Guide Houdini Heightfields : créer un terrain avec bruit et érosion

Dans Houdini, au lieu de façonner directement des polygones, vous pouvez créer un terrain avec l’approche HeightField, qui stocke les altitudes dans une grille bidimensionnelle. Selon la documentation de SideFX, un réseau de base peut commencer par HeightField SOP, puis être enrichi avec HeightField Noise SOP et un masque facultatif. Vous pouvez ensuite ajouter le déplacement des matériaux dû aux précipitations et à l’altération avec le nœud HeightField Erode. Ce guide présente le workflow décrit dans la documentation officielle de Houdini sous l’angle de la modélisation d’environnements architecturaux et de la visualisation. HeightField Noise est documenté depuis Houdini 16.0, et HeightField Erode depuis 21.0.

1. Comprendre HeightField et définir l’échelle de départ

Considérez HeightField comme une grille plane dont chaque cellule contient une altitude. Cette structure permet d’organiser les altitudes en couches : la couche de base s’appelle généralement height ; les différents effets de surface ou de terrain peuvent être stockés dans des couches distinctes. Les nœuds peuvent limiter leurs effets à certaines zones du terrain grâce à une couche de masque connectée à leur deuxième entrée. Ainsi, chaque modification n’a pas besoin d’affecter toute la surface.

1. Dans Houdini, ouvrez le menu Tab au niveau obj, créez un Geometry OBJ, puis entrez dedans. Construisez le réseau du terrain dans cette géométrie.

2. Ajoutez un HeightField SOP. Ce nœud génère une base plane au centre de la scène, dans le plan ZX.

3. Réglez d’abord Size pour définir l’emprise générale du terrain, puis Grid Spacing pour en ajuster la résolution. La valeur par défaut de 1000 × 1000 mètres indiquée dans la documentation correspond à une surface d’un kilomètre carré. La valeur standard de 2 pour Grid Spacing laisse deux mètres entre les points et produit une grille de base de 500 × 500 voxels.

Ces valeurs sont des références de départ et d’utilisation données dans la documentation, pas des objectifs adaptés à tous les projets. Un sol en gros plan et des collines éloignées n’ont pas nécessairement besoin de la même densité de détails. Réduire inutilement Grid Spacing produit une grille plus dense ; déterminer le niveau de détail selon l’utilisation prévue dans la scène constitue un point de départ plus maîtrisé.

2. Créer le caractère du terrain avec HeightField Noise

1. Ajoutez un nœud HeightField Noise SOP et connectez sa première entrée à la sortie de HeightField SOP. Façonnez le relief avec les paramètres de ce nœud. Amplitude ajuste l’ampleur du déplacement vertical ; la documentation précise que cette valeur n’est pas directement exprimée en mètres. Réglez-la donc en observant la surface obtenue, plutôt qu’en interprétant le nombre comme une hauteur réelle de terrain.

2. Element Size définit la taille occupée par le motif de bruit sur la grille. Des valeurs plus petites donnent des détails plus rapprochés et plus pointus, tandis que des valeurs plus grandes tendent vers des formes plus douces et plus espacées. SideFX recommande d’évaluer conjointement le rapport entre Element Size et Amplitude : avec des motifs plus petits, il peut être nécessaire de réduire Amplitude ; avec des motifs plus grands, de l’augmenter. Testez particulièrement cette relation dans les environnements architecturaux, afin que les détails du terrain ne jurent pas avec l’échelle des bâtiments et des caméras.

3. Essayez différents algorithmes avec Noise Type. La documentation présente les types Perlin, sparse et simplex comme des options pour ajouter des détails, et les types cellular et Alligator comme des choix adaptés à la définition de la structure principale du terrain. Si le résultat semble trop régulier, vous pouvez superposer différents types de bruit ou utiliser distortion. Gardez les variations de Roughness faibles : la documentation recommande de procéder par incréments de 0,05. Pour obtenir des structures plus fines, augmenter la valeur de Lacunarity est également une option mentionnée dans la documentation.

3. Délimiter les effets à l’aide d’un masque

1. Contrôlez les zones où le relief doit apparaître à l’aide d’un masque de bruit. Placez le nœud HeightField Mask Noise SOP entre HeightField SOP et HeightField Noise SOP. Connectez la sortie du masque à la deuxième entrée de HeightField Noise ; la première entrée de HeightField Noise doit continuer à recevoir les données d’altitude.

Pour afficher le masque, activez l’indicateur bleu Display/Render du nœud concerné. Les zones rouges indiquent les endroits où le bruit créera des montagnes ; les zones hors du masque peuvent rester planes. Vous pouvez ainsi sélectionner les parties qui doivent avoir un impact visuel, au lieu de surélever tout le terrain. Il est possible d’utiliser plusieurs couches de masque ; vérifiez le nom de la couche lorsque vous choisissez celle à utiliser dans le nœud.

4. Travailler la surface avec HeightField Erode

1. Créez le preset Terrain: Mountain ou Terrain: Canyon depuis l’onglet Terrain FX de l’étagère de Houdini. Accédez à la position Start Frame dans le nœud HeightField Erode, puis lancez la simulation depuis la playbar. Lorsque le niveau d’érosion souhaité est atteint, figez la sortie avec Freeze at Frame. La documentation avertit que plusieurs nœuds d’érosion non figés enchaînés peuvent ne pas être calculés dans l’ordre et entraîner des résultats inattendus ou des temps de calcul plus longs.

Erosion Feature Size définit l’échelle des chenaux, des pentes et des dépôts produits : des valeurs élevées génèrent des formes plus larges, tandis que des valeurs faibles produisent des détails plus nets. La taille minimale des détails est égale à trois fois la taille des voxels du terrain d’entrée ; même si vous demandez une valeur plus fine, le nœud peut la limiter en conséquence. Vous pouvez chaîner plusieurs nœuds HeightField Erode pour passer de formes générales plus larges à de petits détails de surface ; essayez une échelle de détails plus fine sur le nœud suivant.

Utilisation dans un workflow de visualisation architecturale et erreurs fréquentes

HeightField permet d’organiser séparément, à l’aide de couches et de masques, des zones telles que la topographie autour d’un bâtiment, un littoral, une vallée ou le sol en arrière-plan. Les détails de résolution et d’érosion peuvent être plus visibles au premier plan ; un niveau de détail inférieur peut suffire pour les collines éloignées. Ces choix doivent toutefois être testés en fonction de la scène. HeightField ne peut pas représenter les surfaces verticales comme de la géométrie réelle : si le relief paraît étiré dans ces zones, envisagez l’érosion, la conversion en géométrie réelle ou la dispersion d’objets sur ces parties.

Erreurs fréquentes :

• Prendre la valeur Amplitude pour une hauteur en mètres. La documentation décrit ce paramètre comme un multiplicateur d’échelle.

• Réduire Element Size tout en conservant la même valeur d’Amplitude, et obtenir une surface excessivement pointue. Évaluez les deux réglages ensemble.

• Ne pas connecter le masque à la deuxième entrée de HeightField Noise ou sélectionner la mauvaise couche de masque.

• Enchaîner les nœuds HeightField Erode sans les figer. Figez la sortie une fois le résultat souhaité obtenu.

• Attendre de HeightField qu’il se comporte comme un maillage polygonal dans les zones verticales. Tenez compte des limites de HeightField, qui repose sur une grille 2D.

Convertir HeightField en polygones avant le rendu peut offrir davantage de contrôle sur la géométrie obtenue ; cette approche peut notamment être utile lorsque vous devez transférer des couleurs et des couches au terrain. La documentation indique également que Houdini peut convertir automatiquement le terrain lors de son transfert vers Solaris. Déterminer dès le début le mode de transfert et le contrôle géométrique nécessaire pour la scène architecturale permet donc de limiter les surprises à l’étape finale.