图文翻译 | houdini河流景观模拟

风来时狂放 · 发表于 2020-12-21 10:04

1介绍

我叫Thilo Seifert，是一名3D艺术家。我是在11或12岁时接触3D，从那时起，我就对3D技术着迷。由于缺少提供3D / VFX领域专业教育的大学，所以我在大学学的是交互设计专业，当然，这个专业对我后来进行VR开发很有用。在校期间，我还首次接触了Unreal Engine。现在，我在TimeRide担任技术美术已经三年了。

2项目的目标

这个个人项目《Braided》开始于TimeRide的上一个项目期间,当时我负责创建景观，然后我想知道如果没有VR的硬件限制，自己能够在模拟现实方面做到什么程度。

3河床

由于初始规划的项目面积有32平方公里，所以我想找到一种快速制作迭代河流景观的方法。

正好Houdini有一项称为HeightFields的功能，该功能允许使用2D体积创建地形。以前我曾经有过一些经验。Houdini允许您模拟地形侵蚀，这很棒，但就我而言，我想使用一种更直接的方法，不想花费数小时进行模拟。以下是我使用的方法。
先创建了一条简单的曲线，然后进行sweep，形成河面。

然后将其扭曲多次，并将结果重新组合在一起。制作辫子状的效果。

然后通过扭曲以及模糊扩大河面mask的范围，制作出河岸侵蚀的效果。

接着，使用HeightField的“ FlowField”功能配合一点点侵蚀（仅3帧），来生成其他细小的水域。最后将整个河流重新映射为平面，以获得河面的mask。

最后，为河床和河岸重新创建mask，增加更多细节。

整个过程都可以通过参数控制，所以只需改变一些参数即可轻松调整整个河流。

4植被

对于树木的放置，我尝试了不同的技术，最终使用UE4中的程序性植物生成盒配合一些植物笔刷。程序性植物生成盒参数不太好控制，经过反复试验，最终也获得了不错的结果。
5地形材质

地形材质就是将草，泥，岩石和雪层混合在一起，属于常规做法。

雪也根据坡度进行混合。由于拍摄时相机距离较远，雪是唯一有位移效果的材料。我使用了WorldAlignedBlend函数的Alpha输出，因为vertexNormalWS不适用于位移。

6河面材质

河流的模型只是一个面片，通过不同的技术来伪造体积，深度，泡沫和水流。

通过景深和像素深度实现的浅水和深水混合，以及河面与河床平滑融合。对于浅水部分,我使用SceneTexture_Basecolor通过法线贴图将基础材质与UV混合在一起，以伪造光线的折射。

通过添加第三种颜色配合深度淡入以及noise贴图模拟河流中有雾或较深的部分。

使用相同的方法，处理对于水边结冰部分，这里使用了两种杂色混合颜色来制作冰雪。

最后在深水区域添加泡沫纹理，以增强河流的视觉效果，添加一些细节。

7照明和大气效果

对于天空，我使用了trueSky插件，该插件非常易用且效果好，灯光是完全动态的。我使用了级联阴影贴图和距离场阴影的组合来制作阴影。
8雾

在此项目中，我使用了很多雾面效果。由于我还想在与相机交互的区域产生一些雾气，因此我创建了多个基于粒子的雾气生成器。粒子系统非常简单，主要通过着色器模拟雾气运动。

这种基于粒子的雾看起来很不错，很适合我的需求，但是我要填补的空间很大，因此我决定使用相同的技术制作自定义的“ Heightfog”。
我在世界位置的红色和绿色通道中绘制雾/噪点纹理，以确定雾在空间中的位置。然后添加世界位置的蓝色通道以更改垂直空间中的值。

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