UE4 Hair & Groomでのリアルタイムファーレンダリング (UE4 Character Art Dive Online)

UE4 Hair & Groomでのリアルタイムファーレンダリング (UE4 Character Art Dive Online)

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  UE4 Hair &Groomでの リアルタイムファーレンダリング Epic Games Japan / Technical Artist DevRel 小林 浩之
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  自己紹介 小林浩之 Epic Games Japan/ Technical Artist UDNなどでライセンシー向けのサポート Twitter / はのば@hannover_bloss
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  ちろナモ様の記事 https://qiita.com/chironamo/items/41d24d59bcab605e6475 Hair Groom導入部分 公式ドキュメント クイックスタート https://docs.unrealengine.com/4.26/ja/WorkingWithContent/Hair/QuickStart/
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  もう少し踏み込んだお話
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  アジェンダ セットアップ Groom Asset ライティング 最適化
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  アジェンダ セットアップ Groom Asset ライティング 最適化
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  検証環境 GPU RTX2080ti CPU AMDRyzen 9 3950X RAM 64.0 GB Unreal Engine 4.26.2
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  セットアップ Hair GroomはHoudiniで作成
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  セットアップ UVやBaseColorなどのアトリビュートがインポート可能 命名規則に準じて名前を付けておく
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  セットアップ 命名規則 https://docs.unrealengine.com/4.26/ja/WorkingWithContent/Hair/AlembicForGrooms/
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  セットアップ Materialから各種アトリビュートへアクセス可能 ストランド毎に色のバラつきを表現するため、Base Colorをマスクとして使用
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  セットアップ 模様などのBase Colorはテクスチャマッピング UVにもMaterialからアクセス可能
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  セットアップ インポートに時間がかかるため、Groomアセットは部位ごとに分けて管理 頭部の41万本、370万頂点で5～6分
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  アジェンダ セットアップ Groom Asset ライティング 最適化
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Guide
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Guide Influence
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 UV
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Root UV
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Root UDIM
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Seed
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Dimension
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Radius Variation
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Base Color
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Roughness
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Vis Color
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  Groom Asset Showリスト Hairの各アトリビュートを可視化 Cards Guide
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  Groom Asset LOD
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  Groom Asset -LOD Curve、Vertex Decimation Curve Decimation Curveの本数を減らす
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  Groom Asset -LOD Curve、Vertex Decimation Vertex Decimation Vertexの数を減らす
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  Groom Asset -LOD Angular Threshold Vertex Decimationで頂点を削除する時の角度閾値 値が大きいほど削除される
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  Groom Asset -LOD Thickness Scale Curveを減らした分太くして隙間を補う
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  Groom Asset -LOD Visible Screen Size
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  Groom Asset -LOD Geometry Type ジオメトリのタイプを選択する Strands or Cards or Meshes
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  Groom Asset -LOD LODSelection Type LODの選択をCPUで行うかGPUで行うかを設定 CPU すべてのGeometry Typeに対応 GPU Groomのクラスターデータを使用してより細かい精度で行う カード、メッシュは非対応
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  Groom Asset -LOD Minimum LOD 最小LODを指定する プラットフォームごとに設定可能 Disable Below Min Lod Stripping Minimum LOD未満のLODを削除 プラットフォームごとに設定可能
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  Groom Asset Interporation
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  Groom Asset -Interporation Curve、Vertex Decimation
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  Groom Asset -Interporation Override Guide ガイドとして使用されるストランドのサブセットを選択し インポートされたガイドをオーバーライドする
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  Groom Asset -Interporation Hair to Guide Density ガイドとして使用されるストランドの比率
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  Groom Asset -Interporation Interpolation Quality ストランドへのガイドモーションを補間する際の補間品質
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  Groom Asset -Interporation Interpolation Distance ガイドとストランドをペアリングする際に使用されるメトリックタイプ Parametric ・カーブのパラメトリック距離によって補間 Root ・ストランドルートとガイドルート間の距離によって補間 Index ・ストランドとガイドのVertex Indexによって補間
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  Groom Asset -Interporation RBF Interpolation Radial Basis Function(RBF) を補間に使用
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  Groom Asset -Interporation Hair Interpolation Type グルームがスケルタルメッシュにバインドされる時に使用する補間のタイプ Rigid Transform: 補間中はスキンのトライアングルに最も近いルートの移動のみを使用 Offset Transform: 補間中はスキンのトライアングルに最も近いルートの移動のみを使用 Smooth Transform: 補間中はスキンのトライアングルに最も近いルートの移動と ガイドから計算されたスムーズな回転を使用
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  Groom Asset Strands
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  Groom Asset -Strands Material ストランドで使用するマテリアル
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  Groom Asset -Strands Hair Width ストランドの幅(太さ)を変更 インポートされたグルームのデフォルト値
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  Groom Asset -Strands Hair Root Scale ヘアの根本の太さ Hair Tip Scale ヘアの先端の太さ
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  Groom Asset -Strands Hair Shadow Density シャドウおよびトランスミッションの強弱がグルーム全体で均一になるよう ヘアの密度をスケーリングする
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  Groom Asset -Strands Hair Raytracing Radius Scale レイトレースされたシャドウイングが使用される場合に ストランドの幅をスケーリングする Use Hair Raytracing Geometry ヘアのレイトレーシングレンダリングを有効にする
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  Groom Asset -Strands Voxelize ライティング計算のためにボクセル化するかどうか
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  Groom Asset -Strands Use Stable Rasterization ストランドのノイズを抑えるが、やや厚めに表示される
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  Groom Asset -Strands Scatter Scene Lighting シーンのライティングを光源としてストランドで使用する まつ毛や産毛などの非常に短い髪向け
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  Groom Asset Cards
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  Groom Asset -Cards Source Type Procedual カードメッシュをエンジン内で自動生成する 実験的機能 Imported インポートしたメッシュを使用
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  Groom Asset -Cards プロシージャル生成 Generation Type Use Guides ガイドを使用してカードを生成 Cards Count パラメータで設定した数でカードを生成
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  Groom Asset -Cards プロシージャル生成 Cluster Type クラスターを生成する際の精度
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  Groom Asset -Cards プロシージャル生成 Min Segment Length カードのセグメント同士の最小距離 Angular Threshold カードのセグメント同士の最大角度
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  Groom Asset -Cards プロシージャル生成 Min Cards Length この閾値より短いカードを削除する Max Cards Length この閾値より長いカードを削除する
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  Groom Asset -Cards プロシージャル生成 Atlas Max Resolution 生成されるカードアトラスの最大解像度 Pixel Per Centimeters カードアトラスのピクセル精度 Length Texture Count 生成されるクラスターのバリエーション数
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  Groom Asset -Cards Textures Hair Attributesノードに送られる各種ア トリビュートテクスチャ
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  Groom Asset Meshes
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  Groom Asset -Meshes Material Imported Mesh
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  Groom Asset -Meshes Textures
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  Groom Asset -Meshes Create Strands Texturesから 各種アトリビュートテクスチャを生成
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  Groom Asset Materials
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  Groom Asset -Materials Materialsで設定したマテリアルが各項目から選択できる Strandsの場合、Used With Hair Strandsフラグが必要
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  Groom Asset Physics
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  Groom Asset -Physics Enable Smulation グルームのシミュレーションを有効にする
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  Groom Asset -Physics Niagara Solver シミュレーションに使用するナイアガラソルバを選択 ● Cosserate Rods ● Angular Springs ● Custom Solver Custom System Custom Solverで使用するナイアガラソルバを選択
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  Groom Asset -Physics Sub Steps フレームごとに実行されるサブステップの数 Iteration Count ソルバのイテレーション数
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  Groom Asset -Physics Gravity Vector 重力の加速度ベクター (cm/s2) Air Drag 空気抗力に使用する 0 から 1 の間の係数 Air Velocity 周囲の空気の速度 (cm/s)
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  Groom Asset -Physics Bend Constraint Bend(曲げ)に関するパラメーター群
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  Groom Asset -Physics Stretch Constraint Stretch(伸縮)に関するパラメーター群
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  Groom Asset -Physics Collision Constraint Collosionに関するパラメーター群
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  Groom Asset -Physics Strands Parameters Strandsに関するパラメーター群
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  アジェンダ セットアップ Groom Asset ライティング 最適化
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  ライティング ShadowやAnti-Aliasing、透過率を計算するためにCustom Render Pathを使用 Pixel内でストランドを複数回サンプル r.HairStrands.DebugMode5で可視化
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  ライティング 3つのレンダリングモード ● MSAA-ed VisibilityBuffer ● Per Pixel Linked List ● Raster Compute
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  ライティング MSAA-ed Visibility Buffer デフォルト設定
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  ライティング Per Pixel LinkedList r.HairStrands.Visibility.PPLL 1で有効 処理負荷が高く、映像向け
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  ライティング Raster Compute r.HairStrands.Visibility.ComputeRaster 1で有効 比較的負荷が軽い
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  ライティング ● Shadow ● DeepShadow ● Voxel Tracing ● Sky Lighting ● Ray Tracing
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  Shadow Opaque → Hair シャドウマップ
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  Shadow Hair → Oapque DeepShadow Voxel Tracing
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  Shadow Hair → Hair DeepShadow Voxel Tracing
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  Deep Shadow Hair専用のシャドウマップを生成する 各ライトの設定からon/off可能
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  Deep Shadow Deep OpacityMap 4レイヤーのシャドウマップ 階層ごとにヘアの密度を格納 Front Depth Layer 0 Layer 1 Layer 2
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  Deep Shadow 生成されたシャドウマップの可視化 r.HairStrands.DebugMode 4
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  Deep Shadow 解像度の変更 r.HairStrands.DeepShadow.Resolution 512 2048
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  Deep Shadow コンソールコマンドからシャドウマップのPCFフィルタを調整可能 Hair→Hair r.HairStrands.DeepShadow.KernelType 0~4 Hair→Opaque r.HairStrands.DeepShadow.ShadowMaskKernelType0~4
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  Deep Shadow Hair→Hair r.HairStrands.DeepShadow.KernelType 0~4 0= Linear 1 = 2x2 PCF Kernel 2 = 6x4 PCF Kernel 3 = PCSS 4 = 6x6 PCF Kernel Linear
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  Deep Shadow Hair→Hair r.HairStrands.DeepShadow.KernelType 0~4 0= Linear 1 = 2x2 PCF Kernel 2 = 6x4 PCF Kernel 3 = PCSS 4 = 6x6 PCF Kernel 2x2 PCF Kernel
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  Deep Shadow Hair→Hair r.HairStrands.DeepShadow.KernelType 0~4 0= Linear 1 = 2x2 PCF Kernel 2 = 6x4 PCF Kernel 3 = PCSS 4 = 6x6 PCF Kernel 6x4 PCF Kernel
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  Deep Shadow Hair→Hair r.HairStrands.DeepShadow.KernelType 0~4 0= Linear 1 = 2x2 PCF Kernel 2 = 6x4 PCF Kernel 3 = PCSS 4 = 6x6 PCF Kernel PCSS
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  Deep Shadow Hair→Hair r.HairStrands.DeepShadow.KernelType 0~4 0= Linear 1 = 2x2 PCF Kernel 2 = 6x4 PCF Kernel 3 = PCSS 4 = 6x6 PCF Kernel 6x6 PCF Kernel
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  Deep Shadow Hair→Opaque r.HairStrands.DeepShadow.ShadowMaskKernelType 0~4 0= 2x2 PCF Kernel 1 = 4x4 PCF Kernel 2 = 8 Gaussian PCF Kernel 3 = 16 Gaussian PCF Kernel 4 = 8 Gaussian with Transmittance 2x2 PCF Kernel
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  Deep Shadow Hair→Opaque r.HairStrands.DeepShadow.ShadowMaskKernelType 0~4 0= 2x2 PCF Kernel 1 = 4x4 PCF Kernel 2 = 8 Gaussian PCF Kernel 3 = 16 Gaussian PCF Kernel 4 = 8 Gaussian with Transmittance 4x4 PCF Kernel
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  Deep Shadow Hair→Opaque r.HairStrands.DeepShadow.ShadowMaskKernelType 0~4 0= 2x2 PCF Kernel 1 = 4x4 PCF Kernel 2 = 8 Gaussian PCF Kernel 3 = 16 Gaussian PCF Kernel 4 = 8 Gaussian with Transmittance 8 Gaussian PCF Kernel