Procedural Random Agate - breakdown
Allegorithmic の Materialize というコンテストに応募したアセットについて、おこなったアプローチを紹介します。
There was no time to make realistic detail, but I was satisfied because I could do what I wanted to do. pic.twitter.com/5iN2OUFjVk
— saty (@saty_kitaji) 2017年11月24日
リファレンス
今回作成したのは、アゲート（メノウ）という鉱石です。
カラーバンドの形状や、水晶の色に無限のバリエーションがあるので、ランダムシードのみでプロシージャル生成を楽しめるようにしました。
グラフ
全体の構成は下図のようになっています。特徴的なノードや構成を紹介していきます。
回転だけをexposeする
この [Transformation 2D] ノードで、後から使用する法線マップを回転させます。
ただ、 [Transformation 2D] ノードの [Transform matrix] をそのままexpose（パラメータ露出）してしまうと、４つの数字で調整する、アーティストにはなじみの無いパラメータになってしまいます。
そこで、回転の値だけを持つ Variables（変数）を、自分で作成して使います。
エクスプローラーのグラフ部分か、グラフ内の何もないところでダブルクリックすると、このグラフ全体のパラメータやアトリビュートを確認することができます。
既にexposeしたパラメータがあれば、[Input Parameters] のところにリストアップされます。
新しく Variables を作成する際も、ここで[+]ボタンを押して作成します。
作成した Variables は、exposeした パラメータと同様に、sbsar になっても調整可能なパラメータになります。
今回はデフォルトの [Float1] の数字を使います。[Identifier] （識別子）の部分に自由に名前をつけます。（このケースでは「rotate_distotion」とつけました）
次に、先ほどの [Transformation 2D] ノードに戻り、 [Transform matrix] に自作の関数を作成します。
[Empty Function] を選択して、 [Transform matrix] を空にします。[Edit] で空の関数グラフに入り、自分で式を組んでいきます。
最初は空ですが、下図のようにしていきます。
「Get Float] ノードを作成し、どの値をゲットするのか指定するため、先ほど作成した Variables をプルダウンから選びます。（このケースでは「rotate_distotion」）
次に、[Rotation Matrix] ノードを作成して、繋ぎます。最初は黄色くありません。
このノードを右クリックし、画像ではちょっと見づらいですが、[Set as Output Node] を選ぶと、ノードが黄色くなり、このノードが関数の出力となります。
関数を作成した場合は、必ずどこかのノードを [Set as Output Node] にしないと、何も結果が返されないので、忘れないようにします。
関数グラフから出て通常のグラフに戻る方法ですが、グラフ上部にタブが出来ているので、これを切り替えて戻ります。
（つい Uキー を押してしまいますが…）
以上で、回転だけのexposeができました。
スケールだけをexposeする
このアセットでは、グラフの最後でスケールをかけ、それを expose しています。続いてそちらを紹介します。
さきほどの回転値と同様に、スケールを表す Variables を先に作成します。
ここでは、下限を1.0、上限を2.0とする [Flort1] にしました。1倍～2倍の範囲で調整できるというイメージです。
スケール調整用の [Transformation 2D] ノードにおいて、同じように [Transform matrix] に空の関数を作成します。
パーセンテージに対する調整になるので、Variables に 100 を掛けています。Variables が 1.5 の場合は、結果は150％になります。
出力ノードである [Scale Matrix] ノードは、XのスケールとYのスケールを要求しますので、このノードの入力は Float2 になっています。
[Vector Float 2] ノードを作成し、ここにVariables の影響をうけたXの値とYの値を入れるのですが、今回は均等スケールで良かったので、同じものを入力しました。
最後に [Scale Matrix] ノードを右クリックから [Set as Output Node] にしたら完了です。
Vector Morph
新機能の [Vector Morph] ノードです。
ゆるめのノイズを適用することで、[Shape] の Cone にソリッドな歪みが加わりました。他にもいろいろな工夫が楽しめそうです。
Histogram Select でカーブを作成する
[Vector Morph] の結果をマスク化して、わずかに [Blur] ノード（もしくは [Distance] ノード）でグラデーションを作り、
新機能の [Histogram Select] でグラデの部分だけ拾えば、カーブが取り出せます。
Tile Sampler
さきほど取り出したカーブをマスクとして、Shapeを配置しています。
カーブ上に直接Shapeを散布したいと思いましたが、そういった方法は見つけられませんでした。
この手法では、グリッド上に大量に並べられたShapeのうち、カーブのマスク部分に重なっているShapeだけがピックアップされているイメージです。
Shapeはカーブの幅よりもサイズが大きく、ランダムでもあるので、このトリックはそれほど目立ちません。
Gradient Map
Substance のグラデーションマップは最高に使いやすいです。Photoshopはこの点をもう少し頑張ってほしいと思います。
このカラーバンドもプロシージャル生成することも考えましたが、コストの割には感動が少なそうだったのでオミットにしました。
Random Color
中央のカラーバンドと、鉱石外部に近いカラーバンドは、ランダムで毎回違う色になるようにしました。
この [Uniform Color] の [Output Color] にも、関数を作成します。
ランダムな色を作るには、基本は下図のようになります。
カラーを決めるには、R,G,B,A,の４つの値が必要になります。Alpha はひとまず 1.0（255）だとして、残り３つの数字にランダム関数を使います。
ランダム関数は、リファレンスには「０～Aの間の数」と書かれています。（https://support.allegorithmic.com/documentation/display/SDDOC/Function++nodes+recap）
「A」はどうやって指定するのかを調べたところ、どうやら [Random] ノードのインプットが「A」にあたるようでした。
この場合、０～１の間でランダム値を出してほしいので、1 をインプットに繋ぎました。
グラフ内でランダムシードを意図的に変更するには、以下のパラメータを動かします。
これで、ランダムな色ができました。
ここで注意が必要なのですが、R,G,Bの値を完全にランダムにすると、場合によっては[1,1,1,]などの目が出て、色が白飛びしてしまいます。
また、R,G,Bの各値が近いものでそろってしまうと（0.5,0.5,0.5など）、グレーになるので彩度が下がってしまいます。
私のアセットでは、特定の色味が出やすいように、さらに手を加えています。
少し力技なので美しくないですが、赤を強くしたかったので、それ以外の色については[If...Else] ノードを使って、0.5よりも〇〇だった場合は…という形で調整しています。
以上になります。ありがとうございました。
