Kartografierung des antiken Kosmos mit Houdini 🌌
Ein Team von Archäologen hat in den Höhlen des Kaukasus entdeckt, was wie die erste bekannte Sternenkarte erscheint, in den Fels gemeißelt. Diese Entdeckung könnte die Geschichte der Astronomie umschreiben, indem sie offenlegt, wie antike Zivilisationen die Sternbilder beobachteten und darstellten. Houdini erweist sich als ideales Werkzeug, um diese Entdeckung digital zu rekonstruieren, dank seiner Fähigkeit, prozedurale Geometrie zu generieren, komplexe Umgebungen zu simulieren und himmlische Elemente mit wissenschaftlicher und künstlerischer Präzision zu animieren.
Prozedurales Modellieren der Höhle mit Heightfields
Der Prozess beginnt mit der Erstellung der Höhlenstruktur unter Verwendung von Heightfields in Houdini. Mittels Erosions- und Noise-Nodes wird eine glaubwürdige geologische Oberfläche mit unregelmäßigen Felsformationen, Stalaktiten und erodierten Wänden erzeugt. Dieses Basisgelände wird dann durch den Node Convert Heightfield in 3D-Geometrie umgewandelt, bereit für zusätzliche Details. Für die spezifischen Bereiche mit den Sternengravuren werden ebene Abschnitte der Wand isoliert, unter Verwendung von Auswahlmasken basierend auf Winkel oder Krümmung. 🗺️
Erstellung der Sternensymbole
Die Gravuren der Sternenkarte werden auf zwei komplementäre Weisen erzeugt: als direkt in den Fels gemeißelte Geometrie und als emittierte Punkte, die Sterne darstellen. Für die gemeißelten Symbole werden VDBs aus Kurven verwendet, die die Sternbilder definieren, und boolesche Operationen werden angewendet, um diese Muster in die Höhlenwand zu „graben“. Parallel dazu emittiert ein Partikelsystem Punkte an Positionen, die Schlüsselsternen entsprechen, mit Attributen für Größe und Intensität basierend auf hypothetischer Sternenhelligkeit.
Die Rekonstruktion einer antiken Sternenkarte verbindet zwei Universen: das der Steine und das der Sterne, beide gesteuert durch Prozeduren.
Beleuchtung und Atmosphäre der Entdeckung
Die Beleuchtung wird so konfiguriert, dass sie die Erfahrung des Archäologen emuliert: ein Haupt-Richtungslicht simuliert die Laterne oder Fackel, die die Gravuren enthüllt, mit flachem Einfallswinkel, der die Tiefen der Gravuren betont. Dünne volumetrische Lichter mit bernsteinfarbenen Tönen erzeugen sichtbare Strahlen im suspendierten Staub, fügen Tiefe und Mysterium hinzu. Der Einsatz von volumetric fog und Partikeln für Staub, animiert mit leichter Turbulenz, vervollständigt die Atmosphäre einer Höhle, unberührt seit Jahrtausenden.
Prozedurale Animation stellarer Transite
Um die Karte in Aktion zu zeigen, werden die Sternpartikel animiert, sodass sie sich durch trails prozedural zu Sternbildern verbinden. Ein System von solvers berechnet Trajektorien basierend auf einfachen himmlischen Bewegungen und vermittelt den Eindruck, dass antike Astronomen nicht nur Positionen, sondern auch Dynamiken eingefangen haben. Diese Animation kann über exponierte Parameter gesteuert werden, die Geschwindigkeit und Richtung anpassen und verschiedene Interpretationen der Karte erkunden lassen.
Rendering und finale Elemente
Die Szene wird mit Mantra oder Karma gerendert und nutzt die Fähigkeiten von Houdini, um komplexe Geometrie und Volumen zu handhaben. Anpassungen des adaptiven Sampling stellen sicher, dass die Details der Gravuren und Sternpartikel scharf wirken. In der Compositing werden separate Passes für Beauty, Volumetrics und Lichteffekte verwendet, um Intensitäten auszugleichen, ohne die gesamte Sequenz neu zu rendern.
Während die Archäologen entschlüsseln, welche Sterne jedes Symbol darstellte, entschlüsseln wir, warum der VDB-Solver manchmal abstraktere Formen als die Originalkarte erzeugt. Am Ende löst unser prozedurales Rendering vielleicht keine astronomischen Rätsel, aber es erfordert zumindest keine Tausende Jahre Erosion, um beeindruckend auszusehen. 😅