什么是PivotPainter？

思考，如果想实现树木的枝干由于风力影响而交错挥动的效果，并且风力的一些数据是可调整的，那么该怎么做呢？

如果不知道 “PivotPainter” 的概念，较为自然的想法是使用骨骼。
使用骨骼是可行的。但是对于类似植被的物体，会有大量的枝干，而每个枝干都会需要一根骨骼，这导致了大量的骨骼。其性能会相对较差。

而PivotPainter的想法是将类似的信息存到顶点UV或者贴图上，这样每个顶点都知道自己所属几何部分的轴心即pivot位置在哪。随后，在shader中，每个顶点做各自的计算。由于这个计算是在GPU中并行执行的，所以速度会相对较快。

不过我想，这并不意味着PivotPainter可以取代骨骼。骨骼的计算可以和游戏逻辑相关联，可以通过动画机等的方式进行精确的控制，因此用于角色来说很合适。而PivotPainter计算在shader中，可以并行处理很多顶点，这样速度更快，但是无法对特定部分进行复杂逻辑的控制，它经常用一些算法来对整体进行有规律的控制，并通过随机噪声等方式来让各个部分的运动有差异，因此用于植被来说很合适。

UE的PivotPainter现在有两版，区别在于2.0版使用贴图来存储信息，而1.0版使用顶点信息包括额外的UV通道。
对于1.0和2.0分别有各自的材质函数：

可以通过这些材质函数来获得从3DSMax或Houdini等导入的PivotPainter信息。
Pivot Painter Tool 1.0 Material Functions | Unreal Engine Documentation
Pivot Painter Tool 2.0 Material Functions | Unreal Engine Documentation

下面将结合官方教程 Pivot Painter | Version 1 and 2 | SideFX对Houdini的PivotPainter工具进行学习。本篇将只学习导出Pivot Painter的1.0版数据。

在Houdini中导出数据

Houdini的PivotPainter工具节点来源于 SideFX Labs。
它需要两个输入，其一为几何体本身，另外一个是pivot点。

我的测试节点如下，外形就是将圆锥复制到了网格上：

需要注意的是，正如 Pivot Painter 节点文档 中所说，几何体和pivot点上都需要有对应的属性：

Important pivot attributes are: N and name for PP1. N and hierarchy for PP2.
Important geometry attributes are: uv and name for PP1. uv and hierarchy for PP2.
pivot点所需要的属性，对于1.0版是N和name，对于2.0版是N和hierarchy
几何体所需的属性，对于1.0版是uv和name，对于2.0版是uv和hierarchy

因此，在上面的测试节点中：

1. 我在圆锥几何体节点后跟了UVFlatten节点以此来创建一个简单的uv。
2. 在作为pivot点的网格节点后，连上了PointWrange做些操作：

   @N = set(0,1,0);
   @name = itoa(@ptnum);
   

   以此创建法线的属性和name属性，name属性让它是点序号。
3. CopyToPoints节点将圆锥复制到网格点的同时，也会将name属性拷贝过去。

最后，设置一下PivotPainter节点的参数，将版本设置为1.0版。然后设置输出的文件和路径，最后点Export就可以输出fbx文件了。

导入给UE4

在UE4中导入fbx，有一些设置需要注意，比如需要将顶点色的导入设置改为Replace：

接下来，该使用UE提供的材质函数来做些效果了。
但也可以使用 ContentExamples 中的测试材质。打开其中了PivotPainter地图可以看到很多测试材质：

最简单的，让顶点基于自己的pivot缩放：

稍微复杂点的，基于自己的pivot旋转，并根据自己离pivot的距离进行变化：