虚幻引擎5建模模式渐入佳境

Russell Paul |
2021年10月13日

虚幻引擎5建模模式渐入佳境

虚幻引擎5是虚幻引擎的一次重大演变,它将带来焕然一新的用户体验以及NaniteLumen等全新技术。Nanite可以使用来自QuixelRealityCapture的逼真数据,打造引人入胜的全新视觉体验。Lumen可以提供令人惊叹的灯光、阴影以及细节满满的光照效果,让你的场景更加栩栩如生。这些建模工具首次于虚幻引擎4.24登场,之后一直不断深化,拓展功能。虚幻引擎5推出了经过重新设计的建模模式,这套工具更进一步,能够让开发者运用Nanite和Lumen等技术,打造出次世代的互动体验。

这种建模模式是一套不断扩展的工具集,旨在为各行各业的美术师打造更加高效的工作流程,助力他们创作出最具吸引力和想象力的互动体验。你可以用它开发复杂的岩石和山坡环境,就好像我们在《古代山谷》项目中展现的那样;也可以用它打造一款全新的汽车配置器。你几乎会在每一个项目中遇到各种问题,烦恼该如何将各种元素天衣无缝地融合到场景中。修改错误的法线、填补空洞、重新分配材质,这些常见的繁琐任务似乎一直出现。你要如何完成关卡的初步设计,又如何雕刻出怪石嶙峋的地形?你要如何打磨或整理已经导入的CAD模型?这些工作流程通常需要你跳出虚幻引擎,再次回到自己的DCC工具中,做出修改然后重新导入。这个流程可能会重复多次,并辗转于多位美术师。虚幻引擎5的建模工具可以让美术师直接在编辑器中完成修改,去掉费时费力的中间环节。

制作复杂资产的模型时很少能够使用线性的流程,其中往往交织着复杂的操作和程序。比如有必须遵照的技术标准,还有需要追求的美术方针以及一定的时间限制。虚幻引擎的建模工具不断拓展演化,旨在为各个领域的美术师服务。

该建模模式中不仅包含了工具,也包含了可以助力美术师的工作流程,让他们可以利用来自Quixel或RealityCapture的高密度网格体。其中有可以处理复杂网格体的工具,还有能配合全新的体积工具和传统的建模工具。

立即开始

如果你尝试过《古代山谷》项目,可能已经注意到模式面板上出现了一个新的图标:
UE5 Modeling Mode TECH BLOG ModelingModeIcon
如果你打算开启一个新项目,也许就需要打开这个建模模式插件。找到“插件”窗口,启用“ModelingTools Editor Mode”(建模工具编辑器模式)插件,然后重新启动虚幻引擎。
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image22
确认启用建模模式插件之后,你应该可以看到经典的基础形状已经准备完毕了。
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image51
选中之后,你还可以得到标准布局以外的附加内容。
UE5 Modeling Mode TECH BLOG ModelingModePanels
1. 建模工具面板——该工具面板包含所有全新的建模功能。你可以折叠或展开多个版块,自定义要显示的工具。

2. 工具细节面板——工具细节面板包含了所有工具的具体功能。当使用网格体组件时,它还会包含不同类型的选择选项。例如,TriEdit工具让你可以选择三角形、顶点和边。

3. 快速设置——快速设置可以快速找到新资产的存储位置,并且可以提供直接路径,编辑资产具体的LOD。

4.接受/取消——激活建模工具之后就会显示接受/取消工具。“接受”会将所有指令提交到选定的网格体。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG AcceptCancel

插件偏好中还有多个设置选项,你可以根据自己的工作流程调整。资产生成、位置以及路径设置会告知建模模式如何管理生成的结果资产。例如:一个基础立方体或者布尔值的结果。资产位置还可以在细节面板的快速设置中覆写。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image36

还有额外的选项可以帮助你在合作式的工作环境中管理数据。每个用户都有相应的子文件夹和附加的随机字符串,确保新资产不会产生冲突,也不会意外覆盖掉重要的共享数据,这一点也极为便利。

虚幻引擎的项目中包含多种类型的数据,包括静态网格体、体积、光照、摄像机、蓝图、控件等等。有时同一个项目可能需要工作室中的美术师和开发者协力打造,甚至会有跨国合作。要保持高效的工作流程,你就需要了解项目中这些不同类型的元素存储在哪里,并且知道如何引用它们。在编辑或创建新元素时要始终保持井井有条,这样可以避免遗漏、丢失或覆盖资产。

https://docs.unrealengine.com/4.26/zh-CN/Basics/AssetsAndPackages/

核心概念

选择和接受
虚幻引擎建模工作的一大特点是,操作的选择和完成与其他的建模工具大有不同。你在选择想要使用的元素之后(无论是静态网格体还是体积),都只需点击相应的工具来执行你想要的操作。虚幻引擎会显示选中的对象可以使用的工具。你在选中想要的工具之后,细节面板中就会显示相应的选择和选项。完成编辑之后,只需提交编辑即可。这个流程非常重要,因为它会允许对静态网格体Actor进行优化。

虚幻引擎的这一强大之处还可以带来高效的实时表现,这就意味着你和网格体互动的方式会略有不用,因为你始终是在查看一项资产的引用。视口中无法立即查看网格体的组件(例如顶点、三角形和边),你需要先激活相应的工具。静态网格体Actor是存储在你内容文件夹中的静态网格体资产,而这种Actor在视口中可见的数据是有限的。 当你在建模模式中制作、编辑和保存静态网格体Actor时,请注意这一点。你不仅需要了解信息保存的位置,还要记住你的互动操作会直接对保存的静态网格体资产生效,并且会影响到该资产的所有实例。

使用该建模工具时,你可以更改设置并看到结果。工具会在指令行旁边显示实用的建议和快捷键。与其他编辑器类似,你需要点击“接受”按钮来将这些更改提交到静态网格体资产。该工具既可以完成简单的操作,例如分配一个新的材质,也可以完成复杂的工作,例如使用动态雕刻工具彻底改变资产形状和拓扑。

你可以在激活的工具中选择网格体组件,例如面、边或顶点。 triEdit、polyEdit或triSelect等工具的选择方式与笔刷及连接工具相同。还有更加进阶的选择选项,例如通过角或体积来选择。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image13  UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image45

单独工具的细节面板也可以使用选择编辑功能。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image23

相较于虚幻引擎标准的小工具,建模模式中的变换小工具还有一些额外的功能。它是一个通用的小工具,所有的平移、缩放和旋转都可以通过这一个小工具实现。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG ComponentGizmo变换小工具
多边形组
一个网格体其实包含了许多信息,并不只有你在光照模式下看到的那些内容。一个静态网格体也有许多属性,它们可以帮助定义资产的样子,以及如何使用这个网格体。而能够在编辑器中直接修改网格体的属性,这对任何美术师来说都大有裨益。在许多3D打包工具中,一项常见的功能就是可以将三角形分组并合成更大的可选择元素。还可以将多边形分组,使其变为可管理的区域,方便快速选取或分配材质。在简单的网格体中,创建多边形组是一项重要的管理工作,而在使用Nanite网格体时,多边形组又成为了关键的工作流程。

建模工具还会通过一些特殊的方式来使用多边形组。虚幻网格体是由三角形组成的,这种格式虽然方便渲染,但在建模时也会遇到困难。而polyEdit工具可以使用多边形组来模仿基于四边形的建模操作。这样就可以快速设计形状的草图。

标准的基础形状还有一个选项,可以在每个四边形基底上创建多边形组。这样生成的网格体就可以使用polyEdit、loopInsert或subDivide完成进一步的开发工作。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image7形状设置
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG QuadEdit1每个四边形选择的多边形组
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG QuadEdit2偏移多边形组

在任何网格体上展开UV都可能会耗费大量的时间。当使用复杂的网格体时,工作难度可能会更高。要通过选择一系列的边来确定UV岛状图,这在某些网格体上几乎是不可能实现的。groupPaint工具会使用一种高效的绘制流程来确定多边形组。确定想要的多边形组之后,它会被制作成UV岛状图并展开。

再加上polyEdit和UV,多边形组就可以为选择、材质分配、变形和雕刻工作添加更多功能。
变换
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image9

变换工具包括用于统一网格体、调整枢轴点、烘焙旋转以及缩放的工具。例如枢轴点工具还包括中心或世界场景原点的标准枢轴点控制功能。你还可以配合使用变换轴和CTRL键来对齐。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Align统一多个网格体

xForm工具还可以提供额外的选项,运用多种技术来变换多个网格体。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG XFormMultixForm工具

创建

部分工具和流程与其他现有的建模工具和相关元素非常相似,例如绘制多边形、挤压形状或直接与多边形模型互动。这套工具中还有一些非常棒的工作流程,我们会之后再介绍。
形状
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image30

要开始使用建模模式,最简单的方式之一就是放入几个基础形状。相较于放置模式中的形状,建模模式中的基础形状具有一些明显的优势。首先你会发现每个形状都有可用的选项。现在每个形状都有细节选项了,包括分辨率、尺寸、多边形组结构等等。还有一个重要的选项是针对实例的(如果有的话)。如果勾选的话,多次点击可以创建同样资产的实例;如果不勾选,每次点击都会创建一个新的资产。如果你想要放置多个球体,然后分别雕刻它们来打造地形上的岩石,就可以使用这种方法。此外,你还可以选择原本的放置系统和枢轴点。
创建
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image21

创建标签中有一些可以新建网格体对象的工具,功能包括绘制新的多边形或制作新的形状,这样的创作工具大家应该都比较熟悉了。附加和复制工具则提供了许多选项,帮助你复制网格体并将其组合成新的网格体。
多边形模型
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image8

多边形模型菜单包含了多种工具,它们可以充分利用之前提到的多边形组属性。PolyEdit工具是一项极为强大的工具,它麻雀虽小,却包含了多种建模工具。使用PolyEdit配合“四边形”的多边形组也可以打造一种工作流程,它和传统的盒体建模技术非常相似。只要多边形组设置得当,EdgeInsert和LoopInsert也非常适合用于传统的盒体建模流程。这两项工具都有重新拓扑网格体的选项,而不仅是做简单的切割。这样就可以在保持网格体整洁的同时插入更多细节。当然,这里的网格体也不一定是由两个简单的三角形多边形组构成的。你也可以通过多边形组将其用于更为复杂的网格体。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG PolyEditA使用Edgeloop编辑网格体
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG LoopInsert
LoopInsert配合重新拓扑
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG GroupEdgeInsertGroupEdgeInsert

维持四边形的多边形组可以让你运用多种工具(例如EdgeLoopInsertion),甚至可以使用catmull-clark细分来细分几何体。创建平滑的表面,方便之后进一步雕刻。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG BaseTopology多边形组边界
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG CatmullClarkCatmull-Clark细分网格体

该细分工具为不同的细分方案提供了更多的选择,可以在不改变形状的情况下提高分辨率,或者使用结构更简单的多边形组,更方便相关的建模工作。

当制作高密度的复杂网格体时,要对整体形状做出可控的更改往往困难重重。虽然变形菜单包含了可以作用于整个网格体的额外变形工具,但你可能还想要修改某个特定的区域。polyDeform工具也是利用多边形组的绝佳方式。现有多边形组的边界已经高亮出来了,这样你就可以选择边、角或者整个多边形组,调整选中部分的形状。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG PolyGroupdeform多边形组变换
Tri Model
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在虚幻引擎中,所有网格体都是由三角形组成的。而与这些网格体互动的主要方式就是使用Tri Model菜单。TriSelect和TriEdit工具也构成了一套用途广泛的编辑工具。激活TriEdit工具之后,就可以使用挤压等额外功能。还有一些用于三角形的重要工具,可以实现分割、折叠和拼接。这些建模功能让你可以直接对网格体做出关键修改,同时又不用退出编辑器。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG TriSelectTriSelect工具

Tri Model还包含了一些常见的工具,例如镜像和空洞填充功能。你可以使用平面切割、裁剪和几何体切割等工具来切割网格体,这样就能切割通道或者将形状分为多个区域。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Mirror镜像工具

网格体操作功能

UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image39

当需要处理复杂网格体时,网格体操作功能就可以在多种应用场合发挥至关重要的作用。简化和重新网格体化可以让你添加或删减复杂度,同时保留不同的边界类型。拼接会评估整个网格体并根据指定的公差拼接各边。包壳和合并工具可以帮助你优化场景的结构。项目也可以实现缩裹类的操作。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Simplify简化工具

UV工具

UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image44

UV是网格体举足轻重的一部分。目前UV工具的规模还比较小,不过这套工具正在不断拓展,旨在帮助大家完成基础的UV工作。比如在做UV展开时,你就可以使用自定义的多边形组来定义UV岛状图,同时还可以用Seam Edit来定义对于某个网格体的特定切割。做UV展开时还可以对现有的UV做标准的保角展开,进一步精修布局。这些工具能够用于标准的视口,直接提供相应的反馈。例如变换工具会提供一个小工具,让你可以直接在视口中调整UV岛状图。布局工具还能创建一个小的视口,它会显示UV的布局,让你可以快速查看岛状图的布局情况。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG GrpUnwrap使用多边形组做展开

变形

UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image19

变形是一套非常强大的工具,适用于所有风格的网格体,包括只需要缩放的简单网格体和需要细节雕刻的复杂环境元素。这些工具支持广泛的技术方案。这个VSculpt工具是比较常见的3D雕刻笔刷。它包含了多种笔刷类型和自定义选项。DSculpt则添加了另一种功能,可以在你雕刻时给网格体动态增添分辨率。这是一种添加特定细节的好方法,而且又不用重新采样整个网格体。

平滑和置换工具会在整个网格体上生效。这两种工具都支持权重图,并且置换工具还支持自定义特定图案的纹理贴图。
顶点雕刻
顶点雕刻工具会使用标准的笔刷工具来雕刻现有的网格体。3D笔刷中的选项可以支持不同的雕刻技术,此外还有更进阶的选项,让你可以给笔刷添加自己的Alpha通道。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG SandSculpting顶点雕刻
动态雕刻
动态雕刻可以在你雕刻的时候编辑网格体的拓扑,进一步拓展了雕刻工具。这个强大的工作流程让你可以在做雕刻的时候无需维持拓扑。重新网格化选项可以控制细节等级;而重新网格化等级则基于网格体原本的缩放。调整相关三角形的大小有助于打造出非常棒的雕刻效果。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG DSculptRemesh来自动态雕刻的额外分辨率
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG DSculpt2使用动态雕刻添加的边缘细节
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG Lattice BaseB晶格变形器

网格体属性

UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image35

调整法线、重新计算切线或者复查UV边界,这些工作全都可以在属性工具中完成。属性编辑器提供了一个界面,让你可以浏览现有的网格体属性并添加新的属性。你可以添加新的UV集、多边形组分层、权重图等等。所有这些生产要求则意味着很多简单的小任务通常需要在多个软件之间辗转,这往往会耗费大量的时间。将这些工具直接内置于建模模式中就能为简单的任务减少代价高昂的数据交换工作。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG InspectorBorders查看器高亮了边缘的边界

在从其它软件导入网格体时,材质ID这种简单的属性都可能会出现混乱。而材质编辑器让你可以添加或移除材质ID。选择标签可以打开多个选项,帮助你选择需要的三角形。选中你需要的对象之后,就可以给它分配相应的材质插槽了。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG MaterialID编辑材质ID

烘焙纹理工具则解决了另一个开发难题,让你可以烘焙纹理贴图,例如法线、AO、曲率等等,并且是在编辑器中直接操作。配合其它的建模工具,你就可以直接在编辑器中制作几何体和LOD。

体积

UE5 Modeling Mode TECH BLOG Image46

你可以在虚幻引擎中打造精彩纷呈的体验,而不仅仅是用高级材质堆砌出最终的纹理几何体。要打造这样的世界,你就需要其它类型的数据,让玩家可以和视觉空间互动。虚幻引擎中有各种各样的体积类型,而建模模式则开辟了新的渠道,让你可以更直接地运用它们。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG VolumeConvert将网格体转换为体积

并不是一定要使用转换工具才能使用体积。许多建模工具(例如polyEdit)都可以直接在体积上生效,让你可以更轻松地自定义构建特定的体积,也能够更精确地满足你场景的需求。
 
UE5 Modeling Mode TECH BLOG VolumePolyEdit使用PolyEdit直接编辑体积

网格体碰撞工具设有多个选项,可以在选定的网格体周围自动创建碰撞体积。从简单的体积、胶囊体到更为复杂的功能都可以实现。

在使用建模工具的工作流程中,你会听到许多术语。有时候你会听到资产开发、建模、雕刻或角色美术,有时候又会听到环境美术或数据准备等等。 

而支持所有这些术语的工具也数量庞大。虚幻引擎建模工具是一套正在快速发展的资源,旨在支持各行各业的美术师,帮助他们打造更为高效的工作流程,并最终为他们创造的体验锦上添花。

我们不断开发工具的同时,内部美术师的设计项目所提供的支持和反馈也让我们收益良多,例如最近的《古代山谷》和《中世纪村庄》。各行各业的人员都与我们展开了深入的交流,而他们提供的反馈也是一份极为宝贵的资源。

我们希望这次对于虚幻引擎5建模工具的简单概述可以激起大家对相关功能的兴趣,我们相信这些功能可以不断为虚幻引擎添砖加瓦。所以请大家继续深入钻研,尽情尝试,不断试验。我们许多人都是在美术师的社区中收获良多,这可不是一篇简单的博文可以比拟的。这篇博文也只是告知大家我们准备了这些工具,并且非常期待看到各位用它们打造出令人惊叹的作品。

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