【Unity道場Houdini編】UnityとHoudiniで作るRealtimeVFX実践解説前編

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● 佐々木洋太
● KLab株式会社技術統括部RRRグループ所属
○ ※RRR = RealTime Rendering Researchの略
● VFXシニアアーティスト
自己紹介
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● 来歴
○ アニメ制作会社、3DCG制作会社で主に2D・3Dのエフェクト・コンポジット・映像制作に多
数携わった後KLabに入社。
自己紹介
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● 入社後
○ 入社後は先端VFXの技術検証やテックデモ制作に携わりつつ、オリジナルRPGタイトルのカ
ットシーン制作に参加。
■ テックデモのLink
■ UnityKorea様で行ったテックデモのウェビナーLink
● 現在
○ 現在は主に映像・エフェクトの技術・アート両分野での「新規プロジェクトへの協力・高度
なVFXの技術検証及び社内導入・制作力向上への貢献・コンセプトやスタイルガイドの構
築」といった業務を行っています。
○ 技術検証・実践内容の一部は2020年のCEDECで登壇して紹介しています。
■ CEDEC2020の資料Link
■ SideFX社様のCEDEC紹介ページLink
自己紹介
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● リアルタイム・レンダリング・リサーチグループ（RRR）
○ KLabの3Dビジュアル研究開発グループ
○ 横断活動グループとしてプロジェクトサポート及び新規開発に関与
○ 2018年に結成
○ 現在は7人
■ 全員がそれぞれ違う得意分野を持っている人
■ 全員が「楽するための苦労をしたい」人
● ＜今の仕事を仕組化・効率化し、未来を楽にする。＞という、KLabの大事にしている価値観の
一つでもあります。
自己紹介
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● 自主制作
○ 仕事だけではなく趣味でもプリレンダーやリアルタイムの映像・エフェクト・モーショング
ラフィックス制作をしています。
■ 先日ボーンデジタル様主催の『Houdiniで作るNPRエフェクト＆After Effectsでのコンポ
ジット実践解説オンラインセミナー』という題で、趣味のNPRエフェクトの解説セミナ
ーを行いました。
○ 今回のUnity道場では、仕事及びこうした自主制作で培われたHoudiniとUnity連携のノウハウ
をご紹介致します。
自己紹介
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Personal Work Demo Reel
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Personal Work Demo Reel
● Houdini&Unity：Real-timeリール紹介
○ 動画リンク
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Houdini and Unity integration
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● introduction
○ デモリールで紹介したようにHoudiniとUnityを使用した作例が色々とございます。
○ 今回はその中から「FlowMap」及び「Rigid Body Dynamics（RBD）」関係のノウハウの紹介
を主に行いたいと存じます。
○ 基本的には作業シーンを紹介しながらの説明になりますが、後で資料として読み返しやすい
ように要点はスライドの方にも記載させていただきます。
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● 香盤表
○ 前編
■ introduction
● 自己紹介
■ Houdini and Unity integration
● Various uses for flowmap
○ 後編
■ Houdini and Unity integration
● Baking Rigid Body Dynamics
● その他Tips
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● 使用しているツールのバージョン
○ Houdini
■ Houdini18.5.462
■ SideFXLabs18.5.462
○ Unity
■ Unity2019.3LTS：HDRP
■ Unity2019.4LTS：URP
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Various uses for Flowmap
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序文
● Flowmap とは
○ Flowmap は、端的に言うと水など流体の流れを2次元で表現するための手法です。
○ Y-up で X方向への動きを赤(R)チャネルに、Z 方向のチャネルを緑 (G) チャネルに渡し、 0 <
x,z < 128 で-方向に、128< x,z < 255 で+ 方向に動きます。X=128, Z=128 で静止状態です。
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序文
● Flowmap とは
○ 一般的なエフェクトで煙やショックウェーブのような要素に使用したり、環境エフェクトで
川や滝・溶岩のようなものに使用したり、サイネージのようなイメージ流体的な表現に使用
したりと色々と使い所の多い手法です。
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序文
● Flowmap とは
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序文
● Flowmap とは
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序文
● infomation
○ 今回はUnity道場Houdini編ということで、画像のシーンをベースに、Houdiniで川のような流
れのFlowmapを生成し、それをUnityに持ち込んで利用する環境エフェクト作成手法を主にご
紹介したいと思います。
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序文
● infomation
○ 今回はUnity道場Houdini編ということで、画像のシーンをベースに、Houdiniで川のような流
れのFlowmapを生成し、それをUnityに持ち込んで利用する環境エフェクト作成手法を主にご
紹介したいと思います。
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Flowmap of Environments
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● infomation
○ Unityに持ち込む素材は基本的にHoudiniで作成しています。
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● 背景素材：infomation
○ 背景素材はHeightFieldで作成しています。
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● 背景素材：初期設定
○ ジオメトリの凹凸のクオリティが頂点カラーやNormalにベイクする際に直に影響するので、
「GridSpacing」を「1」にしてメッシュの解像度を高めています（初期設定は「2」）。
○ 「GridSpacing」が「2」だと寄りの絵で見た時にメッシュやテクスチャが甘めに見えやすい
ので、高解像度でベースの素材を作成して後々必要に応じてリダクションすることをお奨め
します。
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● 背景素材：マスク
○ 実際に川にする部分をジオメトリでマスキングして指定することができます。
■ こうすることで極めてプロシージャルなシーン・アセットを構築することができますが、
後々細かく個別に調整したいときに逆に不便な事もあるので適宜使い分けます。
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● 背景素材：マスク
○ 今回はHeightField上でアナログで川にする部分をペイントしてマスキングしています。
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● 背景素材：ディテール
○ 主に「Noise」「Distort」「Erode」を用いてディテールを作成します。
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● 背景素材：リサイズ
○ 初期設定だと1000m×1000mのような長大なサイズなので、ディテールを作り終えたらポリゴ
ンに変換する前に扱いやすいサイズにリサイズしています。
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● 背景素材：コンバート
○ 「Convert HeightField」SOPでポリゴンに変換します。
○ この作例のような小規模なスケールの場合、HeightFieldを普通のポリゴンとして扱うことで
作業の取り回しが良くなります。
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● 背景素材：ポストプロセス
○ HeightField素材は様々なアトリビュートを内包しているので、それを用いることで地形に沿
った色調整を行う事ができます。
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● 背景素材：ポストプロセス
○ HeightField素材は様々なアトリビュートを内包しているので、それを用いることで地形に沿
った色調整を行う事ができます。
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● 背景素材：Export
○ 色調整等のポストプロセスが済んだら、SideFXLabsの「MapsBaker」SOPで必要なテクスチ
ャを書き出します。メッシュも必要に応じてリダクションしてFBXで書き出します。
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● 背景素材：Export
○ 色調整等のポストプロセスが済んだら、SideFXLabsの「MapsBaker」SOPで必要なテクスチ
ャを書き出します。メッシュも必要に応じてリダクションしてFBXで書き出します。
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● Flowmap：infomation
○ 背景素材の調整が済んだら、それに沿ってFlowmapのテクスチャとメッシュ作成を行います。
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● Flowmap：ベース素材
○ 背景素材に沿って、任意の形状のカーブを作成して使用します。
○ 地形に沿わせる事を考慮して、ベース形状作成後に「ResampleSOP」等でPoint数を増やし
ておくとベターです。
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○ 「add」SOPでPointを作って繋げてベースのカーブを作成しています。
■ こうすることで後々カーブを編集したい時に調整がしやすくておススメです。
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○ 「raySOP」でカーブを任意の背景素材に沿わせます。
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○ 「Sweep」SOPでメッシュを生成します。
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● Flowmap：ベース素材：注意事項
○ 「Sweep」SOPの「PrimitiveType」を「Polygons」に設定します。
○ 初期設定の「Automatic」だと「PolygonSoup」扱いになる場合が多く、「PolygonSoup」だ
とPointやPrimitiveのアトリビュートを参照・調整したい時に不都合があるので、Flowmap作
成時は「Polygons」に設定する必要があります。
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● Flowmap：UV
○ 川のように縦に長いメッシュや中規模以上のメッシュを生成した場合、画像の様にUVが複
数のUV空間に渡って生成されることがよくあります。
■ プリレンダーならともかく、ゲームエンジンに持ち込む上でこの状態は望ましくあり
ません。そのため一つのUV空間にUVを納める必要があります。
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● Flowmap：UV
○ pointnunber等の任意のアトリビュートを参照したアトリビュートを作成し、それを0-1にfit
させます。
○ 生成するアトリビュートは元のカーブのpoint数と同じにしておくのがベターです。
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● Flowmap：UV
○ 0-1にfitさせたアトリビュートの情報を基にUV情報をリマップします。0-1にfitさせているの
でUVが一つのUV空間に納まります。
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● Flowmap：Flowmap生成
○ ベースのDirectionは元のメッシュのNormal情報を使うか、画像の様に均一なDirectionでベー
スを作成しておくと後の調整がし易くておススメです。
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○ 元のカーブを「FlowmapGuide」ノードに接続することで、プロシージャルにカーブの流れ
に沿ったFlowmapを作成することができます。
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○ 元のカーブを「FlowmapGuide」ノードに接続することで、プロシージャルにカーブの流れ
に沿ったFlowmapを作成することができます。
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● Flowmap：カラー設定
○ 「Flowmap to Color」ノードでFlowmapとしての色を付けます。
○ 如何にもUnityで使う場合はチェックを入れなければならないと思われるようなチェックボ
ックスがあるのですが、プレビューで意図した通りにFlowmapが流れていればチェックを入
れなくて問題ありません。
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● Flowmap：障害物の設定
○ 「FlowmapObstacle」ノードを使用し、障害物周辺の流れの歪みを生成することができます。
障害物がない場合は「FlowmapObstacle」ノードは使用しなくて大丈夫です。
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● Flowmap：プレビュー
○ Flowmapの見た目や動きの確認は「FlowmapVisualize」ノードで行います。実際にアニメー
ションを再生しながらFlowmapのクオリティを詰めていきます。
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● Export：事前確認
○ Exportの前にUV情報が一つのUV空間に納まっているかを確認します。
○ 本来一つのUV空間に納まらないUVをfitさせているので、画像の様に圧縮されたような見た
目になっていても問題ありません。
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● Export：Texture
○ FlowmapTextureのExportにはSideFXLabsの「SimpleBaker」「MapsBaker」が手軽でおス
スメです。
○ 基本的に地形のFlowmapは縦横に伸縮された状態で書き出すので、実際にColorやNormalで
使うテクスチャはタイリングされたものを推奨します。
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● Export：メッシュ
○ 静的なメッシュとしてFBX等でExportします。
○ この際、場合によっては適宜リダクションしてポリゴン数を減らします。
■ 四角ポリゴンのままリダクションしたい場合は「PolyReduce」SOPの
「PreserveQuads」のチェックをオンにしておくと、比較的四角ポリゴンを維持してリダ
クションできます。
■ UVはHoudiniの殆どのリダクション手法で維持されます。
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● Unity：import設定
○ Flowmapの素材はsRGBのチェックを外さないと上手く使えない場合もあるのですが、
sRGBの状態できちんとFlowmapテクスチャが描画されていればチェックが付いたままで
大丈夫です。
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○ ベースとなる発生源の素材はHoudiniで作成しています。
■ 最低限の指向性を持ったNormalやVelocityがあれば大丈夫なので、シンプルなチュ
ーブを作成しアトリビュートを調整してPointCacheで書き出しています。
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○ VectorFieldのデータも同じチューブから生成しています。
■ こちらもSDFの起点として最低限の要素が備わっていれば今回のような用途では問
題ないので、軽量のボリュームに変換して3KBのVectorFieldデータとして書き出し
ています。
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Other Flowmap tips
● infomation
○ ポピュラーなFlowmapの利用法として、煙やショックウェーブのようなエネルギー物に使う
放射型のFlowmapのHoudiniでの作り方を紹介いたします。
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Other Flowmap tips
● ベース素材作成
○ Flowmap作成に使う正方形のグリッドを用意します。このグリッドの頂点カラーに焼き付い
たFlowmapの情報をテクスチャにベイクするので、分割数はそこそこ増やしておきます。
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Other Flowmap tips
● ディテールアップ
○ 均一な放射になりすぎるのが嫌な場合は、別の素材を追加で「FlowmapObstacle」ノードに
接続したり、元々の放射型Normalに少しランダム性を持たせたりして不均一さを作ります。
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Other Flowmap tips
● ディテールアップ
○ 均一な放射になりすぎるのが嫌な場合は、別の素材を追加で「FlowmapObstacle」ノードに
接続したり、元々の放射型Normalに少しランダム性を持たせたりして不均一さを作ります。
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Other Flowmap tips
● Export
○ 「FlowmapVisualize」ノードでの調整が終わったら「SimpleBaker」や「MapsBaker」ノード
で頂点カラーをテクスチャにベイクして作業完了です。
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Other Flowmap tips
● Extra
○ Flowmap作成時に特によく調整する要素はそこまで多くないので、よく調整する要素を纏め
てHDAやサブネットでアセット化しておくと作業効率・品質の向上に役立ちます。
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【Unity道場Houdini編】UnityとHoudiniで作るRealtimeVFX実践解説前編

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