詳細に入る前に、KarmaのMaterialXサポートとそれがアーティストのマテリアル構築にどのような影響があるのか説明しておく価値があります。 KarmaはMaterialXシェーダをサポートしていますが、MaterialXのコード生成には依存していません。 代わりに、KarmaはUSD内に記述されているMaterialXノードのシェーダネットワークを読み込んで、その場でレンダラー用のマテリアルを構築しています。 このおかげで、Karmaは、Karma用ノードまたはUSD Previewノードを使用して、MaterialXで不足している機能を補うことができています。

たいていの場合、アーティストは、Karmaを使ってレンダリングする時は Karma Material Builder から始めるべきです。 独自のKarma用ノードも慣例もない“純粋な”MaterialXネットワークを構築できるように、“USD MaterialX Builder”は、その純粋な仕様の範囲内に対応しているMaterialXノードのみを提供します。

Solarisでマテリアルをプリミティブに割り当てるのは簡単です。 Material LibraryまたはAssign Materialノードを使用して、マテリアルをPrimまたはGeomSubsetにバインドすることができます。

デフォルトでは、 Material Binding Strength は Weaker Than Descendants です。 これは、子Prim自体にマテリアルバインドがない限り、すべての子Primにバインドが適用されることを意味します。 マテリアルを親Primに割り当て、Strengthを Stronger than Descendants に設定すると、シーン全体のマテリアルを上書きすることができます。

USDにおけるマテリアルバインドは特定のPurposeのみに適用できます(USD Render Purposeは、プレビュー、マップ生成、最終レンダリングなど、様々なタイプのレンダリングを指します)。 デフォルトでは、マテリアルはどのPurposeにも適用されますが、例えばマテリアルを最終レンダリングだけにバインドするよう設定することも可能です。

USDはCollectionベースのマテリアルバインドに対応していますが、現時点では、その方法を強くお勧めするほどのワークフロー/パフォーマンスのメリットはありません(USD Collectionをパターンとして定義でき、および/またはHydraがCollectionベースの割り当てを介したインスタンスの上書きに対応している場合、これは非常に強力なワークフローとなります)。

• UsdMaterialXに対応しているどのような環境でも動作するように純粋なMaterialXシェーダのみでシェーダネットワークを構築したい場合は、 USD MaterialX Builder から始めてください。

• Karma Material Builder は、MaterialXをベースとしたKarmaマテリアルの作成を簡略化します。このサブネット内では、⇥ Tabメニューがフィルタリングされて、互換性のあるKarma、USD Preview、MaterialXノードのみが表示されます。これにより、シェーダネットワーク内で誤ってVEX VOPノードを使用してしまうのを防ぐことができます。

• MaterialXノードを使用して、Karma Hairまたはその他のKarma固有のシェーダのパターンを駆動させることができます。

• HoudiniのPrincipled Shaderと異なり、MtlX Standard Surfaceノードはパラメータをジオメトリアトリビュートに自動バインドしません。

• このアイコンやhmtlx接頭辞で始まるMaterialXシェーダは、純粋なMaterialXノードを使用して実装されていますが、MaterialX標準配布の一部ではなりません。

• USD PrimVar Readerは、KarmaではMaterialXノードと互換性があります。

• UsdMaterialXに対応したレンダーデリゲートが増えるまでは、USD Previewシェーダがマテリアルを定義するのに最も一般的で汎用的な方法となります。

• 厳格にUSD Preview専用マテリアルを構築する場合は、 USD Preview Material Builder を使用してください。

• VEXシェーダは、Karma CPUで のみ 機能します(Karma XPUでは機能しません)。

• 直接Cdにバインドするのでなく、Surface Colorノードをシェーダで使用してください。Cdがジオメトリで見つからない場合、displayColor Primvarが代替となります。これにより、VEXシェーダはMantraからKarmaに簡単に切り替えることができます。

• Point Cloud系シェーダや他のジオメトリルックアップ系シェーダは、Karma CPUでも機能するはずですが、ステージ上のプリミティブにアクセスすることはできません。これらのシェーダはディスク上の.bgeoジオメトリファイルにのみアクセスすることができます。

Karma CPUとKarma XPUはどちらもUDIMテクスチャに対応しています。 また、アーティスト側でUDIMを調整できるように設計されたユーティリティノードがSolarisに用意されており、 Primvarを使用してテクスチャバリエーションを駆動させることができます。 これらのノードは、MtlXノードグラフとして実装されているので、理論的には、レンダリング時にUDIMタイルを変更することが許容されているどのUsdMaterialXレンダラーでも動作するはずです。

Karmaではmipmapされた.exrまたは.ratテクスチャファイルを使用します。 Karmaは他のフォーマットも使用可能ですが、.exrや.ratを使用する場合と比べて、(特にプロダクション規模で)効率性が悪かったり、予測可能なものではありません。 mipmapを使用すれば、タイル化されたテクスチャによってパフォーマンスが良くなります(特にTime to First Pixel:いざピクセルのレンダリングを開始するまでの時間)。

Karmaは、Houdiniが対応しているすべての画像フォーマットだけでなく、OpenImageIOを介して対応している多くの画像フォーマットに対応しています。 テクスチャフォーマットは、パフォーマンスとカラー空間の想定に影響を与えます。詳細については、カラー空間を参照してください。

imaketxコマンドラインユーティリティを使用すると、他の画像フォーマットからmipmapされた.exrおよび.ratファイルを生成することができます。

[09:02:04] Texture Disk Cache: Converting image /jobs/gramophone.usdz[Gramophone_Normal.png] to texture /tmp/houdini_temp/hfsT7MYFL
[09:02:05] Texture Disk Cache: Finished writing output file /tmp/houdini_temp/hfsT7MYFL
[09:04:11] Texture Disk Cache: Converting image /jobs/maps/mandril.jpg to texture /jobs/aces/maps/mandril.jpg.rat
[09:04:11] Texture Disk Cache: Finished writing output file /jobs/maps/mandril.jpg.rat    

Karmaは、シーンを内部的にリニアカラー空間でレンダリングするため、テクスチャマップをリニア空間に変換する必要があります。 Hydraはパラメータメタデータを渡さないため、Karmaはいくつかの方法でソースのカラー空間を判断します:

1. カラー空間入力が“raw”、または、タイプがvectorの場合、Karmaは画像カラーを変換しません。

2. Readerノードが“Auto”に設定されている場合、Karmaはソースのカラー空間を検出する処理を実行します。

   1. diffuse_map.rec709.exrなど、ファイル名に埋め込まれたロール文字列をチェックします。

   2. 画像ファイル内のメタデータからカラー空間の仕様をチェックします。

   3. 8ビット画像ではsRGBを想定し、他のフォーマット/ビット深度ではリニアを想定します。

Hydraはパラメータメタデータを渡さないため、color3またはcolor4のシグネチャを持つMtlX Imageノードは常に“Auto”モードになります。 MtlX Imageノードで画像を強制的に(変換なしで)リニアで読み込ませるには、パラメータのシグネチャを非カラー値(float、vector3、vector4など)に設定します。

デフォルトでは、Karmaはグラスや水などの透過マテリアルに対して何かしらの最適化を使用します。

• デフォルトでは、Fake Caustics(疑似コースティクス)が有効になっています。

• 内部反射も無効になっています。

これは、たいていの場面では綺麗に見え、そして、非常に高速です。 しかし、真のコースティクスと内部反射も有効にすれば、もっと物理的に正しい結果が得られます。

他にも、マテリアルプロパティまたはジオメトリプロパティを使用してNested Dielectrics(入れ子状の絶縁体)をセットアップすることで、入れ子状の透過マテリアルを正しくレンダリングすることができます。

非ライトプリミティブを発光させることで、レンダリング時にそれをライトとして機能させることができます。次のシェーダは発光に対応しています:

発光シェーダの作成はたいてい、最初の一歩にすぎません。 発光ジオメトリのサンプリングは、実際のライトプリミティブのサンプリングほど効率的ではありません。 Karmaには、発光ジオメトリのサンプリングを改善できる特別なレンダープロパティがあります。 これらのプロパティは、マテリアル上、または、ジオメトリオブジェクト上に設定することができます。

Karma Material Propertiesノードは、マテリアル上にレンダープロパティを設定します。 一方、Render Geometry Settingsノードは、特定のジオメトリプリミティブを光源として扱うようにKarmaに指示することができます。 発光ジオメトリのルックと品質を制御する追加パラメータもいくつか利用可能です。