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VeraPipeline

简介​

VeraPipeline 是由MooreThreads研发的仿真模拟自动化流程工具。本篇幅中将带您了解VeraPipeline的功能特性，影视动画布料和毛发解算框架的快速搭建与使用。

功能特性​

Vera Pipeline是一款基于Houdini开发的布料、毛发解算流程搭建工具。该工具主要用于基于Houdini的布料解资产搭建，和镜头批量化制作任务。通常情况下，在电影项目批量生产的需求中，我们会对数字角色的肌肉，服装和毛发，进行逐角色的解算预设搭建。并使用搭建好预设的角色资产， 进行成批量的镜头任务制作，VeraPipeline就是为了这一工业化生产的目的而设计产品。

布料​

1.流程预览​

VeraPipeline布料流程包括：包裹映射，解算预设，解算，后处理四个环节，如下图所示，下文将围绕流程对各个环节的内容做详细介绍

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2.数据准备与规范​

模型准备​

  1. renderMesh ：该模型通常由Rig绑定或者Model模型文件提供,具有符合影视行业规范的Tpose或者Apose，位置处于原点并且布料无初始帧穿插
  2. simMesh: 该模型通常由模型提供的简模模型，处于原点可以完整覆盖包裹renderMesh
  3. aniCache: 该模型通常由上游动画提供，携带TPose/Apose过渡信息和动画信息

模型规范​

  1. renderMesh,simMesh,aniCache 都需要携带的path信息
  2. renderMesh:
    1. 位于原点
    2. 初始状态为没有穿插的Tpose或者Apose静态模型
  3. simMesh:
    1. 位于原点且与 renderMesh 位置重叠可以完整包裹覆盖需要解算的部位
    2. 通常为四边面或者三角面的单片模型，模型拓扑分布均匀，初始帧无穿插（有需求可以使用封闭或者其他自定义模型）
  4. aniCache:
    1. aniCache与renderMesh 拓扑一致，path信息一致（不能携带namesapce信息）
    2. 携带完整Tpose/Apose预解算帧到动画过渡信息
    3. 预解算起始帧到结束帧无一帧切，骨骼级的躯体穿插问题

3.VeraPipeline-Cloth 模板搭建​

布料输入准备​

  1. 模型输入准备：Alembic/USDimport节点导入模型文件：simMesh第一端口，renderMesh第二端口，aniCache第三端口

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UI功能​

  1. Build Wrokflow : 创建包裹映射模板，通过simMesh提供path信息自动拆分简模模型，批量设置高低模型映射来记录模型之间的对应关系，并且根据提供动画信息实现简模的驱动
  2. SetupClothSimNode ：创建解算预设，解算，高模包裹输出。执行需要发生在BuildWorkflow之后，通过BuildWorkflow创建的映射信息自动完成流程框架搭建

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Build Wrokflow-包裹映射​

1. Vera_AssetLayerMatch 模型映射： 在创建的一列 Vera_AssetLayerMatch节点处，需要通过 Vera_AssetLayerMatch节点手动完成简模到高模path属性的包裹匹配操作，来帮助后续布料拆分和包裹设置能够自动化生成框架体系。 点击Vera_AssetLayerMatch节点参数面板 BaseGroup 选择箭头>点击视窗的select选择Alembic Paths>选择对应高模在视图回车即可Link上高模。
（注：这里需要手动完成所有Link 操作，才可进行下一步。如遇简模与高模不匹配情况,下游Vera_SimMeshDoctor节点会提醒是否继续）

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2. Vera SimMeshDoctor 包裹映射错误检查 : 该节点会根据 Vera_AssetLayerMatch节点link高模的情况进行分析。分析出那部分简模没有选择高模（以紫色显示），哪部分高模没有简模匹配或者是并不需要参与到解算中（以蓝色显示），进行颜色显示。用户可以根据提示修改link高模，或者勾选ignoreSimMeshLinkMissing和ignoreRenderAssetLinkMissing选项来忽略报错，进行下一步操作 （如果需要忽略报错，务必勾选勾选ignoreSimMeshLinkMissing和ignoreRenderAssetLinkMissing选项，否则下游操作无法进行）

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3. AniCloth & AniBody包裹： VeraPipeline 提供了两种简模包裹方式：a. AniCloth 高模布料动画驱动简模的精细包裹方式；b. AniBody 直接由身体动画驱动简模包裹方式。其中VeraDeform 节点提供颜色标记功能可以实现AniCloth的精细包裹，避免布料之间过近造成的呲面问题，用户根据具体的动画端inputcache的不同， 在工程中手动切换使用哪种包裹方式。（注：默认更加推荐在动画缓存具有衣物绑定的情况使用AniCLoth的包裹方式，方便约束pin的使用）

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SetupClothSimNode​

点击SetupClothSimNode 按钮 ：创建Cloth完整解算包裹模板: 生成流程解算预设，解算，后处理

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SetupClothSimNode-解算预设​

1. 空间缩放 缩放模型到正确的空间比例进行解算
以MAYA为例：Maya单位为cm,Houdini单位为m.同样的模型从Maya导入Houdini之后存在100倍的空间差距。这时候将空间缩放到0.01即可回到的正常比例，模型的空间大小可以在节点上以中键查看。如下图模型再缩放之后Y轴高度再2.15m，接近正常角色比例。

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2. 去位移 Vera_InverseTranslate 节点针对运动距离过大的角色模型，提供的InvSize参数可以百分比控制这个位移信息。 有效减少动画的位置移动，防止位移造成的布料拉扯。

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3. 数据清洗

  1. Vera BodyTimePeak ：预解算帧延法线方向缩放身体，增加身体和布料之间解算空间，减少第一帧穿插概率
  2. ClosedSufaceSelfCollisionFree ： 碰撞体修正，动态修正非骨骼级的穿插问题

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4. 约束和材料力学属性设置 由于上游执行了Vera_AssetLayerMatch 模型映射的操作，解算框架会根据简模的path总类自动拆分解算模型。根据path属性生成对应的Cloth参数设置节点。

  1. PaintMask贴图遮罩 PaintMask（贴图遮罩） 通过笔刷或者其他节点添加颜色或其他属性遮罩，绘制出合适的范围去添加约束控制。

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  1. 约束 Constraint（约束） 在生活中，衣物通常通过摩檫力固定在身上。但计算机中，通过约束的形式将布料绑定或者缝合在数字角色的身上。常见的布料约束有pin ，attach ,stitch，glue等等。

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  1. 调参 如图（下）布料材料力学参数： 在生活中布料具备软硬，拉伸，弯曲，塑性等属性。这些属性在计算机中是以参数的形式所出现的，通过参数可以去控制调节布料材质的表现。常见的材料力学属性有抗拉伸，抗弯曲，塑性，质量等等

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SetupClothSimNode-解算​

  1. VeraFiberSolver: MT研发GPU解算器，适配Houdini vellumconstraint 可以快速完成布料解算。

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SetupClothSimNode-高模包裹输出​

  1. 高模包裹根据Vera_AssetLayerMatch 模型映射结果将自动匹配对应的简模高模。如上文Vera Deform进行包裹驱动，如有需要可以使用颜色进行精细包裹再输出最终模型

毛发​

Guide毛发模板​

导入角色资产数据​

打开Houdini面板，在SOP层级下创建Vera_Pipeline节点，为Vera_Pipeline初始化资产工作流需要提供基本的解算模型。

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  • Guide：Guide曲线在Xgen流程或者Houdini毛发流程中，Guide起到的作用是引导真实毛发走向和造型。真实的毛发不需要解算，而是间接被Guide曲线所驱动的。
  • GrowMesh: GrowMesh生长面是毛发造型时使用的模型，该模型往往由角色高模复制删减而来，其拓扑与高模时高度重合的。一是方便后续流程的驱动，二是造型贴图的绘制都在GrowMesh完成，方便控制毛发造型。 传统XgenGuide毛发曲线，需输入除simMesh外的其他四个Input

创建Guide Curve模板​

选择Curve,点击SetupHairSimNode生成对应的毛发解算节点组

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报错提示:Guide毛发解算首先需要艺术家检查四五端口是否正确链接，然后进入verapipeline的Blast_Select节点选择驱动生长面模型

GrowMesh、Hair包裹驱动（Hiar_Deformer）​

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驱动Guide进行解算前需要先驱动GrowMesh生长面，这一步由pointdeformer节点完成：pointdeformer的三个输入端依次链接的是Rig文件的生长面，renderAsset需要驱动生长面的高模，AniCache带动画驱动生长面的高模。

然后再由guidedeformer驱动Guide引导线：guiderdeformer的三个输入端依次链接的是Rig文件的Guide引导线，Rig文件的生长面，被pointdeformer驱动完带有动画的生长面。

Vera 毛发解算节点组​

自动创建的毛发曲线会根据毛发的组信息自动Blast相同Path组信息的Guide曲线，方便各个组的曲线区分开分别进行毛发属性调整。

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1. Vera_GradientCurve属性渐变节点 Vera_GradientCurve节点提供了根部点打组功能，可以自动设立根部点组。根据毛发长度进行颜色属性调整，最后输出start_curve跟随属性提供给下游Pin节点获取使用。 可参考毛发跟随调节方式，根部调节至全白，向末端拉出黑白渐变mask.计算器根据mask强度解算Guide曲线

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2. 约束设置 与布料一样，根据项目需求自定义毛发参数

3. 根部点还原 在Vera_GradientCurve节点生成的rootgroup组被用与还原根部点操作。主要作用在两个节点上： 1.Hair属性设置节点,在pintoAnimation的选项上加上rootgroup组信息，尽量保证根部点在解算时候不发生穿插造成的偏转 2.解算后blend节点的根部点融合

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