Houdini (grafický program)
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od
verze recenzované 8. září 2019; kontroly vyžadují
10 úprav .
Houdini je profesionální softwarový balík pro 3D grafiku vyvinutý společností Side Effects Software ( Toronto , Kanada ). Hlavním rozdílem tohoto balíčku je, že se jedná o vizuální programovací prostředí .
Hlavní vlastnosti programu
- Modelování
- Animace
- animace založená na klíčovém snímku
- se schopností procedurálně ovládat kanály parametrů scény pomocí HScript nebo pomocí skupinových operátorů CHOPs (operátory kanálů)
- editor klíčových snímků - se schopností graficky znázornit parametr scény , změnit typ interpolace hodnoty a umístění klíčového snímku v čase
- animace postav - nástroje pro animaci postav: kostlivci, rig , vlasy a vlna (s výpočtem fyzické interakce), interakce postavy (Crowd control) atd.
- Fyzikální modelování - výpočet fyzikální interakce:
- tuhá (Rigid Body) a měkká těla (Soft Body)
- "lanová" těla (Wire)
- tkaniny (tkanina)
- vlasy a vlna (kožešina)
- výpočet fyzikálního chování a vizualizace plynů a kapalin (modelování chování ohně, kouře, většiny atmosférických jevů, rozpouštění jedné kapaliny v druhé, smáčivé mapy (Wet Map) atd.)
- Osvětlení
- Materiály a shadery
- knihovna materiálu
- možnost vytvořit vlastní materiál úpravou stávajícího nebo naprogramováním shaderu materiálu - SHOPs (operátor stínování)
- Prostorový zvuk - Houdini má sadu nástrojů, které vám umožní pracovat s prostorovým zvukem . Umístěním virtuálních zdrojů zvuku do scény pomocí speciálního objektu, který funguje jako mikrofon (Mikrofonní objekt), můžete získat zvukový signál v konkrétním bodě scény s přihlédnutím k akustickým vlastnostem objektů scény. [jeden]
- vykreslování
- pohodlná struktura vykreslování uzlů (ROPs - render operátory) s možností vykreslovací fronty , hierarchická interakce vykreslovacích uzlů mezi sebou. Renderovací uzly si „ pamatují“ své parametry, což umožňuje rychle přepočítat potřebné prvky scény
- podpora různých renderovacích nástrojů : Mantra, Renderman , mental ray a další
- podpora hlavních grafických formátů pro export scény s podporou víceúrovňových obrázků
- síťové vykreslování
- vykreslování pro jednotlivá světla nebo objekty patřící do určité skupiny geometrie
- skládání
- vestavěný nástroj pro skládání s (COPs - složené operátory) s plnou podporou pixelů s barevnou hloubkou 32 bitů s plovoucí desetinnou čárkou
- informace z COP lze přímo použít na scéně projektu
Operátoři. Uzly
Operátor je základní strukturní jednotkou Houdini , která je schopna zpracovat určitá data a vrátit výsledek podle svého typu. Ve většině případů má uživatel co do činění s grafickým znázorněním operátora - uzlu, který je zobrazen jako obdélník se vstupními a výstupními přípojkami. Výstupní spojení jednoho uzlu lze propojit se vstupním spojením jiného uzlu, čímž je zajištěn přenos dat mezi nimi. Můžeme říci, že modelování v Houdini je proces vytváření a propojování operátorů (uzlů). Jakákoli akce v projektu vygeneruje nového operátora, takže uživatel má vždy možnost změnit parametry provedených akcí, zrušit (smazat) akce nebo je dočasně zakázat.
Grafy (Sítě)
Spojení uzlů nebo operátorů tvoří grafy (Networks). Takové grafy mohou patřit do jednoho z následujících typů kontextu: [2]
- Objects (OBJ) je kontejner nejvyšší úrovně pro všechny geometrické objekty (světla, kamery, SOP atd.). Umožňuje definovat prostorové a hierarchické závislosti mezi objekty scény
- Geometrie (SOP) - má plnou funkčnost pro modelování. Typicky takový graf obsahuje uzly generátoru (krychle, koule, rovina) a uzly transformace (transformace, komprese, booleovské operace). Takový graf může obsahovat pouze jeden aktivní uzel, který bude určovat výslednou geometrii objektu SOP.
- Částice (POP) - takový graf umožňuje vytvářet zdroje částic a určovat jejich chování pomocí příslušných uzlů
- Pohybové a zvukové kanály (CHOP) - takový graf obsahuje uzly pro správu datových kanálů (jakýkoli parametr scény, informace ze zvukového souboru). Je procedurální animační nástroj
- Compositing (COP) - obsahuje uzly pro 2D transformaci grafických obrázků. Je to kompletní kompoziční nástroj . Ve srovnání s jinými modelovacími balíčky není nástroj Houdini compositing samostatným programem. Data z COP lze přímo použít ve 3D scéně
- Dynamika (DOP) - graf pro vytvoření fyzikálních vlastností objektu a výpočet jejich interakce. Umožňuje vytvářet realistické chování objektů, například kolize tuhých těles s výpočtem deformace nebo destrukce původních objektů nebo chování tkání
- Shaders (SHOP) - obsahuje shader uzly . Parametry těchto uzlů mění vlastnosti konkrétního shaderu
- Render outputs (ROP) - obsahuje renderovací uzly . Každý takový uzel má určitou sadu parametrů vykreslování, například: rozsah snímků pro vykreslování, aktivní kameru, název souboru pro uložení výsledků vykreslování atd. Takové uzly lze vzájemně propojovat a vytvářet tak závislosti
- VEX Builder (VOP) je graf pro vizuální programování Houdini . Primárně se používá pro programování shaderů .
Graf každého typu má svou vlastní jedinečnou sadu operátorů, přičemž téměř v každém grafu můžete vytvořit podgraf jiného typu a existují také mechanismy pro výměnu informací mezi grafy různých typů. Například při vytváření zdroje částic v POP grafu lze využít informace z objektu SOP, které určí geometrický tvar zdroje.
Vlastní uzly (digitální aktiva)
Grafy lze kombinovat do samostatné struktury – „vlastního uzlu“ (Digital asset) s vlastním názvem a sadou nastavitelných parametrů. Existují příklady vytváření velmi složitých procedurálních modelů s velkým množstvím úprav, např.: procesní komunikace, která v závislosti na výškových rozdílech sama zapouští složité mosty nebo tunely, uživatel pouze musí specifikovat cestu, po které tato komunikace projde nebo procedurální kniha, kde uživatel zadá počet stránek, velikosti a cestu ke složce s texturami; Změnou parametru zodpovědného za číslo otevřené stránky můžete vytvořit animaci otáčení knihy nebo časopisu.
Programování v Houdini
Všechny operace v Houdini jsou dostupné pro provádění pomocí programového kódu. Operátor je v tomto případě reprezentován jako třída a parametry operátoru jako členové této třídy . Každý operátor má v projektu svou vlastní adresu, podobnou strukturou operačním systémům podobným Unixu . Proměnné a parametry operátorských funkcí mohou zpracovávat velké množství datových typů :
- Geometrické údaje - body, primitiva, normály , projekce, křivky atd.;
- Grafická data - pole rastrových dat z grafického souboru nebo přímo z vestavěného skladatele COP;
- Částice jsou datové struktury pro POPs;
- Fyzická data - DOPs;
- Řetězcová data - textové parametry operátorů;
- Číselná data - operátorové parametry, atributy, vektory, většina dat pro programování shaderů atd.;
- Informace ze vstupních zařízení - myš, klávesnice, grafický tablet , MIDI port, mikrofon;
- RAW data ze souboru;
- Data z TCP/IP spojení ;
- Zvukový proud ze souboru nebo virtuálního mikrofonu umístěného v prostoru scény.
Úspěchy
Za použití Houdiniho k simulaci přírodních jevů pomocí částic a složitých procedurálních 3D modelů získal Side Effects Software v roce 2002 cenu Akademie za technický úspěch (Scientific and Engineering Award) [3] .
Verze Houdini
Houdini je poměrně drahý produkt, ale existuje také bezplatná verze Houdini Apprentice - kterou lze používat pro nekomerční účely a také volně stáhnout z oficiálních stránek programu .
Poznámky
- ↑ Prostorový zvuk (downlink) . Získáno 4. října 2010. Archivováno z originálu 1. července 2012. (neurčitý) (Angličtina)
- ↑ Typy sítí (nedostupný odkaz) . Získáno 4. října 2010. Archivováno z originálu 1. července 2012. (neurčitý) (Angličtina)
- ↑ 75. výroční ceny Akademie (2002) (nepřístupný odkaz) . Získáno 3. října 2010. Archivováno z originálu 21. června 2012. (neurčitý) (Angličtina)