Ключевые особенности Houdini 20
SideFX описывает резил Houdini 20 как «безусловно самый крупный релиз за всю историю» не только из-за новых функций, которые он представляет, но и из-за «направлений разработки», которые он устанавливает для будущих инструментов. Несмотря на то, что в релиз включены обновления всех основных наборов инструментов Houdini, самые большие изменения коснулись эффектов персонажей, оснастки и анимации, а также рендеринга. Из этих трех новые инструменты эффектов персонажей являются наиболее полнофункциональными: совершенно новая система груминга, перьев, система мышц. Инструменты анимации находятся на ранней стадии разработки: APEX - новая удобная для художника риггинг персонажей и контекст анимации Houdini, представленная в бета-версии Houdini 20.
Рендеринг представляет собой смесь этих двух методов: движок рендеринга CPU/GPU Karma XPU официально готов к работе, но экспериментальный новый вьюпорт Vulkan знаменует собой первое появление того, что в конечном итоге станет новым кинематографическим рендером в реальном времени. Не смотря на то, что пока это не привело к появлению большого количества новых инструментов, Houdini 20 также знаменует собой начало нового этапа развития: внедрение поддержки машинного обучения, которая "затронет каждую фибру" программного обеспечения.
Для художников по персонажам в Houdini 20 представлен совершенно новый набор инструментов для создания и груминга перьев с GPU-ускорением. Новые инструменты позволяют работать непосредственно во вьюпорте, при этом груминг может отображаться в виде двумерного массива перьев, которые можно выбирать по отдельности и редактировать стандартными инструментами. Общая форма каждого пера контролируется с помощью направляющих кривых - есть отдельные кривые для стержня, контура и отдельных частей перьев - и может быть изменена путем настройки атрибутов или рисования текстурных масок для управления этими атрибутами. Также можно рисовать маски непосредственно на поверхности грумируемого 3D-персонажа прямо во вьюпорте и масштабировать, ориентировать перья, используя стандартный рабочий процесс на основе кисти. Алгоритм избегания пересечений с GPU-ускорением справляется с коллизиями между перьями, и SideFX утверждает, что весь набор инструментов достаточно быстр, чтобы сделать возможной интерактивную работу.
Кроме того, система симуляции мышц и мягких тканей в Houdini теперь официально готова к производственному процессу.
Одним из основных направлений развития Houdini в последнее время стало стремление сделать основные инструменты доступными для менее технически подкованных художников, которым кажется неудобной работа с нодами. В Houdini 20 это вылилось в новый "видоориентированный" анимационный процесс, призванный сделать создание анимации персонажей более удобным для художника. Среди основных возможностей - возможность импортировать исходный видеоматериал и отобразить его во вьюпорте за персонажем, а затем заблокировать ключевые позы, манипулируя ригом персонажа, используя новые наборы Selection HUD для управления тем, какие элементы рига можно выбрать. Новая панель инструментов анимации позволяет быстро создавать позы, используя простые регуляторы.
Помимо покадровой анимации, которая была упрощена, благодаря новой системе закладок анимации на панели воспроизведения и усовершенствованию редактора графики, можно также использовать систему Houdini Dynamic Motion для автоматической генерации физически правдоподобных движений между позами. После чего это движение можно редактировать в интерактивном режиме, манипулируя кривыми траекторий во вьюпорте, подобно специализированным инструментам анимации на основе физики, таким как Cascadeur.
Рабочий процесс анимации стал возможен благодаря APEX - новой системе оценки графов в Houdini. Он основан на KineFX - фреймворке для риггинга персонажей, ретаргетинга и редактирования движений, который компания SideFX представила в Houdini 18.5. Ключевым нововведением KineFX было представление рига персонажа как редактируемой геометрии, но для добавления кинематики использовался язык выражений VEX из Houdini, который "оказался неэффективным для сложных ригов".
APEX (All-Purpose EXecution graph) пошёл дальше, позволяя преобразовывать в геометрию "все [необходимое] для анимации" - включая локаторы, ограничения и кривые. SideFX описывает его как "специально разработанный" для рабочих процессов реального времени, повышающий интерактивность за счет откладывания оценки графа до момента, когда это действительно необходимо, а затем компиляции графа "на лету". Риги APEX прекрасно сочетаются с существующими рабочими процессами KineFX, такими как ретаргетинг анимации: согласно ключевому сообщению Houdini 20, "APEX и KineFX работают в одной команде: вам не нужно выбирать, среди них что-то одно".
Еще одно важное изменение в Houdini 20 - рендерер Karma XPU теперь готов к работе. Это обновление позволило приблизить версию рендерера для CPU/GPU к паритету возможностей с Karma CPU - версией, работающей только на CPU и ставшей рендерером по умолчанию в Houdini 19.5. Среди ключевых изменений - поддержка глубоких изображений, система генерации матов ID Cryptomatte, более широкий спектр типов света, включая Physical Sky Light, геометрические и IES-свет. В целом в Karma также появилось много новых возможностей, включая поддержку стандарта управления цветом OCIO 2.0 и расширенную поддержку MaterialX.
Houdini 20 также закладывает основы для преемника Karma, внедряя поддержку Vulkan. Как и в Blender, новый графический API изначально используется для рендеринга во вьюпорте, заменяя устаревший OpenGL. Вьюпорт Vulkan пока является экспериментальной функцией и по умолчанию отключен, но на странице сайта SideFX можно посмотреть видеоролик, демонстрирующий его использование в системе перьев Houdini 20. Однако у SideFX гораздо более масштабные планы в отношении Vulkan: она описывает его как основу для нового кинематографического рендерера реального времени, который будет "на голову выше" Karma, предлагая как большую визуальную достоверность, так и увеличение производительности на "порядок" для рендеринга конечного качества.
Художники по окружению получили новую систему объемных облаков с возможностью художественного управления. Пользователи могут создавать облака на основе групп сферических примитивов с возможностью управления их формой, путем генерации отдельных примитивов по сплайнам или заполнения полигональной сетки. Внешний вид облака может быть скорректирован путем наложения на его базовой формы имеющегося шума. Для работы с фоном Houdini также может генерировать облака, заполняющие двумерное поле или трехмерный объем, опять же с возможностью использования различных типов шума для контроля результатов.
Что необычно для версии Houdini, другие инструменты симуляции не являются основным направлением Houdini 20, однако обновления ключевых наборов инструментов все же присутствуют. Для симуляции жидкостей система жидкостей FLIP на основе SOP, представленная в Houdini 19.5, была дополнена новой системой Whitewater на основе SOP для создания пены и брызг.
Для симуляции небольших масштабов новый "решатель пузырьков" генерирует бесшовные группы пузырьков, которые реалистично прижимаются друг к другу, но не проникают друг в друга. Кроме того, новая процедура создания океана генерирует реалистичную поверхность океана из геометрии низкого разрешения во время рендеринга без необходимости запекания текстур. Она поддерживает несколько типов спектра волн и работает с Karma и всеми сторонними делегатами рендеринга Hydra, которые поддерживает Houdini, включая Arnold, Redshift и RenderMan. Для создания мелкой поверхностной ряби также имеется новый Ripple Solver. Он работает аналогично решателю Shallow Water из Houdini 19.5, но с помощью симуляции на основе пружин, действующих на геометрию поверхности, а не симуляцию жидкости, действующей на поля высот, что позволяет использовать его в более широком контексте: в одной из демонстраций он использовался для создания ряби на плоти.
Для газообразных жидкостей в наборе инструментов Pyro появились новые параметры применения гравитации, причем интенсивность эффекта зависит от плотности жидкости. При симуляции пыли и обломков новые элементы управления позволяют ускорить падение более плотных частей пылевого облака, как показано в видеоролике выше. Кроме того, набор инструментов динамики жесткого тела получил поддержку липких столкновений и новую опцию для разрушения изогнутого стекла, а моделирование ткани Vellum - поддержку ветровых теней. Инструментарий симуляции толпы получил новую систему траекторий движения, позволяющую управлять поведением небольшого количества агентов толпы без необходимости повторного запуска симуляции.
Среди других особенностей можно отметить экспериментальную систему Quad Remesh для преобразования моделей в низкополигональные сетки, а система Topo Transfer получила новую ноду Topo Flow. Кроме того, обновлен Solaris - среда разработки макетов и внешнего вида Houdini, а также ряд небольших новых возможностей, включая поддержку параллаксного отображения для создания 3D-интерьеров помещений при рендеринге зданий. За пределами основного приложения Houdini Engine for Unreal появилась новая полка инструментов.
Среди прочего, SideFX приступила к разработке нового поколения инструментов для Houdini, обучаемых искусственным интеллектом. В своем выступлении вице-президент по разработке продуктов Кристин Баргиэль отметила, что в конечном итоге эта работа "затронет каждую ниточку" приложения, но компания считает, что машинное обучение будет дополнять традиционные процедурные рабочие процессы Houdini, а не заменять их. В основной версии Houdini 20 функций машинного обучения немного, но в библиотеке Content Library - бесплатной онлайновой библиотеке дополнений к Houdini от SideFX, появились два новых ML-набора. Оба они используют ноду ONNX Inference, необходимую для применения предварительно обученной ML-модели к исходным данным. ML Deformer имитирует результат симуляции тканей Vellum, но вычисляется быстрее, а ML Terrain демонстрирует, как машинное обучение может быть применено к созданию рельефа.
Houdini 20 доступен для Windows 8 и выше, macOS 11.0 и выше и дистрибутивов Linux. Программное обеспечение поставляется в нескольких редакциях. Полная версия Houdini FX стоит 4 495$ за лицензию с привязкой к ноде и 6 995$ за плавающую лицензию. Стоимость Houdini Core, в которой отсутствуют расширенные средства симуляции, составляет 1995$ за лицензию с блокировкой нод и 2995$ за плавающую лицензию. Существует также бесплатная образовательная версия Houdini Apprentice и более дешевая, предназначенная только для аренды, версия Houdini Indie, которые сохраняют файлы в разных форматах.