UsdPreviewSurfaceでマテリアルを設定する

Houdini での UsdPreviewSurface を使用したマテリアルの指定方法について
まとめてみます。

まずは、MaterialNet を作成。

そして、UsdPreviewSurface を作ります。

まずはわかりやすい色をつけておきます。

Stage に戻って、MaterialLibrary を作り、

Material VOP で

先ほど作成した PreviewSurface を選び、MaterialPath を適当な名前にします。

あとは MaterialPathPrefix を Looks としておきます。

結果。
Looks 下に Material が作られました。
ここの Scope は何でも良いですが、今回は Maya の Export ツール準拠で Looks にしました。

あとはアサインするには、 Assign to Geomtery にチェックを入れて
アサインしたいノードを選択すれば OK です。

基本構造¶

USD の場合のマテリアル関係の基本構造は、ざっくりこうなっています。
ジオメトリに対してアサインするのは MaterialPrim。
これは Maya でいうところの ShadingEngine に近い感じです。
シェーダー本体は、 ShaderPrim でこれが MaterialPrim と接続されています。

USD のシェーダー関連の特徴として、シェーダー関連の Prim は Shader でひとくくりに
されていて、その区別は ID によって行われます。
どういうことかというと、

ShaderPrim のアトリビュートを見ると、 id という項目があって
そこに「UsdPreviewSurface」が指定されています。
なので、同じ ShaderPrim であっても役割が異なることがあります。

デフォルトで用意されているのが

Preview Surface
Texture Reader
Primvar Reader
Transform2d

の４つです。
（PrimvarReader はこれ１つでも複数の役割を持つ）

それを踏まえて、テクスチャのアサイン方法で
UsdPreviewSurface 以外をみてみます。

テクスチャを使用する¶

さきほどの PreviewSurface に UVTexture と PrimVarReader を作成します。

PrimVarReader は、Signature を Float2、VarName を st にします。

こんなかんじです。

シーングラフはこちら。

テクスチャはこちらを使用しました。

ここで使用するのが Texture Reader と Primvar Reader です。
シーングラフを見て分かる通り、すべて Shader ですが、それぞれが id によって役割が
指定されています。

例えばテクスチャは、id は「UsdUVTexture」になっています。

Primvar Reader とは¶

UVTexture に関しては、TextureColor を Shader に対して接続しているのでなんとなく
わかりますが、もう１つの PrimVarReader とはなんでしょうか。

まず PrimVar がなにかというと

Renderman に由来するもので、「Primitive Variable(プリミティブ変数)」の略
レンダラーとプリミティブを関連付ける特別なアトリビュートで
プリミティブの表面/体積に渡ってアトリビュートの値を補間することができるもの
（公式 Glossary より引用）

です。
つまり、テクスチャのマッピングに使用する UV であったり頂点カラーであったり
ジオメトリ上で定義された各種値を供給する機能を持つのが Primvar Reader です。

UV の座標を取得するための PrimvarReader をみてみると
「varname」を「st」としています。
USD の記述側で、MeshPrim ではどういうアトリビュートになっているかというと

Mesh には「 primvars:st というアトリビュートがあり、そこには Mesh の UV 座標が
記述されています。

Primvar Reader とは、このジオメトリ側の Primvers の値を
Shader 側で使えるようにしているというのがわかりました。

作成したテクスチャつきの USD は当然のように usdview などでも確認ができます。

まとめ¶

primvarReader と USD 側に定義された primvars:st ～といった記述が
どういう関係性になっているのかが理解できていませんでしたが
一通り組み立てたおかげでようやく理解できたきがします。

USDPreviewSurface まわりの詳細の仕様は
https://graphics.pixar.com/usd/docs/UsdPreviewSurface-Proposal.html
こちらを参考にしました。