【Houdini】如何使用Houdini渲染流体？

如何使用Houdini渲染流体？

版本：Houdini19.5 其他版本应该也差不多

渲染器与材质是直接关联的，不同渲染器有不同的灯光、材质。

我们首先讲解如何利用Houdini自带的Mantra渲染（CPU渲染，较慢），然后讲解更快的第三方渲染器Redshift（GPU渲染，较快）。

但是，在此之前，有一些通用步骤，即读取流体粒子帧数据和表面重建。

Houdini基本常识

Houdini中视角移动的方式

Esc进入视图视角，

然后左键旋转，滚轮/右键拉近拉远，中键平移。

H键重置视角

G键以某个物体为中心重置视角

Houdini 节点

节点是Houdini核心中的核心！是第一公民。

这也是为什么Houdini被称为程序化建模软件。

Houdini中所有操作都可以作为一个节点。

在Network视图中用 Tab键创建节点。

读取数据和流体表面重建

粒子位置数据

首先，我们准备粒子数据。我这里的输入数据是从taichi生成的mpm3d模拟得到的序列（默认是ply格式）

如果是obj格式的话，它里面只有一些点的位置而已。
例如

v 1.00718 0.992176 1.00718
v 1.09713 0.992118 1.00712
v 1.2004 0.992209 1.00721
v 1.29996 0.992199 1.0072
v 1.4 0.9922 1.0072
v 1.5 0.9922 1.0072
v 1.6 0.9922 1.0072
v 1.7 0.9922 1.0072
v 1.8 0.9922 1.0072
v 1.9 0.9922 1.0072
v 2 0.9922 1.0072
v 2.1 0.9922 1.0072
v 2.2 0.9922 1.0072
v 2.3 0.9922 1.0072
v 2.4 0.9922 1.0072
v 2.5 0.9922 1.0072
v 2.6 0.9922 1.0072
...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

读取数据到houdini

我们新建一个geo节点，重命名为read_data

双击进入该节点

然后新建file节点，选择数据序列

我们现在得到的就是一堆点。

重建表面

接下来重建表面。使用particle fluid surface这个节点。调整particle seperation。

实际上这就完成了工作。但是这样的话，你每次使用的时候，都要重新读取粒子，然后重建表面。我们不如把表面缓存一下，以后直接使用这个缓存即可。

新建file cache节点，然后修改下面的时间帧。我们只需要50帧，因此改为50。（上面绿色的位置会随之更改。如果你直接去改绿色的位置是改不了的。）
并且，我们还可以指定输出文件序列的名字：$OS的意思就是当前节点的名字。$HIP的意思就是当前.hip文件的绝对路径。

输出的格式是.bgeo.sc。这是houdini特有的压缩格式，对于Houdini来说读写都很快。

输出完了，你可以去看一看。

你会发现file cache之后的节点上会出现一个虚影，这就代表我们已经缓存了。

最后，我们新建一个null节点，重命名为fluid_surface。这个节点什么也不做，单纯就是为了以后好引用名字。

回到最外层

至此，我们已经完成了流体读取数据和表面重建

灯光和摄像机 (Mantra ）

灯光和材质都是渲染器特定的，我们从此处开始使用Mantra渲染。

灯光

面光源

首先增加面光源。control+左键 点击工具栏（shelf tool）的area light

然后就会自动进入灯光的视角，点击锁定，就可以移动灯光。

Houdini中移动的方式是先

Esc进入视图视角，

然后左键旋转，滚轮/右键拉近拉远，中键平移。

H键重置视角

G键以某个物体为中心重置视角

调整结束之后，再次点击锁，然后随便移动一下视角，就能退出。

如果你想再次进入灯光视角，就点击右上角的look through light。如下图所示

退出以后，随便移动下视角，你会发现会有一个黄色的矩形，那个就是刚才的面光源的位置。

然后调整灯光的亮度。可以调参数Exposure。

如法炮制再制作另一个面光源。

环境光和HDR背景

接下来增加环境光和HDR背景

增加environment light节点

然后选择Environment Map。在这里，我们可以导入HDR背景图。

你可以从 https://polyhaven.com/ 获取免费的HDR资源！

HDR的作用就是为环境添加环境光照。因为是环境，你得指定是什么样的环境。比如：是厨房？还是广场？还是森林？

我们要清楚，HDR的背景图默认不会被渲染出来（当然你也可以渲染出来），添加HDR的主要目的是为了设置环境光照！

摄像机

设置相机的方式基本与面光源一致：look through, 锁定，调整，解锁并退出。

设置材质和渲染器参数（Mantra）

材质

首先，切换到Material Platte

如果你发现自己的标签页上没有这玩意，就右键，然后选择Material Platte

这里面所有的东西，都是迪士尼的Principled shader，学名又叫BRDF或者BSDF。Blender里面又叫原理化BSDF。所有这些东西，都只是参数不同的预设而已。

我们把Basic fluid拖出来。这是个流体的预设。

然后再把它拖到我们的流体块上

这时我们就会发现流体有了材质。

如果你想调整流体的材质，可以双击进入Basic fluid， 然后调整参数。比如我们这里稍微调整一下不透明度（opacity）

渲染器

我们跳转到out。会发现有个默认的mantra_ipr

然后点击渲染窗口

设置好输出路径等之后，点击渲染（或Render To Disk）即可！

注意：你可以自己指定保存路径和渲染的范围。我这里只是渲染一帧。

Mantra是CPU渲染，所以很慢。而且会占满你的整个CPU（如图所示。一张图我已经渲染了1分17秒才进度87%，而且CPU满载，内存消耗1.11GB）

如果你等不及的话，可以先保存一下没渲染完的截图。如下所示。

至此，完整的渲染流程结束！

结果如图：