Release Houdini 16 – Amarok treibt sein Unwesen

Spricht man vom Amarok, dann ist das erste Bild, das einem in den Kopf schießt, ein Wolf, der Wanderer jagt, eine mystische Gestalt aus der Mythologie der Inuit. An dieser Stelle geht es jedoch nicht um die Animation und Simulation eines Fabelwesens, sondern um das Release 16 von Houdini, das diesen Codenamen trägt.
Release Houdini 16 – Amarok treibt sein Unwesen
Release Houdini 16 – Amarok treibt sein Unwesen

Am sechsten Februar 2017 in London enthüllte das SideFX Team, angeführt von Kim Davidson, das größte Release, das Houdini je gesehen hat, und das gerade mal neun Monate nach dem Release von Version 15.5. Bei Houdini 16 Amarok handelt es sich laut SideFX um das wohl umfangreichste Release, das bisher veröffentlicht wurde. Hierbei soll es sich nicht nur um eine immens große Liste an neuen Features und Bug Fixes handeln. Vielmehr wurde die Kernarchitektur an neue Bedürfnisse der CG-Industrie angepasst.
Eine CG-Pipeline besteht aus vielen unterschiedlichen Bereichen: Es gibt Abteilungen, die sich um Effekte kümmern, z.B. in Form von Meeren, die über ganze Länder schwappen, oder gigantische Raumschiffe, die Großstädte zerstören. Mittendrin gibt es die Game Designer, die angepasste Werkzeuge benötigen, um in Echtzeit ihre Magie spielen zu lassen. Houdini rückt mit der Version 16 ein Stück näher an die Konsolidierung einer Vielzahl der zuvor genannten Bereiche und Berufssparten – und das innerhalb von Houdini.
Wer die lange Historie von SideFX und Houdini verfolgt hat, der weiß, dass die Software in der Vergangenheit nur einem Teil von digitalen Künstlern vorbehalten war. Programmierer hatten ihre helle Freude, genauso wie technische Künstler und Artists, die mehr mit Zahlen und Funktionen arbeiten anstelle von intuitiven Benutzeroberflächen mit – im besten Fall – One-Klick Lösungen für das Rendering. Kurz gesagt: Houdini war, ist und bleibt der VFX-Gigant schlechthin. Effekte, deren technische Finesse kaum Grenzen findet und die bis ins kleinste Detail von Hand aufgesetzt sind. Was es nun mit dem neuen Release auf sich hat, erläutern wir hier.

Der Wolf ist los

Beim großen Release der Version 16 soll vieles anders werden. Die Version 15.5 ließ schon erahnen, wohin die Reise gehen soll. Auch Houdini Engine im Verbund der kommerziellen Softwareprodukte spitzte die Vermutung zu. SideFX will die Anwenderzahl vergrößern, indem die traditionellen CG-Berufe aufgegriffen wurden und Houdini ebenfalls in der Kernarchitektur angepasst und optimiert wurde, um den neuen Anwendern die Software einfacher zugänglich zu machen. Neben dem Feature Film steuert das Softwareunternehmen stetig mehr in Richtung Game Development und auch in seriösere Geschäftsbereiche über.
Abgesehen davon soll Houdini noch immer den gewohnten VFX-Bereich dominieren, und das mit der Möglichkeit, komplexe Netzwerke aufzubauen und individuell zu verwalten, bis ein Effekt den Wünschen des Produzenten entspricht. Und nun kommt der Spagat, den SideFX anstrebt: Die Komplexität, die Houdini den Anwendern bietet, beibehalten, aber in abgesteckten Bereichen soll genau diese Komplexität durch neue UI-Tools – auf Wunsch – einfacher zu verwalten sein.

UI

Im Detail sieht die Lösung von SideFX so aus, dass der Node Editor zuerst komplett überarbeitet und für den perspektivischen Viewport ein radiales Menü implementiert wurde – ähnlich wie das Radialmenü, das man aus Maya kennt. Was äußerst wünschenswert war, da der Network Editor sein Design laut SideFX bald 20 Jahre nicht verändert hatte. Ein großes Problem in der Vergangenheit war sicherlich das monotone Aussehen der Node-Netzwerke.
Jeder Node glich dem anderen bis auf das kleine, mittig angebrachte Icon, außer man wendete selbst Farben an. Aber selbst das erleichterte vielen Neuanwendern die Mühen beim Einstieg in die Produktion mit Houdini nur geringfügig.
Ab Version 16 können die Nodes nicht einfach nur unterschiedliche vordefinierte Farben annehmen, sondern über einen Color Picker darf der Anwender sämtliche unterstützten Farben auswählen, die er benötigt, und zur großen Freude für Newcomer besitzen Nodes nun auch unterschiedliche Formen für eine unmissverständliche Identifikation. Standardmäßig haben in Houdini 16 alle Tools bereits unterschiedliche Symbole.
Auf Wunsch lässt sich auch ein Shape Widget öffnen, der Anwender darf dann selbst entscheiden, welcher Node welche Form annehmen soll – mit oder ohne Farbgebung. Freie Farbwahl von Nodes und unterschiedliche Node-Symbole waren SideFX nicht genug.
Damit sich Anwender in übergroßen Netzwerken nicht in einem Gewirr von Strängen verirren, können Dot Connections genutzt werden. Klickt man auf einen Strang, der zwei Nodes verbindet, und hält dabei die Taste „Alt“ gedrückt, lassen sich zusätzliche Ankerpunkte anfügen. Damit wurde für eine bessere Sichtbarkeit beziehungsweise ein besseres Verständnis eines Netzwerks einiges getan.
Man will ein Netzwerk aber nicht nur verstehen, sondern darin eingreifen. Hierfür wurde im Node Editor ein sogenanntes Ringmenü eingefügt – der Node Ring. Der Node Ring erscheint, sobald man mit der Maus an einen Node kommt.
Um den Node Ring herum sind die Standard-Node-Funktionen platziert, mit einer wichtigen Erweiterung: Links außen ist ein kleines „i“, das für das Informationsfenster steht. Zuvor erreichte man das Informationsfenster in Houdini in puristischer Form lediglich, indem man mit der mittleren Maustaste auf einen Node klickte – was noch immer möglich ist. In Version 16 bleibt das Informationsfenster jedoch geöffnet und es lassen sich Informationszeilen herauskopieren, mehrere Info-Fenster gleichzeitig öffnen – hilft beim Vergleich von Werten – und man darf Kommentare hinterlegen.
Letztere werden bei einem geschlossenen Info-Fenster als Sprechblase unterhalb des Node-Namens abgelegt. Die kleinen Icons unterhalb des Namens nennen sich Node Badges. Wie man aus der Beschreibung ableiten kann, gibt es mehrere davon. Sollten Warnungen oder Fehler an einem Node auftreten, dann wird mit einem Node Badge angezeigt, dass etwas nicht stimmt.
Als Unterstützung gibt es große Symbole, die unterhalb des Nodes oder links davon liegen und nun einen Hinweis darstellen, der nicht übersehen werden kann. Verlässt man den einzelnen Node und betrachtet den Network Editor, hilft das Overview-Fenster bei der Orientierung. Dieses Fenster wurde auf Vordermann gebracht und repräsentiert die in der jeweiligen Ebene vorhandenen Nodes akkurat inklusive ihrer Formen.
Doch das sind noch nicht alle Orientierungshilfen. Ein wirklich wichtiges Feature sind sogenannte Quickmarks. Dahinter verbergen sich Bookmarks für einzelne Nodes. Anstatt wie bei Produkten von The Foundry einzelne Objekte zu definieren, zwischen denen man hin- und herspringen kann, lassen sich in Houdini 16 über die Selektion verschiedener Nodes und den Befehl Strg+Zahlentaste Quickmarks setzen. Über die Auswahl der jeweiligen Zahl springt man zu dem gespeicherten Node am zuvor eingestellten Ort beim gleichen Grad des Zooms. Man könnte auch sagen, dass Quickmarks wie Teleporter funktionieren. In diesem Sinne: Teleportieren wir uns mal in den perspektivischen Viewport.

Viewport

Dort steckt eine weitere wichtige Neuerung. Es gibt dort ebenfalls ein Radialmenü – ähnlich wie man es von Maya kennt. Unterstützend gibt es nun auch angepasste Rechtsklick-Menüs mit wohlüberlegten Funktionen, um nicht permanent den Viewport verlassen zu müssen, um Nodes im Netzwerk Editor oder automatisch durch den Einsatz der Shelf Tools zu erstellen.
Die Taste V steht für die Viewport-Optionen im Radialmenü, während C die Viewport-Create-Optionen beinhaltet. Das kommt gerade Modelern zugute. X hingegen öffnet das Viewport-Snapping-Optionsmenü. Mit diesen Hilfsmitteln sollte der Einstieg in Houdini einfacher verlaufen.

Modeling und Animation auf dem Vormarsch

Es gibt Berufsgruppen, die sehr stark von dem neuen Release profitieren. Dazu zählen traditionelle Modeler, Game Developer, die SideFX bereits mit Houdini Engine geködert hatte, und Animatoren. Man könnte sagen, der Wolf macht symbolisch Jagd auf Frischfleisch.
SideFX ging die in Houdini 16 vorhandene Artist-Freundlichkeit von zwei Seiten an. Die erste bestand darin, bereits vorhandene Tools zu überarbeiten. So wurde zum Beispiel das bekannte Poly Cap SOP Tool nun in Poly Fill SOP umgetauft und erhält weitere Features neben dem Schließen von offenen Stellen im Polygonnetz. Es gibt vier verschiedene Füllmodi nebst der Möglichkeit, Edge Loops als Unterstützung einzufügen.
Wirklich spannend sind die Features, die es dem Anwender ermöglichen, den Patch so zu deformieren, dass er der Ursprungsgeometrie quasi folgt. Ein ähnliches Verhalten kennt man von der Software Geomagic Freeform, wenn man Punktwolken eines Scans in ein Polygon-Objekt konvertiert, die Löcher automatisch schließt und die Fläche sehr nah an die Form des Originals herankommt.
Ein weiteres Tool, das ein Update bekommen hat, nennt sich Poly Split SOP – ein Tool, das für einen Modeler Gang und Gebe ist und für das Einfügen von Edge Loops sorgt. Hinzugekommen ist z.B. ein Match Profile Feature, das sich an die bereits vorhandene Topologie um den Cut herum anpasst und den Cut in Form eines neuen Edge Loops anschmiegt.
Des Weiteren lassen sich mehrere Cuts per Knopfdruck durchführen – der Edge Loop wird dupliziert und macht es dadurch spielend einfach, Details zu erzeugen.

In Houdini 16 lassen sich per Knopfdruck Charaktere riggen, wobei das Rig aus Modulen besteht, die man spielend einfach gegen eigene austauschen kann.
In Houdini 16 lassen sich per Knopfdruck Charaktere riggen, wobei das Rig aus Modulen besteht, die man spielend einfach gegen eigene austauschen kann.

Boolen!

Ein weiteres mächtiges Tool ist der Boolean SOP Node, der unter anderem hochinteressant für den 3D-Druck ist. Die Kernfunktionen sind selbsterklärend: Man nimmt zwei Objekte und führt Operationen wie Add, Substract, Intersect oder Union durch.
Was aber die Kür bei booleschen Operationen ist, basiert auf der korrekten oder besser gesagt sauberen Interpolation von Vertices und deren Attributen, sozusagen die Erhaltung der bereits bestehenden Attribute wie zum Beispiel UV Koordinaten, Vertex Colors oder andere Attribute, die von großer Wichtigkeit sind. Gerade wenn man zwei Objekte hat und beide addiert, ist es wichtig, alle Attribute beider Objekte zu besitzen.
Darauf aufbauend gibt es weitere Modi für die boolesche Operation. Eine nennt sich Shatter und erlaubt die Anwendung von arbiträrer Geometrie als Schneideobjekt. Man kann sich hier das Slicing von Geometrie vorstellen. Der Hintergrund bei dieser Anwendung liegt im Bereich der Zerstörungssimulationen und einer Vereinfachung der Modellierung von komplexen Strukturen ohne Artefakte im Ergebnis – im Objekt. Laut SideFX ist eine weitere Stärke dieses Tools, dass es mit großen Datenmengen schnell fertig wird, selbst mit einer Vielzahl von Schneideobjekten – den sogenannten Cutting Objects. Interessant um bereits bekannte und teilweise starre Methoden zu umgehen.
Was den neuen Boolean SOP Node dem Anwender bietet, ist die Möglichkeit, Bruchstücke in Form, Größe und Aussehen kreativ zu kontrollieren, und das ohne Programmierung oder das Aufsetzen von komplexen Netzwerken mit Scatter und Voronoi Nodes – die zudem markante, für Voronoi-Zellen bekannte Bruchstücke erzeugen. Durch den Einsatz einer großen Anzahl von Cutting Objects lassen sich Bruchstücke herstellen, die näher an der Eigenschaft des Hauptmaterials liegen, wie zum Beispiel länglichere Spieße bei brechendem Holz.
Ein weiterer großer Vorteil liegt im Bereich der Simulationen oder Aufbereitung von Geometrie für den 3D-Druck oder auch Animationen. Der Boolean SOP Node ermöglicht die Visualisierung von Intersections. Dies wiederum erlaubt dem Anwender das schnelle Aufspüren von Self Intersections – und dient sozusagen als eine Art Visualisierungstool, das auch genutzt werden kann für Inspektionen von Objekten und Präparation von Objekten für die Zerstörung.
Nun aber genug von der VFX-Schleuder. Ein Bereich, der auch unter der Komplexität großer Netzwerke gelitten und ebenfalls Aufwind bekommen hat, liegt im Bereich der Character Animation und des Riggings.

Ein solides Werkzeug für Animatoren

Das erste Feature, das ins Auge fällt, liegt im Bereich der Deformationen und nennt sich Biharmonic Skinning. Mit diesem Tool scheint die Zeit vorüber zu sein, in der man mühevoll Weighting über das Zeichnen von Farben anpassen und verfeinern musste. Mithilfe von Biharmonic Skinning bekommt der Animator eine Methode an die Hand, mit der er schnell und einfach realistische Deformationen erzeugen kann. Des Weiteren werden die Animatoren Freude finden an den sogenannten Bone Divisions.
Hierbei handelt es sich um eine Möglichkeit, per Menü festzulegen, wie viel zusammenhängende Bones man im Viewport pro Klick anbringen möchte. Soll es pro Klick nur ein Bone sein oder sieben – zum Beispiel wenn es sich um den Schwanz eines Hundes handelt, der wedeln soll.
Eine weitere Neuerung soll die Platzierung von Bones durch intuitive Snapping-Methoden deutlich vereinfachen, so zum Beispiel durch das Interior Snapping – Platzierung der Bones mittig innerhalb einer Geometrie. Zusätzlich gibt es weitere Snapping-Methoden unter den regulären Snapping-Optionen für die Bones. Man darf die Bones entweder basierend auf den Normalen platzieren oder auf der View Plane oder ganz klassisch über Freihand.
Für den Fall, dass ein ganzer Charakter, ganz gleich wie obskur er sein mag – bis hin zur Creature – geriggt werden soll, hat SideFX ein auf Python basierendes und modular aufgebautes Auto-Rig-Tool implementiert, das ebenfalls durch Schnelligkeit auffällt. Für den Animator bedeutet das: Schnell das Rig im Viewport angepasst, und per Knopfdruck ist der Charakter geriggt.
Animation beinhaltet aber noch viel mehr, und ein wichtiger Baustein einer gelungenen Animation sind Con-straints. Daher wurde das System für die Constraints von der Pike auf neu designt. Es gibt ab Version 16 keine starren Objekt-Constraints mehr. Die Constraint-Systeme können nun in Channel Operator Netzwerken – CHOPs – aufgesetzt werden.
Hat man sich daran gewöhnt, steht einer imposanten Animation nichts mehr im Weg – außer vielleicht Gimbals und anderweitige Kontrollstrukturen innerhalb des Viewports. Dafür hat SideFX aber unsichtbare Kontrollen implementiert, die mit Attributen belegt werden können. Im Detail heißt das, dass das Pose Tool einen Modus namens Invisible Rig unterstützt. Somit reicht der Klick auf einen Teil des Charakters, und er kann entsprechend der zugrundeliegenden unsichtbaren Handles modifiziert werden.
Bei dem Thema Charaktere kommt einem Animator eins direkt in den Sinn: die Animation von Muskeln. Auch hier gibt es intuitivere Tools – angeführt von dem sogenannten Franken Muscle Tool – wohl angelehnt an Frankensteins Monster. Das Tool
ermöglicht es dem Animator, mehrere Muskeln zu selektieren und einen großen daraus zu formen. Jedes Monster braucht zudem auch Haare.

Eine haarige Angelegenheit

Für das Grooming gibt es einen speziell angepassten Desktop inklusive einem neu hinzugekommenen Shelf, den sich kein Grooming Artist entgehen lassen sollte. Alle benötigten Tools liegen offen vor einem. Zusätzlich gibt es ein speziell angepasstes Radialmenü.
Man bemerkt direkt, dass es in Houdini 16 kein Fur Procedural mehr gibt – was in älteren Versionen oftmals nicht ganz trivial war. Die zuvor dagewesene Black Box existiert nicht mehr und wurde in unterschiedliche Nodes aufgeteilt. Die Abhilfe sieht so aus, dass das Fur Procedural aufgelöst wurde und einzelne Komponenten als Nodes verfügbar sind, die in jeglicher Reihenfolge genutzt werden können. Alle Nodes liegen auf SOP-Ebene. Das heißt, dass Mantra das zugrundeliegende SOP-Netzwerk als Basis für die Generierung des Groomings nutzt. Dazu gibt es ein neues Haar-Material. Eine wunderbare Überleitung zu einer weiteren großen Neuerung, es geht um den richtigen Anstrich.

Shading

Ein Update, das auch gestandene Houdini-Nutzer freuen wird, bezieht sich auf die Shadings. SHOPs sind ab Version 16 nur noch als Legacy gebrandmarkt. Jeder Bereich besitzt einen eigenen Kontext mit eigens dafür vorgesehenen Nodes. VOPs können nun direkt als Materialien genutzt werden, da sämtliche Materialien als High-Level-VOPs implementiert wurden – SHOPS werden daher nicht mehr benötigt.
Und auf VOP-Ebene wurde der Netzwerk-editor ebenfalls neu aufgebaut. VOP Shading Nodes können nun nicht nur direkt als Materialien genutzt werden, sondern beinhalten ein intuitives Aussehen nebst Vorschau des zugrundeliegenden Shaders. Schöne, übersichtliche Nodes. deren Inputs man ein- und ausklappen kann, um die Informationsflut nicht unübersichtlich werden zu lassen.

Die Shading VOPs wurden zudem so optimiert, dass man sie für das Material Layering von BSDFs nutzen kann – dafür sorgt ein neu implementierter Layer Output. Die Erstellung von Materialien gelingt so noch einfacher, was gerade für Newcomer von Vorteil ist. Wer sich mit den Materialien von Houdini bereits auskennt, der weiß, dass unter den Shader-Voreinstellungen ein Disney Übershader vorhanden ist.
Dieser Übershader scheint nun komplettiert zu sein. Dafür sorgt die generelle Unterstützung von Attributen wie Absorption und Dispersion in den Materialien, genauso wie eine komplett neue Subsurface-Scattering-Architektur mit Unterstützung für den Principled Shader. Daraus folgt, dass es komplett neue Materialien für Haut und Wachs gibt.
Ein weiteres Feature sind die sogenannten Nested Dielectrics. Dahinter verbirgt sich eine Methode, um transparente Objekte, die in Kontakt miteinander sind, akkurat darzustellen. Beispielhaft kann man sich ein Getränk mit mehreren Eiswürfeln vorstellen. Abgerundet wird das Facelifting des Shadings unter anderem durch Verbesserungen im Bereich des Texture Bakings, das Game Developer sehr freuen dürfte, und durch Viewport Realtime Displacements.

Branchenübergreifend positiv

Wenn man sich als Softwareentwickler auf eine Branche festgelegt hat und seit drei Dekaden auf dem Markt ist, ist es nicht einfach, den eingeschlagenen Weg teilweise zu verlassen. SideFX hat mit Houdini 16 gezeigt, dass es möglich ist, wenn man den Willen und die Mitarbeiter dazu hat.
Schon während der offiziellen Präsenta-tion in London wurde klar, dass nicht einfach nur über Features nachgedacht wurde, die man zusätzlich auf die bereits vorhandene Palette an Tools addiert. Vielmehr wurde gleichermaßen am Kern der Software
gearbeitet, die Kernarchitektur wurde angepasst, um neuen Bedürfnissen gerecht zu werden.
Dass so ein Vorhaben riskant ist und nicht auf einmal, sondern in Schritten vonstattengehen muss, das scheint SideFX klar zu sein, und seit dem Release 15 wurden die ersten Weichen gestellt. Der Kurs scheint aufzugehen: Houdini nimmt einen immer größer werdenden Platz in professionellen Produktionen ein – und das weit über die VFX-Branche hinaus.

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