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時流に即時対応したバージョンアップ、「Houdini 16.5」レビュー

時流に即時対応したバージョンアップ、「Houdini 16.5」レビュー

バージョン16から1年も経たないうちにリリースとなったHoudini 16.5。0.5という差分にとどまらない、多くの新機能の追加や性能強化が図られている。今回も、著書「Houdiniではじめる 3Dビジュアルエフェクト」でおなじみ、トランジスタ・スタジオの平井豊和氏に新機能を中心にレビューしてもらった。

※本記事は月刊「CGWORLD + digital video」vol. 232(2017年12月号)からの転載となります

TEXT_平井豊和(トランジスタ・スタジオ
最近、投資にハマっています。ブログ:graberry.web.fc2.com Twitter:@hiraitoyokazu

EDIT_藤井紀明 / Noriaki Fujii(CGWORLD)、山田桃子 / Momoko Yamada

information
「Houdini 16.5」
リリース:2017年11月中旬
価格:248,400円(Houdini Core/ノードロック)、558,900円(Houdini FX/ノードロック)ほか
販売元:インディゾーン、ボーンデジタル
www.sidefx.com/ja
※今回のレビューは正式リリース前のビルドを基にしたものであり、ここに記載された以外にも新機能が搭載される予定です。

実質的にメジャーバージョンアップと言える大きな更新

今年の2月に16.0にバージョンアップしたことが記憶に新しいHoudiniですが、早くもバージョン16.5へのバージョンアップがアナウンスされました。思いつくところではバージョン12.5でOpenVDBやWrangleの機能が本格的に追加されたということもあり、「~.5」というバージョンも実質的なメジャーバージョンアップと言える大々的な更新が施されることがあります。今回は、バージョン16.0でインターフェイスなどに施された抜本的な革新へのさらなる改善をはじめとして、次なるバージョンへのステップと思わせるような期待感にあふれる更新をも含んでいます。

Fluid関連では大きな更新点がいくつか見られ、Narrow Band(狭帯域)やAir Imcompressibility(空気の非圧縮性)を考慮したFLIPシミュレーションの実現が可能になりました。特に前者の技術は筆者個人としても以前から目をつけており、ちょうど実装されないものかと期待をしていたところだったため、今回のバージョンアップを非常に嬉しく思います。ほかにもCrowds(群衆)関連では階層型エージェントや角加速度を考慮したバンク、部分ラグドールなどが実装され、Grooming関連では今まで制御しづらかったヘアやファーのシステムにおいてカーブのガイドでコントロールが自在にできるようになったことで、アーティストが画づくりをしやすい設計になりました。モデリングに関しては一新されたPolyReduceやリトポロジーツールであるTopoBuildツールへの改良をはじめとして、非常に高いポリゴン数のジオメトリを扱うための機能が充実しました。外部ツールによってスカルプティングやフォトグラメトリによって得たハイディテールモデルも容易にコントロールが可能です。

なお、本稿で記載する内容は開発中のビルドのため、実際に実装されている機能とは差異がある場合がありますのでご注意ください。

KEY FEATURE 1 FLIP

さらなる進化を続けるFLIP流体

通常のFLIPシミュレーションは、液体全体のサンプリングを必要とするために高い計算コストを必要とします。しかしながら、例えば大きな水槽や広い海洋のような大きな体積をもつ液体の場合、その高い計算コストにも関わらず最終的な外観の形状に影響をするのは表面部分のみであるため、液体内面の計算のほとんどは無駄とも言えます。そこで新たに実装された「Narrow Band」という技術では、液体表面の狭帯域内でのみパーティクルを使用して従来通りの正確な計算を行い、残りとなる液体内面に関してはボリュームにより効率的な計算を行なってそれらをインタラクティブに作用させます。これにより、パーティクルの数やシミュレーション時間を大幅に削減しながら通常のFLIPシミュレーションとほとんど区別がつかない結果を得ることができます。

例えば、下図のような水面を泳いでいる例では実質的に形状に影響を与えるのは水の表面のみであるため、実際にシミュレーションに使用されるパーティクルは表面近くのみで、それでいて当然ながら最終的にポリゴンに変換する際には全体の形状を基に変換することが可能です。筆者の環境で画像の例のシミュレーションを行なった際、Narrow Bandを使用する場合と使用しない場合とでは計算時間に約2倍、メモリの使用量には約3倍ものちがいがありました。

Narrow Bandによる計算の効率化


オブジェクトが水面上をスイスイと進み、それにより周りの水が小さく波立つようなシーン。このような例では底側の水の流れは最終的な見た目にはほとんど影響しないため、多くの無駄な計算が含まれてしまいます。Narrow Bandを使用するとその無駄な計算を効率的に抑えることが可能です

また、Air Imcompressibility(空気の非圧縮性)を考慮したシミュレーションが可能になりました。これにより、液体と空気の双方が非圧縮性流体として扱われるため常に密度が一定になり、非常に説得力のある結果が得られます。例えば図のフラスコのような形状の容器に対して液体を流した場合、従来のシミュレーションでは空気の圧縮性は考慮されていなかったため水が単純に上から下へ流れ出るだけでしたが、Air Imcompressibilityを考慮したシミュレーションでは下側の空気が泡となって上側へ流れ、さらにそれによって起きる速度場の流れが液体に影響するため、水の動きも非常に自然なものになります。実際に再生してみると、まるで「ゴポッ」という音が聞こえてきそうなほどの説得力を感じました。

Air Imcompressibility:OFF

上下に連なったフラスコのような容器を用意し、上部から水を流してみました。 Air ImcompressibilityがOFFの状態では、上部に溜まっている水にはほとんど動きがなく、単純に水位が徐々に下がっていきます

Air Imcompressibility:ON

Air ImcompressibilityをONにすると、水が流れ出ると同時に下側から何度か気泡が上がり、それに反応して上部の水がバシャバシャと激しく動きます

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KEY FEATURE 2 Crowds

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