Houdini：製作飄揚的國旗

前兩天看了《我和我的祖國》，電影裡有很多動人情節。趁著十一長假，祖國70週年生日之際，不妨做一面飄揚的國旗，為祖國喝彩。

按照標準繪製國旗

首先學習一下標準的國旗是如何繪製的。

根據以上標準，以頂檢視（X正向右，Z正向下）為例，我們可以提煉出核心資料：

國旗長30個標準單位，寬20個標準單位，紅色。

五角星有5顆，大的半徑為3個單位，小的半徑為1個單位，黃色。

大五角星的座標為（5，5），小五角星從上到下的座標為（10，2），（12，4），（12，7），（10，9）

每個小五角星的尖角朝向大五角星的中心。

根據以上資訊，我們可以分成以下幾個步驟實現國旗圖案。

繪製一標準單位半徑的五角星

以點為例項，計算五角星的位置、縮放、朝向等屬性。

將標準五角星按屬性複製到點

將五角星與紅旗合併

繪製標準五角星有很多辦法。可以從正五邊形（圓分5段）切出來，也可以直接按照幾何關係算好五角星的點座標，連成幾何體。我使用了矩陣變換的方式來生成頂點，最後連線成五角星。

首先生成十個點，座標全在（0，0，-1），按照順序將其按照等份額角度旋轉，最後將奇數點按照比例縮小。之後就可以透過add節點將這十個點連線成五角星了。

先在原點生成五個點，計算五角星的座標，縮放和旋轉。使用

dihedral

計算二面角四元數，將指向（0，0，-1）的尖角朝向大五角星中心。

然後將五角星複製到點，可以觀察到大小，位置和朝向都是正確的：

最後合併五角星與紅旗。

這個時候就已經可以使用正交鏡頭渲染成標準的平面國旗圖案了，如題圖。

除了上面的方法，我們當然也可以一個一個手擺五角星，調整其位置縮放旋轉，不過這樣並不方便，有的時候也不精確。對於這種有規可循的圖案，使用程式化思維往往能快速準確地解決問題。

烘焙貼圖

為了保證可重用性，我們一般不把幾何體湊成的圖形直接使用。使用貼圖是比較常見且通用的做法，如果我們想把旗幟換成不同的圖案，那麼我們只需替換材質上的貼圖即可，而不必重新模擬。

新增UVTexture節點，為頂點新增UV資訊

使用GameDev工具套件裡的Simple Baker節點，烘焙頂點顏色到圖片檔案

使用Vellum模擬布料

Vellum是Houdini17中新加的用於模擬柔體的工具集，我們用它來模擬旗幟可以非常簡單方便。

新建一個Grid，新增UV，我們可用旗杆套做包圍盒決定固定點

添加布料屬性，新增旗幟左側一列到固定約束

新增Vellum Solver，設定風速等屬性

不斷調整引數，觀察模擬結果

新增材質渲染

簡單的新增一下旗杆部分，憑記憶還原一下電影裡的樣子，配上材質

注意旗面的材質，顏色使用上面生成的貼圖

渲染成影片，大功告成，祝祖國越來越好

飄揚的國旗

https：//www。zhihu。com/video/1163655295204552704

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