你创建河流的方式是什么？Houdini、UE5 程序化河流【附：学习工程文件】

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今天是 2023 年 06 月 30 日星期五

文字: 3524 图: 37 预计阅读 9 分

正文（仅个人学习笔记）

【转载文章】：作者 /Simonschreibt

【文章地址】：https://simonschreibt.de/gat/river/

你们建造河流本身的方式是什么？

第一步是 100% 从本的教程中复制的，它们非常有趣。首先，创建一条样条曲线，并让它在地形上 “落下”。这是通过读取样条曲线点位置处的地形高度，然后将点移动到此高度来完成的（在我的情况下，向上移动点以匹配地形高度，因为我的样条曲线位于地形下方）

【使样条曲线适应地形】

接下来，让样条曲线点 “滚” 下山，使河流更好地与地形融为一体

【将样条曲线点滚下山】

事实上，它们并不是以物理方式滚动。相反，您可以使用基础表面法线和点的法线来计算每个点的局部轴（远离样条线并指向山下）。然后，沿着计算出的轴稍微移动点（Ben 的视频中很好地记录了这个过程）

下一步是确保河流不会向上游流动，以防地形引导它流向上游（因为河流沿途有一座小山）

一个小小的 Python 脚本可确保 3D 空间中的样条点永远不会高于样条线上的前一个点

【使用 Ben 的小 Python 脚本避免河流逆流而上】

另一个获得更自然外观的好技巧是避免连续的斜坡，而是让河流逐步流动（为了更好的可视化，我在这里显示了河流几何形状，但实际上我们现在仍然只使用单个样条线）

【将连续的斜坡转变为台阶】

最后，我们进入了我贡献自己想法的步骤：我为样条线添加颜色，以标记坡度的位置（绿色）、起点（绿松石色）和终点（红色）。这将帮助我稍后混合不同的水纹理并放置粒子系统

【让我们更快地了解河流几何创建，因为所有这些都在本的视频中得到了完美的解释。最重要的一点是，只有河流的外边缘再次与地形对齐（就像我们首先对样条线所做的那样）】

【从样条线构建河流几何形状】

#你是如何设法使河流流动的景观变形的？

同样，这也是 100% Ben 的工作流程，但它首先将地形移动到河流几何体下方，这样它就不会以任何方式相交

【将地形移至低于河流几何形状的位置】

然后，对地形上的每个点，向上发射一束射线。如果它击中河流几何图形，这个点将向上移动到击中位置

【向上展示射线，如果您撞上河，将地形移至这个高度】

每一点都没有碰到任何东西，都会再次分配其原始高度

【每个点不击中任何东西都会分配其原始位置】

在这里，您可以看到现在一切的行为，当您更改样条时

【程序性地形变形】

然后将地形高度场转换为多边形并重新网格化。现在它已经准备好在虚幻中使用了

【将高度场转换为多边形并进行优化】

即使不是问题的一部分，我也想添加一些有关 UV，材料，流图等的详细信息

#河几何形状

你之前看到的河流几何只是用来雕刻地形的。实际的河流有点薄，得到了 UV 和细分 (注意，我的斜坡颜色仍然在那里)

图片

#UV

谈论 UV：由于样条线的长度总是变化的，因此 UV 必须适应这一点。幸运的是，这在胡迪尼非常容易。首先在 0-1-UV 空间中创建 UV，然后测量样条线长度。该值可用于缩放 UV。在这里可以看到我更改样条线，在下半部分可以看到 UV 是如何自动适应的。相信我，如果你曾经经历过这种情况，你就再也不想手动创建 UV 了

#河床

另一个细节：我想把河床弄得又黑又湿。为了做到这一点，我从每个地形多边形向上发射一些光线，如果我击中河流，我会为该多边形的所有点指定一种颜色。创建的遮罩如下所示：

下面是一个例子，当在材质中使用遮罩来指定不同的漫反射和粗糙度值时，会产生多大的差异

【具有不同漫反射和粗糙度值的河床】

#Flow-Map（流向图）

使用胡迪尼可以非常容易地生成河流的流量图。你只需告诉一个特殊的节点 “这是我的河流几何图形，这是指示河流方向的样条曲线”，然后砰的一声，你的河流几何图形突然有了代表河流流量的顶点颜色

【流向图生成】

可以添加另一个节点，使流程图对障碍物做出反应。现在水可以在他们周围流动了

【有障碍物的流向图生成】

你可以在虚幻中触发流图的烘焙！无需在虚幻和胡迪尼之间来回切换。只需将胡迪尼 -“渲染”- 按钮作为参数公开即可。在这里，你可以看到我改变了障碍物，然后渲染了一个新的流动图（注意：烘焙比视频中花费的时间更长

【流图烘焙在虚幻中】

#新增：避免 3 个流程图错误

我制作了一个关于我在烘焙流程图时犯的 3 个错误的视频，希望它能帮助你避免这些错误

泡沫遮罩

为了在障碍物周围的水面上产生一些泡沫，我使用了所谓的 isoooffset 节点。它基本上将物体的距离存储到河流的顶点颜色中。然后我用一点噪音来调味，面具就好了

【泡沫遮罩的生成】

为了使泡沫蒙版不那么静态，我使用了一个简单的 Photoshop 云模式，我沿着河流移动，并从原始蒙版中减去它。这增加了一种更有趣的感觉

【给泡沫遮罩增加更多的动感】

因为我们在讨论泡沫: 瀑布也有一个简单的泡沫纹理，它只显示在河流的斜坡上 (我在创建样条时用顶点颜色掩盖了这个斜坡)。泡沫结构比河水滚动得更快

【使用口罩在水和瀑布之间混合】

#粒子系统

因为我存储了级联的顶部和底部，所以我现在可以过滤这些元素（这些线用于生成河流几何体），在它们的中心创建一个点，并将虚拟立方体复制到该点，该点稍后将与虚幻中的粒子系统交换

【粒子放置在级联】

对于障碍物周围的粒子，我使用了一个叫做交集分析的节点来得到障碍物和河流的交集。这些相交的边都有点。对于其中的随机数字，我再次复制一个假盒子 (稍后在虚幻引擎中与粒子系统交换)

【在障碍物上放置粒子】

#新增：流量检测

我通过检测粒子系统是放在障碍物前面（与河流的流动方向相比）还是后面来扩展这个系统。有了这一点，我可以使用不同的粒子效果，这取决于水是正面 “碰撞” 到障碍物上，还是在障碍物周围流动得更轻松：

前面的粒子系统由障碍物的法线对齐

【将假人放在障碍前】

另外，我现在检测到流动方向（通过从 Houdini 的河点读取 V-Attribute），并能够按照此操作对齐粒子系统（我在本教程视频中详细说明了该过程）

粒子系统 “后面” 与河流对齐

【将假人放在障碍物后面】

在这里，我展示了当我指定两个不同的粒子系统时它的外观

【将 Houdini-Dummies 与粒子系统交换‍】

#新增：反射探测器

重要提示：我最后没有使用这个，因为我的虚幻天光已经捕捉到了一个漂亮的立方体贴图。但也许这个工作流程对其他人有用

反射探测器基本上是相机，从它们的角度捕捉世界，提供具有更好反射的闪亮表面。我想每隔一段时间就把它们放在河边

【将 Houdini-Dummies 与球体反射捕获交换】

为了能够在这里使用反射演员，您必须将其封装在蓝图中

#您将如何准备和将该项目导出为虚幻？

所谓的 Houdini Engine 是一个用于 Unity，虚幻，3Ds Max, Maya 和 Cinema 4D 的插件，并执行节点网络，您直接在胡迪尼中创建上述程序。所以我要做的是，让地形和河流显示出来，我要把我的 houdini 文件保存为数字资产。这可以像虚幻中的任何其他资产一样导入和使用