Houdini — это программное обеспечение для 3D-анимации , разработанное компанией SideFX из Торонто , которая адаптировала его из набора программных инструментов процедурной генерации PRISMS .
Процедурные инструменты используются для создания различных эффектов, таких как сложные отражения, анимация и система частиц. [2] Некоторые его процедурные особенности существуют с 1987 года. [2]
Гудини чаще всего используется для создания визуальных эффектов в кино и на телевидении. Его используют крупные компании по созданию визуальных эффектов, такие как Walt Disney Animation Studios , Pixar , DreamWorks Animation , Double Negative , ILM , MPC , Framestore , Sony Pictures Imageworks , Scanline VFX , Method Studios и The Mill . [3]
Он использовался во многих анимационных постановках, в том числе в художественных фильмах Диснея «Фантазия 2000» , «Холодное сердце» , «Зверополис» [4] и «Райя и последний дракон »; [5] фильм Blue Sky Studios « Рио » и фильм DNA Productions « Ant Bully» . [6]
SideFX также издает Houdini Apprentice, ограниченную версию программного обеспечения, которая бесплатна для некоммерческого использования.
Houdini охватывает все основные области 3D-производства, включая следующие:
Houdini — это открытая среда, поддерживающая различные API сценариев. Python все чаще становится предпочтительным языком сценариев для пакета и предназначен для замены исходного языка сценариев HScript, подобного C Shell. Однако любые основные языки сценариев, поддерживающие связь через сокеты, могут взаимодействовать с Houdini.
Процедурная природа Гудини заключена в его операторах. Цифровые активы обычно создаются путем соединения последовательностей операторов (или OP ). Этот процедурализм имеет несколько преимуществ: он позволяет пользователям создавать очень подробные геометрические или органические объекты за сравнительно небольшое количество шагов; он обеспечивает и поощряет нелинейное развитие; и новые операторы могут быть созданы на основе существующих операторов, что является гибкой альтернативой непроцедурным сценариям, которые часто используются в других пакетах для настройки. Houdini использует эту процедурную генерацию при создании текстур , шейдеров , частиц , «данных канала» (данных, используемых для управления анимацией), рендеринга и композитинга .
Операторная структура Houdini разделена на несколько основных групп:
Операторы объединены в сети. Данные проходят через систему и обрабатываются каждым оператором по очереди. Эти данные могут представлять собой 3D- геометрию , растровые изображения, частицы, динамику , алгоритмы шейдеров , анимацию , аудио или их комбинацию. Эта архитектура графа узлов аналогична той, которая используется в композиторах на основе узлов, таких как Shake или Nuke .
Сложные сети могут быть сгруппированы в один узел мета-оператора , который ведет себя как определение класса и может быть создан в других сетях, как любой скомпилированный узел. Таким образом, пользователи могут создавать свои собственные сложные инструменты без необходимости программирования. Таким образом, Houdini можно рассматривать как высокоинтерактивный набор инструментов визуального программирования, который делает программирование более доступным для художников.
Набор инструментов Houdini в основном реализован как операторы. Это привело к более высокой кривой обучения, чем к другим сопоставимым инструментам. Одно дело знать, что делают все узлы, но ключ к успеху с Houdini — это понимание того, как представить желаемый творческий результат в виде сети узлов. Успешные пользователи, как правило, знакомы с большим набором сетей (алгоритмов), которые достигают стандартных творческих результатов. Накладные расходы, связанные с приобретением этого набора алгоритмов, компенсируются художественной и алгоритмической гибкостью, обеспечиваемой доступом к строительным блокам более низкого уровня, с помощью которых можно настроить процедуры создания элементов кадра. В крупных производствах разработка процедурной сети для решения конкретной задачи создания элементов делает автоматизацию тривиальной. Многие студии, которые используют Houdini для создания крупных художественных эффектов и проектов художественной анимации, разрабатывают библиотеки процедур, которые можно использовать для автоматизации создания многих элементов для этого фильма практически без участия художника.
Уникальным для Houdini также является диапазон операций ввода-вывода , доступных аниматорам, включая MIDI- устройства, необработанные файлы или TCP- соединения, аудиоустройства (включая встроенное определение фонем и высоты звука ), положение курсора мыши и так далее. Особо следует отметить способность Гудини работать со звуком, включая синтез звука и музыки, а также инструменты пространственной 3D-обработки звука. Эти операторы существуют в контексте под названием «CHOP», за который компания Side Effects получила премию Академии технических достижений в 2002 году.
VEX (векторное выражение) — один из внутренних языков Houdini. Он похож на язык шейдеров Renderman . Используя VEX, пользователь может разрабатывать собственные SOP, POP, шейдеры и т. д. Текущая реализация VEX использует обработку в стиле SIMD .
Houdini поставляется с рендерером производственного класса Mantra, который в своем первоначальном воплощении имел много общего с RenderMan по объему и применению. Поддерживается рендеринг микрополигонов , что позволяет выполнять высококачественные операции смещения, а также традиционные режимы линейного сканирования и трассировки лучей. Шейдеры поддерживаются скриптами и создаются на языке VEX или с использованием VOP; их узловой интерфейс для программирования VEX. Mantra (как и сам Houdini) также поддерживает облака точек, которые по своему применению могут быть аналогичны кирпичным картам в Renderman. Это позволяет создавать более сложные взаимодействия света, такие как подповерхностное рассеяние и затенение окружающей среды, с меньшими вычислительными затратами. Mantra может выполнять чрезвычайно быстрый объемный рендеринг , а также физически обоснованную трассировку пути — метод, который пытается более точно моделировать физическое взаимодействие света и материалов.
Derivative Inc. — это дочерняя компания Side Effects Software, которая продает производную версию Houdini под названием TouchDesigner . Созданный специально для анимации, генерируемой OpenGL в реальном времени , он использовался в туре, посвященном 30-летнему юбилею рок-группы Rush , для создания динамической графики, управляемой непосредственно музыкантами. [12] TouchDesigner также использовался Xite Labs (ранее V Squared Labs) для создания живых визуальных эффектов для тура по установке ISAM Амона Тобина . [13]
Среди известных работ, в которых использовался Гудини, — фильм «Контакт» 1997 года и более поздний фильм «Зверополис» 2016 года . [2] [4]