Houdini中HeightField相关节点在地形生成中占据了非常重要的地位，虽然可以在Houdini里右键节点-Helper查看详细的官方文档，但未对整个HeightField系统有一个宏观认识的情况下，也不知道要用哪些节点。所以单独开篇文章来记录常用的HeightField几点以及使用心得

（但HeightField手册又何必只是HeightField手册^ ^ _）

基础高度场操作

HeightField

基础的高度场节点，用于指定高度场的大小，细分/模拟粒度等基础信息

这个节点用于生成两个 2D volume 基元：height体积和mask体积，具有给定的分辨率和初始值，这些基元可以由其他地形节点进行修改。

height体积 是一个 2D 网格，表示地图上每个点的地形距离地面平面的距离（这些值可以为负）。

mask体积 可以用作其他地形工具的“mask”输入。它指定了地形节点的效果应该应用于哪些区域：mask值为 0 的区域不受节点影响，掩模值为 1 的区域完全受节点影响。地形节点允许你绘制mask或从地形信息中生成mask（例如，阴影落在哪里，或低于某个高度的区域）。

如果将这个节点的输出几何体连接到地形节点的第一个输入，它将对高度体积进行操作。如果将这个节点的输出连接到地形节点的“mask”输入，它将使用mask体积来缩放效果。

注意： 应该将 Houdini 单位视为米，当你输入比例和初始高度时。高度场工具和 Houdini 动力学假定单位为米。

  • Orientation：2D 体积在世界空间中的初始轴对齐方式。默认设置为 ZX，与“地面”平面对齐。
  • Sampling：体素中心应该位于给定大小的何处，相对于给定大小的中心。当 Height Field Convert 转换为多边形时，这些是生成的点的位置。
  • Initial Height：height体积的初始值，单位为米。默认值为 0。
  • Initial Mask：mask体积的初始值。默认值为 0。
  • Division Mode：将体积分辨率设置为sample数或grid距离。
    • By Axis：按轴细分
    • By Size：按大小细分
  • Grid Samples：当 Division Mode 为“By Axis”时，每个轴上的网格点数。
  • Grid Spacing：当 Division Mode 为“By Size”时，网格点之间的距离，单位为米。
  • Uniform Scale：缩放体素的大小。
  • Size：体素的宽度和高度，单位为米。
  • Center：体素的中心位置，以世界空间为单位。

需要注意的是，Houdini的HeightField边缘部分会把 1/2 的Grid单位留空，比如我们一个32x32的HeightField，Grid Space为1时，那么边缘0.5位置都是空的，为2时，边缘1位置都是空的，图示如下：

橙色线是HeightField的真实边缘，而右边mesh是真正渲染的体素区域，Grid Spacing为2，所以相隔了1单位

这也是为什么我们对地形切分的时候，要预留出一些长度出来

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HeightField Pattern

提供一些基础的高度场形变模板，例如阶梯状，星形等，并且可以在此基础上进行扭曲操作

HeightField Noise

对高度场赋予基于噪声的形变，内置很多噪声类型，通常用于快速生成基础地形，并且可以在此基础上进行扭曲操作

HeightField Project

将一个几何图形投影到高度场上

HeightField Blur

对高度场进行模糊处理，使其更加平滑

HeightField Remap

重映射高度场的数值，通常用于控制和修改指定数值的范围

HeightField Distort

对高度场的指定数值执行扭曲操作

与 “Heightfield Noise” 节点不同。“Heightfield Noise” 节点用于将高度值上下变化，而 “HeightField Displace” 节点则通过将现有值通过噪声场进行迁移，将它们移动到新的位置。这类似于像Photoshop中的滤镜会通过扭曲现有像素来改变图像的方式。

HeightField Tile Split

对HeightField按tile进行拆分

  1. Voxel Padding（体素填充）： 在tile边界上添加的重叠区域的大小，以体素为单位。当你将tile拆分处理时，可以通过添加一些额外的体素来确保tile之间有重叠，以防止显示上的裂缝或其他问题。
  2. Tile Lower Overlap（tile负方向重叠）： 当提取tile时，在负方向上，每个tile将以这么多体素的重叠区域与其相邻的tile重叠。
  3. Tile Upper Overlap（tile正方向重叠）： 当提取tile时，在正方向上，每个tile将以这么多体素的重叠区域与其相邻的tile重叠。

上述类型的区别就是，Voxel Padding是四方向全填充重叠体素，而Tile Lower/Upper Overlap是指定某个方向填充

注意，以上的正负方向是由tile切分后结果index决定的，例如3*3分块后，中间的tile，正方向为5，7tile，负方向为0，3tile

这些参数用于控制在使用"Houdini Height Field Tile Split"节点时，tile之间如何重叠以及如何在拼接tile时保持合适的重叠区域。通过调整这些参数，你可以在处理高度场数据时获得更好的结果，确保在分割和拼接tile时不会出现不连续或不匹配的情况。

需要注意的是Tile Upper Overlap默认就给了1，因为我们上面提到了HeightField边缘部分会把 1/2 的Grid单位留空，所以默认留了一位，如果Tile Upper Overlap为0，分割的tile是有缝隙的

一般情况下重叠区域不需要，也不能给太多，因为通过HeightField Tile Splice拼接的时候，对于重叠的体素部分，是直接连接的，并没有任何混合插值处理，所以默认情况下，留出1体素重叠量给HeightField Tile Splice即可

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HeightField Tile Splice

寻思半天也没寻思出来这玩意应该怎么用，直到我把两个tile merge到一起，然后连接到这个节点，才打开新世界大门。。。，不过官方也没有演示如何通过HeightField Tile Splice将分割好的tile拼接在一起，下面是将所有tile重新拼接到一起的一个示例：

image-20230822000140821

其中Heightfield_tilesplit1节点的Tile Number Channel需要为

1
detail('../foreach_count1', "iteration", 0)

即取得foreach_count1节点的名为iteration的detail值

最终将所有结果Merge起来，通过HeightField TileSplice节点进行无缝拼接

特定高度场效果模拟

HeightField Terrace

将高度场的指定高度范围的高度变化处理成梯田的形式

HeightField Erode

高度场侵蚀模拟，可以模拟雨水，风力，热力等自然侵蚀，包含非常多的参数供调整

HeightField Slump

高度场沉积模拟，可以模拟地形的沉积效果（例如四面环山的坑洼之地长年累月沉积成平坦的盆地），用于描述泥土，岩石在外力作用下的自然沉淀效果

HeightField FlowField和HeightField Slump共同作用下的结果

高度场中的Mask数据操作

上述内容大部分都是在操作高度场中的Height数据，但高度场还有一个重要数据：Mask

HeightField MaskNoise

对高度场的指定Mask赋予基于噪声的形变

HeightField MaskBlur

对高度场的制定Mask进行模糊处理，使其更加平滑

HeightField MaskByFeature

为Mask提供多种基于地形的操作方式，常用于隔离山峰和山谷、确定覆盖雪的区域以及植被可以生长的区域

HeightField MaskByObject

基于几何图形的投影确定一个Mask，并可以与当前已有的Mask（Input）做交互，例如相加，相减等

这里列出几个比较常用的Mask混合方式

Combine with Existing

  • Replace: 清除现有蒙版并用新蒙版替换。
  • Add: 将此蒙版中的值添加到任何现有蒙版中。
  • Subtract: 从任何现有蒙版中减去此蒙版中的值。
  • Difference: 将蒙版值设置为旧蒙版与此蒙版之间的差异。
  • Multiply: 将旧蒙版的值乘以此蒙版中的值。这可能对“缩放”现有值并保留空白区域很有用。
  • Maximum: 将蒙版值设置为旧蒙版和此蒙版中的最大值。
  • Minimum: 将蒙版值设置为旧蒙版和此蒙版中的最小值。
  • Blend: 通过一定的混合量混合旧蒙版和此蒙版。

HeightField MaskClear

清除指定Mask

Heightfield DrawMask

直接手绘Mask，但是这个工具的绘制方式非常奇怪，是基于套索的模式，初次体验，不是很趁手

HeightField Paint

功能同Heightfield DrawMask，但这个节点才是更符合日常使用习惯的笔刷模式

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实用节点

HeightField Resample

重采样高度场，用于更改细分大小

HeightField Visualize

可视化Layer。当我们自定义了一些Layer之后，Houdini默认是不会像mask那样显示出来的，就需要借助此节点做可视化，着色顺序是高层级覆盖低层级

HeightField Layer

指定两个高度场数据操作

Heightfield CopyLayer

拷贝Layer，一般新建Layer就会使用此节点

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HeightField Scatter

对高度场进行撒点操作，提供很多操作参数，可以精确控制撒点区域，用于生成场景中石头，树木等点云信息

HeightField Output

将HeightField进行导出，有以下几个注意点：

  • 如果一个heightField存在多个Volume，此节点只会处理第一个image-20230830002559370,所以要么通过HeightField Splice进行Merge，要么就分Tile导出
  • 在进行导出的时候，需要确保Houdini当前帧数正确，否则会出现导出结果为空的情况，例如帧数为0

其他

Q：对于Houdini中一些非常耗时的模拟流程，有什么办法将其缓存，而不是每次打开Houdini都进行模拟吗？

A：File Cache 节点

Q：如何查看节点提供给Python脚本调用的API及其内部实现

A：右键节点-Edit Extra Sections Source Code，即可查看源代码，不过这些API一般是没法通过Python直接调用的，例如FileCache的Save To Disk按钮，是点击后通过回调单独调用一个python脚本实现的，所以通过hou.node(node_name)获取节点实例后是没法调用相关API的，只能手动将实现复制一份到自定义Python节点中

Q：Houdini自带的文档浏览器很不好用，我想把它替换成Google Chrome或者本地任何浏览器，来享受强大的浏览器翻译插件，应该怎么处理

A：找到环境变量文件，一般位于C:\Users\Administrator\Documents\houdini19.0\houdini.env，加入一行 HOUDINI_EXTERNAL_HELP_BROWSER = 1，重启Houdini即可