Unreal4有哪些令你印象深刻拍案叫绝的设计

骑猪看日落 2022-07-12 17:36 215阅读 0赞

作者：梧桐  
链接：https://www.zhihu.com/question/42128016/answer/94670767  
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尽量挑冷门的说。

官方顶点动画插件：用贴图来记录顶点动画数据，用 VTF 做顶点动画，而不是传统的动态顶点提交。（[https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Animation/Tools/VertexAnimationTool/index.html][https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Animation_Tools_VertexAnimationTool_index.html]）

Render To Texture Blueprint 工具集之 3D Imposter Sprites：先预渲染多个角度的公告板，然后在运行时根据视角选择最接近的一个（[https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Content/Tools/RenderToTextureTools/3/index.html][https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Content_Tools_RenderToTextureTools_3_index.html]）

Render To Texture Blueprint 工具集之 Render a Normalized Depth Map：预渲染ShadowMap贴图，然后再材质里面把ShadowMap算一遍，来实现自阴影（[https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Content/Tools/RenderToTextureTools/4/index.html][https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Content_Tools_RenderToTextureTools_4_index.html]）

Bullet Train 拿材质编辑器当 Substance Designer 用，烘培贴图来提高性能，还是Render To Texture Blueprint 工具集（[https://www.youtube.com/watch?v=PG2fHLdzRIs&feature=youtu.be&t=2000][https_www.youtube.com_watch_v_PG2fHLdzRIs_feature_youtu.be_t_2000]）

Phong 高光的 SG 近似：把Phong方程里面的Pow函数给干掉，代码在BasePassForForwardShadingPixelShader.usf里面的PhongApprox（[Spherical Gaussian approximation for Blinn-Phong, Phong and Fresnel][Spherical Gaussian approximation for Blinn-Phong_ Phong and Fresnel]）

利用移动平台的 framebuffer\_fetch 扩展在 shader 里面做 alphablend，代码在BasePassForForwardShadingPixelShader.usf 的 FrameBufferBlendOp；同时，在 framebuffer\_fetch\_depth\_stencil 不支持时候用 framebuffer 的 w 存深度

虚幻3的半透明头发自动排序工具，虚幻4代码还在，工具没做（DCC 软件里有没有类似的东西？有用过的麻烦分享下），（[https://udn.epicgames.com/Three/TranslucentHairSorting.html][https_udn.epicgames.com_Three_TranslucentHairSorting.html]）

材质里 WorldPositionBehindTranslucency 函数实现的各种类贴花效果，比如虚幻竞技场2014（UT2014）主角足下阴影、UT2014 的 Outpost23 外景地表半透明云的投影、Showdown 里面汽车的阴影等

材质里用 CustomUV 通道存 Color 数据，来实现在材质编辑器里面把像素着色器计算转移到顶点着色

禅意花园里面不使用 RelectionVector+Cubemap 的组合来制作水面，而是先假设水面法线朝上，然后通过法线对反射UV做个简单的偏移，再取 Cubemap，来提高性能，龚神这篇文章第二点就是在介绍这个思路（[加速反射的渲染][Link 1]）

在广角镜头下需要避免屏幕边缘的广角畸变，传统做法一般是两个摄像机 FOV 分开渲染，而 UT2014 则利用 Panini 投影来做，代码在 PaniniProjection.usf（[http://tksharpless.net/vedutismo/Pannini/panini.pdf][http_tksharpless.net_vedutismo_Pannini_panini.pdf]），也有全局的 Panini（[https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Rendering/PostProcessEffects/PaniniProjection/index.html][https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Rendering_PostProcessEffects_PaniniProjection_index.html]）

延迟渲染下实现个别对象置顶显示，一种思路是模板缓冲区处理，但是牵一发动全身太麻烦，UT2014 在顶点着色器里把武器的所有顶点朝摄像机移近了一定的百分比

沙发骑士的小人跑到沙发后面也会变成类似全息影像的置顶显示，他的做法是做了两个材质，第二个材质禁用了深度测试，平时用第一个材质，当检测到摄像机和小人中心点中间有遮挡就切换到第二个材质。正常做这个用CustomDepth+Postprocess也行，他这个做法要节省点。

材质编辑器里面的 PixelDepthOffset 只能为正，不能为负，开始以为是引擎代码写的不严谨，后来才知道这叫 conservative depth output（[Conservative Depth Output (and Other Lesser-Known D3D11 Features)][Conservative Depth Output _and Other Lesser-Known D3D11 Features]）

按住鼠标右键，滚动中间滚轮可以调节WASD的速度（拍案叫绝？拍桌大笑！）

Slate 实现的这套 DSL 是为了在传统 UI 基础上实现类 Unity 的 IMGUI 的优势（[https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Programming/Slate/Architecture/index.html][https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Programming_Slate_Architecture_index.html]）

有时候水底看起来因为折射在波动，其实是水塘的顶点在波动，和水和折射没有关系

禅意花园里面的蝴蝶和鱼都不是骨骼动画，翅膀、尾巴或头的正弦运动，可以是刷上了顶点权重色配合 RotateAboutAxis 在顶点着色器里做正弦动画。

Showdown 里面的窗户玻璃，并不是透明材质，而是不透明材质加上 bumpoffset（parallax mapping）做的伪透明

FastMath.usf 里面一大把黑科技数学函数，当然少不了卡神的 0x5f3759df 啦

BSP 里面 pen 和 brush clip 只有在顶视图等正交视图用空格键操作才有效，最吓人的是 lathe 工具，教程 [ https://www.youtube.com/watch?v=zJLVq-7vNbg][https_www.youtube.com_watch_v_zJLVq-7vNbg] ，官方案例的 BSP 关卡做的真是让人拍案叫绝（不过感觉现在引擎的重心没在这块？各种 bug 不修）

粒子系统配合材质编辑器加上粒子 Event 体系，扩展性太强了，可惜 Niagara 模块很久没有动静，否则再配合上蓝图，已经是我能想象出来的极限

无尽之剑里的 PBR 材质直接把 basecolor 贴图的某个通道做简单的 lerp 之类的处理就传给了roughness，效果显著，性能优秀。UT2014 的武器 material layer 做多了以后，性能不行，单个材质层也用这个技术来做优化贴图采样。

PS 里法线越叠越平？那是因为没有掌握法线混合的 N 种姿势（ [ Blending in Detail][Blending in Detail]，web 预览：[Shader Sandbox][]），材质节点里面的 BlendAngleCorrectedNormals 就是 RNM（Reoriented Normal Mapping），当然啦，入 Substance Designer 神教就没这个问题了

yEd 是个好玩的工具，把引擎内树状数据结构可视化打印出来（[yEd - Graph Editor][]），r.CompositionGraphDebug 这个命令可以把光照合成、后期处理的流程打印出来

不过还是 gephi （[Gephi - The Open Graph Viz Platform][]）好看点，引擎用它来打印 UnrealBuildTool 的上下文依赖关系（GraphVisualization.cs 文件）

与其折腾策划数据编辑软件，不如学好 VBA，直接来扩展 Excel，[Driving Gameplay with Data from Excel][]，文章里面的 Export To CSV 内嵌按钮就是 VBA 写的，UT2014 也在用这个方案（例子的下载链接失效了，用这个：[https://docs.unrealengine.com/latest/attachments/Gameplay/DataDriven/Example.xlsm][https_docs.unrealengine.com_latest_attachments_Gameplay_DataDriven_Example.xlsm]）

Lightmass 用挡光板逆向打光模拟区域光源（[Simulating Area Lights in UE4][]），妈妈再也不用担心我打不好光了，禅意花园的室内氛围就是这么出来的

Fresnel 在不明显的时候，用 lerp 替代 pow 只要慢慢调也能差不多，性能还好点，材质函数 Fresnel\_Function 内部就同时集成了两种实现

材质的自发光通道可以直接算光照模型，把光照模型关了，补一个 Lambert，补一个 Phong，甚至更简化的版本，小东西这么用比较省，尤其移动平台

官方的 PostProcess Matinee （[https://www.youtube.com/watch?v=Hd3AV\_Sx65Y][https_www.youtube.com_watch_v_Hd3AV_Sx65Y]）里面蝴蝶的翅膀，高光效果感人，就用上面说的方法：Phong 的一个变种，可以双向高光。不过他还是保留了 Volumetric 的 NonDirectional 光照计算

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[https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Animation_Tools_VertexAnimationTool_index.html]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Animation/Tools/VertexAnimationTool/index.html
[https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Content_Tools_RenderToTextureTools_3_index.html]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Content/Tools/RenderToTextureTools/3/index.html
[https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Content_Tools_RenderToTextureTools_4_index.html]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Content/Tools/RenderToTextureTools/4/index.html
[https_www.youtube.com_watch_v_PG2fHLdzRIs_feature_youtu.be_t_2000]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.youtube.com/watch%3Fv%3DPG2fHLdzRIs%26feature%3Dyoutu.be%26t%3D2000
[Spherical Gaussian approximation for Blinn-Phong_ Phong and Fresnel]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//seblagarde.wordpress.com/2012/06/03/spherical-gaussien-approximation-for-blinn-phong-phong-and-fresnel/
[https_udn.epicgames.com_Three_TranslucentHairSorting.html]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//udn.epicgames.com/Three/TranslucentHairSorting.html
[Link 1]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.klayge.org/%3Fp%3D3370
[http_tksharpless.net_vedutismo_Pannini_panini.pdf]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//tksharpless.net/vedutismo/Pannini/panini.pdf
[https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Engine_Rendering_PostProcessEffects_PaniniProjection_index.html]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Rendering/PostProcessEffects/PaniniProjection/index.html
[Conservative Depth Output _and Other Lesser-Known D3D11 Features]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//mynameismjp.wordpress.com/2010/11/14/d3d11-features/
[https_docs.unrealengine.com_latest_INT_Programming_Slate_Architecture_index.html]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.unrealengine.com/latest/INT/Programming/Slate/Architecture/index.html
[https_www.youtube.com_watch_v_zJLVq-7vNbg]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.youtube.com/watch%3Fv%3DzJLVq-7vNbg
[Blending in Detail]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//blog.selfshadow.com/publications/blending-in-detail/
[Shader Sandbox]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//blog.selfshadow.com/sandbox/normals.html
[yEd - Graph Editor]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.yworks.com/products/yed
[Gephi - The Open Graph Viz Platform]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//gephi.org/
[Driving Gameplay with Data from Excel]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.unrealengine.com/blog/driving-gameplay-with-data-from-excel
[https_docs.unrealengine.com_latest_attachments_Gameplay_DataDriven_Example.xlsm]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.unrealengine.com/latest/attachments/Gameplay/DataDriven/Example.xlsm
[Simulating Area Lights in UE4]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.unrealengine.com/zh-CN/blog/simulating-area-lights-in-ue4
[https_www.youtube.com_watch_v_Hd3AV_Sx65Y]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.youtube.com/watch%3Fv%3DHd3AV_Sx65Y