简单盘点编程在Houdini游戏开发中的用武之地

本文主要是介绍简单盘点编程在Houdini游戏开发中的用武之地，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

概括

Houdini作为一个程序化为主要思路的工具，不出意外地在很多地方支持用代码来描述自己想要的行为。这篇博客简单盘点了我目前了解到的，编程在Houdini开发（特指游戏开发）中的用武之地。
概括讲，可以分为三部分：

1. Houdini编辑器内。一般只服务于Houdini自身。
2. Houdini Engine游戏插件。例如它为UE4、Unity都提供了插件，其目的是方便将Houdini中的数据和游戏引擎自身的数据进行交互
3. HDK(Houdini Development Kit)。能接触到的最底层的开发。

下面，具体讲每一部分：

1.Houdini编辑器内

1.1 参数表达式

参数表达式所用的语言是Houdini自己定义的，文档见Houdini官方文档：Expression functions。
其唯一的目的就是让一个参数变为一个表达式，而不是一个一成不变的常量。

例如，可以让一个cube的y尺寸一直等于x，这样它的前后面会一直保持为正方形。

表达式中的参与者不一定是其他参数，也可以是某个节点的attribute（当然这个节点应该是上游节点）。例如：

图中scatter1节点中，散步点数目参数，就使用了detail("../sphere1/","intrinsic:pointcount",0)来获得了sphere1节点的名为intrinsic:pointcount的attribute，这个属性是内置的，表示几何体有多少个顶点。

1.2 Python

Python在Houdini中用途广泛，Houdini官方文档：Python Scripting全面地介绍了Python在Houdini中的用途。其核心是Houdini自己写的hou模块。
用途之一是Python节点：可以在其中做很多操纵几何数据的事情。

还有用途是可以在一个Digital Asset中添加自定义的python函数：

此外，还可以添加python启动脚本

更多内容详见官方文档。

1.3 Vex

Vex是Houdini自己的语言，语法上类似C/C++，对比通用的Python，Vex强调高效。Houdini官方文档：VEX全面地介绍了Vex在Houdini中的用途。而Houdini官方文档：VEX Functions中有所有Vex函数可以参阅。
Attribute Wrangle节点中可以写Vex代码来操纵几何数据，需要注意的是Run Over要指定自己想要在什么单位上执行函数。例如Points是逐个顶点执行，而Detail(only once)正如说的那样只执行一次，当然可以在Detail(only once)中写循环对每个顶点进行访问并操作，但是如果这些操作不需要上下文（即可以独立、并行），那显然用Points的效率更高。

而Volume Wrangle节点则是对体数据中的每个体素进行操作（比如高度场，或者说地形，中的每一个数据）

Vex和Python之间的比较是个值得讨论的问题。当然，我知道二者的角色分工本来就不一样，但是有些事情是二者都可以完成的，那么对于二者都可以完成的任务，应该选哪个呢？
我的经验是，只要Vex能做的，Python都可以做，但是在某些问题上Vex有更高的效率。就拿对所有体素进行操作来讲，用Volume Wrangle可以做，用Python也可以逐个访问一个体数据中的所有体素并操作，但是Python的速度可以明显观测到比Vex慢。所以，能用Vex就不用Python。
但也有必须要用Python的情况，假如需要按一定顺序访问体素，并做一些统计，那么Vex就无能为力。
在我看来，Vex与Python的关系就像GPU和CPU的关系，前者在处理大量并行独立的数据时，效率很高，但是单位之间无法知道彼此，也没有一个全局的视角。而后者的特点刚好相反。（当然，Vex是否真的运行在GPU上我不确定）

2.Houdini Engine游戏插件

在Houdini的安装目录的engine目录下，可以找到Unity、UE4的插件。（好像如果你在安装Houdini之前已经安装了UE4，在安装Houdini时候勾选UE4插件就会自动帮你把插件安装到UE4引擎目录中）。

这个插件可以更方便地让Houdini中的数据转换为游戏引擎自身的数据。他们都会在后台启动一个Houdini进程，然后在这个Houdini进程中做一些处理。

以UE4为例：
HoudiniEngine是一个插件：

HoudiniLandscapeUtils.h文件中的FHoudiniLandscapeUtils::CreateAllLandscapes函数就将Houdini中的数据转换为了一个UE4中的地形：

// Creates all the landscapes/layers from the volume array
static bool CreateAllLandscapes(FHoudiniCookParams& HoudiniCookParams,const TArray< FHoudiniGeoPartObject > & FoundVolumes,TMap< FHoudiniGeoPartObject, TWeakObjectPtr<ALandscapeProxy> >& Landscapes,TMap< FHoudiniGeoPartObject, TWeakObjectPtr<ALandscapeProxy> >& NewLandscapes,TArray<ALandscapeProxy *>& InputLandscapeToUpdate,float ForcedZMin = 0.0f, float ForcedZMax = 0.0f );

其中ALandscapeProxy是UE4自己的地形Actor，而FHoudiniGeoPartObject是插件中定义的类，在其他函数中，从Houdini的节点中得到数据。

而FHoudiniEngineUtils::HapiCreateInputNodeForLandscape函数将一个UE4的地形转换为了一个Houdini节点：

/** HAPI : Marshalling, extract landscape geometry and upload it. Return true on success. **/
static bool HapiCreateInputNodeForLandscape(const HAPI_NodeId& HostAssetId, ALandscapeProxy * LandscapeProxy,HAPI_NodeId & ConnectedAssetId, TArray< HAPI_NodeId >& OutCreatedNodeIds,const bool& bExportOnlySelected, const bool& bExportCurves, const bool& bExportMaterials,const bool& bExportAsMesh, const bool& bExportLighting, const bool& bExportNormalizedUVs,const bool& bExportTileUVs, const FBox& AssetBounds, const bool& bExportAsHeightfield,const bool& bAutoSelectComponents );

插件代码可以直接进行修改和扩展，来使其更符合自己项目的工作流。

而Unity的Houdini插件我没有使用经验，但是所扮演的角色是一样的。

3.HDK(Houdini Development Kit)

HDK我也是最近才开始关注的，对此也没有太多的经验，我在之前的博客《研究HDK(Houdini Development Kit)：起点》中有些基础的讨论。未来如果有更深的研究的话我会放在Houdini专栏中。

目前看来，HDK一个很重要的目的就是提高效率。如果没有HDK，那么自定义节点就等于说需要组合其他的节点，而如果可以用HDK直接通过C/C++ 来指定行为，那就可以绕过一些不必要的逻辑。当然，这其中的难度自然是最高的，需要了解很多底层的原理。

这篇关于简单盘点编程在Houdini游戏开发中的用武之地的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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