【微资讯】《蓝精灵：寻找神秘的村庄》houdini技术应用_CG里猎人独家翻译
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原文地址
https://www.sidefx.com/community/sony-imageworks-smurfs-the-lost-village/
昨天晚上刚看完这部电影(结尾附百度云下载地址，过期不补）。这个虽然说是蓝精灵3，但是和前两部结合实拍的不同，这个是纯CG动画电影。剧情只能说一般般，比较适合小朋友。场景设定，颜色氛围，植被系统和魔法河流效果都是非常不错。特别是那个魔法河流制作，下文中专门讲解的一些制作难度和技巧，非常另类的效果，希望对大家有所启发。
很多人都知道houdini程序化动画和特效的优势。但是在最近这段时间，houdini在特效流程，动画和游戏行业中变得更加重要：他们称为在创建中实现想法。
其中一个使用houdini作为主要制作软件的公司是Sony pitucture imageworks。对于最近的项目《蓝精灵：寻找神秘村》电影中，制作动态飘起的河流，发光的植物和其他魔法效果，使用houdini技术与动画其他工具交互。FX总监 Lueders为我们介绍了这些惊艳效果的制作流程。
“houdini真的为我们提供了调整动画的灵活性，因为动画动画经常需要优化一些东西。有时候你会拿到一些还没有最终确定的东西，所一旦我们开始工作，只要事情不会辐射性的变化，我们可以不断按照自己的需要去调整。对于大部分我们处理的镜头，对于这样的流程是令人印象深刻的。”
野外河流
在寻找遗失的村庄过程中，一群蓝精灵遇到了一个急速向下游流动的魔法河流。但是这个河流是与众不同的：它是漂浮于地面之上的。制作这个河流最开始的步骤是动画。他们对tube圆柱进行动画绑定。他们设置tube 的大小，长度，并且最终通过动画进行预览。
一旦动画通过，tubes会送到FX部门。Leuders可以提取参数化细节用来获得河流运动的方向。这就意味着系统知道河流流动的方向，在这之后艺术家可以创建一些矢量，这样就可以定义重力。
河流追逐的镜头
这个河流有了点类似于一半0重力的河流。很明显蓝精灵会在河流表面，搜易需要添加真实世界的重力。但是同样有分开的力让河流保持tube的形状。
我们可以使用tube的法线来定义初始化的重力。但是我们需要研究的是重力对解算的影响。比如，对于水面溅起的水花，需要添加真实的重力。水花会下落，我们需要综合考虑各种逻辑关系。
他们使用了基本的流体解算，使用houdini的flip sovler，然后使用 fluid-water-被推向一个方向但是保持tube的边界，添加了万有引力。
最大的河流镜头挑战是镜头离水面镜头有多近。角色会直接被动画控制到由tube控制的吃水线，而不是我们的特效模拟。所以我们需要考虑这个因素。我们可以竟可能的去匹配动画定义的吃水线，但是最后面发现我们需要更好的解决方案。
这个解决办法是把角色包裹到一个空间，变成2D的。他们可以在平面上进行动画。然后FX可以解算一个高精度的flip模拟，用来生成需要的高精度水花。
当这中模拟完成，我们需要把这个模拟绑定回动画的tube，我们还需要把水花的基本流体部分山粗，仅保留水花部分。所以这样我们的主要流体部分可以在任何角色运动的部分生成水花。因为这都是点的数据，我们可以使用point cloud点云技巧进行无缝缝合，并且对于速度进行混合等各种操作。
接下来一部就是surfacing 转化为mesh模型。Imageworks使用VDB把所有的流体模拟的几合体（点）进行包裹。最有技巧的部分还是由于镜头太近，我们需要高精度的mesh来支持lui提的细节。由于tube是非常长，我们只能对所有的流体进行高精度的mesh。
VDB为我们提供了基于camera的meshing，所以我们可以对模拟分区，houdini会自动为我们设定这些mesh，我们可以很简单那的对高模和低模型进行缝合。这个方法可以提供很大的便利性。这是我们之前没有遇到的一个很大的挑战。
这个模拟过程要求有3个步骤的确认过程。这是因为为了高效地完成制作每个镜头，Imageworks需要有checkpoint，检查点，而不是等到每个每个基本的模拟都准备好才开始做主要觉得的动态模拟和二次模拟。所以第一步是基本的模拟，然后是角色模拟和表面缝合，最后是二次模拟。二次模拟指的是泡沫和水花元素，这些元素是在水下满，可以让水形成不同的颜色。
另外一个元素/挑战就是水带的生物发光，这个让水有魔幻的效果。这个是通过粒子被flip中速度场进行扰动，但是这些粒子带有emissive发光属性用来生成紫色，绿色和蓝色的光芒。
对于foam，艺术家使用了POP 动力学模拟-因为foam需要几百万的点。再一次，因为这个河流的体积很大，我们需要有足够的粒子解算。我们也可以使用分区域模拟或者多次模拟的方法，但是实际上我们使用了自己开发的工具，使用VDB和VDB volumes编写。这里我们提取了会生成了foam的点，然后从这些点创建了一些列的三角形。这些三角形又是由一些列的小三角形组成，并且会与周围的粒子链接成三角形，查找周边最近的5个点，创建新的三角形。
当所有这些三角形开始重叠，你会看到一些很不错的网状结构。但是你不能直接渲染这些三角形，所以我们把它输入到另外一个自定义的工具，这个工具会基于这些三角形创建一些斑点，类似于小点，你可以使用这些创建非常非常多的点。我们使用了几千万的点。然后这些点晶格变形为自定义的VDB volume。所以我们可以基恩可以获得每个像素有一个voxel的精度细节，我们使用这个技巧应用到所有的泡沫元素。你可以使用一些紊乱来打断这种完美的三角形形状。并且我们有密度属性用来定义哪些部分foam更加密集，哪些部分更加疏松。
植被系统
当他们在寻找神秘的村庄时候，蓝精灵经过了各种植物，这些植被都是用3D创建，并且使用houdini来对整个生态系统进行繁衍。我们使用各种点云，我们从建模部门导入地形，可以直接绘制哪里是植被，那些是青苔等等。
houdini对于添加植被系统有着关键作用，特别是对于真实运动的植被，因为不同的植被在真实的环境中运动是不一样的。我们在houdini中对特定的植被做了循环的形变动画，然后再Kantana使用这些动画的实力复制。
SamRickles是主要制作人员，她开发了整个植被系统流程，大师那时候我们还有很多的交互，所以蓝精灵在森林中奔跑然后踢树叶或者与植被表面交互，所以我们需要对某些部分进行去实例化复制，因为要与真实互动。你可以很快速的画出一个区域，说这是需要互动的区域，我们可以在这个区域使用noise古惑仔使用wire solver来完成大量的变形工作，特别是对于被踢起来的东西前后运动的的效果。
电影下载地址（过期不补）
链接：http://pan.baidu.com/s/1bpmzgMN 密码：7n5r
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分享教程和学习笔记，同时设计maya，3dsmax，softimage，houdini，cinema4D blender，modo和lightwave等常用三维软件，也包含reallow，naaid专门制作特效的三维软件；包含fumefx，rayfire，karakato和thinkingparticles等插件教程和学习笔记。
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