レイヤーには、シーングラフ内のPrimsに関する オピニオン(意見) が含まれています。 一部のオピニオンはPrimsと値を定義し、他のオピニオンは値をオーバーレイします。 レイヤーは、ディスク上のファイルから読み込んだり、または、純粋にメモリ内に存在させることもできます(このレイヤーを“匿名”レイヤーと呼びます)。

サブレイヤーは、USDでよく使用するコンポジションアークの1つです。 レイヤーは複数のサブレイヤーを持つことができ、それらのサブレイヤーのリストは強い順で並んでいます。 レイヤーとサブレイヤーの順序付きリストのことをLayerStack(レイヤースタック)と呼びます。

以下にショットのレイヤーの例を載せます:

#usda 1.0
(
    subLayers = [
            @shotLighting.usd@,
            @shotFX.usd@,
            @shotAnimation.usd@,
            @shotSetDressing.usd@,
            @sequence.usd@
    ]
)

USDを使用すれば、アーティストはシーンへの寄与を編集するだけで、後はすべてのレイヤーを合成すれば良いだけです。 上記の例のアニメーションレイヤーには、アニメーションポイントとアニメーションさせたトランスフォームのみが含まれています。 レイアウトレイヤーには、トランスフォームのみが含まれていて、シーケンスレイヤーで定義されたシーケンス全体のセットの配置を調整します。 このレイアウトレイヤーには、ショット固有のモデルを入れたり、カメラまたはストーリーの要件に応じて変更することができます。

レイヤーの重要な特徴の1つは、レイヤーをミュートすることができることです。 レイヤーをミュートすると、そのステージが再合成され、ミュートしたレイヤー(s)のすべてのオピニオンは、もはやシーンに何も影響を与えなくなります。 レイヤーがショット内の何かを壊してしまった場合、または、レイヤーに何かしらの望ましくない効果があった場合、そのレイヤーはサブレイヤーのリストから削除することなくミュートにすることができます。 レイヤーをミュートするには、そのレイヤーはサブレイヤーである必要はないのですが、一般的には本番環境で最終的にミュートすることになるレイヤーです。

例えば、FXがshot.usdaレイヤーより上のレイヤーで作業した場合、ショットの再生は非常に遅いです。 この場合、そのショットを読み込んだアーティストは、単にそのshotFX.usdレイヤーをミュートするだけで、USDはそのショットを再合成しますが、そのshotFX.usdレイヤーのすべてのオピニオンは無視されます。

リファレンスは、よく使用するコンポジションアークの1つで、通常ではこれを使ってアセットとプロップをシーン内に合成します。 サブレイヤーとは違って、リファレンスはシーングラフ内の特定のPrimパス(ネームスペース)内に合成されます。

例えば、以下は単純なゴミ箱アセットの例です:

#usda 1.0
(
   defaultPrim = "TrashCan"
)


def Xform "TrashCan" (
   kind = "component"
)
{
   def Cylinder "Can"
   {
       token axis = "Y"
       bool doubleSided = 0
       double height = 2
       double radius = 1
   }
}

以下は、セット内の3部屋でゴミ箱アセットを3回リファレンスしたレイヤーです:

#usda 1.0
()


def Xform "Scene"
{
   def Xform "Set"
   {
       def "BathroomTrashCan" (
           append references = @./trashcan.usda@
       )
       {
           double3 xformOp:translate = (2, 0, 1.4)
           uniform token[] xformOpOrder = ["xformOp:translate"]
       }


       def "KitchenTrashCan" (
           append references = @./trashcan.usda@
       )
       {
           double3 xformOp:translate = (16.01, 5, -43.072)
           uniform token[] xformOpOrder = ["xformOp:translate"]
       }


       def "OfficeTrashCan" (
           append references = @./trashcan.usda@
       )
       {
           double3 xformOp:translate = (-7.12, 0, 11.9)
           uniform token[] xformOpOrder = ["xformOp:translate"]
       }
   }
}

リファレンスは、見た目はインスタンスかもしれませんが、実際はインスタンス化されていません。 Primをinstanceable(インスタンス化可能)として宣言すれば、USDは各インスタンス間でそれらのPrimsを最適化して共有するようにします。 しかし、インスタンスリファレンスは、インスタンスルート下のPrimsに対して固有のオーバーライドを持つことができません。

もう1つ強力なコンポジションアークがバリアントセットです。 これは、別々のバリエーションのアセットを構築することができます。 アセットのネームスペースをそのままに色々なアセットを表現することができます。 バリアントは、それが格納可能な要素について何も制限はなく、バリアントセットは単にマテリアルを入れ替えたり、階層全体を変更することができます。 バリアントセットは、アセット上で定義する必要はなく、下流のノードで取り込むことができます。 バリアントをタイムサンプルすることはできません(つまり、アニメーションを付けることができません)。

以下は、“owner”という名前のバリアントセットを含んだレイヤーの例です。 各バリアントのカラーは、そのボールを所有するストーリー内のキャラクタに呼応しています:

#usda 1.0
()


def Sphere "toyBall" (
    variants = {
        string owner = "blake"
    }
    append variantSets = "owner"
)
{
    double radius = 1
    variantSet "owner" = {
        "andy" (
        ) {
            color3f[] primvars:displayColor = [(1, 0, 0)] (
                interpolation = "constant"
            )


        }
        "blake" (
        ) {
            color3f[] primvars:displayColor = [(0, 0, 1)] (
                interpolation = "constant"
            )


        }
        "sally" (
        ) {
            color3f[] primvars:displayColor = [(0, 1, 0)] (
                interpolation = "constant"
            )


        }
    }
}

USDでのコンポジションは、非常に奥深いテーマなので、この概念が浸透し始めるまでにしばらく時間がかかることに驚かないでください。 Sublayers(サブレイヤー)、References(リファレンス)/Payloads(ペイロード)、VariantSets(バリアントセット)からかなり多くの利用価値が得られます。 すべてのコンポジションアークを理解するのも良いでしょうが、これら3つのコンポジションアークは間違いなく一番使用頻度が高いです。 しかし、コンポジションの全体像を理解しやすくするために、優先度が最も強い順で以下に(Specializesを除く)コンポジションアークの概要を載せています:

詳細は、USD用語集のLIVRPS Strength Ordering(LIVRPS順番決め)を参照してください。

ほとんどのUSD編集アプリケーションでは、セッションレイヤーまたはEdit Targetに対して作業を行ないます。 それとは対照的に、Houdiniはプロシージャルなクックをし、USDがLOPsの言語/データであることから、LOPグラフ内で行なう事は、シーンに寄与するレイヤーの編集がすべてです。

(リファレンスまたはサブレイヤーで)ディスクからレイヤーを読み込む時、または、Cube LOPやSphere LOPなどを使ってPrimを作成する時、 LOPsは、用意したデータを格納したりアクセスできるようにそれ独自のレイヤーを作成します。 通常では一番強い暗黙レイヤーがLOPノードの書き出し先のレイヤーになりますが、LOPsはレイヤースタック内の他のレイヤーに書き出すこともできて、さらには新しい暗黙レイヤーを追加することもできます。 たいていの場合、アーティストがそれらの暗黙レイヤーについて気にする必要はありません。 “ディスクへの出力”セクションでは、LOPsのレイヤーに関する詳細を載せているので、アーティストが悩んだ時に参考にしてください。

Scene Viewer用のセッションレイヤーとステージが別に存在しますが、現在のところ、Scene Graph Treeを介して設定されたアクティベーション/可視性のオピニオンのみ編集することができます。 Scene Viewerのステージは、LOPグラフのクックチェーン全体が完了した後で、ディスプレイフラグが設定されたLOPノードのステージの内容をコピーします。

Siggraph 2019のScott Keating氏によるこのプレゼンテーションは、Solarisの概要を説明した素晴らしい動画です。

LOPsには、シーンの色々な部分のコアプロパティを設定するための一連のノードが用意されています。

• Configure Layer

  • 保存パス、デフォルトPrim、平坦化などのレイヤープロパティを設定します。

• Configure Primitives

  • PrimのPurposeを設定したり、プロキシのセットアップをしたり、アセット情報を追加することができます。 現在のところ、このPrimは、Prune LOPよりもPruneが非常に堅牢なので、アクティベーション/可視性の設定で使用します。

• Configure Properties

  • Prims上のプロパティとアトリビュートに関する特定のメタデータを追加します。

• Configure Stage

  • シーンに対してレイヤーミュートやポピュレーションマスクを設定します。

コンテキストオプションは、LOPネットワークのコンテキストを修正する際に使用可能な特別な変数です。 例えば、コンテキストオプションを使用することで、いくつかの異なるショット間でグラフを切り替えたり、異なるライティングセットアップをWedge化することができます。 コンテキストオプションは、グローバルに設定することができますが、特別なブロックをネットワーク内でセットアップすることでコンテキストオプションをローカルで設定することもできます。 ForEach LOPsは、特殊な味を持ったコンテキストオプションと考えることができます。

Edit ▸ Context Options には、コンテキストオプションを定義するためのリッチなインターフェースが備えた Contexts Options Editor もあります。

ROP USD Output LOPは、USDレイヤーをディスクに書き出す主要エンジンです。 これには、フレーム単位でファイルを書き出したり、サブレイヤーを保存するディレクトリを指定したり、開始/終了タイムコードのメタデータを含めないオプションがあります。 さらにレンダリング時に適用されるコンテキストオプションにも対応しています。 ですが、ここで主要なパラメータはSave Styleです。 Save Styleパラメータは、LOPグラフとそこから生成されるシーン記述をディスク上でどのように表現するのかを決定します。

• Flatten Implicit Layers - Configure Layer LOPsまたは“Save Path”パラメータで示されたレイヤーを平坦化します。任意のSOPレイヤーやFileレイヤーを平坦化するオプションも用意されています。参照は維持されます。

• Flatten All Layers - すべてのサブレイヤーをOutput Fileに平坦化し、暗黙レイヤーを無視します。参照は維持されます。

• Flatten Stage - ステージ上に合成されたすべてのシーン記述をOutput Fileに平坦化します。これはデバッグや移植に役立ちますが、一般的には使用しません。これは、大規模プロダクションシーンでは極端に膨大なファイルを生成してしまって非常に長い時間がかかってしまいます!

• Separate Layers - Layer Stack上のすべてのレイヤーをディスクに保存し、各レイヤーがOutput Fileではサブレイヤーになります。すべてのサブレイヤーとリファレンスが維持されます。

一度に複数レイヤーを書き出すと、.usd拡張子が付いたレイヤーは、ROPのOutput Fileと同じレイヤー拡張子を使用します。 Save Pathレイヤーをアスキーまたはバイナリのどれかに強制したいのであれば、それぞれ.usdaまたは.usdcを使用する必要があります。

• .usd - バイナリまたは出力ファイルの拡張子を使用します。

• .usda - アスキー

• .usdc - バイナリ

Implicit Layers(暗黙レイヤー)とは、LOPネットワークがメモリ内で生成したレイヤーのことです。 このレイヤーを他のExplicit Layers(明示レイヤー:これもLOPネットワークで生成します)に平坦化することができます。 その場合、保存処理時に独立したエンティティとして消えます(ただし、暗黙レイヤーで表現されたオピニオンは平坦化しても維持されます)。

LOP Import SOPは、シーンの一部またはすべてをSOPsに取り込みます。 プリミティブパターンとPurposeに基づいて、USD PrimsをUSD Packed PrimsとしてSOPsに取り込むことができます。 デフォルトでは、Layer Breakを無視します。 他にも、Primsが取り込まれたTimeがデフォルトでシーンの開始フレームになります。 もしアニメーションジオメトリを取り込む必要があれば、Timeを$FFに設定すると良いでしょう。 しかし、たいていの場合、これによって遅くなり、無駄に処理が重たくなります。 WrangleまたはVOPを介してシーン内のUSD Packed PrimsのusdFrameIntrinsicをアニメーションさせた方が非常に高速に結果を得ることができます。

setprimintrinsic(0, “usdFrame”, @primnum, @Frame);

SOPデータをLOPsに戻すには、SOP Import LOPを使用します。 SOPコンテキストで出力するレイヤーとオプションをセットアップできるように、このLOPと同じすべてのオプションを持ったUSD Configure SOPが存在します。 このUSD Configure SOPは、SOP Import LOPの Load as Reference が有効な時に使用します。 注意してほしいのは、USDのデフォルトは右手向きメッシュであるのに対して、Houdiniは左手向きメッシュです。 あなたのメッシュが右手向きの場合、SOPsでそのジオメトリを編集する時は Reverse Polygon Vertex Ordering を有効にすることを忘れないでください。 さらに、メッシュPrimsに適切にSubdivsが設定されているかどうか確認しておくと良いでしょう。

USDで新しいPrimsを作成する際にSOPsでのポイントに基づいて使用可能なPointアトリビュートがいくつかあります:

• s@usdprimtype - USD Primタイプを設定します。

• s@path - Primパスを設定します。

• s@name - Prim名を設定します。

• s@usdkind - Kindを設定します。

• 標準のHoudiniトランスフォーム系アトリビュート(P、Nなど)をPrimのトランスフォームに設定することができます。

SOPジオメトリをLOPsに変換する時は、できるだけ効率的に変換されるように試みてください。 デフォルトでは、アトリビュートはタイムサンプルになるのですが、アトリビュートを Set Default Values に追加することで、それらのアトリビュートをタイムサンプルにしないように指定することができます。 他にも Topology Attributes を Static に設定することで、タイムサンプルでないアトリビュートを取得することができることを忘れないでください。 USD(と特にHydra)は、たとえ値が単一タイムサンプル値であったとしても、値がタイムサンプルになっていると処理が重くなります。 セットアップの規模が小さいと、おそらくその違いはわからないですが、大規模シーンになると、かなり違いが出ます。

以下に、HoudiniジオメトリアトリビュートとUSD Primvars補間の変換を載せます:

以下の標準Houdiniアトリビュートはデフォルトでそれに呼応するUSD標準アトリビュートに変換されます:

SOPsからジオメトリを取り込む際に注意すべき事を説明します。

メッシュ/ポイントPrim(s)をUSD Unpack SOPでアンパックした後は、usdxform Pointアトリビュートが追加されます。 このPointアトリビュートは、そのポイントの大元であるUsdPrimで計算されたワールドトランスフォームを表現しています。 アンパックされたポイントは、その計算されたワールド空間ポジション内に存在するので、@usdxformを使用することで、それらのポイントをUsdPrim空間に戻すことができます。 これは、 Invert Transformation トグルを有効にしたTransform by Attributeを使って処理することができます。

これは、簡単にジオメトリを編集/作成できるようにSOPネットワークとLOP/SOPインポートをラップしたHDAです。 SOP Modify LOPは、LOP-SOP-LOPのサイクルでPrimsをやり取りする汎用的で非常に実用的なノードです。 ポイントをUsdPrim空間に自動的にトランスフォームするための機能が組み込まれています。

LOPsのネットワークエディタはHoudiniのSOPsと非常に似ています。 現行表示に寄与していないノードのスタイルが異なります。 デフォルトでは、たいていの場合でDescriptive ParameterはターゲットのPrimパス(s)を表示し、さらに表示されているレイヤーの数を示したラベルが追加されます。 これらのスタイルは、ネットワークエディタのDisplay Options( View ▸ Display Options ▸ Text Badges )で無効にすることができます。

LOPノードには Debugフラグ があり、その機能は、LOPネットワークがクックされる方法に関係します。 通常では、各LOPは、スタック内で一番強いレイヤーのコピーを作成し、その作業コピーに対して処理を行ってから、その内容をスタック内の一番強いレイヤーにコピーして戻します。 LOPノードのDebugフラグを有効にすると、一番強いレイヤーにコピーして戻すのではなくて、その作業レイヤーをスタックの上に追加します。 これによって、LayerStackの数が一定にならずに、ノード毎に数が増えます。

ネットワークエディタは、同じレイヤーを編集していることを示せるようにLOPノードの輪郭に色を付けることもできます。 その色自体はランダムで、編集可能レイヤーが同じである事だけを示しています。 これは、ネットワークエディタの View ▸ Show LOP Layer Colors で無効にすることができます。

デフォルトでは、LOPsは、Primsを選択したりハンドルを使ってシーンを編集することを可能にする独自のHoudiniGLデリゲートを持っています。 選択ツールは、Kindを使ってシーンのエレメントを選択することができます。 ドロップダウンメニューから色々なレンダラー(現在のところ、Houdini GLとHydra GLのみが実用的です)を選択することができ、カメラ視点やライト視点に切り替えることができます。

現在のところ、現行ノードがCamera LOPになっていれば、LOPsでなくとも可能ですが(機能の違いはあれど)ビューをカメラにロックしてビューを操作することができます。 しかし、この方法でライトを制御するには、まだ少し面倒です。

Scene Graph Treeのコンテキストメニューをカスタマイズしたいのであれば、$HOUDINI_PATH上にUsdStagePrimMenu.xmlを作成します。 これと同じメニューがScene Graph Treeにも使用されています。

上図では合成されたUSDステージを表示し、下図ではコレクションを表示しています。 ここで表現されているVisibility/ActiveオピニオンとDraw Modeオピニオンは、セッションレイヤー内に保存されていますが、ディスクに書き出されません。 いくつかのオペレーション(例えば、バリアントの変更)は、実際にシーングラフ内に新しいノードを作成します。 Scene Graph Treeは、ペイロードのロード/アンロードをすることもできます。 Scene Graph Treeには、Prims/コレクションをフィルタリング、異なるPrimメタデータを表示するための色々なオプションも用意されています。 さらには、コレクションを表示するためのセクションもあります。

Scene Graph Treeに表示されるステージは、デフォルトではノード選択によって決まり、必ずしもディスプレイフラグが付いたノードである必要はありません。 しかし、この挙動を変更するためのプリファレンス(Edit > Preferences > Lighting)があります。

Primsのテキストは、シーンに関する情報をもっと示すために、そのカラー/スタイルを変更します:

Scene Graph Treeのコンテキストメニューをカスタマイズしたいのであれば、Scene Viewで使用されているのと同じUsdStagePrimMenu.xmlを編集/作成することができます。

選択されたPrimのプロパティ、メタデータ、そのPrimのオピニオンに寄与しているレイヤーを表示します。 Compositionタブは、選択されたPrim/アトリビュートに寄与しているすべてのコンポジションアーク(それぞれPrimStacksとPropertyStacksと呼びます)を表示します。 PrimStacks/PropertyStacksは、LayerStacksとは少し異なりますが、原理的には同じです。

シーンで使用されているレイヤーを検査することができます。 他にも、レイヤーをミュートする仕組みがありますが、この限定的なミュートはビューポートにのみ影響し、Configure Stageによるレイヤーのミュートと同じようにシーングラフ内で持続されるわけではありません。

非常に強力なLOPであるEdit Properties LOPは、USD Primsの作成/編集に使用します。 このインターフェースは、UI上の Edit Properties ボタンをクリックして定義し、特定のPrimスキーマに基づいてプロパティを選択して適用したり、一般的なUSDプロパティタイプのみを選択して適用することもできます。 Edit Properties を直接デジタルアセットに変換することもできます。 実際にLight、Cameraなどのいくつかのネイティブノードとすべての“Primitive”系LOPs(例えば、CubeやConeなど)は、 Edit Properties によって生成されたHDAです。

LOPs用に用意されたプリファレンスがいくつかあります。 これらのプリファレンスは、 Edit ▸ Preferences ▸ Lighting にあります。