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UE4版GPU植被生成工具经验分享

发布时间:2021-01-25 10:35:31

Hello,大家好!今天给大家带来UE4版GPU植被生成工具经验分享,我是神棍赵。

一、前言

写此篇文章有两个目的

1. 希望通过大家的意见反馈,了解真实的,迫切的需求,不断完善这个工具。

2. 理性告诉我GPU植被生成工具是非常小众的需求,国内没几个项目会用到。但感性又告诉我虽然大公司不需要,但也许一些人力不足的小团队,或者LA,场景美术会有一些需求,且前段时间一个城市生成工具短短数日就有5万的观看(今日再搜居然已经19W播放),着实被惊到了。所以此文章也有测试行业对GPU植被工具的的需求度的目的。

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二、植被工具现状

现在市面上常见的pcg植被流程常见的就三种:

(1) 基于Houdini的流程。

(2)利用ue4已有的Grass type和Procedural Foliage系统。

(3)另起炉灶版,在工作室的内部引擎做一套面向新时代植被工具。这其中也有三个分支:

1. Guerrilla(地平线开发商)自研的GPU版植被生成工具。

2. SE夜光引擎的World Editor。

3. 育碧内部版(据说育碧抛弃houdini后在引擎中也做了一版植被生成工具)

个人认为地平线的GPU植被编辑流程更符合美术的使用习惯,所以尝试模仿Guerrilla。在SE夜光引擎的( 后文有介绍链接,感兴趣可以移步一观)的幕后分享中可以得知SE的新版植被编辑工具的核心功能是由一个人完成,这对我有很大的激励作用。毕竟他是人,我也是人,即他行,我也行,经典的A=C,B=C,即A==B的推断,逻辑正确,无懈可击(手动狗头)。

三、工具指标

经过种种现实因素的考虑(主要是自己的臆想),最终的确定了工具指标。

1.实时编辑交互(编辑反馈,运行速度是核心)

2.自动生成兼容手动编辑(自动生成不改变手动编辑结果,同时手动编辑能够影响自动生成)

我把编辑交互放在功能的第一位,因为不是所有的自然环境都是九寨沟,做游戏不是模拟自然,而是要做出5A级风景区,必然需要设计师的参与。因此由编辑交互衍生了第二个工具目标——自动生成需要兼容手动编辑,如果不兼容,更新生成后手动编辑的部分就没了,那就很尴尬了。

最终目标是既能在宏观层面快速制作自然场景,又能保证美术能够强控制。

四、经验教训

因为之前在写过一版,走了超级多的弯路,制作过程痛不欲生,现在痛定思痛,决定痛改前非,决心在新版本中全面革新。

1.重视环境要素(温度,湿度,高度等),生物要素 (生长活力,定植率,成长速度,碰撞体等),编辑要素(解谜, boss战等)的相关数据的获取以及数据之间的链接关系。先通过各项要素计算出活力值,再驱动树木的生长演替。

2.实现方案要三思而后行,对各项要素之间关系的理解不清,会导致一些功能的实现细节一变再变,以获取准确的物体分布Mask为例,之前先是尝试采用Scene Capture2d,后采用Custom Depth,现在转用CS软光栅,总之是一波三折。

3.尽可能的将影响植被演替的因素都写出来,这样才能快速的发现他们之间的联系,从全局出发,不断的丰富细节,少走弯路。

4.地平线的分享中已经展示了他们使用27图来做植被生成,新版工具目前就已经用了18张图,个人预估最终完成版工具绝对不止27张。显然一帧中绝对无法更新所有数据,更遑论需要同时处理各项数据彼此之间的联系,所以要从一开始就非常明确的对各项数据分类型,分帧进行更新处理。

五、完成的功能

闲扯良久,也该上图了,但新版本工具目前还处在实现基础功能的阶段,暂时没太注重表现效果(图中暴力剔除是方便演示):

道路对植被分布的影响

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河流对植被分布影响

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湖泊对植被分布影响

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岩石对植被分布的影响

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光合作用的影响(向阳面的生长活力大于背阳面)

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单体植被编辑后进行二次迭代解算

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笔刷编辑控制生成区域

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以及其他功能如(提前狗头保命):

树种的分区域参数控制、(图片.gif)

树根对地形的隆起影响、(图片.gif)

岩石对地形侵蚀的影响、(图片.gif)

植被生成面积对植被分布配置的影响(根据连续分布植被面积的大小采用森林,树林,丛林的配置方案)等功能。(图片.gif)

六、制作中功能

岩石影响地面侵蚀材质分布(市面上常用的WM,Gaea做侵蚀,但考虑到运行速度等因素我个人倾向于Instant Terra)

在模型上进行植被生成(目前只在landscape上生成植被,需要兼容模型)

植被生长对地形的侵蚀影响(树木植被的水土保持能力会减轻地形的侵蚀效果)

风力影响(控制树木的整体偏向方向,以及湿度,温度变化)

动态天气影响(完成植被的四季循环演变)。

七、总结

两年前Guerrilla以及育碧已经在自己的项目中实践了PCG流程,到了今天,SE拿出了自己的方案,育碧抛弃了houdini另起炉灶,Guerrilla(地平线开发商)也在不断完善自己的工具,各大厂场依旧不断进步,秀的飞起。有时在想小作坊是否可以通过工具的加持变身高科技罐头厂(育碧是我大哥,流水线罐头好吃的很),也许真的会有一天,罐头厂遍布中华大地。

如果大家对植被工具有什么想法或者需求欢迎留言,希望通过大家的意见反馈,不断完善这个植被生成工具。

来源:Thepoly公众号