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Houdini learning Record

ds 2025/8/26 16:53:31

Houdini飞龙喷火免费教程Dragon Fire Breath_哔哩哔哩_bilibili

导入hip文件之后，显示

Redshift 是一个高性能的、基于 GPU 的偏差渲染器（biased renderer），被广泛用于电影、动画、游戏和建筑可视化等领域，特别是在 Houdini、Maya、Cinema 4D、3ds Max 等软件中都有插件支持。

它由 Redshift Rendering Technologies 开发，后被 Maxon（Cinema 4D 的母公司）收购。

xxxxxxxxx否

模型文件本身是支持动画的格式，比如 .fbx、.abc（Alembic）

直接将模型文件（通常是 .fbx）从资源管理器拖拽进 Houdini 的视口或 Network View 里，就会自动创建一个导入节点。

可以通过：

使用 Alembic Archive 查看 .abc 内的结构
使用 explodedview、geometry spreadsheet 查看数据组成
追踪材质路径、贴图引用是否断链

这些操作都会带来对这个模型的结构性掌控感。

引用设置，修改路径

xxxxxxxxxxxxxxx跳

redshift 和nuke是单独的额外的软件

xxxxxxxxxxxx

using incomplete asset definition (full definition not found)

表示 Houdini 在打开项目时，某些使用了“数字资产”（HDA）的节点找不到它们完整的定义文件，

项目引用了某些 HDA 资源，但这些资源的源文件 .hda 没有被一并加载或缺失了。

引用hda

安装这个 .hda 文件之后，它是仅用于当前文件，还是能在以后其他工程中也用

按钮	含义
Install	安装这个 HDA 到你刚刚选的路径里，不会在场景里创建节点
Install and Create	安装并立刻在场景中创建一个节点实例（一般不需要这么做）

xxxxxxxxxx

一开始这三个自带的灯泡

是项目原作者手动放进去的 Redshift 专用光源节点，用于模拟自然光照、HDR 环境光等

`rslightdome`

Redshift Dome Light
这是一个全景光源，通常用于加载 HDRI 环境贴图，模拟户外或特定空间氛围光照。

类似 Houdini 中的 Environment Light
常用于体积渲染（烟雾/火焰）时提供背景和柔光照明
有两个实例 → rslightdome1 和 rslightdome2，可能分别用于不同时间段或角度测试

`rslightsun`

Redshift Sun Light
这是一个定向光源（Directional Light），模拟太阳光效果。

可以搭配 rslightsky（天空环境）构成物理天空系统
通常控制太阳高度、角度、颜色温度

⚠️ 它旁边有黄色小叹号，说明当前你本地未安装 Redshift，所以该节点加载不完全或不工作。

Houdini 中的相机节点（cam1）不只是为了观察，而是为了输出镜头、驱动渲染和特效视角定位，是正式作品的一部分。

在视口中直接切换相机

进入 Scene View（主视口）
在视口左上角的摄像机菜单（通常写着 “No cam” 或 “Perspective”）点击
选择你的相机节点名（如 cam1）

你会发现视口变成了蓝边框，并且视角固定在相机位置（不能自由飞行）。

xxxxxxxxxxxxxxx

lembic Archive 是专用于读取 .abc 文件的结构入口。

它会读取 Alembic 文件中的 Scene Graph Tree（层级结构）
显示的是 .abc 文件中保存的 节点路径（Object hierarchy）
和 File 节点不同，它是为 Alembic 设计的“浏览式入口”

文件格式	对应节点
`.abc`	`Alembic Archive`
`.usd`, `.usda`, `.usdc`	`USD Import`, `Stage`, `SOP Import`（基于 USD 系统）
`.fbx`	没有 `FBX Archive`，但用 `File` 或 `FBX Character Import`
`.obj`	用 `File` 直接导入

模型文件本身（如 .abc, .fbx, .obj）是一个底层的数据容器，用于描述一个 3D 对象在某一格式下的“原始结构”；

各个 3D 软件（如 Houdini、Blender、Maya）在导入后，会解析并转化为各自内部的模型数据结构，进行操作；

如果修改后再次导出，会被“重新打包回原格式的结构规则中”。

这个逻辑是完全成立的，而且正是现代 DCC（Digital Content Creation）软件的核心工作机制之一。

当你导出成	会发生的事情
`.obj`	只能保留点、面、UV、法线（动画、材质都丢失）
`.fbx`	保留骨骼动画、材质引用，但可能丢失 procedural 信息
`.abc`	保留顶点动画、体积结构，但不一定保留节点逻辑

导出的“底层格式”，实际上是对你所做内容的某种“近似投影”

这也是为什么在做资产准备时，要清楚：

哪些信息能被导出
哪些信息只能在 Houdini 保留
哪些必须 bake（烘焙）成显式结构再导出

xxxxxxxxxx

选项	含义	你会得到什么
✅ Shape Nodes Only	只导入 `.abc` 文件中真正有几何体的节点（Shape Nodes）	你能看到 mesh，但没有父子变换层级、空节点结构
✅ Shape and Transform Nodes	导入几何体 + 空节点（Transform）结构，比如空组、控制节点等	保留原始层级结构，可用于还原动画层次或复杂约束
✅ Transform Nodes Only	只导入 `.abc` 文件中的 Transform 层级（不含网格）	没有任何 mesh，只留下 transform 结构，常用于驱动参考等

你加载 .abc 文件时，Houdini 如何在 SOP 中还原其中的结构信息（几何体 vs. 变换层级）

绝大多数初学和中等复杂项目，使用默认的 Shape Nodes Only 即可，它干净、轻量、不会加载多余层级。

但当你需要：

对齐参考骨架
模拟原始控制结构
导出时保留原始层级
时，再切到 Shape and Transform Nodes 是最合适的。

Alembic Delayed Load Primitives

表示：以最轻量方式挂载 .abc 数据，只在真正渲染/查看时才从磁盘读取
优点：
- 非常省内存，尤其适合海量帧或大模型序列
- 打开 .hip 文件非常快
缺点：
- 不能在 SOP 中编辑几何体（是黑盒结构）

✅ 适合：只用于渲染/合成时读入 .abc 烘焙动画。

Unpack Alembic Delayed Load Primitives

表示：将延迟加载的内容真正转换为 Houdini 内部标准几何
优点：
- 可以编辑、变形、加材质、导出等
- 更直观地操作
缺点：
- 内存占用上升，首次加载会变慢

✅ 适合：需要操作模型、复制、FX 模拟等情况。

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Convert 是一个万能格式转换节点，并不专门为 Alembic 而设计。所以它支持非常广的几何类型，包括：

曲线 ↔ 面
NURBS ↔ Polygon
Volume → Polygon（抽壳）
Packed Alembic → Polygon
Poly Soup → Polygon

但你只要明白：
👉 对 Alembic 导入数据来说，你最常用的是 Convert packed → Polygon，几乎不涉及其余设置。

“Packed”想表达的核心意思是：“我不关心这个东西里面的所有点和面，我只想把它当一个整体来移动/复制/渲染/打包。”

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$F + 100，不是改变当前时间线的起点，而是：告诉这个 TimeShift 节点：无论当前时间是多少，都去从第 $F + 100 帧获取输入数据。

也就是说：

当前时间 $F = 1 ⇒ 实际采样帧是 101
当前时间 $F = 10 ⇒ 实际采样帧是 110
当前时间 $F = 80 ⇒ 实际采样帧是 180

❌ 在 Houdini 中，"对象本身" 并没有“独立的时间线”。
✅ 但你可以通过节点控制、参数动画、时间节点（如 TimeShift, TimeWarp）等手段，让每个对象看起来像是“有自己的时间线”。

时间线是全局的，所有节点都在当前帧 $F 下计算一次

物体反向播放 $FEND - $F

帧不是循环的。
Houdini 的时间线有明确的起点和终点帧（通常是 Frame 1 到 Frame 240、或者任意你设置的范围）

如果 Alembic 缓存只有 240 帧，我在 TimeShift 中设置 $F + 100，那到了帧数超出范围（比如 $F = 160 → 取帧 260）时，到底会发生什么？

超出帧范围时（例如 .abc 只到 240，而你请求第 260 帧）：
- Alembic 节点返回的是“空几何”
- 视口不显示东西
- 不报错（除非你用的是严格的 Alembic 解包+依赖）
- 渲染也不会有结果，等于透明帧

👉 就是一个空壳，你看到的是“没几何体”的状态。

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$FF 是 Houdini 中表示“当前时间（以秒为单位）”的变量，不是“自动补帧”的意思。
它本身不会自动插值或补帧，但它可以导致节点在“非整数时间”被计算，从而触发 Houdini 的插值机制。

你有一个 Alembic 烘焙帧（1 ~ 100），每帧是静止 keyframe。

设置	结果
`TimeShift → Frame = $F`	✅ 总是取整数帧，不插值
`TimeShift → Frame = $FF * 24`	❌ 有可能产生 1.5、2.75 等中间帧，会触发插值

这就是你所说的“自动补帧”现象的来源 —— 并不是 $FF 本身，而是你用浮点时间访问了中间状态。

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Houdini 中，当你在视口或 Geometry Spreadsheet 中选中一些点（或面、边、原语）然后按 Delete 键，不会修改原始模型的数据，而是自动创建一个 Blast 节点 来“非破坏性”地移除它们。

这是 Houdini 的核心设计哲学：

一切都是“节点驱动、非破坏”的过程化建模。

不像传统建模软件（比如 Blender、Maya 的直接编辑模式），Houdini 不会修改原始几何体，而是将所有操作以节点形式记录下来，方便你：

还原 / 撤回
动态修改范围
搭建完整流程链条

`Blast` 节点做了什么？

你做的操作	Blast 节点参数
选中点并删除	Group 类型设为 `Points`，Group 中填入点 ID
选中面并删除	Group 类型设为 `Primitives`，Group 中填入面编号
选中后保留	`Delete Non-selected` 勾选

它实质上是对输入几何体做了一个条件过滤，不是真正删除了底层数据。

你要做什么是否适合用 Extract Centroid

得到整个模型或碎片的中心点 ✅ 是，非常适合

做动画枢轴对齐、定位 ✅ 是，可以直接取位置

精确计算几何平衡中心 ✅ 是（Center of Mass）模式就很精确

只是想要包围盒范围 ❌ 不需要这个节点，用 Bounds 节点更快

方便了，，按p查看当前节点的parameter

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什么是 Attribute VOP？

一个节点，允许你用可视化方式（拖线连节点）去处理几何体上的属性（点、面、法线、颜色、uv 等）

PolySoup 是 Houdini 用来压缩轻量几何的一种格式（合并重复点、减少数据体积）

e跳粉

r跳为选中，蓝

接着使用vdbsmooth节点，把结果进行处理

此时的需要先convert

默认的1000改成了5000，整个模型的表面mesh数大幅增加

选定范围，并添加mask点属性

最符合的为1，不符合的为0

merge的方法

创建到每一个点上

copytopoint（只能针对点的）

默认情况下，normal创建的法线属性，是基于vertex的

所以要把法线改

copy to points节点会使用N和up两个向量来确定完整的空间旋转方向

往世界中心归位

Ray：投射-将一个表面投影到另一个表面上

blast反选，得到具体的group

xxxxxxxxxx

Attribute VOP 是一个用于“以可视化节点方式修改几何属性（Attribute）”的工具。
它的本质就是一个 点/面/线/整体级别的循环器，在其中你可以对每一个点、每一个面，执行 VEX 程序逻辑，但是不用写代码，而是拖线连图来表达逻辑。

Attribute VOP（你命名为 Cd_noise1）的内部 VOP 网络，而你所看到的 Cd.r, Cd.g, Cd.b 三个点属性，就是这个网络计算出来并写入的结果。

popnet（Particle Operator Network）

它是一个 DOP Network 类型的节点，主要用来驱动粒子系统（POP，Particle Operator）模拟。
它和 Attribute VOP 的关系不大，属于不同层级，不过你确实可以在 POP 中使用 VOP 来控制粒子行为

蓝色时间轴条（Timeline Blue Bar）到底是什么？

👉 它代表的是：

当前节点（尤其是 DOP 或 File Cache）已缓存的帧范围。

换句话说：

蓝色部分 = Houdini 内部或磁盘中已经计算过并存储下来的帧。
灰色/空白部分 = 还没有计算，等你播放到那一帧才会“现算”。

想进行 Pyro Bake Volume 或后期渲染：

你必须让你想要渲染的所有帧都完成了模拟，也就是说——蓝条要覆盖这些帧范围。

图中这个节点是：`File Cache`

它的核心作用就是：

把当前节点的数据缓存为 .bgeo.sc 文件，保存到磁盘上，供后续读取
✅ 同时也会让 Timeline 上的蓝条成立 —— 表示这一段帧已经被写入或加载成功。

功能	作用
🟢 写出 `.bgeo.sc`	把帧数据从内存保存到硬盘，支持重新打开时复用
🔵 生成蓝条	显示哪些帧已被缓存（写出或从磁盘读取）
🔒 上锁	防止节点自动重新计算，强制用缓存数据

try1_v1.$F4.bgeo.sc
表示输出文件名为 try1_v1_0001.bgeo.sc, try1_v1_0002.bgeo.sc… 按帧号命名保存。
黄色背景 → 表示当前状态为「只读取缓存，不再计算输入」
圆圈叹号（！）→ 表示当前帧文件找不到（比如 try1_v1_0054.bgeo.sc 没写出来）

xxxxxxxxxx

File Cache 节点到底是缓存到“内存”还是“磁盘”？内存会不会爆？

File Cache 节点的作用就是：将数据写入磁盘（不是内存）！

它不是用来“临时缓存”的，而是用来生成 持久存储的 .bgeo.sc 文件，保存在你设置的 $JOB 文件夹路径中。

xxxxxxxx

图中这些 `/obj`, `/out`, `/img` 是虚拟空间路径，不是实际文件夹

这些是 Houdini 中的“网络容器（Network Context）”，你可以把它理解为：

Houdini 结构名	作用	实际磁盘路径？
`/obj`	所有几何体、模拟、相机等场景对象的主容器	❌ 否
`/out`	输出渲染器（Mantra、Karma）、ROP网络	❌ 否
`/img`	合成网络（COP2）、贴图处理	❌ 否
`/mat`	材质节点网络（Material Network）	❌ 否
`/shop`	旧版材质系统（已废弃）	❌ 否
`/stage`	Solaris / USD 场景描述系统	❌ 否
`/ch`	通道数据、动画关键帧	❌ 否

✅ 它们只是 Houdini 内部的“功能模块分区”，不会自动对应硬盘中的任何文件夹。

实际的项目数据（缓存、贴图、输出）放在哪儿？

这就取决于你怎么设置你的 项目路径变量。

Houdini 提供了两种核心变量：

变量名	含义	示例
`$HIP`	当前 `.hip` 文件所在的路径	`D:/Projects/fireball_project/`
`$JOB`	当前项目目录（你自己设置的）	`D:/Projects/fireball_project/`（可自定义）

Houdini默认打开的时候不属于任何一个Project状态

你打开的是一个临时的新场景
并没有绑定到任何 $JOB 项目目录
Houdini 不会自动调用你上次的 Project 文件夹
也不会自动设置 $JOB 路径，除非你手动设置过

hip 文件本身保存在哪里？

.hip 或 .hiplc 是你的 Houdini 工程文件，保存路径就是你点击 File > Save As 时指定的位置。

你可以通过 $HIP 自动获取这个路径，例如：

echo $HIP
# 返回：D:/Projects/fireball_project/

怎么创建标准项目结构（推荐操作）

fireball_project/
├── geo/ ← 缓存 .bgeo.sc
├── render/ ← 输出图像序列
├── tex/ ← 材质贴图
├── scenes/ ← .hip 文件
├── scripts/ ← 脚本

然后 $JOB 会自动指向这个根目录，你以后路径只用写：

$JOB/geo/fireblast_v1_$F4.bgeo.sc
就不需要死记硬编码路径了。

当你打开任何 .hip 或 .hiplc 文件时：

$HIP 永远指向这个文件所在的实际磁盘目录。

⚠️ `$JOB` 是用户可配置的，不会自动更新

当你打开别人的 .hip 文件时：

🔥 $JOB 默认不会跟随 .hip 自动变化，仍然保持你上一次打开 Houdini 时设置的项目路径。

如果这个 .hip 文件中用到了 $JOB 路径，比如：

$JOB/cache/pyro/dragon_fire_0001.bgeo.sc

但你的 $JOB 当前还指向你自己的旧项目路径：

E:/MyProject/

就会导致路径解析错误，提示找不到文件。

🧭 如何检查/重设 `$JOB`？

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只要你把 File Cache（try1）中的帧全部 Save to Disk 成功，后面的 pyrobakevolume1 就能正常读取体积数据，不再报错。

红色警告三角标志会消失，Bake Volume 会开始处理 .bgeo.sc 文件中包含的 VDB 字段（density、flame、temperature 等）。

Pyro Bake Volume 是不是算“后处理”？是否基于 File Cache 做的？

非常准确 ✅：

Pyro Bake Volume 是 Houdini 的体积后处理系统**（Volume Post-processing）
它是专门设计来作用在已缓存完成的模拟结果上的，不会也不应该参与模拟本身。

功能	说明
着色	给 `density`、`flame` 等体积场绑定颜色，用于渲染前的视觉增强
显示	支持 Viewport 中的实时预览，不必先渲染
控制视觉密度、光散射	如 Smoke Color、Fire Brightness、Shadow Density 等
分离体积通道	可用于输出多个不同视觉 pass（volumeLight、flameScatter、temperature 等）

可以看别人的hip效果了，但是问题是卡顿，真的很卡，

这是硬件原因，

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渲染农场到底“帮你做的是什么”？

✅ 本质上，渲染农场帮你批量计算每一帧最终画面的“像素图”。

它的工作原理其实很直接：

✅ 你上传的不是视频，也不是模型，而是：

上传内容	内容类型
`.hip` 文件（或 `.blend` / `.ma` / `.max`）	包含了所有模型、特效、材质、动画、摄像机
所依赖的贴图、缓存（如 `.bgeo.sc`、`.vdb`）	模型贴图、FX缓存、模拟结果
指定一个摄像机、分辨率、帧范围	如 Camera1，1920x1080，帧 1–120
渲染器设置（如 Redshift、Arnold 等）	光照采样、GI、抗锯齿等参数

然后农场将：

✅ 每一帧 单独启动一台机器，在固定摄像机和光照条件下，进行像素级别计算（即渲染）
最终你会得到：

img_0001.exr
img_0002.exr
...
img_0120.exr

这些图像连起来就是动画视频的每一帧。

那为什么叫“农场”？

因为这件事可以被完美拆成帧并行处理：

一台机器	负责渲染第 1 帧
第二台机器	渲染第 2 帧
……	……
第 100 台机器	渲染第 100 帧

⚡ 成百上千台机器并行渲染，几分钟就完成你本地几小时都跑不出的结果。

File Cache 是不是也叫“渲染”？

你的理解对了一半。

动作	实质内容	是否 GPU 渲染
`File Cache`	将模拟/动画的几何信息输出为 `.bgeo.sc`	❌ 否，是 CPU 写缓存
`渲染器`（Mantra/Redshift）	将场景+材质+灯光转化为图像	✅ 是，算像素，需要 GPU

❗所以你 File Cache 花了 20 分钟，其实还没开始真正的“图像渲染”

这只是：

烟雾模拟写出 .bgeo.sc
或粒子位置写出 .bgeo
或物体动画 Bake 成关键帧

为什么我 File Cache 后 Houdini 播放仍然很卡？

这也完全正常。

因为 Houdini 的 Viewport：

不是预览视频播放器
它是实时读取磁盘、重建体积、渲染 OpenGL，尤其是 Pyro 烟雾或粒子，会非常吃内存 + CPU

💡 这和高端机器关系不大 —— 无论多贵的机器，Houdini Viewport 都不是用来“流畅播放缓存视频”的工具。

渲染农场生成的文件是干嘛用的？

生成的是：

文件	用途
`.exr` `.png` `.jpg`	每帧渲染出的图像
`.mp4` 或 `.mov`	（可选）农场帮你压成视频，或者你回本地用 PR/AE 拼成视频

✅ 农场“最终交付”的其实就是一个完整的帧序列（图片）

你可以：

放入 After Effects 做合成
放入 Premiere 做剪辑
用 ffmpeg 转码成 .mp4

把 .hip 丢进农场就能直接算，不担心路径错误或资源丢失。只需告诉我你用哪种渲染器（Redshift？Mantra？Arnold？）我可以帮你自动生成一套打包结构。

最少只需要这 3 样：

文件/信息	说明
`hip` 文件	你的 Houdini 工程文件，包含所有节点、动画、相机
渲染器信息	比如是使用 Mantra / Redshift / Arnold / Karma，农场要知道用哪个算
相机 + 帧范围	你要渲染的角度和时长，比如 `Camera1`，帧数 1–96

第4集：模块介绍_哔哩哔哩_bilibili

s三个主要模块

VOP – VEX Operators

以节点方式书写逻辑，构建 VEX 编程图形网络，实现自定义控制、噪声、颜色处理等。

挤出（Extrude）：从已有面或边拉出新几何体，是创建厚度、延伸结构的基础。
倒角（Bevel）：增加边缘细节，制造圆滑过渡。
桥接（Bridge）：连接两个开口，生成中间面。
切边（Knife/Cut）：引入新的拓扑、分段控制面数。

this ，is resample ,dud

在内部撒点

add ，删面留点

xxxxxxxxxxx

现有点的基础上半径距离里随机复制生成点

xxxxxxxxxx

transfer变形器

bend

xxxxxxxxxx

沿着曲线形变物体

xxxxxxxx

lattice，让a上的点的整体移动绑定到bound（产生最小的包围盒包住模型，可以在内部再细分点数）上

xxxx

Volume（传统）----均匀网格（dense grid）

VDB（OpenVDB）----稀疏体积（sparse grid）

Houdini 中，点云常用于：

烟火粒子模拟输出；
流体模拟（Flip）中的粒子；
实例化参考；
粒子渲染等。

它没有面、没有拓扑，只是一堆带属性的点，可以很稀疏。

它不是点、也不是网格，而是一个稀疏 3D 网格结构（Sparse Volume Grid），常用于存：

密度场（Fog Volume）；
SDF（Signed Distance Field）；
速度场（Velocity Volume）；
温度、燃料、力场等任意 float 或 vector 类型的 volume 属性。

✅ VDB 的特性：

占内存极小（仅存非零部分）；
支持超大分辨率（如 2048³ voxel）；
非常适合做体积布尔、光线穿透计算、模拟缓存等。

attribute 为什么分 float 和 vector？

在 Houdini 和 VDB 系统中，每个点或每个体素都可以带有属性，而属性有“类型”：

属性类型	表示内容	示例
float	单值（例如密度、温度）	`@density`, `@temperature`
vector	三维向量（如速度、方向、颜色）	`@v`, `@Cd`, `@force`

在 VDB 中：

一个 float 属性 会变成一个 标量体积（scalar field）：每个 voxel 只有一个值；
一个 vector 属性 会变成 三通道体积（vector field）：每个 voxel 有 x/y/z 三个值（即 3 个 VDB）。

比如你要渲染 motion blur，@v（velocity）必须以 vector VDB 的形式提供给 renderer。

🔧 Volume Rasterize Attributes 的作用：

它把“点云 + 属性”转成“VDB + 体积属性”，你可以：

把粒子的密度 @density 转为 Fog VDB → 用来做烟雾；
把粒子的 @v 转为 Vector VDB → 做速度场；
把 @heat 转成体积场 → 做温度控制。

“场”是一个数学/物理概念，简单定义如下：

一个场是一个函数，它定义了空间中每一点的某种属性值。

例如：

场类型	解释
标量场（Scalar Field）	每个点上一个数值（温度、密度、压力）
向量场（Vector Field）	每个点上一个三维向量（风速、力、速度）
张量场（Tensor Field）	每个点上的高阶信息（惯性张量、应力）

从这个角度来说，“场”并不局限于 Houdini、图形学，而是一个数学结构。

✅ VDB 是一种场的“离散化存储表达”方式。

它把连续空间离散为格点（voxel），并存储每个体素位置对应的场值。由于它是稀疏存储的，因此只保存非空（非零）的部分区域，节省内存。

“场是不是就是从点上统一取出某种属性？”

可以这么理解，但要加上一点 —— “空间插值”。

点云只有离散位置，而场的特点是：

定义在整个空间（理论上是连续的）；
可以“在任意空间点”估算值（插值）；
具有平滑性、连续性（可导、可计算梯度等）；

所以，如果你用点云+插值函数（如高斯核、SPH、trilinear interpolation）来估算空间中的某个值，你实际上是在“重建一个场”。

SDF（Signed Distance Field）

Fog（雾场）适合表达“有无”、“浓淡”的概念 → 用于渲染烟火；
SDF（有符号距离场）适合表达“几何边界”、“内外关系” → 用于碰撞检测与形变控制。

SDF 是什么？

SDF 是一种 有符号的标量场；
每个 voxel 表示该点到表面的最短距离；
- 内部为负，外部为正，表面距离为零；
能直接用于 判定“是否在某物体内部”，以及 计算法线方向（∇SDF）。

✅ 碰撞检测的核心问题：

我们常需要判断：

粒子是否进入了某个区域（例如角色的身体）；
一个物体是否和另一个发生了接触；
需要一个能高效、连续、近似地表达“物体边界”的结构。

SDF 的优点：

不依赖拓扑（不像 mesh）；
计算接触、滑动、反弹方向非常自然（通过梯度）；
可以用于物体变形、约束场、粘附等复杂交互。

所以：

SDF 是几何表达和交互计算中的黄金标准，非常适合碰撞、布尔、变形等任务。

假设你在做一个火球砸到地面后爆炸的效果：

作用	使用类型	原因
火球内部的密度变化	Fog	烟雾渲染依赖密度
火球碰到地面时的反弹/破碎判断	SDF	SDF 可直接算出 penetration 和法线
烟雾渲染和体积光散射	Fog	密度 → 灯光穿透计算
粒子沿地形滑动	SDF	方向 = ∇SDF，接触面自然流动

第12集：VDB系列节点_哔哩哔哩_bilibili

同时用 Fog 和 SDF 混合控制视觉和物理，，SDF 计算法线和滑动，，把 mesh 转成 SDF

VDB 的“稀疏”结构意味着：

✅ 它并不是在 3D 空间中为每个体素都分配内存（dense grid），而是：

将整个 3D 空间划分为多个小块（通常是 8×8×8 的体素立方体）；
只有你显式填入数据的块才会被真正“分配出来”；
没有值（为零或默认）的地方，完全不占用内存。

就像你说的，“只是包裹在表面或局部的那部分数据是真正存在的，其它地方是空的”。

想象你有一张地图要记录全国温度：

Dense Volume 是你每隔 1 米采样全国所有地方，无论有没有人；
VDB（稀疏 Volume） 是你只记录有城市的地方，其他都默认温度为 0。

❗但请注意一点：

⚠️ VDB 本身的结构并不是“只贴在表面上的网格”，而是：

✅ 它可以覆盖整个体积，但只在有数据的地方真正分配内存。

所以：

Fog VDB：虽然你看到的是烟雾“浮在表面”，其实它背后存的是稀疏分布在空间中的密度体素；
SDF VDB：在靠近模型表面区域才有值（比如距离在 ±10 内），其余区域全是默认值，没被写入；
渲染和碰撞时只需要那些“非空心”区域的数据就够了。

VDB Combine 节点中的 “域乘”、“域减”，其实是 volume field（体积场）之间的数学运算 —— 也可以叫做 field-wise multiply / subtract，它们的本质是：

对每个 voxel（体素）位置上两个场的值进行数学运算，形成新的场。

“域乘”（Multiply）是什么意思？

对两个 VDB 的每一个相同位置上的 voxel 值进行相乘。

假设有两个体积场：

A：密度场，值可能在 0~1；
B：mask 场，某区域为 1，其它地方为 0。

执行 A × B 得到的新 VDB 就是：

保留 B 为 1 的区域的 A 值；
B 为 0 的区域被清除（乘以 0）。

✅ 典型用途：

用体积遮罩裁剪另一个场；
用一个体积控制另一个体积的影响范围；
构建局部模拟区、限制范围。

对两个 VDB 在每一个 voxel 上做减法：A - B

如果 A 是某个 SDF 场（比如角色的距离场）；
B 是另一个 SDF 场（比如地板、障碍物）；
那么 A - B 的意思是：把 B 的区域从 A 中挖掉，也就是一个体积布尔减法（Boolean Subtraction）。

✅ 典型用途：

从一个 SDF 里挖空另一个物体（布尔差集）；
做碰撞体积切割；
模拟凹痕、融合等几何效果。

VDB Merge 就像是把多个图层“拼在一起”，重叠部分叠加；
VDB Combine 像 Photoshop 的图层“混合模式”中的 Add，你可以控制行为逻辑与结果更细致。

对比维度	`VDB Merge`	`VDB Combine`
📦 工作层级	数据级合并：直接并入 voxel block	函数级操作：逐 voxel 数学运算（field-wise）
🧠 使用语义	“把这些 volume 合并到一起”	“将两个场通过某种数学关系计算新场”
⚙️ 非重叠区域处理	自动保留/合并	可控制（默认是零、也可设定保留主场值等）
🧪 操作灵活性	少（几种基本合并）	强（加、乘、布尔、最小最大、SDF运算、Clamp 等几十种模式）
🚫 SDF 操作支持	不适用于 SDF Union、Subtract 等布尔逻辑	专为 SDF 布尔而设计，有 union, intersection, subtract 等选项
🧩 可读性和维护性	更像是拼积木：结果不透明	操作逻辑更明确，可构建复杂 field 网络

如果你...	用这个
只是把几个密度场结果合并输出	`VDB Merge`
想在某个 VDB 上进行数学调制（如加权、乘遮罩）	`VDB Combine`
构建复杂体积控制逻辑（如 SDF 布尔）	`VDB Combine`
快速拼接多个 volume，不关心内部值逻辑	`VDB Merge`

Attribute Transfer 节点（Houdini）

Attribute Transfer 本质是从 source 中“找样本”给 destination 的每个元素（点/面）

最终控制“传递效果”的，是 destination 的密度，而不是 source 的密度。

grid 上只有 10 个点；
sphere 上有 1000 个点，带 @Cd。

发生的事情是：

grid 上的每个点会在附近 10 或 1000 个 sphere 点中“找最近”；
找到了，就 transfer 属性；
因为 grid 点很少 → 整体看起来“效果粗糙”，分辨率低。

✅ 结论：

属性依然会传递，但受方分辨率太低，最终效果“稀疏”、“块状”；
不是损失信息，而是表达信息的能力太弱。

grid 上有 10000 个点；
sphere 上只有几个点，带 @Cd。

发生的事情是：

每个 grid 点会在稀少的 sphere 点中寻找“最近点”，如果设置了距离阈值（Distance Threshold），远了就不传；
多个 grid 点可能找到的是同一个 sphere 点；
这样会造成“扩散”效果 —— 一个 sphere 点影响周围很大一块区域。

✅ 结论：

会出现“模糊/扩散”效果，特别如果你开启了 Blend；
若 sample count 太小（如 1），容易产生边界断裂；
可以调整 kernel radius + blend width 让它更平滑。

以线的方式

Alpha注意是大写的A

ctrl加鼠标中键

点击单个parameter，把属性复原初始

Houdini 默认不会显示所有系统属性，而是显示以下这类：

类型	示例	显示条件
Point Attributes	`@P`, `@Cd`, `@v`, `@N`, `@id`	常见，可见
Primitive Attributes	`@name`, `@material`, `@shop_materialpath`	若存在，会显示
Vertex Attributes	`@uv`, `@tangentu`, `@tangentv`	如有贴图、UV，显示
Detail Attributes	`@time`, `@frame`, `@density_max` 等	全局单值属性，常用于控制

你添加新属性后，会立即出现在这里。

Pack 节点通过创建一个轻量级的引用几何对象（Packed Primitive），将复杂几何变为一个“包裹引用+变换”的单元，实现内存节省与实例化可能性。

Pack 节点会将输入几何体封装成一个特殊类型的 primitive —— Packed Geometry Primitive
它本质上是：
- 一个指向原始几何体的数据引用（不是复制）；
- 一个 4x4 的变换矩阵（transform matrix）；
- 一些额外的 attribute（如 name、bounding box、type）；
你可以认为是“以组件形式”组织几何体的一种机制。

不管你打不打包，最终 GPU 仍然需要知道顶点位置、法线、UV 等信息才能在 viewport 或 renderer 中正确绘制；

所以，从渲染输出结果的角度看，打包与否不会改变最终的视觉效果；
而且 Houdini 在 viewport 里确实能“显示出完整的几何”。

❗但关键是：“什么时候”去解包出这些信息，决定了性能的差异。

真正省性能的地方是 “延迟解算 + 内存共享 + 绘制代理”。

✅ 1. 延迟展开（deferred unpack）

Pack 的几何内容在 Houdini 内部不会立即展开（解算）；
它只是存了一个引用 + transform，只有在真正“需要访问点数据”的时候（如你写 @P += 1，或 Boolean 操作）才会解包；
这意味着 Houdini 的节点 cook（运行）时间极大减少；
尤其是在复杂网络中避免了每一帧重复读取/复制庞大几何数据。

➡️ 不是不渲染，而是“在真正渲染前最后一刻才准备好数据”。

GPU 端实例化

在 viewport 中，如果多个 packed primitive 引用同一 geometry，Houdini 直接使用 GPU instancing 技术：
- 把一个模型的 mesh 只上传一次；
- 然后通过不同的 transform matrix 来画出多个版本；
这和你“复制 1000 次几何体再渲染”完全不同，是 1 draw call → N instance；
这种方式极度节省 GPU 内存带宽与 draw call 开销。

➡️ 你看到的是完整模型，但背后只“渲染了 transform 指令 + 一份数据”。

GPU 端实例化

在 viewport 中，如果多个 packed primitive 引用同一 geometry，Houdini 直接使用 GPU instancing 技术：
- 把一个模型的 mesh 只上传一次；
- 然后通过不同的 transform matrix 来画出多个版本；
这和你“复制 1000 次几何体再渲染”完全不同，是 1 draw call → N instance；
这种方式极度节省 GPU 内存带宽与 draw call 开销。

➡️ 你看到的是完整模型，但背后只“渲染了 transform 指令 + 一份数据”。

绘制代理（display proxy）

Viewport 显示的 packed geometry 默认是 bounding box（或简化 mesh）；
除非你设置 Display As = Full Geometry，否则 Houdini 会用更轻量的数据替代显示；
这也是为什么 packed 模型数量成百上千时 viewport 仍然流畅的根本原因。

➡️ 你看到的是“看起来像完整的模型”，但实际上是优化后的可视代理。

只是不能改 @P 之类的属性好像意义不大？

❌ 不止，真正性能优化是来自解包时机 + 多实例复用 + 显示代理

❓ “我把一个 cube 用 `pack` 打包之后，它和原始的 cube 到底有什么区别？”

打包之后，这个模型不再是点、边、面构成的网格结构（detail），而是变成了一个“引用 + 变换”的包装体（packed primitive）。

维度	原始 cube（未 pack）	pack 之后的 cube
类型	多个 polygon primitives	1 个 packed primitive
结构	8 点 + 6 面 + 24 顶点	1 个包裹对象，内部引用完整结构
可以访问点吗？	可以：`@P`, `@Cd`, `@N` 等	❌ 不能直接访问点，需先 `unpack`
`primintrinsic` 支持	❌	✅ 可以访问 transform、bounds 等 intrinsic
Copy to Points 表现	每次都复制整个 mesh	✅ 实例化共享引用
Viewport 绘制方式	每个点逐一绘制	可绘制为 bbox / full geometry / 点云
是否可变形	✅ 可以变形、编辑拓扑	❌ 不可直接编辑，需 `unpack` 才能操作
渲染性能	每次都上传全数据	✅ 支持实例化，减少 draw call
内存占用	每个 cube 占一份数据	多个 pack 可共享同一几何引用