【原创教程】一篇文章解释houdini的框架与结构
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内容导读
群里有同学想了解一下houdini的整体结构与框架，也有很多同学搞不清houdini模块分类，觉得和其他三维软件很不一样，对sop，vop，shop，dop等无法与传统的模块流程一一对应，所以这里小编按自己的理解和大家聊一下，希望对不太熟悉houdini的同学有所帮助。
背景知识
其他常用的三维软件maya/max/cinema 4D 等的基本模块分为模型，材质灯光渲染，绑定，动画，特效，编程开发等。所以对应的行业职业为分为 模型师，材质与贴图绘制，灯光师，渲染师，绑定师，动画师，特效师，编程和后期合成师。
这种构架的好处就是相对地把整个流程进行拆分，每人只需要管自己的那块，各司其职，那么对于工业流水线的标准来说应该是最高效率的流程。同时也在各个模块中涌现出大量的大神，比如建模大神，全部精力都在造型，调点，不断追求极致。其他模块也同理，也容易出现各种各样的大神。
但是问题是，CG是可以等价于工程的流水线生产吗？设计师真的是等价于流水线上的民工吗？我们知道对于工业流程来说很核心的一点就是标准化，这种标准化甚至要求某员工某个时刻的动作都保持一致（效率最大化），产品就是要保持一致性（雷同），而CG作品，影视作品等的目标是追求一致性吗？CG的标准化流程和工厂的标准化流程的概念是一样的吗？
如果你的答案是否定的，那么上述的模块分类就有其必然的缺陷：
其一：各模块之间相互断裂，各职位之间会相互扯皮。我们知道一个作品的好坏其实是要求每个环节都不能有问题，但是在实际工作中经常会遇到模型的问题贴图来补，贴图的问题灯光来补，前面问题靠渲染来救，渲染救不了就丢给后期，后期说这锅我不背，依次又推回去。当然，这里有制作水平，人员能力和态度问题。但是不能否认的也有模块的衔接的问题，我是模型师我只管我的模型部分好看，哪管你贴图好不好弄，绑定能不能做，反正模型师也不懂，这种本来环环相扣的流程最后被打散成孤立的模块，每个人都可以在各自模块中做精，但是跨模块就变得很困难。
其二 之前模块分类无法涵盖所有领域。比如cinema4D中很强的MG模块，你说是归入动画呢？还是归入特效呢？但是好像用于建模造型也挺方便的。模型师是否一定只会用多边形调点呢，衣服布料要不要算一下？毛发到底是归入特效还是归入模型呢？贴图中的程序化纹理是算编程还是算贴图？特效一定是要动力学解算吗？用程序批量创建模型不行吗？后期要不要学习打灯和渲染呢？
从上面两点总结至少可以得出下面结论：
第一，模块的分类并不是必然的，因为都是人定的，既然是人定的，那么也会随着时间点变化而发展，当某些制度和构架不符合现在的生产力和生产需求，那么会有新的东西把它取代。
第二：对CG从业人员的要求越来越高，以前只是单一模块的技能，现在需要多个模块的结合。比如把材质灯光渲染合并成look development，也就是说之前分开的材质贴图，灯光和渲染人员又重新变成了一个模块。很多招聘要求特效师必须掌握渲染和合成，而模型师又需要会材质贴图和渲染等。更高级别的比如TA，也就是所谓的技术美术，既要对CG流程美术部分有所涉猎，对技术编程方面也要掌握。这种要求非常高，但是也是目前最稀缺和最抢手赚钱的职位。
houdini框架
好了，总结完这些背景知识，我们来看看houdini的框架结构：
我们知道houdini是通过节点来实现的程序化全能三维软件。当然也包括上述的各种功能（甚至包括了合成功能），目前houdini一共有几千个节点，理论上不分类也可以，但是如果当你按tab一下弹出几千个节点选择估计会让你傻眼了。所以，houdini的分类是让我们更好的管理和调用节点，而不是像上面一样严格的模块划分。其实可以在各个层级和ops中调用不同的节点，几乎是无缝对接的流程。
houdini的分类是类似于windows文件夹的方式，比如obj/box1类似于obj文件夹下面有一个box1的文件。但是也可以复合嵌套，比如obj/dop/obj/cop/imag1 在obj文件夹下创建一个dop文件夹，内部在创建一个obj文件夹，里面是一个cop文件夹，最后里面有一个imag1的图片。你会发现这种方式并不是严格的模块之前的划分，就是一堆节点/文件我把它分文件夹进行管理，文件夹可以并行，也可以嵌套。
houdini中的分类：
op是operator的缩写，前面的字母就是对应模块的编写
我们看这些分类，感觉和其他软件有点像，但是又不太像，比如 shop/mat 可以对应的是材质模块，rop对应的是渲染模块，cop对应的合成模块，那么其他呢？sop对应的是建模吗？dop对应的是特效模块吗？其实上面的理解都是片面的。
我们先看一下下面的示意图：
上图主要是反应常用关系（实际上关系会更加自由和复杂）从图标的颜色，大小，重叠，包含，和箭头数据流就可以反映出这几个分类的之间的关系。
首先，我们来统一几个概念
1旧的流程各个模块是人为定义，但是实际操作中我们发现他们不是相互独立的，也不是相互平行的，而是你中由我，我中有你，包含，依存，并行的关系都存在。
2我们使用一个三维软件，本质上就是处理的数据流，这种数据包含了模型，材质，灯光，绑定，动画等数据，最后输出，而这些数据不应该是相互割裂的。
3一般来说最终我们通过三维软件输出无非两种形式，一种是通过渲染器输出视频/序列帧→后期合成。一种是输出数据资产，比如模型，材质，贴图，动画等到其他三维软件，或者是unity3D之类的引擎进行应用。
下面我们来基于上图逐一解释
1obj层级是最基础的框架，你可以在这个框架上创建出上面的各个模块。
2sop模块，他在图的中间，并且以最大面积红色表示，代表是核心基础并且是枢纽作用。
sop中可以完成的是建模，动画，特效，编程等内容。
sop模块+shop材质+rop可以输出渲染序列，sop模块+rop模块可以输出数据资产。而其他模块都是围绕这sop模块这个核心进行数据交换和输出。动力学需要基于sop输入→处理→再输出给sop，最后才能完成上面两个方向的输出。
3vop/vex:vex是houdini的一个内部编程语言，类似于maya的mel或者是max的maxscript，vop是vex语言的 节点形态，类似于unreal中蓝图和C++的关系。vop/vex是第二个核心基础的部分，你会发现在sop中有很大一部分是他，shop/mat本质都是它，chop中有它，dop中还有它。虽然它不能直接输出数据，但是它的用途和作用无处不在。
4DOP动力学模块：注意动力学不等价于特效，特效>动力学，这个是需要搞清楚的，因为有很多特效制作直接通过动画，表达式或者sop中就可以完成，不需要动力学解算。动力学是houdini最著名的模块，比如粒子，破碎，流体，爆炸，布料，毛发等等都是在这个模块，这也是很多同学一头钻入无法自拔的地方。它与sop中是有很部分交集，也就是sop中可以实现动力学解算,dop中也会用到sop的内容（sop solver)。pop是粒子特效模块，从属于dop。
5chop是通道控制，这个类似于程序化的一些控制，通道也就是节点的上的参数，可以添加紊乱，随机，三角函数之类的动画，有点类似与cinema4D中的MG动画等，但是它不能完全等价于动画模块，因为动画模块还包括关键帧，角色绑定，和动画等，这些可以在obj/sop模块中完成。
6shop/mat shop是旧版本的houdini的说法，现在统一为mat(material),但是本质上就是vop的内容，所以我们所谓的学习houdini的材质重点不是学习表面的参数，更核心的就是直接触碰到底部的编程内容。
7rop是输出模块，可以输出渲染图片，也可以输出模型等三维数据（为了方便，把rop中的部分输出也整合到了sop中）
8cop合成模块，其实也可以作为图片处理模块，既可以作为最后的工序，也可以处理素材。可以直接调用sop中三维数据，也可以作为合成软件处理rop输出的内容。
总结
1在这7大模块中，sop和vex是houdini最基础核心的，sop是枢纽和基础（无论是最终输出渲染图片还是数据数据资产都必须通过它），vop和vex渗透在多个模块（直接构成了shop/mat模块）。
2sop中你可以找到几乎houdini所有数据，比如多边形，nurbs，packed物体，还有volume，vdb等在其它软件中只有在动力学中才来找到数据和信息。sop中的点和动力学粒子中的点没有什么本质区别，sop中的volume和dop中的pyro也没有本质区别，包括流体最终也是要在sop中转化为可渲染的polygon或者polygonsoup类型。
3houdini没有专门的动画绑定模块，因为它分散在 obj/sop/chop等模块中。
4特效的实现同时涉及了sop，vop/vex，chop，dop等模块。如果只是考虑动力学的话那就是dop和sop模块。
5模块之间的数据交换是很自由的，几乎没有任何限制。模块之间的分界线不会特别明显，很多时候是重叠，包含的关系。这就是houdini自由强大根基，让数据能够自由穿梭，不像其他三维软件很多模块是相互独立的，特别是那些收购合并的插件。
6这也是为什么大家会觉得houdini难学，无从下手的原因。因为第一，它把高级的东西直接就平摊到整个学习流程中（比如代码，数学等）这些对于很多CGer来说是很头疼的事情。第二，无法像之前一样单模块突破，而是发现要学习的东西太多了，感觉拔出萝卜带出泥，学完一点又带出了另外一知识点。第三，无法获得即时反馈，也就是说感觉学了很多东西，但是做不了什么东西。这种从量变到质变的过程和周期比其他三维软件长很多（比如cinema4D)。
7这也是houdini强大的地方：
第一，由于把高级难度平摊下来，所以基本上只要入门了就是可以一路往下学习，直至成为大神（能够掌握houdini人在不同领域都是大神）不像maya和cinema4D等，虽然感觉开始简单上手，但是用了几年之后依旧是停留在点菜单和命令的层次，对于mel和xpresso还是不敢越雷池一步。
第二个，你会把各个模块都关联起来，所谓的一通百通。你不在需要去记忆菜单，命令，而是掌握了规律之后自己就能推倒出他们结构的设置，学习起来越来越有逻辑，效率也越来越高。
第三，当你有足够量的积累的时候，你会发现实现一种效果可以有多种方法，对于各种奇怪的要求，可以找到最适合和最快捷的方法，这时候的思维已经不局限于如何做，而是如何能够又快又好的做。这样不仅更加自由，自己的价值也会越高。当你摆脱软件的束缚的时候，才是设计师创意自由飞翔的时候~
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