ボリューム

概要 ¶

ボリュームには空間内の“ボクセル”(3次元ピクセル)の値を保存することができます。これは、雲、煙、炎などの現象を表現することができ、さらに、Velocityフィールド(ボクセル毎にVelocityを保存し、その値を使って他のジオメトリを移動(移流)させます)、Collisionフィールド(オブジェクトの“衝突可能な3D領域”を符号付き距離フィールドとして保存します)、その他のフィールドなどのシミュレーションのメタデータを保存することもできます。

Houdiniは、ポリゴン、NURBSサーフェスなどのプリミティブだけでなく、ジオメトリレベルで2種類のボリュームプリミティブをサポートしています。その2つのボリュームタイプは用途別に調整されていますが、Houdiniのツールは、通常ではどちらでも動くようになっています。

Tip

ポイントを操作するサーフェスノード(例えば、VOP SOP)を使うには、ボリューム固有のノードを使って実際のボリュームを操作する必要があるときがあります(例えば、Volume VOP SOP)。

ボリュームのレンダリングも参照してください。

標準のHoudiniのボリューム ¶

標準のHoudiniのボリュームは、位置、サイズ、方向を持ったボックスであり、このボックスは ボクセル で3Dグリッド状に細分化されていて、各ボクセルに値が保存されています。このタイプのボリュームは、モデリング(SOP)とシミュレーション(DOP)で使われます。

異なるタイプのボリュームには、異なるタイプの情報がボクセルに保存されています:

Scalar Field (density)

各ポイントに1個の数値を記録します。各ポイントの値は、そのポイントの位置における煙の濃度を表現するのに便利です。

Sign Distance Field (SDF)

流体を表現するのに使います。各ポイントに流体の表面までの距離を数値として記録します。マイナスの値は流体の内側、プラスの値は外側を意味します。

Vector Field

各ポイントにベクトルを記録します。このフィールドは実際には3つのScalarフィールド(例えば、Cd.r、Cd.g、Cd.b)を使って表現されますが、Houdiniはそれらのフィールドを単一のボリュームとして扱います。

このフィールドタイプは主にガスシミュレーションの Velocityフィールド として使われ、各ポイントのベクトルの値は、その位置でのガスの方向/速度を意味します。

(VDB Vector Mergeノードを使って3つのScalar VDBフィールドを単一のVector VDBに結合することができます。)

OpenVDBボリューム ¶

OpenVDBボリュームは、OpenVDBライブラリを使って、まばらなボリュームを非常に効率よく表現します。 VDBボリュームは、基本的には“空っぽ”のボクセルにはメモリを使いません(技術的には、ボクセルは“背景の値”と同等です)。このボリュームタイプは、雲や薄い煙などのまばらなボリュームをモデリングするのに役に立ちます。

このボリュームタイプはメモリ内で表現されるので、ボリュームを格納するボックスを指定する必要がありません。つまり、ボリュームを無限に広げることができます。それにも関わらず、VDBは全体の空間にボクセルの3Dグリッドを定義しています。

OpenVDBボリュームは、Houdiniバージョン12.5で追加されました。

OpenVDBボリュームをbgeoファイルに書き出して、それを標準のHoudiniのボリューム/ジオメトリと同様にMantra Delayed Loadプロシージャルを使ってレンダリング時に読み込むことができます。標準のHoudiniのボリュームとOpenVDBボリュームを一緒にレンダリングして、適切に混在させることができます。

“VDB”と一緒にサーフェスノードは、VDBボリュームを扱うことができます。VDB From PolygonsとVDB From Particlesのノードを使ってジオメトリをVDBボリュームに変換することができます。VDBノードを使って空っぽのVDBボリュームを作成することができます。他の“VDB”ノードは、VDBボリュームを編集することができます。

標準のボリュームを操作するほとんどのSOPは、VDBボリュームでも機能します。ノードのヘルプでボリュームノードがVDBボリュームで動作しないのか確認します。

標準のHoudiniボリュームを操作するVEX関数、HOM関数、HScriptコマンドは、VDBボリュームでも動作するはずです。

Note

現在のところ、シミュレーションでVDBプリミティブを使うことができません。

グループフィールドでボリュームを指定 ¶

ボリュームを操作するノードでは、入力ジオメトリに複数のボリュームを指定できる場合があり、ノードが影響を与えるボリュームを、ノードの Group パラメータを使って選択することができます。

ジオメトリにdensityという名前のボリュームプリミティブがある場合、それはグループでなく、densityに設定したnameアトリビュートを持つプリミティブです。グループフィールドにdensityとタイプしても、それを選択することはできません。

その代わりに、 Group パラメータに 名前で単一ボリュームを選択する には、@name=name(例えば、@name=density)の構文に一致するアトリビュートを使います。

ジオメトリネットワーク内のボリュームの取り扱い ¶

Tip

SOPでボリュームを作成するとき、 Name パラメータにはボリュームの目的がわかるような名前を入力しておいてください(例:煙の濃度であればdensity)。そうしておけば、SOPとDOPで作業するのが楽になります。

To...	Do this
ビュー内でボリュームコンテナの外形を見る	ハルの表示をオンにします(ビューアの右側にあるディスプレイツールバーのDisplay primitive hullsアイコンをクリック)。ワイヤーフレームモードでボリュームの外形を見ることができます。詳細は、ビューを変更する方法を参照してください。
既存ジオメトリから標準のボリュームを作成する	FLIP Source SOPはPyroエフェクト用とFLIPシミュレーション用のソースボリュームを作成するように設計されています。とはいえ、それを使ってフラットサーフェスを含む全種類のジオメトリから“中空の”ボリュームを作成することもできます。 Iso Offset SOPは密閉したサーフェスから“中身のある”ボリュームを作成することができます。 Output Type パラメータでボリュームタイプを選択して、 Uniform Sampling Divs で解像度を設定します。
既存のジオメトリからVDBボリュームを作成する	VDB From PolygonsまたはVDB From Particlesノードを使います。
空っぽまたは均一なボリュームプリミティブを作成する	標準のボリュームに対しては、Volume SOPを使います。Volume SOPの入力には、ボリュームコンテナのサイズをそのコンテナに入っているジオメトリの境界ボックスとして指定することができます。 VDBボリュームに対しては、VDB SOPを使います。 Tip Volume SOPとVDB SOPはカメラの位置と被写界深度に基づいてボリュームを作成することができます。これにより、効率的にボリュームをシーンの可視領域に制限することができます。
陰関数でボリュームを作成する	Iso Surface SOPを使って、 Build Volume をオンにします。 Implicit Function フィールドにエクスプレッションを入力すると、各ボクセルのボリュームの値を定義することができます。例えば、均一なボリュームを作成するならば 1を入力します。球形状を作成するには、`1-($X$X + $Y$Y + $Z*$Z)`を入力します。
ボリューム内の値を編集する	Volume Mix SOPは、エクスプレッションでボクセルの値を編集することができます。 Mix Method を“User”に、 Value をエクスプレッションで設定します。`$V`は各ボクセルの現行の値を意味します。 Volume VOP SOPは、VOP network(SOPコンテキスト)を使ってボクセル値を編集します。 Volume Mix SOPを使うと、複数のボリュームプリミティブを合成することができます。 Volume Blur、Volume Feather、Volume From Attribute、Volume Ramp SOPは、色々な方法でボリュームを編集することができます。
標準のボリュームとVDBボリューム間を変換する	Convert VDB SOPを使います。
標準ボリュームからジオメトリを作成する	Convert Volume SOPは、isovalueに沿ってボリュームからサーフェスを作成します。 Volume Surface SOPは、ボリューム内側のランダムなポイントから外側へサーフェスを広げた三角ポリゴンを作成します。このメソッドは、きれいなメッシュを作成しますが、繋がっていないボリュームでは、一部の箇所でしかメッシュが作成されません。また、入力となるボリュームによっては失敗します。このノードは、トポロジー的な穴(例:コーヒーマグカップの取手の部分)を結合します。 Convert SOPは、ボリュームをポリゴンに変換します。とはいえ、Convert Volume SOPのインターフェースの方が、ボリュームの変換により特化しています。
VDBボリュームからジオメトリを作成する	Convert VDB SOPを使います。
コンテナ内部の実際のボリュームの境界ボックスを取得する	Scatter SOPを使ってボリューム内にポイントをばらまいて、そのポイントをBound SOPに接続します。
ボリュームを使って他のジオメトリを編集する	Volume analysis、Volume Bound、Volume Break SOPは、色々な方法でボリュームから他のジオメトリを作成することができます。
ノード内のボリュームプリミティブをボリュームファイルとして受け取る	Volume Sample from File VOPのようなノードは、ボリュームファイルを利用します。ボリュームファイルの代わりに、`op:`構文(例:`op:/obj/geo1/volume1`)を使うと、SOPから“生の”データをつかむことができます。
流体/ガスシミュレーションからボリュームプリミティブとしてデータをインポートする	シミュレーションデータのインポートとエクスポートの方法を参照してください。
ボリュームをシェーディング、レンダリングする	ボリュームのレンダリングを参照してください。