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UE4教程(虚幻4) Unreal Engine 4 HairStrandPlugin开发日志
2018-02-10 14:47:13   来源:网络    评论:0 点击:

UE4教程(虚幻4) Unreal Engine 4 HairStrandPlugin开发日志这篇文章介绍了HairStrandPlugin的立项和大体思路。HairStrandPlugin总览HairStrandPlugin可以用来实现毛发的设计、模拟和渲染。效果查看:传送门
UE4教程(虚幻4) Unreal Engine 4 HairStrandPlugin开发日志
这篇文章介绍了HairStrandPlugin的立项和大体思路。
 
HairStrandPlugin总览
 
HairStrandPlugin可以用来实现毛发的设计、模拟和渲染。
效果查看:传送门 
 

Unreal Engine 4 —— HairStrandPlugin开发日志

 
在目前来说,该插件可以使用Maya进行发型的设计,将发型导入UE4后便可以直接进行发丝的模拟和渲染了。
 
使用教程:传送门 
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目前工具链的适配方面还有一些小问题,但是总体上不影响使用。
 
HairStrandPlugin的立项
 
HairStrandPlugin在一个月前立项。在练手插件GhostMeshPlugin完成后,我便开始了HairStrandPlugin的开发,将代码托管于coding.NET平台之上。
 
小厂商的情怀
 
针对于发丝的模拟,各大游戏厂商都已经做的不错,例如爱丽丝疯狂回归中爱丽丝的发丝,古墓丽影中劳拉的发丝和最终幻想15中的发丝等均为高质量的发丝表现。
 
但是可惜除古墓丽影的TressFX已经开源外,我们这些小厂商也无法窥探到发丝技术的奥秘。又因为我当前所参与开发的项目隐龙传:影踪里主角陆天源也是长发造型,因此我便开始了这个项目,希望能够让没有太多背景的游戏开发者也可以在UE4上实现发丝的渲染。
 
Nvidia Hairworks
 
实际上,Nvidia也已经推出了Hairworks,专门用于毛发的渲染,而且效果相当不错。但是以来Hairworks采用的是基于DirectX 11 的Tessellation技术,换句话说,无法在移动平台和Play Station平台上使用。
 
另一方面,由于Nvidia Hairworks只公开了PC版本的库,因此针对于其他系统,Hairworks无法适配。
 
Apex Cloth
 
Apex Cloth是Nvidia推出的可以用于布料的模拟的工具,并且已经集成在UE4里面了。实际上在该插件还未完全实装的情况下,时至今日隐龙传:影踪也是正在使用Apex Cloth进行发丝的模拟。可是Apex Cloth在模拟发丝上还是有一些短板:
 
不支持移动平台,换句话说在Android平台上无法正常工作。
布料与发丝还是有差别,例如在Apex Cloth上的布料不会回弹。因此使用Apex Cloth模拟的发丝在表现发型上略不适应。
Apex Cloth与UE4中的Skeletal Mesh完全绑定,换句话说一个Skeletal Mesh只能绑定一个类型的布料,该布料的信息无法在runtime进行调整。假如角色从陆地进入水中,布料阻尼damp无法进行调整,因此在水中的表现将会很怪异。
开发过程
 
到目前为止的开发过程大致可以分为两块:Particle Simulation和Strand Mesh Build。
 
初期针对于发束粒子进行Physical Simulation、Collision Detection和Constraint Solve。
 
然后利用结算得来的粒子进行样条插值,从而将发丝构建出来。
 
Particle Simulation
 
针对发束粒子来说,整体的模拟分成力场模拟、碰撞检测和约束迭代。
 
重力&风力模拟
 
在HairStrandPlugin中,我采用的是带有阻尼的Verlet Integration来进行模拟:
 
 
x(t+Δt)=x(t)+(x(t)−x(t−Δt))∗damp+aΔt2
在上面的公式中,damp为阻尼系数,阻力越大则该值越小。而a则是该粒子在该处的加速度,重力、风力或者水流等都可能影响这个值。

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