UE4版GPU植被生成工具经验分享

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。

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

河流对植被分布影响

湖泊对植被分布影响

岩石对植被分布的影响

光合作用的影响（向阳面的生长活力大于背阳面）

单体植被编辑后进行二次迭代解算

笔刷编辑控制生成区域

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