教程 19：使用 Alembic 的 VFX 工作流

要访问 CityEngine 中的教程，请单击帮助 > 下载教程和示例…。在选择教程或示例后，系统会自动下载工程并将其添加到工作空间。

简介

本教程演示了一些基于 Alembic 导出器的 VFX 相关工作流。我们提供了三个示例：(1) 带有 Mantra 的Houdini，(2) 带有 VRay 的 Maya 和 (3) 带有 RenderMan 的 Katana 作为处理和渲染 Alembic 城市模型的下游工具。要完整完成本教程，您需要安装 SideFX Houdini（Apprentice 或更高版本）、Autodesk Maya (2018) with VRay、The Foundry Katana (3.x) 和 Pixar RenderMan 22 for Katana。如果这些工具之一不可用，也可以跳过相应部分。

注：

这些工作流教程只是将模型转换为 DCC 工具的一种方法。您应该考虑修改这些示例以适合您的自定义管道。无法保证这些示例包含针对特定管道的最有效工作流。

基础导入到 Houdini 中

在本部分中，您将以 Alembic 格式导出单个建筑物，并将其材料参数映射到 Houdini Mantra 渲染器。

CityEngine

打开 vfx_workflows.cej，将其另存为 vfx_workflows_part1.cej，然后使用 CityEngine 生成默认模型。
单击天际线照相机书签。
打开海滨照相机书签以转至绿色色调的教程建筑物。
通过在检查器中将 Level_of_Detail 属性设置为高，可以提高细节层次以使其更引人注目。
单击文件 > 导出模型… > Alembic 以将模型导出到 Alembic（使用默认设置）；例如，将文件导出到 part1_waterfront_building.abc。现在，您将仅导出单个建筑物，以演示整个管道的工作原理。

注：

CityEngine Alembic 导出器可将材料属性附加到 Alembic <polymesh>/.userProperties 复合属性节点。有关 Alembic 节点树布局的详细信息，请参阅导出 ABC (Alembic) 中的逻辑示意图。

Houdini

启动 Houdini，并在教程工程子目录 workflows/cityengine_alembic_workflow_v1.hipnc 中打开准备的 Houdini 场景。
选择 AbcCityEngine 节点内的 abc 子节点，然后浏览至 part1_waterfront_building.abc 文件。
在 Houdini 视口中，键入 F 以聚焦在建筑物模型上。您将看到其边界框制图表达。

注：

Houdini 将针对所有 Alembic 叶子网格显示边界框。尚未显示中间 Alembic 节点的制图表达。
在 abc 参数检查器中，将显示为字段在完整几何和边界框之间切换。

注：

未设置 Houdini 场景以将材料属性分配给 Houdini OpenGL 视口中的预览。可以按照与以下步骤 7 中的 Mantra 材料类似的方法执行此操作。
在渲染视图中，将照相机设置为场景视图 1，然后单击渲染。
接下来，您将详细了解材料分配。选择 abc 节点，转至几何电子表格选项卡，然后在图元模式下过滤“图元”。 Houdini 将在 abc_userProperties 列中以 JSON 结构显示 CityEngine 材料属性。
保持几何电子表格选项卡处于打开状态，然后选择 abcJSON 节点。它包含一些 Python 代码，用于将 JSON 块分成单独的图元属性。

最后，ce_to_mantra 节点将使用 Houdini 材料覆盖功能来覆盖具有图元属性的基础材料设置。可以随意自定义此选项，并将更多 CityEngine 材料属性映射到 Mantra 材料。

在 Houdini 中使用实例

本部分将演示 Houdini 中场景的实例化和导出后编辑。

在 CityEngine 中，再次打开 vfx_workflows.cej 并将其另存为 vfx_workflows_part2.cej。
单击巴台农神庙花园照相机书签并关闭地形图层可见性。

请注意如何多次重用相同的树模型以及神庙部分（例如，列）。
使用俯视图，选择神庙及其周围的几棵树，然后将文件导出到 part2_parthenon_gardens.abc。
在 Houdini 中，保存 Houdini 教程场景的副本，然后加载 part2_parthenon_gardens.abc 文件。
选择 Alembic 节点，然后按 F 以将照相机聚焦在新内容上。您将看到已导出场景的边界框制图表达。

您可以看到每个资产实例如何显示为单独的边界框，以及 Alembic 导出器如何保留树木的实例信息。由此可以对每个实例进行基础编辑。
如果您不喜欢树木在照相机设置中阻挡神庙的视图，则可以调整照相机并将“渲染”选项卡移动到其自己的窗口中，然后开始渲染。查看完整图像。
设置具有俯视图的分割视口，以选择要移除的树木。
然后将其移开。查看完整图像。

导入 Maya 中并使用 VRay 进行渲染

本部分将演示如何在渲染时使用 VRay 翻译后 Python 脚本，根据源 Alembic 文件来填充 VRayProxy 的材料。

Beta：

由于有关纹理坐标的问题尚未解决，因此该部分仍处于测试阶段。

打开 vfx_workflows.cej 并将其另存为 vfx_workflows_part3.cej。
使用海滨照相机书签将海滨的一部分导出到 Alembic。

或者，您也可以使用提供的 Maya 场景，并在“网格”VRay 代理节点中设置 Alembic 文件的路径（无论如何，必须在翻译后脚本中调整路径）。
在 Maya 中，通过单击创建 > VRay > 导入代理…可以导入 Alembic 文件作为 VRayProxy。
在大纲视图中，选择新的网格对象，然后按 F 以聚焦该对象。您将看到最终模型的近似版本（VRay 基本上会随机移除三角形，直至达到其预览三角形限制为止）。
在属性编辑器中针对 mesh_vraymesh 选中使用全名选项。
将 Tutorial_19_VFX_Workflows/workflows/maya_vray/vray_post_translate_py_snippet.txt 中的 Python 代码段复制粘贴到 VRay 渲染设置 Post Translation Python Script 字段中。确保将路径修改为教程 19：VFX Alembic 工作流 CityEngine 工程的位置。
单击渲染（使用 VRay）。

整个场景的最终渲染。查看完整图像。

使用 Katana 和 RenderMan 的细节层次

本部分教程要求安装 Katana 3.x 和 RenderMan for Katana 22 或更高版本。

CityEngine：使用属性图层控制细节层次

本教程部分的目标是在 RenderMan for Katana 中创建天际线照相机书签视图的高质量渲染。

在 CityEngine 中，再次打开 vfx_workflows.cej 并将其另存为 vfx_workflows_part4.cej。
选择天际线照相机书签并按空格键以最大化视口。如果您使用广角屏幕，则结果将类似于下图。
本教程中使用的 CGA 规则继承自示例 NYC2259 2015.0，包含细节层次 (LOD) 转换；换句话说，规则中包含的细节比默认生成的细节更多。可以通过在前景中选择一些形状并将 level-of-detail 属性设置为“高”来尝试这一点。

level-of-detail – 低 level-of-detail – 高
您可以更加明智并使用地图来控制 level-of-detail 属性，而非使用高 LOD 导出所有模型。在场景编辑器中，转至 Maps 图层组并更改 Level of Detail 图层的可见性。缩小一点以更加清楚地查看 LOD。

灰度将控制 level-of-detail 属性，如下所示：

亮度等级 level-of-detail 植物制图表达

0 .. 0.3

低

想象

0.3 .. 0.6

中

想象

0.6 .. 1.0

高

真实
Level of Detail 图层包含 mapLODOverride 属性，用于启用或禁用地图的影响。将 mapLODOverride 设置为 -1.0 可以激活所有形状的地图。
要测试 LOD 地图，请选择 New Development 图层的所有形状，然后单击生成或按 Ctrl+G。您将能够根据 LOD 在地图上查看模型。

注：

Level of Detail 图层的可见性不会影响其对 level-of-detail 属性的影响。可以再次隐藏 Level of Detail 图层以更好地查看其他图层。

注：

使用高 LOD 的一个重要方面是不要过度使用生成按钮。在视口中生成过多几何将最终导致 CityEngine 慢慢停止运行。 CityEngine 导出器将生成（或重新生成）任何选定的形状或模型，而不考虑是否已在视口中生成这些形状或模型。因此，建议的工作流是预先生成模型的多个选定部分，然后选择所需场景对象并导出所有对象。
将所有模型导出到 Alembic。选择图层，单击文件 > 导出模型…，然后将文件另存为 part4_vfx_workflow.abc。将需要几分钟的时间来生成一个大约 1 GB 的 Alembic 文件，其中包含大约 41 个 Mio 面。
运行提供的 Python 脚本 Tutorial_19_VFX_Workflows/scripts/textureConversion.py 以将导出的纹理转换为 RenderMan 兼容的纹理格式（脚本默认为 EXR）。打开该脚本并按 F9 以运行该脚本，由此将在 CityEngine 的 Python 控制台中打印其进度。

亮度等级	level-of-detail	植物制图表达
0 .. 0.3	低	想象
0.3 .. 0.6	中	想象
0.6 .. 1.0	高	真实

Katana：使用 RenderMan 在 Katana 中渲染场景

在 Katana 中，打开示例工程文件 Tutorial_19_VFX_Workflows/workflows/katana/ ce_abc_workflow_v2.katana。
节点图表将包含这些主要构建块：
1. Alembic 输入：CityEngine_Model 为 Alembic_In_Prman 类型，并且将读取导出的 Alembic 文件。 Store_AbcRoot 节点用于记住场景图中的 Alembic 文件名。
2. 着色网络：这是带有 RenderMan PxrSurface 着色器的 Katana NetworkMaterial 节点。着色器将读取两个纹理贴图（diffuseMap 和 opacityMap）并以散射颜色进行混合。下面，您将使用 CityEngine Alembic 文件中的值来控制这三个材料属性。
3. OpScript 节点 OpScript_MapCityEngineMaterialProperites 使用 Lua 脚本将 Alembic 用户属性（即 CityEngine 材料）与 RenderMan 着色网络属性连接。
接下来，根据基础导入到 Houdini 中来设置 Alembic 文件：
1. 在节点图表中，选择 CityEngine_Model 并将 abcAsset 设置为 part1_waterfront_building.abc 文件。
2. 在场景图表中，将图表展开至 /root/world/geo/asset/CityEngineRoot 并选择 CityEngineRoot。
3. 在查看器中，单击浏览照相机 > …/camera。按 F。您将看到 CityEngine 模型的边界框（即 Alembic 文件的顶级）。
4. 按 P 以渲染场景。您将在监视器中看到 RenderMan 输出。
5. 在场景图表中，展开 CityEngineRoot 下方的树木，并观察如何在查看器中显示各个构建组件。这是使 Katana 查看器在密集场景中保持交互性的主要动力。
由此即可渲染整个场景。针对之前导出的 part4_lod_control.abc 文件重复上一步骤。确保仅将场景图表展开至 CityEngineRoot 下方的一个等级。在加载几分钟后，您应该会看到格网等级的边界框。
1. 在 CityEngine 中，将 heightmap 和 water 图层导出至 part4_terrain.abc，在节点 CityEngine_Terrain 中进行分配，然后将该节点连接到合并节点。或者，您也可以将庙宇地标导出至 Alembic，然后将其连接到准备好的“CityEngine_Landmark”导入节点。
2. 针对之前导出的 part4_lod_control.abc 文件重复步骤 3。确保仅将场景图表展开至 City/CityEngineRoot 下方的一个等级。您将看到格网等级的以下边界框：
单击渲染以允许 RenderMan 运行。查看完整图像。