UE4版GPU植被生成工具經驗分享

Hello，大家好！今天給大家帶來UE4版GPU植被生成工具經驗分享，我是神棍趙。

一、前言

寫此篇文章有兩個目的

1. 希望通過大家的意見反饋，了解真實的，迫切的需求，不斷完善這個工具。

2. 理性告訴我GPU植被生成工具是非常小眾的需求，國內沒幾個項目會用到。但感性又告訴我雖然大公司不需要，但也許一些人力不足的小團隊，或者LA，場景美術會有一些需求，且前段時間一個城市生成工具短短數日就有5萬的觀看（今日再搜居然已經19W播放），著實被驚到了。所以此文章也有測試行業對GPU植被工具的的需求度的目的。

二、植被工具現狀

現在市麵上常見的pcg植被流程常見的就三種：

（1） 基於Houdini的流程。

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

（3）另起爐灶版，在工作室的內部引擎做一套麵向新時代植被工具。這其中也有三個分支：

1. Guerrilla（地平線開發商）自研的GPU版植被生成工具。

2. SE夜光引擎的World Editor。

3. 育碧內部版（據說育碧拋棄houdini後在引擎中也做了一版植被生成工具）

個人認為地平線的GPU植被編輯流程更符合美術的使用習慣，所以嚐試模仿Guerrilla。在SE夜光引擎的（ 後文有介紹鏈接，感興趣可以移步一觀）的幕後分享中可以得知SE的新版植被編輯工具的核心功能是由一個人完成，這對我有很大的激勵作用。畢竟他是人，我也是人，即他行，我也行，經典的A=C,B=C,即A==B的推斷，邏輯正確，無懈可擊（手動狗頭）。

三、工具指標

經過種種現實因素的考慮（主要是自己的臆想），最終的確定了工具指標。

1.實時編輯交互（編輯反饋，運行速度是核心）

2.自動生成兼容手動編輯（自動生成不改變手動編輯結果，同時手動編輯能夠影響自動生成）

我把編輯交互放在功能的第一位，因為不是所有的自然環境都是九寨溝，做遊戲不是模擬自然，而是要做出5A級風景區，必然需要設計師的參與。因此由編輯交互衍生了第二個工具目標——自動生成需要兼容手動編輯，如果不兼容，更新生成後手動編輯的部分就沒了，那就很尷尬了。

最終目標是既能在宏觀層麵快速製作自然場景，又能保證美術能夠強控製。

四、經驗教訓

因為之前在寫過一版，走了超級多的彎路，製作過程痛不欲生，現在痛定思痛，決定痛改前非，決心在新版本中全麵革新。

1.重視環境要素（溫度，濕度，高度等），生物要素 （生長活力，定植率，成長速度，碰撞體等），編輯要素（解謎， boss戰等）的相關數據的獲取以及數據之間的鏈接關係。先通過各項要素計算出活力值，再驅動樹木的生長演替。

2.實現方案要三思而後行，對各項要素之間關係的理解不清，會導致一些功能的實現細節一變再變，以獲取準確的物體分布Mask為例，之前先是嚐試采用Scene Capture2d，後采用Custom Depth，現在轉用CS軟光柵，總之是一波三折。

3.盡可能的將影響植被演替的因素都寫出來，這樣才能快速的發現他們之間的聯係，從全局出發，不斷的豐富細節，少走彎路。

4.地平線的分享中已經展示了他們使用27圖來做植被生成，新版工具目前就已經用了18張圖，個人預估最終完成版工具絕對不止27張。顯然一幀中絕對無法更新所有數據，更遑論需要同時處理各項數據彼此之間的聯係，所以要從一開始就非常明確的對各項數據分類型，分幀進行更新處理。

五、完成的功能

閑扯良久，也該上圖了，但新版本工具目前還處在實現基礎功能的階段，暫時沒太注重表現效果（圖中暴力剔除是方便演示）：

道路對植被分布的影響

河流對植被分布影響

湖泊對植被分布影響

岩石對植被分布的影響

光合作用的影響（向陽麵的生長活力大於背陽麵）

單體植被編輯後進行二次迭代解算

筆刷編輯控製生成區域

以及其他功能如（提前狗頭保命）：

樹種的分區域參數控製、（圖片.gif）

樹根對地形的隆起影響、（圖片.gif）

岩石對地形侵蝕的影響、（圖片.gif）

植被生成麵積對植被分布配置的影響（根據連續分布植被麵積的大小采用森林，樹林，叢林的配置方案）等功能。（圖片.gif）

六、製作中功能

岩石影響地麵侵蝕材質分布（市麵上常用的WM，Gaea做侵蝕，但考慮到運行速度等因素我個人傾向於Instant Terra）

在模型上進行植被生成（目前隻在landscape上生成植被，需要兼容模型）

植被生長對地形的侵蝕影響（樹木植被的水土保持能力會減輕地形的侵蝕效果）

風力影響（控製樹木的整體偏向方向，以及濕度，溫度變化）

動態天氣影響（完成植被的四季循環演變）。

七、總結

兩年前Guerrilla以及育碧已經在自己的項目中實踐了PCG流程，到了今天，SE拿出了自己的方案，育碧拋棄了houdini另起爐灶，Guerrilla（地平線開發商）也在不斷完善自己的工具，各大廠場依舊不斷進步，秀的飛起。有時在想小作坊是否可以通過工具的加持變身高科技罐頭廠（育碧是我大哥，流水線罐頭好吃的很），也許真的會有一天，罐頭廠遍布中華大地。

如果大家對植被工具有什麼想法或者需求歡迎留言，希望通過大家的意見反饋，不斷完善這個植被生成工具。

來源：Thepoly公眾號