Houdini SwitchSOP

Houdiniでswitchを使ってsubnetに接続がある場合とない場合で処理を分けようとしたときに、色々と教えてもらったり、新しく分かったことがあるのでまとめます。

SubstanceDesigner VectorWarpについて

今日はSubstance Designer のVector Warpについて調べてみました。

https://docs.substance3d.com/sddoc/vector-warp-159450546.html

Vector Warpは、Directionla Warpと同様に入力画像を歪めます。Directionla Warpと異なる点はベクトルマップを用いて複数の方向に歪めることです。
ベクトルマップは法線マップに似ていますが、RとGのチャネルだけを用いて、変形する方向を示したものです。
まずは簡単に挙動を確認してみましょう。

歪める元の画像は「夏」という文字です。この画像を2つのグレーを合成して作ったRGB画像に使用します。
Rにインプットされている1つ目の値は画像を横方向に変形させます。フロート値での0.5を基準として、0に近づくほど右に動き、１に近づくほど左に動きます。
Gにインプットされている2つ目の値は画像を縦方向に変形させます。フロート値での0.5を基準として、0に近づくほど下に動き、1に近づくほど上に動きます。

グラデーションを使ってみます。
上が明るく、下が暗いグラデーションが1つ目の値にインプットされているので、上に行くほど左に動き、下に行くほど右に動きます。
2つ目の値は0.5なので縦方向には変形しません。

先程までRGBA Mergeでカラー画像を作成していましたが、もともとカラーの画像でも同じ事ができます。グラデーションの入った球からNormalを作成し、インプットしてみます。
すると縦と横方向に変形します。（Normalの値は強めにして下さい）

Normalの値を逆にすると、中心を膨らませることができます。

では画像のようにインプットされた画像をねじりたい場合にはどうすればいいでしょうか？

答えを見る前に、そもそもNormalに変換した球の画像はどういうデータなのかを確認してみます。目的を達成するためには、いま自分が扱っているものの正体を正しく知る必要があります。

RGBA Splitで分解するとRチャンネルは左が暗くて右が明るい球、Gチャンネルは上が暗くて下が明るい球なことを確認できます。Bチャンネルには薄っすらと中心が明るい球が見えます。
一番最初の例に戻りますが、Vector WarpはRにインプットされている値で画像を横方向に変形させ、Gにインプットされている値で画像を縦方向に変形させるものでした。

言い換えると、Rの画像は横にどれくらい動かすかというデータなのですが、Normalに変換した球を見るとRの要素が横方向に変化があるデータです。

Normalにした球でVector Warpをかけると中心によるように変形するのはこういうデータだからなのです。

そこで、（非常にハック的なのですが）Transform2DでNormalを回転させることによって、Rチャンネルは上が暗くて下が明るい球に、Gチャンネルは左が明るくて右が暗い球に変わります。このような画像であれば、Rチャンネルで左右への移動、Gチャンネルで上下への移動が円周方向の動きになりそうです。

つまりたったこれだけでねじる動きに変換できます。

応用すればこのようなものも作れるのでぜひやってみてください。

今回はこちらのTweetのテクニックを発端に、Vector Warpの使いこなしについて解説してみました。

Substance Designerのディザノイズ削除

SubstanceDesignerのテクスチャですが、実は書き出すときに自動的にディザノイズがかかるという仕様になっています。
これは書き出して8bitテクスチャに落とし込まれたときのマッハバンドを抑えるための仕様なのですが、作成するものによってはひどく邪魔なときがあります。
今回はSubstanceDesignerで書き出す際のディザノイズをなくす方法について書きます。

ディザノイズはなぜ必要か？

まず、なぜ自動的にディザが入るという使用になっているのかについて解説します。

わかりやすいのがPerlinNoiseのように滑らかなグラデーションを持つテクスチャです。

SubstanceDesignerは内部的に32bitの深度を扱えるので非常に滑らかなグラデーションに見えるのですが、書き出す際にゲームなどで扱いやすいように8bitに変換するとマッハバンドが目立ってしまいます。

※　正確にはこのような階調不足で発生する擬似輪郭をマッハバンドと呼ぶのは間違いです。トーンジャンプと呼ぶほうが意味合い的には合っていますが、なかなか言葉が通じないのでここではあえてマッハバンドと読んでいます。

このように階調不足を補うためにディザノイズを加えることは、CG屋的には慣習的に行うことですし複雑な絵の場合は気にならないので、デフォルトで有効になっているというのは気の利いた機能だということもできます。

ディザノイズが会って困るデータとは？

色情報のようなものは概ね問題がないのですが、SubstanceDesignerではそれ以外の、例えばUVを変異させるデータを作りたくなることもあります。

例えばこのようなデータです。

ここでやりたいことはグリッド状にUVを変異させるデータなので、各セルの中身が均等に塗りつぶされていなければならないということです。

当たり前ですが、SubstanceDesignerのInfomationWindowで表示しても、値に特に問題がありません。

ところが書き出した画像をPhotoshopでみてみると、一見同じ色に見える部分でも微妙に変化があります。これがディザノイズの悪影響です。

ディザノイズをなくすには？

結論からかくと8bitでエクスポートするときにディザをなくすというオプションはありません。

ですが逆に、8bit以上のテクスチャであればディザは入らないという仕様になっているので、設定を行えばディザのないテクスチャを扱えます。8bit以上のデータを書き出すためには複数の設定を変更する必要があるので気をつけてください。

outputノードの設定で8bit以上のデータを選択します。

書き出し設定で、フォーマットを8bit以上のデータを扱えるものに変更します。（TGAは8bitのみです）

outputノードの直前のノードで、OutputFormatを8bit以上に変更します。

以上になります。
ディザノイズは便利なのですが、仕様を知らないとハマることがあるので気をつけましょう！

チュートリアルやってみた１

Creating Procedural Modular Level for Unreal Engine
https://www.udemy.com/course/draft/2503572/

UdemyのHoudiniチュートリアルをコツコツ進めます。

Houdiniでパスを書いただけで自動的に迷路を生成してUnrealEngineに最適な状態のモッシュを作るらしいです。
通路部分の生成の途中まで。角の判定はでき、角が外向きか内向きかをこれから取得しようというところです。

NormalMapを含む形状のベイクについて

今回はNormalmapを含むメッシュを、UVを変更したメッシュにベイクして再利用する手段について記事を書きます。

ごく稀にですが、テクスチャ付きローポリモデルを編集して、別のモデルを作成するという作業が発生します。ゲーム制作では、雑魚モンスターのモデルを編集して別のモンスターにするといった作業がこれまでも多くありました。

かつては比較的単純だった仕事ですが、NormalMapを使用した場合、少しややこしい仕事になります。というのも、使いまわすときにテクスチャの向きなども変更したくなるものなのですが、BaseColorやRoughtnessはベイクすれば問題ないのですが、Normalmapに関してはそうはいきません。UVを回転させるとTangentとBinormalも同時に回転するため、回転に合わせた異なるNormalmapが必要になるからです。

Normlamapを回転させて使うにはいくつか方法があるのでご紹介します。

１．Photoshopを使う

一番単純な方法はPhotoshopを使用して赤成分（Tanget）と緑成分（Binormal)を入れ替る、もしくはそれぞれの値を反転するなどの編集を行う方法です。ただし90度よりも小さな単位で回転した場合にはお手上げです。

２．SubstanceDesignerのRotateTangetを使う

SubstanceDesignerのNormal Vector Rotationを使用すると、90度以外の角度にも回転できます。回転であればほぼ対応できます。

３．XNormalでBaseTextureをベイクする

上記2つの方法でも対応できるケースは多いのですが、UVを自在に回転させつつUVアイランドの結合をおこなってしまったようなケースでは、フェイスごとにタンジェントが代わってしまっているため対応できません。

そこでXNormalを使ってテクスチャをベイクする方法が使えます。

このようにUVを大幅に変更してみました。

変更前のモデルにタイヤ跡のような模様をつけました。こちらはHeightで作成したため、UVが切り離され異なった方向に回転している場合でも、ちゃんとつながってみえます。UVの向きが異なるので、Normalmapをみた場合には色がつながって見えません。

Mayaのマップの転写などの方法でNormalmapの値をそのままベイクした場合には、このように違う角度からライティングされたような結果になり、つながらないです。

そこで、XNormalを使用してベイクします。XNormalにはBase Texture to Bakeという機能があります。これはハイポリメッシュ（ベイクのソース）にテクスチャを割り当て、ローポリメッシュ（ベイクされるメッシュ）がそのテクスチャを拾うというものです。Mayaでいうマップの転写で拡散をベイクしたような状態で、ローポリメッシュはハイポリメッシュのカラーなどの情報を素直に拾ってくれます。

このBase Texture to Bakeという機能には、さらにBase Texture is a tangent-space normal mapというオプションのチェックボックスがあります。こちらを有効にすると、ハイポリに使用したテクスチャはTangentスペースのNormalmapとみなし、なおかつtangetの変化（UVの変化）に伴ってnormlamapを補正してベイクしてくれます！

Base Texture is a tangent-space normal map　を有効にしてみました。
UVを大幅に変更してもNormalも正しくベイクできます。

同じくBase Texture is a tangent-space normal mapを有効にしたもの（右）、無効にしたもの（左）の比較です。
有効にした場合、モデルのUV（タンジェント）に合わせてNormalを再計算し、つながるようになっているのがわかります。

情報提供者はいたうさん（@t_itau）、MINOさん（@MINO_8601）でした。
ありがとうございますー！！

SubstancePainterで正しいcurvatureをベイクする

curvatureとはどんなデータか？

curvatureとは曲率を表すデータです。
曲率に従って決まり、グレーの値は平坦であることを表し、暗くなるほど凹面、明るくなるほど凸面であることを表します。

曲率を表すので正しく生成できれば以下のような挙動になります。

• 平面は全ての箇所で全く曲面がないのでニュートラルなグレーになります。
• 球体は全ての箇所で均質な曲率ですので偏りのない明るさになります。(ニュートラルなグレーよりも明るいです)
• 角丸キューブの場合、エッジが曲がり始めると一定の曲率になりますが、角は3面に曲がるのでより曲率が高いため明るくなります。
• 小さい球体はより鋭い曲面といえるので、小さいほど明るくなります。

ベイクの準備

では実際にベイクを行いたいと思います。
正しくベイクするためにモデルのUVと頂点の法線の設定を行います。
ローポリゴンのエッジが90度のメッシュになる場合、ハードエッジの設定にしてUVを切り離す必要があります。この設定によってUVの向きが異なるが箇所を違う値をベイクできるようになり、Normalのシームが出なくなります。
ベイクする際のUVと頂点法線の設定はリンク先の画像がわかりやすいです。

https://forum.substance3d.com/index.php?topic=16416.0

今回はテストなので比較的シンプルな角丸キューブを作りますが、 すこしだけいじわるをしてUVは斜めに傾けておきます。

ベイク設定

データができたのでベイクしてみます。
デフォルト設定ですがで、データが単純なこともあり、Curvature以外はおおむね問題ないです。

問題のcurvatureですが、UV境界に均一な線が入ってしまいます。

ここからが本題です。なぜこんな線が入るのでしょうか？どうやったらこの線はなくなるのでしょうか？

この線の正体はCurvature Baker parameterのEnable SeamとSeams Intensityの設定です。Enable SeamがONになっているとき、Seams Intensityの強さで線を描画します。

Enable Seamのチェックを外すことで線は消えますが、やや隙間が目立ちます。そういった場合にはCommon ParameterのDilation Widthでベイクしたときの延長の幅を変えることで緩和されます。

もしくはSeams Intensityの値をいい感じに設定してなじませることで緩和することもできます。

そもそも、なぜ隙間なくベイクできないのでしょうか？

それはSustancePainterのCurvatureのベイクが、ローポリとベイクされたNormalを使った簡易的な処理だからです。

Enable Seamは癖のあるパラメーターですが、デフォルトでONになっているのは、エッジのシーム付近は角になることが多いので、ベイクの甘さをこれで誤魔化すためについているものだと思います。

SubstanceDesignerを使用する

ちなみにおなじSubstanceシリーズのSubstanceDesignerにはcurvatureのベイクの設定が二種類あります。

ひとつはCurvatureで、こちらの設定はSubstancePainterと同じものです。（ただし、より明示的にNormalMapを指定する必要があります）
もうひとつはCurvatureMap from Meshというもので、こちらはハイポリを使用してベイクを行うため、より正しくベイクを行うことができます。 角の明るさもはっきりと出ていますね！

CurvatureMap from Meshは便利ですが、万能というわけでもないようで、球体をベイクした際にはシワのようなものが出てしまいました。こちらはまだパラメーターを追いきれていないのですが、UVの変形度合いに影響するようです。（ CurvatureMap from Mesh についての説明が、なぜかマニュアルに載っていないんですよね…）

SubstancePainterのフィルタの作成手順

おひさしぶりですこんにちは。
今回はSubstancePainterのフィルターの作成手順について書きます。

SubstancePainterのフィルターを作れるツール

SubstancePainterのフィルター、ジェネレーター、シェイプなどもデータの形式はsbsarです。
これはSubstanceDesignerで作られたファイルですが、アーカイブされているのでノードを編集／閲覧することはできません。SubstanceDesignerとSubstancePainter、Achemistで使用することはできます。

SubstancePainterのフィルターとジェネレーターの違い

似たような機能ですが、意識していないと混乱するのでまとめておきます。

フィルターとは、主にマスク情報に対して使い、下のエフェクト（マスク情報）に対して影響を及ぼすものです。例としてブラーなどが挙げられます。

ジェネレーターとは、メッシュのトポロジに基づいてマスクを生成する機能です。マニュアルにはこのように書いているのですが、もう少し正確に言うとベイクされた各種マップを基にマスクを生成する機能です。そのため正しく使うにはあらかじめべいくを行う必要があります。例としてDrippingRustなどがあげられます。

フィルターの作り方

フィルタを作るには新しいグラフを作るときのテンプレートからPainterFilterを選びます。Emptyを選び、自分で作ることもできるのですが、プリセットで必要なノードが用意されているので使うと便利です。

作成すると下の画像のようにinputとoutputのノードが配置されたグラフが現れます。
inputで下のエフェクトを受け取り、outputで出力されるので、この間に処理を加えるとフィルターとして機能します。

今回は簡単に下のエフェクトに応じて星を表示するだけの機能を作ります。
TileSamplerを作りTileInput1にStarノードで作った星をつなぎ、PatternDistributionMapにPerlinNoiseをつなぎます。PerlinNoiseは後でInputに差し替えますが、確認のためにおいています。このままではTileSamplerでInputやPatternDistributionMapを使用してくれないので、PatternやPatternDistributionInputの設定を変更します。

設定ができたら、今後はある程度の調整機能を持たせたいので、 Scaleの設定などをExposeしましょう。Exposeした値はSubstancePainterから変更できます。

パラメーターのExposeができたらTileSamplerのPatternDistributionMapにInputをつなぎなおします。

最後に書き出し設定です。Explorerで.sbsarファイルとしてパブリッシュします。

出来上がったフィルターをSubstancePainterにインポートします。ドラッグするとダイアログが現れるので、種類はFIlterを選んでください。テスト中はインポート先をCurrentSessionにしておくとよいでしょう。

さっそく使ってみましょう。
何か適当なマスクを作りその上にフィルターを作成します。フィルター一覧に先ほど作成したSBSARファイルが見えますので選択します。

このように作るだけなら、非常に簡単にフィルターも作成できます！