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虚幻5渲染编程——DCC工具篇（Houdini）

Houdini Nodes
Houdini相当于一个图形沙盒工具集，可以自由地控制组合各种图形数据，如今它已经成为了TA技能树中必须要会的一项技能，所以我最近也开始研究Houdini。Houdini和其它DCC软件有个不太一样的地方在于它的大部分功能都封装成了一个Node，可以供用户调用，而其它传统DCC软件则是做成一个个功能按钮。所以要想搞清楚Houdini，就需要先把各种Node和Node之间的组合搞清楚。（由于本节内容比较基础，内容相对浅显，此处不再展示，大家可根据需要自行前往作者主页阅读。）
Loop Cloth Simulation
Houdini被誉为特效之王，很多时候在Houdini里做的好看的特效我们都想把它导出用到游戏里，但是游戏里的资源预算往往有限，所以我们需要把Houdini的一些模拟效果做成循环的。我翻找了些资料，做了循环布料模拟的案例。
效果如下：

【1】Environment setup
首先我们要配置好Houdini，我这里用的Houdini版本是18.5.532，需要先下载LabFX，配置方法在我之前的文章《为游戏开发配置各种DCC工具》里有提到。
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【2】Create Loop Cloth simulation animation in Houdini
首先，我们需要在Houdini里制作好一个循环的布料模拟动画。建一个Grid然后把它的位置调整一下。
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然后Remesh一下模型，增加模型的顶点数，顺便Auto UV一下，给它分下UV，我们可以用Visualize UV节点看下展开后的UV。
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之后使用VellumCloth以及VellumSolver。
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把布料结算节点连接起来。
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然后把布料的一些顶点Pin起来，这样就能让布料固定住。
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然后再在VellumSolver里调整一下模拟的风力。
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最后再链接上MakeLoop节点，同时调整时间滑条，我从15帧模拟到120帧。
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最后我们就在Houdini里得到了Loop的ClothSimumation了。
【3】Impot to UnrealEngine
我们做好循环模拟的素材以后，拿到引擎里用的方法有很多，比如拍成序列帧或者导出abc等方法，我这里直接把这个布料模拟的结果导出成abc文件到UE里，之前我的文章虚幻4渲染编程（DCC工具篇---Houdini）【Create SubUVTexture】有介绍过怎么导出序列帧。
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我的导出设置如下：
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然后我们得到一个abc文件，我们把这个abc文件导入到UE，导入设置如下：
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Summary
LoopClouthAnimation.hip
链接: https://pan.baidu.com/s/10DKT...
提取码: 3sfl
Loop Fluid Simulation
Houdini里的粒子系统可以进行大量的离线模拟，如果我们能把这些离线的数据烘焙下来那么就可以背实时游戏所用，所以下面的例子我就把Houdini的流体模拟的结果烘焙下来并且做成循环播放的。结果如下：


【1】Fluid simulation animation
在开始之前，我们的第一步是先在Houdini中制作一个简单的流体模拟场景，建一个Geometry节点，里面创建一个球，然后创建一个flipsource，最后加一个空节点导出。
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这样我们就有了一个发射源。
第二步我们建一个dopnetwork节点。
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点开dopnetwork，在里面创建一个flipobject节点，设置如下图所示：
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然后创建一个VolumeSource节点，把刚才创建的发射源拾取进来。
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Initialize设置成Source Flip。
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然后创建一个Flip Solver和Gravity节点。
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最后连到Output上最后我们得到了简单的流体模拟的场景。
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【2】CacheParticle and cahe fluid mesh
建一个GeometryNode。
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创建一个dopimportfield。
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把上一步的DopNet拾取进来然后创建一个filecache。
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配置好路径以后把点Save to disk 把Particle给Cache下来。
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然后再建一个GeometryNode。
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用File节点把刚才的粒子Cache给Load进来。
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然后用particlefluidsurface节点把模型生成出来。
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最后再CacheFile把生成的模型序列Cache下来。
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完成这一步以后，再建个GeometryNode。
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然后在里面创建一个file节点，把刚才Cache下来的Mesh序列帧load进来。
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【虚幻5渲染编程——DCC工具篇（Houdini）】然后把模型转换成VDB。
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然后使用MakeLoop节点创建循环动画。
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之后再把VDB转换成Mesh。
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再Cache一下，这次Cache就得到了我们最终的循环动画。
最后再建个GeometryNode把最终的循环动画的Cache给Load进来就完成了。
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【3】Loop Fluid Animtion to unreal engine
现在有了Loop的流体模拟动画我们后续烘焙到引擎里的方式就很多了，可以做成VertexAnimationTexture，可以做成序列帧，可以做成abc，我之前的文章讲很多了，下面我这里直接演示下做成abc的。
这里直接导出：
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导出设置如下：
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导入引擎设置如下：
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Summary
FluidLoopAnimation.hip
链接: https://pan.baidu.com/s/1Piwu...
提取码: 1dvg
Houdini Ocean Simulation To UnrealEngine
Houdini有丰富的结算器，包括FFT海洋也有一套的系统。之前我写过实时的FFT海洋，这次我使用Houdini把海洋解算出来，然后把结果烘焙成序列帧，然后导入引擎。
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不过我这里没有做海面的Shading只是简单给了个颜色，主要做的是海面波浪部分。
【1】Create FFTOcean in Houdini
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直接点击预设，创建一片小海洋，进入海洋的GeometryNode，修改一下Grid的尺寸。
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给海洋的片分一下UV。
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对Ocean Spectrum参数做如下修改，因为我们需要的是循环的海洋，所以我们把Loop勾上，Loop的时间是总帧数除以帧速率。
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把Render Grid的大小尺寸也修改一下。
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然后在Render Preview里把海洋的displancement序列导出。
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然后建个rop net work，里面加一个baketexture的节点。
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把法线烘焙导出，然后来到img，把刚才导出的法线序列帧导入，用channel cop把法线信息拷贝出来，然后用vopcop2filter把通道替换一下即可。
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最后把displancement和normal的序列帧做出来。
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如果只使用Displancement和Normal，效果如下：

海面还缺乏白沫，所以我们还需要渲染一套白沫的序列帧。
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我们给几何体创建foam属性，并且把它渲染出来即可。
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【2】Create fft ocean material in unreal
通道交换在houdini里就做完了所以这里直接用subuv采图就好了。
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Summary
OceanCreator.hip
链接: https://pan.baidu.com/s/1ObcU...
提取码: tdfw
Reference
[1] Houdini: Vellum Cloth Simulation and export to Unreal
[2] Creating Real-Time Oceans for Call of Duty: WWII | Matt Vitalone | GDC 2018
[3] 用Houdini去trick的简单FFT海水效果
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