World Machine – eine „kurze“ Übersicht

World Machine

Terrain Generator

02.11.2015               

World Machine 3.0 Riverpreview Standard Edition

– eine Kurzbeschreibung –

Das Programm World Machine von  Stephen Schmitt berechnet realitätsnahe Landschaften.

Dieses Programm arbeitet mit Nodes.

Nodes sind Funktionsbausteine mit Eingängen und Ausgängen die man in beliebiger Zusammenstellung, nach bestimmten Regeln, verknüpfen kann.

Heraus kommen berechnete Landschaften als 3D-Modell oder 2D-Höhenmap (sog. Grayscale Heightmaps).

Da die Berechnung auf eine 2D Map beruhen sind prinzipbedingt keine Überhänge möglich und steile, hohe Flächen fallen detailärmer aus. (Je steiler und höher sie sind, desto weniger Details)

Ich möchte hier nicht das komplette Programm erklären. Könnte ich auch nicht da mir noch Wissen über Parametersteuerung, Makros ect. fehlt.

Für eine Übersicht dürfte es jedoch reichen 😉

Um ein 3D-Mesh, eine Höhenmap oder eine Farb-Bitmap zu erhalten brauche ich ein Output-Node.

In diesem lege ich fest was ich wo speichern will.

Für die Farb-Bitmap werden die Formate (BMP 8Bit, TIFF 8+16Bit, PNG 8+16 Bit) unterstützt.

Für die Höhenmap werden die Formate 8Bit TGA, RAW und BMP unterstützt.

Es gibt für die Höhenmap auch die Option sie in High Precision zu speichern (16bit+)

Die Formate hierfür sind: Terragen, Leveller, PNG, povray-TGA, RAW16, RAW-FP32, BT (VTP format), PGM (ASCII), TIFF (16Bit), HFZ

Es lassen sich auch 3D-Mesh und 2D-Map zugleich erstellen und diese später in einem anderen Programm übereinander legen.

Die Auflösung des zu exportierenden 3D-Mesh lässt sich einstellen.

Die World Machine berechnet Verwitterungen von Landschaften.

Zuerst wird eine Grundlage erzeugt mit der dann landschaftstypische Verwitterungen verrechnet werden.

Vereinfacht bestehen die Grund-Nodes aus folgenden Gruppen:

Generieren, Verändern, Ausgeben

WM - Gruppierung

Im Layout lassen sich beliebige Gruppen erstellen, beschriften und verschieben. Diese tragen, wenn gewünscht, die Nodes beim verschieben mit sich.

Zum Erstellen bietet die World Machine Nodes an, die es ermöglichen Höhenmaps in den Formaten der Ausgabe auch einzulesen, ein Vector Layout zu laden (.svg .dxf) oder zu erstellen, komplexe Gelände-„Noises“ , einen Farbverlauf, eine Constante Graustufe, oder viele Arten einer Voronoi-Algorithmic Zugrunde zu legen.

Nimmt man z.B. einen der „Noise“-Generator-Nodes kann man diesen, mit Parametern, umfangreich einstellen. Wobei versucht wurde über die Bezeichung der Parameter die Geländeform wiederzugeben.

Die „Noises“ sind Landschaftsform optimierte Algorithmen.

WM - Noise GeneratorWM - Noise Node

Im Layout-Node dagegen erhält man eine ebene Fläche.

WM - Layout - Node

Dieses Layout lässt sich in der Form genau den eigenen Wünschen anpassen.

Es können Vectordaten geladen werden (.svg, .dxf) oder im Editor direkt Formen erstellt und angepasst werden.

Die Höhe, welche eine Form haben soll, lässt sich verändern. Auch die Fall-Off Distanz und Fall-Off-Form lassen sich umfangreich anpassen.

Auch, ob die gemalte Form vom Gelände subtrahiert oder addiert lässt sich einstellen.

So wird ein Gelände erstellt welches in Form und Höhe den eigenen Bedürfnissen entspricht.

WM - Layout Forms

So kann man ruck-zuck ein Grundlagen-Layout für Fels- und Landschaftsformationen erstellen.

WM - Example Layout

Sobald an einem Ausgangsnode etwas anliegt kann dieses zum Speichern des Ergebnisses benutzt werden.

Damit Nodes berechnet werden müssen diese eingebunden werden. Zu Testzwecken können sie abgehangen, deaktiviert, auf Bypass gestellt werden. Es gibt viele weitere Möglichkeiten die Nodes zu behandeln.

Eingebundene Nodes werden nur einmal berechnet, solange sie nicht selbst oder der Node-Weg der zu ihm führt verändert wird.

Da die World Machine schnell langen Berechnungszeiten erliegt ist das ein großartiges Feature, besonders für hohe Auflösungen.

Diese berechneten Caches lassen sich sogar mit dem Projekt speichern!

Im Prinzip reicht ein einfacher Noise-Node (Generator), verbunden mit einem Height Output-Node (Output), um eine Ausgabe zu erzeugen.

Es lassen sich an einem Node-Ausgang auch mehrere andere Nodes binden. Zum Beispiel mehrere Output Nodes. (Low-Res Mesh speichern und hoch aufgelöste 2D-Höhenmap).

Oder Low-Res Mesh und High-Res Mesh.

WM - Input-Output-Nodes

Es lassen sich die Node-Ausgaben mehrerer Nodes kombinieren. Die Stärke der Beeinflussung lässt sich per Schieberegler einstellen.

Hier zum Beispiel der Basic Noise mit dem vorherigen Layout-Node.

WM - Combiner node

Die Ausgaben der Nodes lassen sich durch Filter verändern.

So lassen sich die Ausgangsmaps in den Höhen/Tiefen beschneiden, die Höhenwerte über Bias-Kurven, Equalizer, Expander, Rauschfilter, Höhensplitter, Terrasse-Filter, ect. verändern und als Eingang für den nächsten Node benutzen.

Selektoren bieten eine weitere umfangreiche Möglichkeit (winkelabhängig, konvexitätsabhängig, ect.) Teilbereiche der Node-Ausgänge zu splitten und diese getrennt von einander über andere Nodes zu beeinflussen oder einfach einzufärben und als Texturgrundlage zu verwenden.

Gesplittete Nodes kann man später wieder zusammenführen oder einzeln ausgeben.

Viele Nodes lassen sich auch in ihrer Funktion maskieren. Diese haben dann am unteren Rand der Node-Box einen Eingang für die Maske. Diese wird mit anderen Node-Ausgängen verknüpft und die Auswirkung auf den maskierten Teilbereich beschränkt..

Eine ungaubliche Variationsvielfalt bietet sich. Ein sehr komplexes Thema sich in die Möglichkeiten einzuarbeiten!

Der eigentliche Hit der Software sind aber die Natural Nodes!

Dies sind sehr komplexe, realitätsnahe Berechnungen der Wirkung der Naturgewalten auf die Landschaft.

Bisher gab es die Erosion (Stochastic Fluvial Erosion Simulation), die das wegspülen von Erde simuliert, das Thermal Weathering, welches die Hitze- und Kälteauswirkungen simulieren soll, die Küstenerosion, also das Ausspülen der Erde/Gesteine in Küstenbereichen und dem Wassergrund.

Zudem gibt es den Schnee-Node, welcher die Landschaft mit Schnee überdeckt.

Mit der Preview-Version von World Machine 3 sind jetzt auch zwei Nodes hinzugekommen die einen Fluss in die Landschaft rechnen lassen.

Diese Nodes haben extrem umfangreiche Parameter um das für das eigene Vorhaben beste Ergebnis zu erzielen.

So lassen sich mit dem Fluss-Node verzweigte Fluss-Deltas, oder eine „einfache“ Rheinschleife nachbilden.

Der Fluss selber liesse sich mit den bisherigen Layout-Nodes in die Landschaft rechnen.

Jedoch die Berechnung des Ufers und die Berechnung eines lange Jahre durch das Gestein spülende Wasser ermöglichen erst die neuen Fluss-Nodes.

Legt man einen dieser Nodes zwischen einen Generator und dem Ausgang erodiert das Gelände dem Natural-Node entsprechend.

Da aus den Layout-Nodes unrealistische absolut glatte Landschaften kommen, an denen die Naturkräfte keinen Halt finden, sollte man auf jeden Fall einen der Noise-Nodes einbinden.

So kann Wind&Wasser an den Erhöhungen angreifen und sich an anderen Unebenheiten brechen.

In diesem Beispiel wurde das vorherige Layout mit einem leichten Noise überzogen und dann zur Veranschaulichung verhältnismäßig stark erodiert.

WM - ErosionWM---Erosion---Nodes

Im Idealfall werden jetzt verschiedene Arten der Natural Nodes kombiniert und/oder auf Teilbereiche der Landschaft angewendet.

Aufgrund einer Frage in einem Forum, hier noch kurz ein Beispiel wie man über eine Landschaft (Advanced Perlin – Generator Node) einen geglätteten Weg legt.

Innerhalb von 2 Minuten zusammengeklickt und „gerendert“. Schön wäre es jetzt den Weg an den Rändern besser an die Landschaft anzupassen.

Kein Problem. Möglichkeiten gibt es genug. Maskiert erodieren, oder wie auch immer…

WM - Weg-MeshWM - Weg-Nodes

Trotz aller Begeisterung trübt die Langsamkeit komplexer Node-Landschaften in der Standard-Version die Lust sich ständig damit zu beschäftigen.

Wahrscheinlich ähnlich dem Rendern bei 3D-Programmen die das Einarbeiten in Material- und Licht ohne Anleitung zur Tortur machen.

Ich habe aus Begeisterung schon etliche Stunden mit der World Machine verbracht.

Der nächste Schritt wäre mehr Tutorials durchzuarbeiten um effektiver mit der Engine umgehen zu können…

Dass World Machine Landschaften in Vue, in Terragen und anderen Landschaftsprogramm importiert werden spricht für sich!

link zu: http://www.world-machine.com/

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