Solaris 里实时生成 Position Reference（pRef）AOV：让 aPMatte 在变形角色上也能“粘住”

原文：https://www.andreaskj.com/live-pref-in-solaris/
作者：Andreas Kjær-Jensen

Note

前半部分解释“Position Reference pass 是什么”。如果你只想直接用工具，可以跳到「在 Solaris/LOPs 中即时生成 pRef」。

什么是 Position Reference（pRef）pass？

在合成阶段，我们经常希望“在不向灯光额外要 matte 的情况下”，直接在 Nuke 里做更精细的二次选区。Point Position（pWorld）就是常见手段之一：它把每个像素在世界空间中的点位（position）编码进 AOV，合成师可以用 aPMatte 之类的工具在空间里圈选区域。

但当几何发生**变形（deform）**时，pWorld 的缺点会立刻暴露：你以为你圈的是“角色的头”，实际你圈的是“世界空间里的某个体积区域”。网格一动，遮罩就漂走了。

Tip

pWorld 在不同软件里名字可能不同；在 Houdini 的 Karma 里通常就是 AOV “P”。

下面两段视频展示了“pWorld 选区不粘住”的典型现象：

说明：pWorld 渲染结果

上面是 pWorld（Karma 里通常是 P）pass 的渲染效果。

说明：aPMatte 圈头部，但遮罩随变形漂移

因为 aPMatte 实际在“世界空间”里筛选点位，而不是绑定到角色几何上。

你可能会想到改用 Object Position（pObject）：把点位存到物体空间。但如果是 deforming mesh，物体空间本身也在改变，仍然不好用（或者在很多管线里压根拿不到“稳定的 object space”定义）。

这时就需要 Position Reference pass（pRef）：

它把点位固定在某个指定帧（例如动画开始帧、或者你挑选的 reference 帧）；
然后在后续帧里无论网格如何变形，仍保持这组“参考点位”可用。

在 SOP 语境里，这个概念很像给几何做一个 rest 属性：用于绑定噪声、绑定程序纹理、或做稳定的空间参考。

用 pRef 后，你会得到“粘住”的遮罩：

在 Solaris/LOPs 中即时生成 pRef（无需 SOP Modify / 预烘焙）

很多做法要么要求上游在资产环节就把 reference attribute 烘焙好，要么要在 Solaris 里用 SOP Modify 去生成 rest。前者不一定做得到；后者在性能和稳定性上也常让人头疼。

原作者给出一个更“LOPs 原生”的方法：在 LOPs 里通过 Python，直接把某个 source frame 的 points 复制出来，写成一个新的 primvar（比如 pRef）。这在性能上很轻量：本质只是一次属性拷贝。

Note

该脚本需要 Houdini 19.5+。

使用方式

在 LOPs 里创建一个 Python LOP 节点
粘贴下面脚本
修改三个参数：primpattern、sourceframe、primvarname

primpattern：要生成 pRef 的 prim（支持 prim pattern，比如 "/hydralisk/**"）
sourceframe：作为 reference 的帧号
primvarname：写入 primvar 的名称（默认 pRef）

lop-python-generate-pref.py

node = hou.pwd()
stage = node.editableStage()
 
from pxr import Sdf, Usd, UsdGeom
import loputils
 
# Get Parameters - Replace these with your own values!
primpattern = "/hydralisk/**"
sourceframe = 140
primvarname = "pRef"
 
# Parse Primpattern
ls = hou.LopSelectionRule()
ls.setPathPattern(primpattern + ' & %type:Mesh')
paths = ls.expandedPaths(stage=stage)
 
# Compute Point Reference
for prim in paths:
    prim = stage.GetPrimAtPath(prim)
    primvarsapi = UsdGeom.PrimvarsAPI(prim)
    points = prim.GetAttribute('points')
    points_values = points.Get(sourceframe)
    primvar = primvarsapi.CreatePrimvar(
        primvarname,
        Sdf.ValueTypeNames.Color3fArray,
        UsdGeom.Tokens.vertex
    )
    primvar.Set(points_values)

Bonus：在 Karma 中把 pRef 输出为自定义 AOV

在 Karma Render Settings：

打开 Image Output
滚到底部，展开 Extra Render Vars
点击 + 添加一个新的 Render Var

然后按下面配置（如果你脚本里 primvar 名就叫 pRef）：

karma-extra-render-var-pref.txt

Name: pRef
Format: color3f
Data Type: color3f
Source Name: pRef
Source Type: Primvar

延伸：什么是 Primvar（以及为什么它适合做 AOV）

Primvar 本质上是一套“被渲染器识别/可被着色与 AOV 访问”的特殊属性命名空间。你把数据写成 primvar，就更容易在渲染时把它作为 AOV 或 shader 输入取出来。

如果你对 primvar 还不熟，推荐读 Luca Scheller 的 USD Survival Guide（原文链接）：

https://lucascheller.github.io/VFX-UsdSurvivalGuide/core/elements/property.html#attributePrimvars