从广义上讲,计算机图形学中的程序化工作流在某种程度上一直存在。但近年来,这类技术才真正开始迅猛发展。
此类工具涵盖多个类别,彼此之间差异巨大——唯一的共同点或许仅在于其背后的数学基础。
我们此前已探讨过程序化内容生成工具的起源,现在让我们来看看其中最值得关注的十款工具。请注意,以下更像是一份清单而非严格排名,这些工具并未按重要性排序……当然,也许有个例外……
1. Houdini
向“王者”致敬:除易用性外,Houdini 几乎稳居任何榜单之首。
SideFX 的 Houdini 本质上是 3D 制作全流程的终极工具——建模、动画、绑定、粒子、动力学/物理模拟、灯光、体积效果、合成与渲染,无所不包。此外,它还支持通过外部开发的插件进行扩展。

毫不意外,顶级视效工作室广泛使用 Houdini,包括工业光魔(ILM)、皮克斯、梦工厂、照明娱乐巴黎工作室等众多行业巨头。
然而,凡事总有“但是”。Houdini 以其陡峭到近乎混乱的学习曲线而臭名昭著。
Houdini 完全基于程序化逻辑,其基本单元是“操作符”(OPs),也就是节点。因此,如果你已熟悉 3D 图形中的节点概念,或许能稍微缓解学习痛苦。
而学习它的动力也十分充足:不仅提供免费版本(尽管功能受限),甚至还能处理空间音频等前沿功能。
2. Blender

这款免费开源的全能型软件,凭借 Geometry Nodes(几何节点)的引入,在程序化建模领域实现了重大飞跃。
早在 Cycles 渲染引擎时代,Blender 就已具备基于节点的材质创建系统。当开发者推出(近乎)实时渲染引擎 Eevee 时,他们确保了 Cycles 与 Eevee 的材质完全兼容,尽管两者底层机制迥异。
然而,真正改变游戏规则的是 GeoNodes。它彻底革新了 Blender 中 3D 场景的处理方式,带来了此前难以想象的资产修改灵活性——仿佛在 Blender 内部嵌入了另一个完整工具套件。
当然,GeoNodes 并不容易掌握。但围绕它已形成了一个全新的生态系统:大量基于 GeoNodes 的插件(既有免费也有付费)应运而生,许多都易于使用,并能高效完成繁琐的大规模任务。
3. Adobe Substance 3D Designer
又一款以权威姿态登上榜单的软件。作为行业标准,Substance 3D Designer 是一款强大的 3D 材质创作套件,且高度程序化:每种材质都是由多个节点构成的复杂网络,其中各种预设噪波纹理被大幅扭曲、混合与叠加。
同样,它并不直观,上手难度很高,需要大量学习才能理解各节点的作用及相互影响。
但一旦掌握,用户便能创造出真正令人惊叹的作品。
4. Terragen
一款历史悠久的分形地貌生成器。事实上,今年早些时候正值其首个稳定版发布 20 周年(如今多被称为 Terragen Classic)。由于是免费软件,它在业余艺术家中拥有狂热追随者。
它也在商业领域得到严肃应用——曾用于《星际迷航:复仇女神》《黄金罗盘》等电影,以及众多电视广告和游戏(例如《英雄萨姆》的天空盒即由其制作)。
其商业版本更参与了多部大片制作,包括《后天》《遗落战境》《创:战纪》和《星球大战:最后的绝地武士》。
Terragen 并非万能工具,而是专精于一件事:生成具有逼真植被、光照、天空等元素的写实自然场景——并且做得极为出色。不妨亲自评判。

5. World Machine
另一款基于分形的地形生成器,以其侵蚀与水文系统脱颖而出——效果极其逼真、自然。虽然仍以分形为基础,但用户可对其施加高度控制,因此不仅能生成写实地貌,也能创造外星般奇异扭曲的景观。
这是一款商业软件,但提供免费版本,且付费版本定价合理——例如独立开发者授权仅需 119 美元。

6. World Creator
关于 World Machine 的能力描述,对 World Creator 同样适用。
但它还有更多优势。首先,得益于 GPU 导向的引擎,它是完全实时的。用户可手动雕刻地形,再叠加基于算法的河流、侵蚀等特征。本质上,它是一款混合型工具,还能整合外部资产。
其官方画廊中展示的图像令人震撼,有些作品(尤其是 Aaron Westwood 的创作)几乎与真实摄影无异——尽管它们未必直接来自 World Creator 视口截图。World Creator 在与其他工具协同使用时表现最为出色。

7. Gaea
QuadSpinner 的 Gaea 是——没错——又一款强大的场景生成工具,近期客户包括 NASA 和 Remedy Entertainment。例如,Remedy 在《心灵杀手 II》中使用 Gaea 构建环境,并强烈暗示将在未来项目中继续采用。
《博德之门 3》的开发者也将其作为首选工具。

至于 NASA,其概念图像实验室(Conceptual Image Lab)也使用了 Gaea。
Gaea 是相对较新的选手,去年才发布 2.0 版本。它原生兼容 Houdini 与 Unreal Engine,支持资产直接导出。
8. Mandelbulb 3D 与 Mandelbulber
尽管是两款独立软件,但它们同属一类:3D 分形可视化工具。两者均为免费且功能强大,本质上是“分形探索器”。
如前所述,Mandelbulb 3D 的界面比 Mandelbulber 更友好,并内置大量现成公式。但与 Mandelbulber 2 不同,它缺乏 GPU 加速渲染支持,需依赖强劲 CPU 才能高效处理动态渲染。
9. Rhino 3D 与 Grasshopper
该套件因 Grasshopper 插件而闻名——这是一个通过可视化界面实现参数化与程序化设计的工具。这一组合在建筑可视化与工业设计领域广泛应用。
尽管被描述为“可视化编程环境”,Grasshopper 实际上是一种基于节点的工具。它无需编程或脚本知识,却能让设计师构建生成式形态。
Grasshopper 还拥有极为丰富的插件库。
它曾是一个独立工具,但在 Rhino 的最新版本中,已深度集成至核心功能中。
10. 其他工具?
事实上,各类 3D 与 CAD 软件中存在大量面向程序化的扩展模块。
例如,Revit 采用参数化方法——对非专业人士而言,这意味着它能基于规则集生成复杂的 3D 模型与场景。Autodesk 的 Fusion 与 Inventor 等 CAD 软件也将程序化能力置于核心。
说到 Autodesk,3ds Max 本身几乎就是一个参数化套件,还配备了 RailClone 等程序化扩展。
Unreal Engine 力求成为涵盖游戏到影视 VFX 的全能引擎,其内置的程序化内容生成框架(PCG)“为技术美术、设计师和程序员提供快速迭代的工具,可生成任意复杂度的内容——从建筑或生物群系生成等资产工具,到完整世界皆可实现。”
Unity 引擎同样具备程序化能力,尽管主要依赖脚本。不过,它提供了一个名为 Procedural Toolkit 的免费资源包,功能相当丰富。
最后但同样重要的是,市面上还有多款用于生成完整 3D 城市环境的软件。有些是独立应用,有些则是 3D 套件的插件或附加组件(例如 Blender 可用的 The City Generator)。但这已是另一个话题,而且绝非小题。
无论如何,程序化生成极有可能是 3D 图形的未来——除非 AI 将其变成月球表面:一片毫无生机的荒原。这些工具通常不易掌握,但绝对值得投入。


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