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一，Ocean Setup
设置海洋Surface Grid（使用Large Ocean工具架）
- 调节默认Grid的大小尺寸及细分（使用非常小尺寸来测试）；
- 调整频谱输入点的多少，频谱Grid Size，波浪方向，速度，起伏大小等等，以确定surface形态及动态；
按离相机远近细分Grid以展现足够细节，并删除相机额外的部分；
- TriDivide
//转化为相机坐标
@P = fromNDC('/obj/camera', @P);
将频谱分为低频和高频（particle fluid mask）
- 高频用于渲染；
二，Water Setup
解算前设置
容器设置
- 使用预设的Tank设置，并根据角色轨迹，绘制交互范围；
- 目的是减少模拟区域，以提高解算效率；
容器及解算器参数调整
FLIP Container
- 设置粒子间隔为0.2，Grid Scale为2.2；
- 测试时粒子间隔可以适当调大（如0.6），以快速迭代；
- 由于是大尺寸镜头，可稍微降低体素精度Grid Scale（默认为2）；
- 添加vorticity、id、及relativedensity属性；
FLIP Sover
- 解算器最大子步为1（默认2）；
- 设置为FLIP(Swirly)模式；
- Velocity Smoothing（0.01），以更加飞溅；
碰撞体设置
- FLIP Collide，关闭Surface Collide（贵）；
- FLIP Sover，使用Move Outside Collidion；
- File Cache，缓存碰撞体以增加解算效率，Cache Frames预加载一帧以加速解算；
- primitive（16bit），优化缓存大小；
由于ocean surface是有波浪变形的，而解算时的水面时未变形平静的，最后水面变形会与碰撞体不匹配的，解决方法有：
- Guide Simulation，引入引导的surface和vel，会非常的慢；
- 对于比较平静的海面，可使用海洋频谱反向变形碰撞体，最后还原碰撞体；
注，可只模拟特定范围，以快速模拟测试；
解算设置
- 删除空中飞溅的小块，通过体素内粒子密度判断；
- volume rasterize particles
- 添加阻力POP Drag（0.15）；
- 对分离的低密度粒子使用更高的阻力；
airresist *= fit(@ptdensity, 3, 8, 1, 0.05);
- 添加些噪波POP Force；
- 针对水面以上的粒子，低密度粒子或碰撞体周围的粒子；
float mask = fit(@P.y, 1, 2, 0, 1); mask *= max(fit(@ptdensity, 6, 15, 1, 0), fit(volumesample(1,0,@P), 0.5, 2, 1, 0)); @nosemask = mask;
- 添加最大速度限制POP Speed Limit；
注，Gas Project Non Divergent Adaptive节点Error Tolerance默认非常慢，改为0.01；
解算后设置
压缩以减少缓存大小
- Fluid Compress，压缩粒子及volume；
针对粒子压缩：
- 如相机相对稳定，也可删除相机外的粒子；
- 如pscale值一样，可转化为detail属性；
- 压缩属性值为16bit(attribute cast)，如v、vorticity；
- 删除不必要的属性；
- Convert VDB Points，使用vdb存储点，以压缩数据；
针对volume压缩：
- vel场可不用完全的精度，如降低2倍（VDB Resample）；
- 降低surface场激活体素（VDB Active SDF）；
三，Meshing Setup
- 注意避免水花和边界碰撞；
- 控制flip解算精度，避免添加过多的细节；大部分细节来自于whitwater；
注，取小范围解算粒子，以快速测试mesh；
Meshing
- 先解包vdb点，在还原pscale属性；
- Particle Fluid Surface，Spherical模式会快很多；
- 可降低voxel scale以提高精度；
- 提高adaptivity自适应；
- 勾选过滤内的smooth，以控制表面凹凸不平；
注，如空中mesh大块太大，可调节pscale属性；还可根据粒子相对密度，来控制pscale属性；速度向下时，可认为已转化为白水；
//向下掉落时，越来越小 @pscale *= fit(@P.y,2,30,1,0.4) * fit(@v.y,-1,-13,1,0.6) * fit(@ptdensity,2,16,0.4,1);
注，通过v，对凹凸不平的表面模糊平滑（blur，deltamush）；
剔除外围边界mesh
- 根据绘制的边界曲线，压平y轴；
- 根据边界框和相机，剔除外围边界mesh；
- 控制边界v、vorticity；
float dist = xyzdist(1, @P);
float depth = volumesample(2,0,@P);
float multi = fit(dist,2,12,0,1);
if(depth < -1) i@group_keep=1;
@P.y *= multi;
@v *= multi;
@vorticity *= multi;
应用低频频谱变形并添加变形速度
- 在blast剔除前应用；
- 将频谱变形的速度，添加到解算速度上；
为whitewater创建自定义的surface、vel
- 对变形后的mesh生成surface、vel（vdb from polygon）；
- 降低vel场的精度vdb resample（降低2倍），调整激活范围vdb activate；
- 将这两个场存储为16位（primitive）；
清理属性和组并缓存
- 分开缓存mesh，和surface、vel（白水最关心此两个场）；
- 由于此两个缓存有许多共同的节点，单独缓存会重复计算；
- 针对用于白水的surface、vel缓存，可Cache Frames预加载一帧以加速解算；
//缓存water_surface节点时，先缓存water_fields
fieldsNode = hou.node('/obj/water_sim/water_fields/render')
fieldsNode.render(frame_range=(hou.frame(), hou.frame()))
四，Whitewater Source Setup
- 对缓存的surface/vel场，Cache Frames预加载一帧以加速解算；
生成对白水影响的空气场
- 以角色作为发射源，生成烟雾，模拟精度可适当调低；
- 使用水体surface场、角色，作为碰撞场；
- 应用于force_output接口；
- 使用Gas Vortex Confinement添加更多的涡旋；
- 对其缓存Cache Frames预加载一帧以加速解算；
- 限制最大速度；
float speed = length(v@vel);
v@vel = v@vel/speed * min(speed, 20);
水面白水发射源粒子
- 使用已经变形后的mesh，定义发射源区域（通过mesh的curvature，vorticity，v）；
- 使用默认whitewater source节点（使用解算后的压缩粒子）生成emission volume，不理想；
- 对发射区域模糊，以形成自然的过渡；
- 在发射区域scatter撒点，并删除不必要的属性（保留emission、v）；
- 对emission压缩属性值为16bit(attribute cast)；
- 并转化为vdb存储点Convert VDB Points，以压缩数据；
- 缓存此发射源粒子；
//控制发射区域
int pts[] = pcfind(0, "P", @P, ch("radius"), chi("maxpts"));
float curature = 0;
foreach(int pt; pts){
vector closeP = point(0, "P", pt);
vector Pdiff = normalize(@P - closeP);
curature += max(0, dot(Pdiff, @N));
}
@emission = fit(curature, 0.1, 1, 0, 1) * fit(@vorticity, 0.5, 2, 0, 1) * fit(length2(@v), 8, 100, 0, 1);
增加白水发射源粒子并添加更多细节
- 解包发射源粒子vdb点；
- 对速度属性v，添加noise；
- anti-aliased noise，只改变方向，不改变大小；
- random，随机速度大小（0.9~1）；
- 添加粒子数量，point replicate；
- 通过属性控制复制的量，速度大的地方粒子复制多；
- 略微向速度方向移动下粒子，避免粒子太靠近surface；
@replicate = clamp(length(@v)*0.1, 1, ch('maxpts'));
@P += @v * 0.4/24;
- 由于解算的飞溅粒子，相对成块，在对位置添加些noise（attribute noise）；
- 为更像水花的结构，可在添加平滑（attribute blur）；
- 在使用point replicate增加粒子数量；
- 设置粒子寿命life；
@life = fit01(@emission, 2, 6) * fit01(rand(@ptnum+@Time),0.8,1.2);角色身体白水发射源粒子
- 控制角色发射区域，为避免发射位置杂乱可先平滑模型；
- 使用peak稍微向外扩开些；
- 使用aanoise打破发射源并随时间删除发射粒子；
int pts[] = pcfind(0, "P", @P, ch("radius"), chi("maxpts"));
float curature = 0;
foreach(int pt; pts){
vector closeP = point(0, "P", pt);
vector Pdiff = normalize(@P - closeP);
curature += dot(Pdiff, @N);
}
//曲率控制
@emission = fit(curature, -0.5, 0.1, 1, 0);
//方向控制，向下的面发射较少
@emission *= fit(dot(@N, set(0,1,0)), -1, 1, 0.2, 1);
//高度控制
@emission *= fit(@P.y, -3, -2, 0, 1);
//出水时间控制
@emission *= fit(@Frame, 1060, 1180, 1, 0.3);
@Cd = @emission;
五，Whitewater Setup
解算控制
使用默认的whitewater solver节点，不会有很好的控制（如air场）；直接使用POP solver节点，以获取更多控制；
- 添加重力POP Force，并通过粒子密度控制重力；；
force *= fit(@ptdensity, 0, 4, 0.6, 1);- 删除水面过低不必要的粒子POP Kill；
//删除水面过低不必要的粒子
if(@P.y<-3.5) dead = 1;- 邻近的粒子间速度会大致相同（通过张力等），通过转化的速度场实现；
- 可使用编译块，以提高运行速度；
@ptdensity = pow(volumesample(1,0,@P), 0.5);
float ratio = fit(@age, 0.5, 5, 0.5, 0.1);
@v = lerp(@v, volumesamplev(2,0,@P), ratio); 
- 使用空气场驱动粒子，并通过粒子密度控制airresistance；
airresist *= fit(@ptdensity, 0, 3, 1, 0.2*rand(@id));
airresist *= fit(@age, 0, 0.8, 0.65, 1);- 降低高密度区的点数，避免粒子过渡聚集；
//降低高密度区的点数，避免粒子过渡聚集；
if(rand(@id+532) < fit(@ptdensity, 8, 15, 0, 1))
dead = 1;- 对高密度区速度引入noise，以破开形态；
- 与水面交互，将水面内部的粒子推出到表面并附加水面速度（pop advect by volumes）；
@depth = volumesample(0, 'surface', @P) - 0.05;
if(@depth < 0){
vector grad = normalize(volumegradient(0, 'surface', @P));
@P -= grad * @depth;
}- 与角色交互，角色相对高精度，将内部的粒子推出到表面；
- 反弹速度reflvel的切线速度（反弹速度减去法线速度）；
- 并随机融合些角色碰撞速度；
@depth = volumesample(0, 'surface', @P) - 0.05;
if(@depth < 0){
vector grad = normalize(volumegradient(0, 'surface', @P));
@P -= grad * @depth;
vector collisionvel = volumesamplev(0, 'vel', @P);
vector refvel = reflect(@v, grad);
refvel -= grad*dot(grad, refvel) * 0.9;
float bias = fit01(rand(@id + 145), 0.05, 0.15);
@v = lerp(refvel, collisionvel, bias);
}wedding缓存
- 为避免内存溢出，可分割发射源分开缓存（使用wedge）；
- 删除相机外和角色背后的粒子，以优化缓存（VDB Occlusion Mask）；
- 删除不必要的属性和组；
- 缓存时，记得缓存为不同文件夹；
`chs("basedir") + "/" + chs("basename")``ifs(ch("enableversion"), "/" + chs("versionstr"),"")`/wedge`@wedgenum`
合并缓存
- File Merge，可将wedding后缓存一起加载；
六，Solaris Render
角色导入及环境预设
- Reference导入对应的usd模型；
- 添加demelight，并添加环境贴图hdr；
- 默认karma渲染可能非常模糊，关闭Enable Depth of Field；
- 通过Correction Toolbar，设置ACES；
Surface导入
Ocean surface
- 将Ocean surface分为远近两部分，近景surface删除解算部分；
- 使用Ocean Evaluate（用低频low）变形surface，在不改变外形的情况下调整下采样（如3）；
FLIP Surface
- 计算用于渲染泡沫的区域（通过curature、vorticity、v）；
- 删除渲染时完全透明的点；
whitewater导入
- 对水面白水和身体白水分开，水面白水density为1，身体白水density为0.5；
- 通过标准化年龄和点稀疏度调整density；
//生命控制密度
@density *= fit(@normalize_age, 0, 1, 1, 0.05) * fit(@normalize_age, 0, 0.01, 0.5, 1);
//粒子稀疏控制密度，越稀密度越低
@density *= fit(@ptdensity, 0.5, 2, 0.5, 1);- 轻微将粒子朝相机移动，以避免非常靠近角色或水面的粒子渲染丢失；
vector camP = point(1, 'P', 0);
@P += normalize(camP - @P)*0.1;- 将粒子转化为VDB；
- 为渲染过的最大细节，可将每个像素对应一个体素（如相机分辨率为1920*820，则设置1920）；
- 直接添加运动模糊，包括本身运动和相机运动（避免创建速度场使用渲染器渲染生成运动模糊，效率低）；
//补偿相机速度
//将点x/y轴位置转化为0-1的区间，计算此区间点的前后0.25帧位置
@P = toNDC('/obj/camera', @P);
//在还原前后0.25帧的位置，即可计算相机运动
vector P1 = point(1, 'P', @ptnum);
vector P2 = point(2, 'P', @ptnum);
P1 = fromNDC('/obj/camera', P1);
P2 = fromNDC('/obj/camera', P2);
@v += (P2 - P1) * 24 * 2;- 估计density场，计算并生成梯度场gradient，用于渲染反射；
- 创建低精度density（如1920/2），用于投射阴影和反射；
创建海洋材质
- 设置海洋材质表面着色（Classic Shader Core），设置对应的反射折射，无漫反射；
- 水材质，打破海洋表面的统一，对反射的specular roughness添加aanoise（使用rest并去除y方向的值）；
- 泡沫材质，在特定区域显示该泡沫材质；
- 海洋表面随机aanoise区域，及高emission区域；
- 对飞溅出来的水块，影响真实性，这些水块周围会有大量白水，可通过透明度隐藏；
- 由于透明会非常影响渲染，所以对那些完全透明的点提前删除；
- 设置海洋材质高频置换（Ocean Sample Layers）；
注，Render Geometry Settings以下置换参数非常耗资源，测试时可关闭；
创建白水材质
- 直接将basicwhitewater从默认材质库中复制到即可Solaris内材质库内即可；
- 对gradient场取反；
- 使用pyroshadercore替代volumeshadercore（无shadow color）；
渲染分层
对导入的角色引用，设置激活变量（如@swith_creature、@swith_bird），对应水面和白水使用switch节点切换，以便在分层时，根据此变量选择对应的对象；使用Edit Context Options节点选择对象；
- karma_ocean_far，远处水面，注意要开点速度用于速度模糊，Dicing细分置换；
- primary samples：16，max secondary samples：4；
- diffuse limit：0，reflection limit：2，refraction limit：1；
- 压缩DWA-A,Lossy and Fast(32-scaline block)；
- karma_FLIP，近处水面及解算水，使用低精度白水作阴影和反射；
- primary samples：16，max secondary samples：4；
- diffuse limit：1，reflection limit：2，refraction limit：1；
- 压缩DWA-A,Lossy and Fast(32-scaline block)；
- karma_whitewater，白水，以水面和角色为遮罩（不需次级射线-diffuse&-reflect&-refract），可不考虑水面Dicing细分置换；
- primary samples：32，max secondary samples：1；
- diffuse limit：0，reflection limit：1，refraction limit：0；
- 压缩DWA-A,Lossy and Fast(32-scaline block)；
- karma_bird，角色鸟；
注：为得到正确运动模糊（对变形动画），需让渲染器知道在当前帧之前和之后的时间采样，使用Cache节点；
批量渲染
- 针对指定渲染层渲染时所占内存大小，调整每批次渲染的帧树；
- Wait for All 即渲染前面所有后，在进行下面渲染；
七，合成
- 使用aces颜色空间；
- 导入渲染的素材，即提供的环境背景；
- 通过相机投射环境背景；
- 通过素材的depth层，将素材融入环境背景；
- 对白水Bilateral模糊，并叠加到素材上；
- 输出时也得调整颜色空间（Output-sRGB）；
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