Geometry Nodes нужны там, где расставить тысячу камней по склону вручную невозможно, а рассеять их случайно означает получить равномерную сыпь без смысла. Управляемое распределение это середина: объекты ставит система, а правила задаёте вы, и в этих правилах вся работа.
Дальше о том, как устроено распределение по поверхности, чем управлять плотностью, как избежать пересечений и почему результат обычно выглядит искусственно на первой попытке.
Как это работает в основе
Механика в двух абзацах.
Берётся поверхность, на ней генерируются точки, в каждой точке ставится копия объекта. Всё остальное это управление тем, где появляются точки и как выглядят копии.
Два способа размещения точек. По граням: количество задаётся плотностью на единицу площади, положение случайное. По вершинам: точка в каждой вершине, количество зависит от сетки.
Первый способ гибче и используется чаще. Второй полезен, когда нужен контроль через саму геометрию.
Ключевое понимание: копии не существуют как отдельные объекты. Это данные, которые движок рисует эффективно. Отсюда и производительность, и ограничения.
Плотность и её распределение
Первое, что настраивают.
Равномерная плотность выглядит неестественно всегда. В природе ничего не распределено равномерно: трава гуще в низинах, камни скапливаются у подножия, деревья не растут на скале.
Управление плотностью идёт через маску: значение от нуля до единицы для каждой точки поверхности.
Откуда брать маску. Нарисованная кистью группа вершин: полный контроль, подходит для конкретных решений. Текстура или шум: быстро, хорошо для органических закономерностей. Данные о геометрии: высота, наклон, кривизна.
Последний вариант самый интересный, потому что он связывает распределение с формой рельефа автоматически.
Наклон как правило
Самый полезный приём для природных сцен.
Трава растёт на пологих участках и не растёт на отвесных. Снег лежит на горизонтальном и скатывается с крутого. Камни скапливаются там, где склон выполаживается.
Реализуется это через направление нормали поверхности: чем ближе она к вертикали, тем больше плотность.
Это одно правило мгновенно превращает искусственную россыпь в правдоподобную: объекты сами уходят с крутых склонов.
Порог и мягкость перехода настраиваются. Резкая граница между заросшим и голым выглядит хуже плавной.
Вариации копий
Второе, без чего результат выглядит штампованным.
Одинаковые объекты, расставленные по поверхности, читаются как узор. Нужны различия.
Что варьируется обязательно. Поворот вокруг вертикальной оси: полностью случайный, это бесплатно и обязательно. Масштаб: в разумных пределах, обычно от 80 до 120%. Небольшой наклон: идеально вертикальные объекты выглядят расставленными.
Что варьируется по желанию: сам объект из набора нескольких вариантов, цвет материала, возраст или состояние.
Ключевой момент: случайность должна быть связана с точкой, а не с временем. Иначе объекты будут прыгать при каждом обновлении.
Ориентация по поверхности
Деталь, которую легко упустить.
Объект может стоять вертикально независимо от склона, а может наклоняться вместе с поверхностью.
Трава и деревья растут вертикально вверх независимо от наклона земли.
Камни, доски, мусор ложатся по поверхности и повторяют её наклон.
Промежуточный вариант, который выглядит лучше всего для растительности: преимущественно вертикально, но с частичным учётом наклона. Небольшой уклон в сторону склона добавляет естественности.
Пересечения и минимальное расстояние
Проблема, которая возникает сразу.
Случайные точки иногда оказываются слишком близко, и объекты пересекаются. Для травы это незаметно, для камней и деревьев выглядит грубой ошибкой.
Решение это удаление точек, оказавшихся ближе заданного расстояния. Соответствующий узел есть в наборе.
Тонкость: минимальное расстояние должно зависеть от размера объекта. Большое дерево требует большего отступа, чем маленький куст, и если масштаб варьируется, расстояние надо связать с ним.
Отдельный случай это пересечение с постройками и дорожками. Решается маской, вычитающей эти зоны из области распределения.
Исключающие зоны
Практическая необходимость в любой сцене.
Растительность не должна расти на тропинке, в доме, под машиной.
Способы задать исключение. Маска, нарисованная на поверхности. Вспомогательная геометрия, объём которой вычитается. Расстояние до заданных объектов.
Последний способ самый удобный: подвинули дом, зона исключения переехала за ним автоматически.
Важная деталь: граница исключения не должна быть резкой. У края тропинки трава реже, но она есть, и именно этот переход делает сцену живой.
Производительность
Сторона, определяющая, будет ли сцена работоспособной.
Копии рисуются эффективно, но их обработка всё равно стоит времени. Миллион объектов замедлит любую сцену.
Что помогает. Отсечение по расстоянию: не создавать точки дальше определённого радиуса от камеры. Разные уровни детализации в зависимости от расстояния. Отдельная настройка плотности для вьюпорта и для рендера.
Последнее обязательно: работать на полной плотности невозможно, а забыть поднять её перед рендером легко.
Про общий подход к нагрузке есть материал про причины торможения Blender.
Распределение по кривой
Вариант задачи, встречающийся не реже.
Столбы вдоль дороги, деревья вдоль аллеи, заклёпки по шву, вагоны состава.
Здесь точки ставятся не по площади, а вдоль линии с заданным шагом.
Что настраивается: шаг, выравнивание по направлению кривой, смещение от неё в сторону, поведение на поворотах.
Практическая тонкость: объекты, выровненные строго по касательной, на крутом повороте расходятся веером. Иногда это верно, иногда требует ограничения.
Что можно передать в материал
Возможность, которая сильно расширяет выразительность.
Каждой копии можно передать собственное значение, которое материал использует для вариации. Тогда объекты отличаются не только формой, но и видом.
Типовые применения. Случайное число для разброса оттенка: листва перестаёт быть одноцветной. Высота точки: трава у воды зеленее, чем на склоне. Расстояние до объекта: растительность вытоптана у тропинки.
Технически это делается атрибутом, который записывается при генерации точек и читается в материале.
Практическое наблюдение: разброс оттенка это самая дешёвая по трудозатратам и самая заметная по эффекту вариация. Она работает даже при одинаковой геометрии всех копий.
Привязка к поверхности при её изменении
Ситуация, встречающаяся в любом реальном проекте.
Рельеф правится после того, как на нём расставлена растительность. Или поверхность анимирована.
Процедурный подход здесь выигрывает принципиально: точки пересчитываются от текущей геометрии, и объекты остаются на месте относительно поверхности.
Что при этом может сломаться: если случайность привязана к индексу точки, а число точек изменилось, вся раскладка переедет. Привязка к положению в пространстве устойчивее.
Для анимированной поверхности добавляется вопрос ориентации: объекты должны следовать за наклоном, иначе они будут проваливаться и висеть.
Почему первая попытка выглядит искусственно
Разбор типичного результата.
Равномерная плотность по всей поверхности. Природа так не работает.
Одинаковый масштаб. Взгляд цепляется за повторение.
Отсутствие кластеризации. Растения растут группами, а не поодиночке через равные промежутки.
Резкие границы зон. Переход должен быть постепенным.
Отсутствие связи с рельефом. Объекты стоят как приклеенные, не реагируя на форму поверхности.
Исправление всех пяти пунктов занимает полчаса и меняет результат радикально.
Кластеризация
Приём, который упускают чаще остальных.
В природе объекты собираются группами: заросли, кучи камней, островки мха.
Добивается это наложением крупного шума на маску плотности. Там, где шум высокий, объектов много, где низкий, нет совсем.
Масштаб шума определяет размер групп, и он должен быть заметно крупнее самих объектов.
Двухуровневая схема работает ещё лучше: крупный шум задаёт зоны, мелкий добавляет неоднородность внутри них.
Порядок, который убирает переделки
Схема, дающая результат.
Распределить объекты равномерно и убедиться, что базовая механика работает. Добавить случайный поворот и разброс масштаба. Связать плотность с наклоном поверхности. Добавить крупный шум для кластеризации. Вычесть исключающие зоны с мягкими границами. Убрать пересечения по минимальному расстоянию. Настроить отсечение по расстоянию для производительности. Разделить плотность вьюпорта и рендера.
Первые два пункта занимают минуты, остальное настраивается по результату.
Основы работы с узлами разобраны в материале про процедурное моделирование.
Частые вопросы
Почему объекты прыгают при изменении параметров?
Случайные значения пересчитываются. Чтобы этого не происходило, случайность надо привязывать к устойчивому признаку точки, а не генерировать заново.
Как сделать, чтобы трава не росла на дорожке?
Маской, вычитающей зону дорожки из области распределения. Удобнее всего задавать её расстоянием до объекта дорожки, тогда она переезжает вместе с ним.
Сколько объектов выдержит сцена?
Зависит от их сложности и от того, используется ли отсечение по расстоянию. Сотни тысяч простых копий работают, десятки тысяч сложных уже нет.
Можно ли расставить объекты руками поверх процедурных?
Да, и это нормальная практика: процедурно заполняется общая масса, вручную ставятся акценты в ключевых местах кадра.
Как сделать так, чтобы объекты не пересекались вообще?
Удалением точек по минимальному расстоянию, связанному с масштабом объекта. Полной гарантии это не даёт при сильном разбросе размеров.
Свяжите плотность с наклоном поверхности прежде всего остального. Одно это правило превращает искусственную россыпь в правдоподобную.