Houdini Portal of Dunes Project - Progetto didattico studentesco

Introduzione

Il progetto ha avuto come obiettivo la realizzazione di un ambiente 3D immersivo ambientato in un canyon all'interno di un mondo alieno, sviluppato attraverso una pipeline integrata tra Houdini e Unreal Engine.

L’attività è stata sviluppata come esperienza pratica e collaborativa, coinvolgendo un gruppo di stagisti guidati nella produzione di contenuti procedurali, accenni di simulazioni FX e sviluppo real time.
Il progetto ha permesso di affrontare una pipeline produttiva contemporanea, combinando strumenti di procedural generation, simulazione e world building in tempo reale.

Obiettivi

L’obiettivo del progetto è stato introdurre i partecipanti all’utilizzo di workflow procedurali per la creazione di ambienti complessi, mantenendo però come focus principale la semplificazione dell’apprendimento di Houdini e delle sue logiche operative.

Per questo motivo l’intera pipeline è stata strutturata in modo da rendere accessibili concetti di procedural modeling e generazione parametrica.
Tutti gli elementi di scena del canyon alieno sono stati infatti realizzati direttamente dagli stagisti attraverso Houdini, permettendo loro di lavorare concretamente sulla costruzione degli asset e sulla gestione delle reti procedurali.

Successivamente, gli asset sono stati integrati in Unreal Engine tramite HDA (Houdini Digital Assets), consentendo agli studenti di creare varianti, modificare parametri e generare nuove configurazioni direttamente all’interno del motore real time senza dover ricostruire manualmente gli oggetti.

Attraverso questo approccio gli stagisti hanno potuto approfondire:

• generazione procedurale di geometrie

• costruzione del terrain

• utilizzo di workflow node-based

• creazione parametrica di asset

• gestione non distruttiva delle modifiche

• integrazione tra Houdini e Unreal Engine tramite HDA

La metodologia adottata ha permesso di simulare una pipeline contemporanea utilizzata nella produzione, mantenendo però una struttura didattica pensata per facilitare l’apprendimento progressivo degli strumenti procedurali.

Team

Di seguito sono riportati i ruoli e i membri del team che hanno collaborato allo sviluppo e alla realizzazione del progetto.

Processo

Il progetto è stato sviluppato a partire da una moodboard e da una serie di reference visive raccolte dal concept artist Francesco Orabona, fondamentali per definire l’identità estetica del canyon alieno e guidare l’intera produzione degli asset.

Oltre alla fase di ricerca visiva e definizione artistica, Francesco si è occupato anche della realizzazione del level blockout, utilizzato come base per il posizionamento degli asset e per la costruzione della composizione generale della scena all’interno di Unreal Engine.
Questa fase ha permesso di definire volumi, proporzioni, punti di interesse e distribuzione degli elementi ambientali prima della finalizzazione dell’environment procedurale.

La pipeline formativa è stata organizzata attraverso lezioni frontali tenute da Matteo Frattini dedicate all’apprendimento progressivo della modellazione procedurale in Houdini.
Le attività si sono svolte con cadenza settimanale e prevedevano sia momenti teorici sia assegnazione di task pratici, successivamente revisionati durante incontri di controllo e feedback anch’essi settimanali.

Nella fase finale della produzione il ritmo delle lezioni è stato intensificato, arrivando a sessioni quotidiane di circa due ore, con l’obiettivo di finalizzare gli asset procedurali sviluppati dagli stagisti e completare l’integrazione all’interno di Unreal Engine.

Passando alla seconda fase della produzione parliamo della costruzione dell’ambiente in-engine sono stati utilizzati sistemi di scatter procedurale basati sui PCG (Procedural Content Generation), sviluppati da Donatello Calciano e Giorgio Belvisi, che hanno permesso di distribuire dinamicamente gli elementi ambientali all’interno della scena.

La componente di logica e l'interazione è stata realizzata tramite Blueprint da Donatello Calciano e Giorgio Belvisi, integrando funzionalità e comportamenti direttamente all’interno di Unreal Engine.

Il lavoro ha incluso sia la gestione delle interazioni ambientali sia lo sviluppo di sistemi gameplay più dinamici, passando dal movimento e dalla manipolazione dei cristalli presenti nella scena.
Attraverso i Blueprint sono stati quindi implementati comportamenti interattivi, logiche di gioco e sistemi di controllo utili a rendere l’environment non soltanto visivamente credibile, ma anche funzionale dal punto di vista esperienziale.

Per quanto riguarda il lookdev, i materiali sono stati sviluppati dall’environment artist Lorenzo Fontana attraverso un approccio ibrido, combinando il paradigma tradizionale dei materiali di Unreal Engine con il nuovo sistema Substrate.

Oltre allo sviluppo dei materiali, Lorenzo si è occupato anche della fase di lighting e calibrazione visiva dell’ambiente, curando l’impostazione dell’illuminazione globale e il bilanciamento della scena sulla base delle reference artistiche definite durante la fase di concept.
Questo lavoro ha contribuito a consolidare l’atmosfera del canyon alieno, mantenendo coerenza estetica tra moodboard, asset procedurali e rendering finale in real time.

Matteo Frattini, project manager, si è occupato dell'intero processo produttivo e formativo dalla pianificazione della pipeline procedurale fino alla finalizzazione dell’environment in real time.
Supportando gli stagisti durante la produzione degli asset, l’integrazione tra Houdini e Unreal Engine, la gestione dei workflow procedurali e il coordinamento delle attività del team durante tutte le fasi del progetto.

Daniele Barone, supervisore del progetto ha coordinato le diverse fasi dello sviluppo, gestendo gli aspetti tecnici, organizzativi e didattici. Guidando il team verso l'obbiettivo desiderato.

Difficoltà tecniche riscontrate nel progetto

Durante lo sviluppo del progetto sono emerse diverse criticità tecniche, legate principalmente alla natura procedurale della pipeline e all’integrazione tra strumenti differenti, oltre che alla gestione di un workflow collaborativo in ambito formativo.

1. Integrazione tra Houdini e Unreal Engine

Una delle principali difficoltà ha riguardato l’integrazione tra Houdini e Unreal Engine, in particolare nell’utilizzo dei Houdini Digital Assets (HDA).

Le problematiche più ricorrenti sono state legate alla corretta gestione dei parametri esposti negli asset e alla sincronizzazione tra le modifiche effettuate in Houdini e il relativo aggiornamento all’interno di Unreal Engine, che in alcuni casi richiedeva iterazioni aggiuntive per garantire coerenza e stabilità.

2. Performance e ottimizzazione in real time

La costruzione di un ambiente complesso come un canyon alieno ha evidenziato criticità legate alle performance in tempo reale.
L’elevato numero di poligoni generati proceduralmente ha richiesto particolare attenzione nell’ottimizzazione della scena.

Inoltre, lo scattering degli asset e l’integrazione delle simulazioni importate hanno avuto un impatto diretto sul frame rate, rendendo necessario un lavoro di bilanciamento tra qualità visiva e prestazioni, anche attraverso l’utilizzo di tecnologie come Nanite.

3. Materiali e shading complessi

Lo sviluppo dei materiali in Unreal Engine ha richiesto un approccio sperimentale, basato su un sistema ibrido tra materiali tradizionali e Substrate.

Questo ha comportato alcune difficoltà legate a possibili incoerenze visive tra asset differenti, alla complessità nella gestione degli shader e alla fase di debugging, oltre che a problematiche di performance quando si utilizzavano materiali particolarmente complessi.

4. Coordinamento e workflow formativo

Trattandosi di un progetto sviluppato con il supporto di stagisti, sono emerse anche difficoltà legate al coordinamento del gruppo e alla standardizzazione del workflow.

Le differenze di livello tra i partecipanti hanno reso necessario un continuo lavoro di allineamento, sia nella definizione delle pipeline sia nella gestione delle revisioni settimanali.
In alcuni casi, ciò ha comportato iterazioni aggiuntive per garantire coerenza tra gli asset prodotti da persone diverse.

Tool Creati

Durante il progetto sono stati sviluppati diversi tool procedurali in Houdini, con l’obiettivo di costruire una libreria di asset modulari e riutilizzabili integrabili all’interno di Unreal Engine tramite HDA.

I tool realizzati comprendevano:

• sistemi procedurali per la generazione di vegetazione aliena, tra cui funghi, piante e flora di varia tipologia

• generatori di rocce e formazioni rocciose parametrizzabili

• tool per la creazione del landscape e del terreno del canyon

• generatore procedurale di cristalli utilizzati all’interno della scena

• un sistema “Ruinify” per la creazione di rovine e strutture deteriorate in maniera parametrica

• nuvole volumetriche

Infine, all’interno di Unreal Engine sono stati utilizzati sistemi PCG (Procedural Content Generation) per lo scatter procedurale e il popolamento della scena con gli asset creati dagli stagisti, permettendo una distribuzione parametrica e dinamica degli elementi ambientali direttamente in engine.

Conclusioni

Il progetto ha rappresentato un’esperienza formativa e produttiva orientata all’utilizzo di pipeline procedurali contemporanee per la creazione di ambienti real time.
Attraverso l’integrazione tra Houdini e Unreal Engine, i partecipanti hanno potuto confrontarsi con workflow utilizzati nella produzione professionale, sviluppando competenze tecniche legate a procedural modeling, PCG, lookdev e integrazione in engine.

Oltre agli aspetti tecnici, il progetto ha evidenziato l’importanza della collaborazione, della gestione della pipeline e dell’organizzazione del lavoro all’interno di un team multidisciplinare.
Il risultato finale è stato la costruzione di un processo didattico capace di avvicinare gli stagisti a metodologie produttive concrete e contemporanee.

Interviste e descrizione lavori stagisti

Aurora Colazingari

Riccardo Pastore

Lorenzo Fontana

Giorgio Belvisi