Karma Room Mapシェーダは、使用されているジオメトリ上で様々な計算を実行し、マップの寸法や方向を決定します。これは、ネイティブのHoudiniジオメトリでは単純な処理ですが、外部ソースからのオブジェクトはシェーダの要件を満たさない場合があります。他のDCCからのジオメトリでは、頂点順が一貫していなかったり、ベクトルの向きが様々であったりする問題が起こりがちです。

ジオメトリに不具合がある場合の詳しいトラブルシューティングについては、このリンクを参照してください。

SOPノードは、 obj ネットワークだけでなく、 stage ネットワークでもSOP Create LOPを介して作成することができます。これ以降の例では、ジオメトリノードはすべて obj ネットワークにあります。

1. ⇥ Tabを押してタブメニューを開き、Geometry OBJを作成します。ノードをダブルクリックして、その中に入ります。

• Grid SOPを追加します。このノードが窓を表現します。

1. グリッドの Orientation を XY Plane に変更します。

2. Size に、2, 1と入力します。

3. Rows と Columns をそれぞれ2に設定し、投影ジオメトリを簡素化します。

4. Room Map Frame SOPを追加し、その入力をグリッドノードの出力に接続します。Karma Room Mapシェーダには、マップを適切にスケールして方向付けるための情報が必要です。このノードが、適切なアトリビュートを作成します。

5. Visualize をオンにして、最も重要なアトリビュートを確認します。

6. 短いネットワークを終了するために、Null SOPを追加して、Room Map Frame SOPの出力に接続します。Nullの名前をGEO_WINDOWなどに変更し、青の Display/Render フラグをオンにします。

上の図では、それぞれ頂点に3つの軸があり、赤のtangentu (Utan)ベクトルと緑のtangentv (Vtan)ベクトルを表しています。青のベクトルは、tangentuとtangentvの外積で、グリッドの法線を表します。青のベクトルの方向が示すのは、グリッドのどちら側にマップが示されるのかといったことです。ノードの様々なチェックボックスを使用して、オブジェクトのジオメトリを変更することなく、マップの方向を変更できます。ただし Use Up Vector を使用すると、頂点順が一貫していない場合に起こる多くの問題を解決することができます。

以下では、ごく基本的なLOPセットアップでSOPネットワークをUSD ステージ にインポートして、プレビューを作成します。

1. stage レベルで、⇥ Tabを押してSOP Import LOPを作成します。

2. SOP Path には、 obj ネットワークのGEO_WINDOW Nullを指定する必要があります。上記の手順に従った場合、パスは/obj/geo/GEO_WINDOWになります。または、ノード選択アイコンをクリックし、GEO_WINDOWに移動します。

3. Material Library LOPを追加し、その入力をSOP Import LOPの出力に接続します。

また最終レンダリングには、Camera LOP、Karma Render Settings LOP、USD Render ROPノードも必要です。

Houdini 20では、マテリアルは特定のSubnet VOP内部で作成されます。サブネットを作成してその中に入ると、タブメニューに表示されるのは選択したサブネットで動作するシェーダノードのみです。全体的なシェーダネットワークはこのようになります(作成の手順は以下で説明します)。

1. Material Library LOPをダブルクリックして、その中に入ります。

2. タブメニューから、Karma Material Builderを選択します。このノードもダブルクリックして、その中に入ります。サブネットが複数のノードによって事前設定されています。mtlxdisplacementノードは削除してもかまいません。

3. Karma Room Map LOPを追加し、out出力をMaterial_Outputs_and_AOVsノードのnext入力に接続します。

4. File パラメータでマップを選択することができます。デフォルトでは、karma/roommap_debug.exrエントリがあります。現時点では、このマップにしておきます。

   ノードの最初の3つの入力には、Room Map Frame SOPからのジオメトリアトリビュートが必要です。インテリアマップの正確な投影のために、SOPノードが窓のスケール、位置、方向を分析します。

5. 窓のアトリビュートをシェーダにバインドするには、 3つ のMtlX Geometry Property Value VOPを追加します。それらのoutピンをシェーダのposition、tangent、bitangent入力に接続します。

6. 3つすべてのMtlX Geometry Property Value VOPで、 Signature を Vector 3 に設定します。

7. 3つの Geomprop パラメータは、roomP、tangentu、tangentvです。

これで、Karma Room MapシェーダをMtlX Standard Surface VOPに接続できるようになりました。マテリアルによって、反射、色、明るさがライティング状況と一致する、リアルな印象を作成できます。

1. Karma Room Mapシェーダのout出力を、マテリアルのbase_color入力に接続します。

2. シェーダのnormal出力を、マテリアルのnormal入力に接続します。

3. 窓のガラスの効果を作成するために、MtlX Normal VOPを追加して、マテリアルのcoat_normal入力に接続します。

4. Karma Room Map VOPの Mix Normals パラメータが各部屋の壁にフェイク法線を追加し、インテリアのDiffuse(拡散反射)の様子を再現します。このようにして、部屋のルックを環境光の状況に合わせることができます。

タブメニューからKarma Material Builderサブネットを作成した場合、MtlX Standard MaterialノードはMaterial_Outputs_and_AOVsノードに既に接続されているため、マテリアルを窓のオブジェクトに適用する準備が整っています。

ここで stage レベルに戻り、結果をプレビューします。ビューポートで、レンダーデリゲートを Karma CPU または Karma XPU に設定します。少しすると、以下のような画像が表示されるはずです。

次は、部屋のカスタマイズを開始します。シェーダVOPには、マップをスケールしたり、部屋の深度を変更したり、スライスをオンにするためのパラメータがあります。

• Scale パラメータを使用して、仮想の部屋の寸法を制御することができます。例えば、Z値を2にすると、部屋により奥行きがあるように見えます。

• Slice パラメータをオンにすると、部屋の内側に4色のカードが表示されます。 Slice Position と Slice Scale を使用して、スライスの外観を定義します。

• インテリアを変更するには、 File で独自のファイルをロードします。

この例では、元のグリッドをコピーして合計3つの窓枠を作成します。

1. obj レベルで、geo1ノードの中に入り、grid1を選択します。

2. Scale を1, 2に変更し、縦長の長方形にします。

3. タブメニューから、 2つ のTransform SOPを追加します。grid1の出力をtransform1 および transform2の入力に接続します。これで2つのブランチができ、各ブランチ/トランスフォームノードには元のグリッドのコピーが含まれています。

4. 1番目の トランスフォームで、 Translate を-1, 0, -0.25、 Rotate を0, -30, 0に設定します。

5. 2番目の トランスフォームで、 Translate を1, 0, -0.25、 Rotate を0, 30, 0に設定します。

6. Merge SOPを追加し、その入力にグリッドノードとトランスフォームノードを接続します。

7. Merge SOPの出力をroommapframe1の入力に接続します。すると、以下のようになるはずです。

前の例のガラス前面をコピーして、オフィスビルのような複数の階を作成し、それぞれの階に異なるインテリアが表示されるようにします。窓のジオメトリから始めます。以下のようなネットワークを作成します。

1. obj レベルでgeo1ノードの中に入ります。

2. Line SOPを追加し、階数を決定します。この例では、 Length は6.25で、 Points は4です。

3. 既存のAttribute Wrangleを削除し、新しいノードを1つ作成します。その 1番目 の入力をLine SOPの出力に接続します。

4. VEXpression はi@roomID = @ptnum + 200です。新しい@ptnumアトリビュートにより、Lineのポイント数が追加されます。現在、roomIDは窓のポイントにコピーされています。これは、後の手順で変更します。

5. Copy to Points SOPを追加します。その 1番目 の入力をmerge1の出力に接続します。 2番目 の入力をcopytopoints1の出力に接続します。

6. Attribute Promote SOPは、roomIDアトリビュートを窓にコピーします。その入力をcopytopoints1の出力に接続します。

7. Original Name に、roomIDと入力します。

8. New Class を Primitive に設定します。

9. roommapframe1の出力をattribpromote1の入力に接続します。

Null SOPの青の Display/Render フラグをオンにすると、4つの階が表示されます。各階に3つの窓があります。また、roomID番号も表示されています。表示されていない場合は、roommapframe1を選択して Visualize をオンにします。

Karma Room Mapシェーダには、ファイルシーケンス内の別のテクスチャに切り替えるための {Slice} Offset UDIM パラメータがあります。ファイルシーケンスは、名前と拡張子は同じですが、UDIMインデックスが異なる複数のマップで構成されています。例えば、次のようになります。

• interior.1001.exr、interior.1002.exr、interior.1003.exr、interior.1004.exr

レンダリングエンジンにファイルシーケンスを認識させるには、トークンでインデックスを置き換えます。

• interior.<UDIM>.exr

この共通の表記方法をシェーダの File パラメータのファイル名として使用します(ファイルを指すパスも必要であることに注意してください)。 Offset UDIM スライダを使用してマップを変更すると、すべての階に同じマップが適用されていることも分かります。階毎に異なるマップを使用したい場合は、マップをランダム化する必要があります。

解決策の1つは、窓の位置を格納するroomPアトリビュートを通してボロノイノイズを駆動することです。デフォルトでは、同じマップが数回適用される可能性が高いです(特に窓がいくつかあるセットアップで)。それを修正するには、係数を用いてボロノイノイズを制御しますが、値が高いほどよりランダムになります。この概念を示したものが、以下の比較です。係数を使用しない場合、隣接したボロノイセルは同じ色になることが多く、同一のマップになる可能性が高まることが分かります。右の画像は係数が100で、ばらつきが多くなっています。

以下は、ノイズを使用してマップをランダム化する方法です。

1. stage/materiallibrary1/karmamaterialの中に入ります。

2. MtlX Multiply VOPを追加し、in1をroomPアトリビュートを含むMtlX Geometry Property Valueノードのoutに接続します。

3. Input 2 に50, 50, 50と入力します。窓は4つだけなので、インテリアマップをランダム化するにはこのくらいの値から始めるのが良いでしょう。

4. Karma Voronoi Nose 3D VOPを配置します。positionをmtlxmultiply1ノードのoutに接続します。

   ボロノイセルの位置ベクトルは、p出力で利用可能です。シェーダのUDIMパラメータを駆動するには、ベクトルを再度コンポーネントに分割する必要があります。

5. MtlX Separate Vector 3 VOPを追加して、コンポーネントを取得します。ノードのin入力をボロノイノイズのp3に接続します(通常、p3の方がよりランダムになります)。

6. MtlX Range VOPを追加します。このノードは、入力値をリマップします。そのin入力をMtlX Separate VOPのoutxに接続します。MtlX Range VOPに、 Outhigh パラメータがあります。値は、利用可能なマップの数と一致する必要があります。この例では、4つの窓に4つのマップがあるため、パラメータの値は4です。

7. outピンをシェーダのroom_offset入力に接続します。

以下の図のようなネットワークになっているはずです。

スライスでインテリアにレイヤーを追加すると、空間がより奥深い印象になります。シェーダのパラメータを開いて Slice {n} をオンにすると、 Slice Offset UDIM パラメータが表示されます。インテリアマップにスライスがある場合、スライダを使用してスライスをスワップすることができます。インテリアマップには最大4つのスライスを含めることができます。

マップをランダム化する方法を使用して、 Slice Offset UDIM パラメータを駆動することができます。

1. 必要な作業は、MtlX Range VOPをさらに追加して、MtlX Separate 3ノードのout[xyz]出力に接続するだけです。

2. その後、MtlX Range VOPの Outhigh パラメータを4(マップ毎の最大スライス数)に設定します。空のスライスには黒の背景があり、完全な透明とみなされます。

3. MtlX Range VOPのoutピンを、シェーダのslice{n}_offset入力に接続します。

以下に示す3つのビューは、複数の窓と階でランダム化したインテリアマップです。

窓のジオメトリは、2つのポリゴンカーブで作成されます。カーブ間の空間がポリゴンで埋められて、ソリッドオブジェクトになります。なお、以下のガイドは、考え方を説明するための基本の方法です。

1. obj レベルで、タブメニューを開いてGeometry OBJノードを作成します。ノードをダブルクリックして、その中に入ります。

2. Geometryノード内で、Curve Bezier SOPを作成します。ビューポートにマウスカーソルを移動し、2を押して Top ビューを開きます。次に、Enterを押して描画モードに入ります。

3. ノードの Primitive Type が Polygon に設定されていることを確認します。

4. を使用してポイントを描画します。ポイントが多いほど、滑らかなサーフェスになります。再度Enterを押して、カーブの描画を終了します。

5. Line SOPを追加し、 Length を2(またはその他の値)に設定します。

6. Copy to Points SOPは、カーブをラインのポイントにコピーします。

7. Copy to Points SOPの 1番目 の入力をカーブノードの出力に接続します。 2番目 の入力はラインの出力に接続します。

8. Skin SOPを追加して、カーブ間にポリゴンを作成します。 1番目 の入力を、コピーノードの出力に接続します。

9. Fuse SOPで、ポイント同士をスナップしてジオメトリをクリーンアップします。

   これで、マップの投影のためのソリッドオブジェクトが作成されました。残りの手順は、前の例と同じです。

1. Karma Room Map Frame SOPは、関連するすべてのアトリビュートを追加します。そのノードを追加して、入力をネットワークの最後のノードの出力に接続します。ここでカスタムのroomIDアトリビュートを作成する必要はありません。すべてのポリゴンが共通のroomID値の0を持つようにする必要があります。

2. Null SOPでチェーンを終了し、名前をGEO_WINDOWなどに変更します。

Karmaを使用してレンダリングするためのLOPセットアップは、前に説明した通りです。Karma Room Mapシェーダには、Karma Room Map Frame SOPからのアトリビュートとインテリアマップが必要です。カーブした窓の複数のコピーがある場合、マップをランダム化する方法とスライスをランダム化する方法を再度使用することで、様々なマップを適用することができます。以下は、カーブした窓の2つのビューです。

考え方が理解できると、このシェーダは優れた堅牢性と柔軟性を備えていることが分かります。このシェーダは様々な形状でも動作して、関連するすべてのアトリビュートを制御できます。1つのシェーダノードだけで、建物全体に家具などを揃えることができます。