Houdini (software)

Houdini es una aplicación de software de animación 3D desarrollada por SideFX, con sede en Toronto, que la adaptó del conjunto PRISMS de herramientas de software de generación de procedimientos.

Las herramientas de procedimiento se utilizan para producir diferentes efectos, como reflejos complejos, animaciones y sistemas de partículas. Algunas de sus características procesales existen desde 1987.

Houdini se utiliza más comúnmente para la creación de efectos visuales en cine y televisión. Es utilizado por las principales empresas de VFX como Walt Disney Animation Studios, Pixar, DreamWorks Animation, Double Negative, ILM, MPC, Framestore, Sony Pictures Imageworks, Scanline VFX, Method Studios y The Mill.

Se ha utilizado en muchas producciones de animación, incluidas las películas de Disney Fantasia 2000, Frozen, Zootopia y Raya y el último dragón; la película de Blue Sky Studios Rio y DNA Productions' Hormiga matón.

SideFX también publica Houdini Apprentice, una versión limitada del software que es gratuita para uso no comercial.

Historial de versiones

Características

Houdini cubre todas las áreas principales de la producción 3D, incluidas estas:

• Modelado – Todas las entidades de geometría estándar incluyendo Polygons, (Hierarchical) NURBS/Bézier Curves/Patches & Trims, Metaballs
• Animación – animación de Keyframed y manipulación de canales crudos (CHOPs), soporte de captura de movimiento
• Partículas
• Dinámica – Dinámicas del cuerpo rígidas, Dinámicas Fluidas, Dinámica de alambre, Simulación de ropa, simulación de cuervo.
• Iluminación – autorización de sombras, iluminación y relevado en un visor IPR
• Rendering – Naves Houdini con motores de renderización de SideFX Mantra y Karma; Houdini Indie licencia y soporte para motores de renderización de 3er partido, tales como Renderman, Octane, Arnold, Redshift, V-ray, Maxwell(soon).
• Volumetrics – Con sus herramientas nativas CloudFx y PyroFx, Houdini puede crear nubes, humo y simulaciones de incendio.
• Compositing – compositor completo de imágenes profundas de punto flotante (capadas).
• Plugin Development – bibliotecas de desarrollo para la extensibilidad del usuario.

Houdini es un entorno abierto y admite una variedad de API de secuencias de comandos. Python es cada vez más el lenguaje de secuencias de comandos elegido para el paquete y está destinado a sustituir su lenguaje de secuencias de comandos similar a C Shell original, HScript. Sin embargo, cualquier lenguaje de secuencias de comandos importante que admita la comunicación por socket puede interactuar con Houdini.

Herramientas

Operadores

La naturaleza procesal de Houdini se encuentra en sus operadores. Los activos digitales generalmente se construyen conectando secuencias de operadores (u OP). Este procedimentalismo tiene varias ventajas: permite a los usuarios construir objetos geométricos u orgánicos muy detallados en comparativamente muy pocos pasos; permite y fomenta el desarrollo no lineal; y se pueden crear nuevos operadores en términos de operadores existentes, una alternativa flexible a las secuencias de comandos no procedimentales en las que a menudo se confía en otros paquetes para la personalización. Houdini utiliza esta generación procedimental en la producción de texturas, sombreadores, partículas, "datos de canal" (datos utilizados para impulsar la animación), renderizado y composición.

La estructura basada en operadores de Houdini se divide en varios grupos principales:

• OBJs – nodos que pasan la información de transformación (Tradicionalmente estos contienen SOPs.)
• SOPs – Operadores de superficie – para el modelado de procedimiento.
• POPs – Operadores de partículas – utilizado para manipular sistemas de partículas.
• CHOPs – Operadores de Canal – para animación procesal y manipulación de audio.
• COPs – Operadores Compuestos – solían realizar compositiendo en imágenes.
• DOPs – Operadores dinámicos – para simulaciones dinámicas para fluidos, tela, interacción corporal rígida etc.
• SHOPs – Operador de Arrastre – para representar una docena o más tipos de afeitado diferentes para varios renderizadores diferentes.
• ROPs – los operadores de renderización – para crear redes para representar diferentes pases de renderizado y proporcionar dependencias.
• VOPs – operadores VEX – para construir nodos de cualquiera de los tipos anteriores utilizando una arquitectura SIMD altamente optimizada.
• TOPs - Operadores de tareas
• LOPs - Operadores de Iluminación - para generar USD describiendo caracteres, props, iluminación y renderización.

Los operadores están conectados entre sí en redes. Los datos fluyen, manipulados por cada operador por turno. Estos datos podrían representar geometría 3D, imágenes de mapas de bits, partículas, dinámica, algoritmos de sombreado, animación, audio o una combinación de estos. Esta arquitectura de gráfico de nodos es similar a la empleada en compositores basados en nodos como Shake o Nuke.

Las redes complejas se pueden agrupar en un único nodo metaoperador que se comporta como una definición de clase y se pueden crear instancias en otras redes como cualquier nodo compilado. De esta forma los usuarios pueden crear sus propias herramientas sofisticadas sin necesidad de programación. De esta manera, Houdini puede considerarse como un conjunto de herramientas de programación visual altamente interactivo que hace que la programación sea más accesible para los artistas.

El conjunto de herramientas de Houdini se implementa principalmente como operadores. Esto ha llevado a una curva de aprendizaje más alta que otras herramientas comparables. Una cosa es saber qué hacen todos los nodos, pero la clave del éxito con Houdini es comprender cómo representar el resultado creativo deseado como una red de nodos. Los usuarios exitosos generalmente están familiarizados con un amplio repertorio de redes (algoritmos) que logran resultados creativos estándar. La sobrecarga involucrada en la adquisición de este repertorio de algoritmos se compensa con la flexibilidad artística y algorítmica que brinda el acceso a bloques de construcción de nivel inferior con los cuales configurar rutinas de creación de elementos de toma. En grandes producciones, el desarrollo de una red de procedimientos para resolver un desafío específico de creación de elementos hace que la automatización sea trivial. Muchos estudios que utilizan Houdini en efectos de largometrajes grandes y proyectos de animación de largometrajes desarrollan bibliotecas de procedimientos que pueden usarse para automatizar la generación de muchos de los elementos de esa película casi sin interacción del artista.

También es exclusivo de Houdini la gama de OP de E/S disponibles para los animadores, incluidos dispositivos MIDI, archivos sin formato o conexiones TCP, dispositivos de audio (incluida la detección integrada de fonemas y tono), mouse posición del cursor, etc. De particular interés es la capacidad de Houdini para trabajar con audio, incluida la síntesis de sonido y música y herramientas de procesamiento de sonido espacial 3D. Estos operadores existen en el contexto denominado "CHOPs" por la cual Side Effects ganó un Premio de la Academia por Logros Técnicos en 2002.

VEX (Expresión vectorial) es uno de los lenguajes internos de Houdini. Es similar al lenguaje de sombreado de Renderman. Al utilizar VEX, un usuario puede desarrollar SOP, POP, sombreadores, etc. personalizados. La implementación actual de VEX utiliza procesamiento de estilo SIMD.

Renderizado

Houdini incluye un renderizador de producción, Mantra, que tenía muchas similitudes con RenderMan en su alcance y aplicación en su encarnación inicial. Se admite la representación de micropolígonos, lo que permite operaciones de desplazamiento de alta calidad, así como los modos tradicionales de línea de escaneo y trazado de rayos. Los sombreadores se pueden programar y están compuestos en su lenguaje VEX o mediante VOP; su interfaz basada en nodos para programar VEX. Mantra (al igual que el propio Houdini) también admite nubes de puntos, que pueden tener una aplicación similar a los mapas de ladrillos en Renderman. Esto permite producir interacciones de luz más complicadas, como la dispersión subsuperficial y la oclusión ambiental, con una menor sobrecarga computacional. Mantra puede realizar una representación de volumen extremadamente rápida y también un seguimiento de trayectoria basado físicamente, una técnica que intenta modelar con mayor precisión las interacciones físicas de la luz y los materiales.

Diseñador táctil

Derivative Inc. es una spin-off de Side Effects Software que comercializa un derivado de Houdini llamado TouchDesigner. Adaptado a la animación generada por OpenGL en tiempo real, se utilizó en la gira del 30 aniversario del grupo de rock Rush para producir gráficos dinámicos impulsados directamente por los músicos. TouchDesigner también fue utilizado por Xite Labs (anteriormente V Squared Labs) para crear imágenes en vivo para el recorrido de instalación de ISAM de Amon Tobin.

Producción

Las obras notables en las que se utilizó Houdini incluyen la película Contact de 1997 y la más reciente Zootopia de 2016.