Houdini學(xué)習(xí)總動(dòng)員

前言

　　SideEffects是好萊塢頂級(jí)視覺(jué)特效研發(fā)軟件公司，它的主導(dǎo)產(chǎn)品Houdini已經(jīng)應(yīng)用到250多部電影中，最新獲得視覺(jué)特效奧斯卡獎(jiǎng)的ll部電影中有9部都是用Houdini制作的。該公司總部設(shè)在多倫多，已經(jīng)兩次獲得奧斯卡科技成果獎(jiǎng)?！　oudini作為一款極度靈活的高端特效軟件，在好萊塢的電影大片中可謂是大顯身手，一些極富挑戰(zhàn)性的鏡頭大都是借助：Houdini的強(qiáng)大功能完成的。幾乎每年都會(huì)有幾十部超級(jí)大片的電影使用Houdini去完成一些高難度的超炫特效鏡頭。該軟件的研發(fā)工作已經(jīng)經(jīng)歷了17年之久，制作過(guò)5000多個(gè)特效鏡頭，是一款完備的集成3D特效工具，支持完全自定義解決方案?！　∮蒆oudini參與制作過(guò)的電影大片有很多，我們所熟知的比如2009年的最新大片有：《2012》、《變形金剛2》、《阿凡達(dá)》等。以前制作過(guò)的著名大片有《指環(huán)王》系列、《蜘蛛俠》系列、《哈里波特》系列、《終結(jié)者》系列、《納尼亞傳奇》、《超人歸來(lái)》、《最終幻想》等不勝枚舉?！　oudini最大的優(yōu)勢(shì)是絕對(duì)的創(chuàng)作自由，這一點(diǎn)是由它的體系結(jié)構(gòu)所決定的，它是目前為止最底層的三維動(dòng)畫(huà)軟件，所謂底層是指在Houdini系統(tǒng)里面，提供的都是一些最基本-的三維動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作工具，很少存在為實(shí)現(xiàn)某個(gè)效果而高度集成的制作工具。如果你是一個(gè)lIoudini初級(jí)用戶(hù)，你會(huì)覺(jué)得它似乎少了很多內(nèi)容，而給你留下的只是一些眼花繚亂的節(jié)點(diǎn)工具，其實(shí)正是因?yàn)檫@些“散碎工具”才造就了Houdini無(wú)與倫比的威力。這與以往的制作思維有些區(qū)別，它需要制作人員有更底層的制作思維，只有這樣才能將Houdini的潛能發(fā)揮出來(lái)。這就好比蓋房子，如果蓋房的元件都是一些制作好的模具，雖然搭建速度會(huì)比較快，但房屋外觀會(huì)千篇一律，沒(méi)有豐富的結(jié)構(gòu)變化，如果提供的是一些沙子、石子、鋼筋、水泥、磚、木材、水等最基本的原料，可想而知，那一定會(huì)做成千變?nèi)f化、各式各樣的房屋，甚至這些原料的功效已經(jīng)超出了蓋房子的范疇，究竟能用這些原料建造出哪些新鮮事物，這就要看我們自己的個(gè)人修為了。因此，即便是Maya這樣的動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)，較之Houdini恐怕也要相形見(jiàn)絀了?！?Houdini是一款非常錯(cuò)綜復(fù)雜、極度靈活的三維動(dòng)畫(huà)軟件包，它解決問(wèn)題的方法非常適合于制作視覺(jué)特效的技術(shù)導(dǎo)演，以及那些希望最大限度地對(duì)軟件工具進(jìn)行控制的人們。這有時(shí)意味著需要使用者自己組裝工具、對(duì)工具進(jìn)行一些預(yù)設(shè)置，才能使這些工具像其他軟件中的工具架按鈕那樣進(jìn)行操作。Houdini中包括了SideEffects公司自己開(kāi)發(fā)的光線追蹤渲染器Mantra，同時(shí)也具有完善的與Renderman渲染器的接口，它的vEX材質(zhì)模型（Shader）與Renderman渲染器和Mantra渲染器相互兼容，所以當(dāng)需要使用光線追蹤算法渲染一些特殊的項(xiàng)目時(shí)，可以非常方便地在Renderman渲染器和Mantra渲染器之間進(jìn)行切換。

內(nèi)容概要

Houdini是世界著名的3D特效軟件，在電影、電視等方面有著大量的應(yīng)用。本書(shū)以Houdini 10．0最新版本為依托，全面、系統(tǒng)地介紹Houdini的動(dòng)力學(xué)功能。動(dòng)力學(xué)是Houdini的重點(diǎn)內(nèi)容，本書(shū)詳細(xì)介紹了布料仿真模擬，碰撞，動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，各種仿真模擬和計(jì)算，粒子操作，粒子控制以及全部動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)的功能解釋等。本書(shū)配有3張DVD，12個(gè)小時(shí)的教學(xué)時(shí)長(zhǎng)，1024×768高清畫(huà)質(zhì)，語(yǔ)音講解。圖書(shū)和視頻教學(xué)內(nèi)容互為補(bǔ)充，相得益彰，并且相互獨(dú)立。教學(xué)內(nèi)容包括粒子行為、粒子替換、粒子渲染、粒子群組動(dòng)畫(huà)，剛體操作、布料系統(tǒng)，線動(dòng)力學(xué)、頭發(fā)模擬、柔體，流體技術(shù)等?！　”緯?shū)是全面學(xué)習(xí)Houdini動(dòng)力學(xué)功能不可多得的參考手冊(cè)，也可作為培訓(xùn)教材或供業(yè)內(nèi)用戶(hù)查閱使用。

作者簡(jiǎn)介

　　張寶榮，總動(dòng)員公司創(chuàng)始人，Mava專(zhuān)家。國(guó)內(nèi)第一代三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的研究者與教學(xué)者，曾擔(dān)任過(guò)多部電影、電視劇的特技導(dǎo)演，有豐富的行業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。曾任多家知名學(xué)府及培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的技術(shù)總監(jiān)和教學(xué)總監(jiān)，具有豐富的三維動(dòng)畫(huà)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。著有多部動(dòng)畫(huà)技術(shù)專(zhuān)著，出版有《Mava總動(dòng)員》系列大型多媒體教學(xué)軟件?！　涡滦?，Houdini專(zhuān)家，Mava專(zhuān)家。從事三維動(dòng)畫(huà)工作十多年，曾供職于多家知名動(dòng)畫(huà)制作企業(yè)，任職技術(shù)總監(jiān)，并在多家高校及培訓(xùn)機(jī)構(gòu)任教，是一位技術(shù)全面而精湛的三維動(dòng)畫(huà)專(zhuān)家。

書(shū)籍目錄

第1章 動(dòng)力學(xué) 　1.1 關(guān)于Houdini動(dòng)力學(xué) 　1.2 布料仿真模擬 　1.3 碰撞 　1.4 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 　1.5 流體密度和距離場(chǎng) 　1.6 力 　1.7 粘合 　1.8 如何選擇流體仿真模擬類(lèi)型 　1.9 輸入輸出和緩存 　1.10 混合關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)和仿真模擬 　1.11 優(yōu)化仿真模擬 　1.12 粒子仿真模擬 　1.13 RBD仿真模擬 　1.14 關(guān)系 　1.15 波紋仿真模擬 　1.16 解算 　1.17 將仿真模擬數(shù)據(jù)町視化 　1.18 線仿真模擬 第2章 粒子 　2.1 簡(jiǎn)單粒子體系(粒子SOP) 　2.2 發(fā)射 　2.3 經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)的粒子數(shù)據(jù)流 　2.4 施力 　2.5 對(duì)曲面做出反應(yīng) 　2.6 限制粒子速度 　2.7 吸引或排斥粒子 　2.8 Follow一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo) 　2.9 給中心點(diǎn)設(shè)置軌道 　2.10 導(dǎo)出到模型 　2.11 對(duì)events做出反應(yīng) 　2.12 如何使用組控制粒子模擬 　2.13 故障解決 　2.14 Instance和渲染 　2.15 透明sprites 　2.16 檢查屬性 　2.17 從幾何圖形上轉(zhuǎn)移屬性 　2.18 手動(dòng)設(shè)置屬性 　2.19 使用幾何圖形 　2.20 粒子提醒與技巧 　2.21 矢量和分向量定義 　2.22 將力矩可視化 第3章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(一) 　3.1 Gas Field to Particle 　3.2 Gas Geometry To SDF 　3.3 Gas Particle To Field 　3.4 Gas Particle To SDF 　3.5 Gas Sand Forces 　3.6 Instanced Object 　3.7 ODE Solver 　3.8 ODE Configure Object 　3.9 POP對(duì)象 　3.10 POP Solver 　3.11 POP Shape Match 　3.12 Pump Relationship 　3.13 Pyro Solver 　3.14 RBD Pin Constraint 　3.15 RBD Spring Constraint 　3.16 RBD點(diǎn)對(duì)象 　3.17 RBD Fractured Object 　3.18 RBD Object 　3.19 RBD Hinge Constraint 　3.20 RBD Keyframe Active 　3.21 RBD Angular Spring Constraint 　3.22 RBD 解算器 　3.23 RBD Visualization 第4章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(二) 　4.1 RBD Configure Object 　4.2 RBD 角度約束 　4.3 RBD Glue Object 　4.4 RBD State 　4.5 RBD Auto Freeze 　4.6 Sand Object 　4.7 Sand Solver 　4.8 Sand Configure Object 　4.9 SBD Pin Constraint 　4.10 SBD Spring Constraint 　4.11 Scalar Field 　4.12 SOP Geometry 　4.13 SOP Solver 　4.14 Vector Field 　4.15 Gas Up Res 　4.16 VOP Force 　4.17 Scalar Field 　4.18 Scalar Field Visualization 　4.19 波紋對(duì)象 　4.20 波紋解算器 　4.21 Ripple Configure Object 　4.22 Thin Plate/Thin Plate Collider 第5章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn) (三) 　5.1 Cloth/Cloth Collider 　5.2 Cloth Material 　5.3 Cloth Object 　5.4 布料縫合約束 　5.5 Cloth Solver 　5.6 Cloth Visualization 　5.7 Cloth Configure Object 　5.8 Cloth/Volume Collider 　5.9 Cloth Physical Parameters 　5.10 Reference Frame Force 　5.11 Field Force 　5.12 Magnet Force 　5.13 SubNetwork 　5.14 Spring Constraint Relationship 　5.15 Ground Plane 　5.16 Terrain Object 　5.17 Point Force 　5.18 Point Collider 　5.19 OBJ Position 　5.20 Multiple Solver 　5.21 Partition 　5.22 Split Object Stream 　5.23 分組 　5.24 Group Relationship 第6章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(四) 　6.1 風(fēng)力 　6.2 Fan Force 　6.3 Copy Objects 　6.4 Copy Object Information 　6.5 復(fù)制數(shù)據(jù) 　6.6 Copy Data Solver 　6.7 RBD Solver 　6.8 Blend Solver 　6.9 Blend Factor 　6.10 Active Value 　6.11 Geometry Copy 　6.12 Merge 　6.13 Script Solver 　6.14 Static Solver 　6.15 Static Object 　6.16 Matrix Field 　6.17 Matrix Field Visualization 　6.18 Uniform Force 　6.19 空對(duì)象 　6.20 Empty Relationship 　6.21 Empty Data 　6.22 Null 第7章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(五) 　7.1 Particle Fluid Object 　7.2 Particle Fluid Emitter 　7.3 粒子流體解算器 　7.4 Particle Fluid Configure Object 　7.6 Link to Source Object 　7.7 Fluid Object 　7.8 Fluid Solver 　7.9 流體力 　7.10 Fluid Configure Object 　7.11 Anchor: Object Point Id Position 　7.12 Anchor: Object Point Id Rotation 　7.13 Anchor: Object Point Group Rotation 　7.14 Anchor: Object Point Group Position 　7.15 Anchor: Object Point Number Position 　7.16 Anchor: Object Point Number Rotation 　7.17 Anchor: Object Primitive Position 　7.18 Anchor: Object Space Rotation 　7.19 Anchor: Object Space Position 　7.20 Anchor: World Space Position 　7.21 Anchor: World Space Rotation 　7.22 Anchor: Align Axis 　7.23 Gas Embed Fluid 第8章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(六) 　8.1 Collider Label 　8.2 Collide Relationship 　8.3 Gas DSD 　8.4 Gas DSD Solver 　8.5 Gas DSD Configure Object 　8.6 Gas Lookup 　8.7 Gas SPH Force 　8.8 Gas SPH Density 　8.9 Gas Correct By Markers 　8.10 Volume Vop 　8.11 Gas Elasticity 　8.12 Gas Adjust Elasticity 　8.13 Gas Adjust Coordinate System 　8.14 Gas Vortex Confinement 　8.15 Gas Feedback 　8.16 Gas Seed Markers 　8.17 Gas Seed Particles 　8.18 Gas Analysis 　8.19 Gas Buoyancy 　8.20 Gas Upres Object 　8.21 Gas Build Relationship Mask 　8.22 Gas Build Collision Mask 　8.23 Gas Calculate 第9章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(七) 　9.1 Gas Compute Particle Attributes 　9.2 Gas Enforce Boundary 　9.3 Gas Intermittent Solve 　9.4 Gas Cross 　9.5 Gas Diffuse 　9.6 Gas Particle Forces 　9.7 Gas Particle Pressure 　9.8 Gas Particle Move To Iso 　9.9 Gas Blur 　9.10 Gas Match Field 　9.11 Gas Advect 　9.12 Gas Surface Snap 　9.13 Gas Surface Tension 　9.14 Gas Combustion 　9.15 Gas Burn Geometry Objects 　9.16 Gas Burn Geometry 　9.17 Gas Velocity Stretch 　9.18 Gas Reduce 　9.19 Gas Fetch Fields to Embed 　9.20 Gas Volume Ramp 　9.21 Gas Project Non Divergent 　9.22 Gas Extrapolate 　9.23 Gas External Forces 第10章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(八) 　10.1 Gas Net Field Border Exchange 　10.2 Gas Net Slice Exchange 　10.3 Gas Net Slice Balance 　10.4 Gas Net Fetch Data 　10.5 Gas Vorticle Geometry 　10.6 Gas Vorticle Forces 　10.7 Gas Vorticle Recycle 　10.8 Gas Dissipate 　10.9 Gas Rest 　10.10 Gas Feather Field 　10.11 Gas Strain Forces 　10.12 Gas Strain Integrate 　10.13 Gas Integrator 　10.14 Gas Reinitialize SDF 　10.15 Gas Resize Field 　10.16 Gas Resize Fluid 　10.17 Sphere Edge Tree 　10.18 Sphere Point Tree 　10.19 Container 　10.20 Delete 　10.21 Vector Field 　10.22 Vector Field Visualization 　10.23 Two State Constraint Relationship 第11章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(九) 　11.1 Velocity Impulse Force 　11.2 Index Field 　11.3 Index Field Visualization 　11.4 Fetch Data 　11.5 Volumetric Representation- 　11.6 Volume/Volume Collider 　11.7 Impulse Force 　11.8 Net Fetch Data 　11.9 Position 　11.10 Position From Point 　11.11 File 　11.12 File Data 　11.13 Vortex Force 　11.14 No Collider 　11.15 No Constraint Relationship 　11.16 Physical Parameters 　11.17 Wire Elasticity 　11.18 Wire Object 　11.19 Wire Solver 　11.20 Wire Visualization 　11.21 Wire Configure Object 　11.22 Wire Plasticity 　11.23 Wire Physical Parameters 　11.24 Wire Angular Spring Constraint 　11.25 Wire Angular Constraint 　11.26 Wire Glue Constraint 　11.27 Wire/Volume Collider 第12章 動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)(十) 　12.1 Modify Data 　12.2 Rendering Parameters 　12.3 Rendering Parameters Volatile 　12.4 Smoke Object 　12.5 Smoke Solver 　12.6 Smoke Configure Object 　12.7 Slice by Plane 　12.8 Slice Along Line 　12.9 Squishy Object 　12.10 Apply Relationship 　12.11 Apply Data 　12.12 Affector 　12.13 Hard Constraint Relationship 　12.14 Constraint 　12.15 Constraint Relationship. 　12.16 Motion 　12.17 Noise Field 　12.18 Mask Field 　12.19 Gravity Force 　12.20 Switch Value 　12.21 Switch Solver 　12.22 Switch 　12.23 Gas Wavelets 　12.24 Drag Force

章節(jié)摘錄

　　用戶(hù)可以使用工具架上的工具來(lái)創(chuàng)建復(fù)雜的仿真模擬，而不需要進(jìn)入仿真模擬網(wǎng)絡(luò)。但是，如果用戶(hù)想要根據(jù)自己的習(xí)慣改變所仿真模擬的行為，加快仿真模擬速度或創(chuàng)建新的行為就必須明白Houdini的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)是如何工作的?！　?.1.2對(duì)象數(shù)據(jù)和解算器　　仿真模擬包括對(duì)象和數(shù)據(jù)。對(duì)象只是數(shù)據(jù)的存放處，當(dāng)用戶(hù)在場(chǎng)景中看到對(duì)象時(shí)，例如RBD球，是因?yàn)镠oudini根據(jù)慣例在瀏覽器和渲染器中繪制的對(duì)象的幾何圖形數(shù)據(jù)已經(jīng)連接到了場(chǎng)景上?！　≡谀撤N意義上，連接到對(duì)象上的數(shù)據(jù)是任意的。數(shù)據(jù)名稱(chēng)和數(shù)據(jù)內(nèi)容都沒(méi)有限制，但是只有某些名稱(chēng)和類(lèi)型的數(shù)據(jù)對(duì)于解算器來(lái)說(shuō)是有意義的。　　解算器計(jì)算被仿真的對(duì)象（如RBD對(duì)象、線、布曲面和液體等）如何運(yùn)動(dòng)。解算器查看連接到對(duì)象上的數(shù)據(jù)（也可能會(huì)將一些數(shù)據(jù)連接到它們自己身上），然后使用這些數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真，更多信息見(jiàn)解算部分。　　當(dāng)用戶(hù)在工具架上創(chuàng)建了一個(gè)仿真對(duì)象時(shí)，Houdini會(huì)創(chuàng)建一個(gè)更高級(jí)別的對(duì)象，如RBD對(duì)象，用戶(hù)可以進(jìn)入RBD對(duì)象節(jié)點(diǎn)查看它是一個(gè)真正的空對(duì)象，并且連接有RBD解算器在仿真時(shí)所需要的正確數(shù)據(jù)，如圖1.1所示。?。ㄔS多動(dòng)力學(xué)節(jié)點(diǎn)都是這樣執(zhí)行的，如數(shù)字資源中，封裝末端網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)別節(jié)點(diǎn)只是將數(shù)據(jù)連接到對(duì)象上供解算器解算。）　　解算器將使用它所知道的數(shù)據(jù)，忽略它不知道的數(shù)據(jù)。所以，用戶(hù)可以將有用的數(shù)據(jù)（如標(biāo)量數(shù)據(jù)）或者任何任意命名的數(shù)據(jù)，連接到另一個(gè)RBD對(duì)象的解算器上，RBD解算器會(huì)將它們忽略。

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