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UE4林中別墅虛擬漫遊製作解析
發布時間：2018-11-17 19:57:24
導言：大家好，我叫鄭誌忱，專業從事古建複原、建築漫遊和各類虛擬現實仿真開發方麵的工作。今天我給大家帶來一篇林中小別墅的虛擬漫遊的製作教程。這個漫遊是使用Unreal Engine4製作的，希望對對UE4感興趣的同學有一定的幫助。
我們都知道，自從今年4月Epic在GDC大會上發布了新版的Unreal Engine4後，UE4馬上便以遠超UDK的優質畫麵表現力讓人感到驚豔和震驚。其中對室內環境的表現甚至已經趕上了傳統的VRay渲染效果。但我們都知道，從UDK時代開始，虛幻係列引擎對大麵積室外景觀的表現都比較欠缺，這也是它和競爭對手Cryengine相比經常被人詬病的地方，而這次在官方提供的官方示範場景中，也沒有樹林之類的自然風景的地圖（看來Epic也有自知之明，在有意回避自己的弱項），那麼UE4在室外景觀的表現上到底有多少提高呢？懷著這個疑問，我製作了這個測試作品，希望能拋磚引玉，和大家多做交流。
因為工作時間比較忙，所以選擇了一個較小的別墅建築作為表現主體，他周圍的環境設計為一片鬆樹林，因為主要的測試目的是室外環境，室內的布置就比較簡單，幾乎沒有什麼家具（也因為實在沒時間製作家具模型），請大家諒解，對室內製作感興趣的同學直接下載官網示例文件研究學習即可。那麼請大家先來看一下主要效果。
下麵是兩段視頻鏈接，因為我的電腦配置限製，錄屏的時候有丟幀現象，視頻有卡頓現象，實際上實機運行還是很流暢的。
UE4漫遊__matinee鏡頭動畫
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UE4 漫遊錄屏
[flash]http://player.youku.com/player.php/sid/XODExMTExOTUy/v.swf[/flash]
製作建築模型
下麵我們開始講解製作過程，首先是建築模型，同樣因為要趕時間，所以我沒有從頭建模，而是使用了Evermotion.Archmodels係列中的一個效果圖的模型，如圖。
但要注意，因為原模型是效果圖模型，有很多不規範的地方，麵數也偏多，在使用前必須按照虛擬現實的模型規範進行修改，進行減麵工作。
如下圖所示是減麵前和減麵後的模型對比：
減麵前的原模型
減麵後的模型
需要說明的是，現在引擎的性能越來越好，對麵數的支持越來越多，對於這樣的小場景來說，也許不用那麼嚴格地刪那幾個麵，但筆者已經養成職業習慣了，成了強迫症，嗬嗬。
材質貼圖
貼圖方麵也不用多說，因為不是遊戲而是建築場景表現，所以貼圖不用怎麼畫，直接用原文件中的貼圖素材就夠了（主要都是平鋪貼圖，和效果圖的貼圖規範差不多），但基本上都要用PS插件轉normal貼圖，以增加真實凹凸效果。以下是材質的顏色貼圖和法線貼圖。
這裏需要說明的是，盡管UE4宣傳的是已經實現了實時全局光照，但如果想取得好的效果的話，還是需要烘焙的，這也是虛幻引擎的一個無奈吧。既然需要烘焙，那就需要給模型分第二套燈光貼圖的UV了。
下麵是同一個模型的兩套UV的對比。
文件輸出與UE4界麵
模型都準備好後就可以輸出了，UE4已經可以直接導入fbx文件了，而不用像UDK那樣用插件導出ase文件。而且UE4也支持單文件存儲，不管是模型還是貼圖，都可以存為一個文件，而不用像UDK那樣所有的素材都存在一個龐大的UPK包裏，這也是很讓人驚喜的一點。
打開UE4，新建一個project，可以存儲在電腦的任意路徑下，這點和unity類似，也是一大進步。
UE4的editor界麵雖然和UDK相比在外觀上有很大不同，但其實架構更加合理了，稍微熟悉遊戲引擎的工作流程的人都可以很快上手，說到底就是工作視圖、工程目錄列表、地圖元素列表、屬性麵板這幾大塊，同樣和unity差不多，所以說不同引擎的基礎架構和流程還是很相似的。
導入部分很簡單，和UDK完全一樣，導入後將模型一一拖入一個新建的level中擺放即可。
Shader製作
UE4最大的亮點是真實的物理屬性材質pbr（physically based render)shader，這在遊戲的材質製作上是一個突破，以後的遊戲會更側重於像影視動畫那樣按不同的材料，比如金屬、木頭等來劃分材質球，而不是像現在這樣一個模型對應一張貼圖。這樣遊戲的材質會更加真實，能有不輸於動畫渲染的效果。下麵是我幾個主要材質類型的節點圖。
植被製作
接下來到最關鍵的室外部分，其中重點當然是植被的製作。這也是虛幻引擎的傳統弱項。
為了使環境風格更為統一，我並沒有用太多的樹。我把這個別墅的環境放置在類似北歐那樣的高緯度環境中，所以周圍放置了一片鬆林，夾雜了別的一兩種喬木和灌木。製作方法肯定是麵片+透貼為主。以下是主要樹木的素模和帶貼圖的效果。
下麵是導入引擎後的植被效果。其中在製作草地的時候遇到了一點麻煩，因為我不想像一般遊戲那樣隻是點綴性的放幾棵草，而是試圖盡量做出真實的茂密草叢的感覺，所以一開始當用最常用的垂直放置麵片的方法的時候，效果並不理想。因為麵片背麵背光，當從一個方向觀看時，草地顯得比較黑暗。因為UE現在並不像CE那樣有植物背麵顏色的材質選項，我試過連接一個色值在材質的自發光槽上，但是效果不理想，草的顏色會發灰發飄，變成灰白色。後來我隻好像真實的草一樣，把麵片向上旋轉一定的角度，所有的草葉都變成正麵朝上受光，這才解決這個問題。希望UE盡快像CE那樣完善植被係統。
接著是加入池塘的水麵，以下是我的水麵shader節點圖。
布光小技巧
最後是布光，布光的技巧其實一直都沒怎麼變，不管在什麼軟件中都差不多。室外部分打一個key light，再配合lightmass的GI就差不多了，但室內部分可能過於黑暗，需要手動補光。技巧和傳統的VRay打燈技巧差不多，我在靠近門窗的部分用射燈加強了室外天光散射的效果，如圖。
燈光構建
所有都做完後，隻剩最後一步了，燈光構建。這是個很痛苦也沒辦法的事，UE4還是沒有像CE那樣，做到完全的實時光照，盡管這是為了追求更高的畫麵效果，但確實犧牲了工作效率。測試烘焙的話大家可以選擇preview模式，最終效果的話就要選擇production模式，場景稍微複雜一點的話，時間就很長，但沒辦法，隻有耐心等著了。
漫長的烘焙時間之後，我們看到UE的效果還是不錯的，UDK經常有一些黑色的色塊，與之相比UE4就幹淨多了，這就使UE4有了除遊戲外在其他領域應用的可能，比如建築漫遊等等。如果大家覺得哪裏效果還是不夠好的話，可以提高該模型的燈光貼圖分辨率或是它的燈光貼圖UV麵積利用率。一般來說就可以了。
結語：因為工作繁忙，所以這個樹林小別墅的教程製作時間很倉促，效果還有很大的提升空間。隻是希望能起到拋磚引玉的作用，能促進UE4這款軟件在建築景觀上的應用。大家有什麼問題、建議和批評指正都可以發郵件到我的郵箱734211094@qq.com。謝謝觀看！
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