“将河流的走向用样条表示”与“有了河流的走向后如何构建这一段河流的模型”两个子任务。

还记得大一下学期的时候第一次接触Haskell的函数式编程课程，由于Haskell语言中不允许声明变量，于是你需要将一个大功能的函数分拆成若干个子功能函数，然后再接着分拆成简单的函数。

这种思维让我后来受益无穷，同样的，这种思维如果放到Modeling中来，尤其是PCG的Modeling，可能会对整个的生产工具链产生极大的效率提高。

实际上这种思维在国外的一些工作室里已经较为普遍了，我记得有一次与人他们提到这一块，并且做了一个对比：

1. 使用传统做法做一块石头，需要一个下午，并且每做一块新的石头都需要付出同样的时间。
2. 使用PCG的方法做石头，可能需要两天，但是可以通过修改几个参数的方式做出成千上万个不同的石头。

这也就是我对PCG如此痴迷的原因 —— 将编程的思维带出程序，放进美术工具链上，产生的能量大的惊人。

• 节点，意味着太多太多太多

Houdini的节点意味着太多太多的东西。当然，对于技术人员来说，它只是一种数据表现形式而已，没什么大不了的。但是，对于美术来说呢？

每个节点都可以实时显示，每一次的修改都是以节点形式储存，每个节点都可以设定让其启用或不启用，每个节点都可以封装为新的层级！

所以，节点可以意味着资源的修改历史……

节点可以意味着资源的版本管理……

节点可以意味着资源的层级架构……

节点可以意味着不同层次的分工……

这是一片崭新的世界……而我只是刚开始探索……

这片天地让人颤抖……

<全文完>