豚×京都 ~UE4でなろう破壊神~ (UE4 VFX Art Dive)
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講演動画はこちら https://youtu.be/6SoaPTX_vvw スライドデータはこちらからダウンロード可能です https://epicgames.box.com/s/locsql9m36jcx0rx5xsj9ia85hk2p8cl 発表者：斎藤 修（Epic Games Japan） 本スライドは2020年7月5日に行われた勉強会「 UE4 VFX Art Dive Online」の講演資料となります。
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- 1. 豚×京都 ~UE4でなろう破壊神~ Epic Games Japan Technical Artist - Developer Relations 斎藤 修
- 2. #UE4 | @UNREALENGINE 自己紹介 斎藤 修 Epic Games Japan Technical Artist - Developer Relations ● 2019年6月からEpicに入りました ● それまでは規模大きめのコンソール開発してました ● その前は漫画とか描いてました ● UE4とHoudiniが好物です https://twitter.com /shiba_zushi
- 4. #UE4 | @UNREALENGINE はじめに 破壊って いいですよね…
- 9. #UE4 | @UNREALENGINE はじめに なので UE4を使って破壊しましょう！
- 13. #UE4 | @UNREALENGINE 今日話すこと ・豚を使って京都の街並みを破壊する方法 →UE4における破壊に関する機能 ワークフローの紹介 Rigid Body Soft Body AlembicFBX VAT Niagara Raymarching Houdini Fluid PhysX Chaos etc...
- 21. #UE4 | @UNREALENGINE はじめに まずはじめに 私の中の破壊神は仰られました
- 22. #UE4 | @UNREALENGINE はじめに まずはじめに 私の中の破壊神は仰られました 美しいものを 壊しなさい
- 25. #UE4 | @UNREALENGINE はじめに では 早速破壊を……
- 32. #UE4 | @UNREALENGINE なぜ？？ 破壊とは つまり 「物理的」なシミュレーションです
- 34. #UE4 | @UNREALENGINE なぜ？？ 適切な形で めり込みのない 物理的に正しいモデルにする必要があります
- 36. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 ゲーム用のアセットは最適化のために 見えないところは消していたり 一体化させてたりします
- 37. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 なので これを そのままシミュレーションすると……
- 40. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 物理的に正しいモデル とても大事ですね
- 41. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 では 先程の家一軒を破壊readyにする為に どれくらいの対応が必要か？
- 44. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 モデル対応 シミュレーション設定
- 47. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 パーツ単位で並べると こうなります
- 48. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 赤色が 破壊readyではないパーツです
- 51. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 これらは全て 非常に丁寧な「最適化」です 厚み0（ペラポリ） 裏面ポリなし 見えてない箇所は 天井がない 見えてない箇所は 壁がない 地面へのめり込み 一枚ポリで まとめられた板壁 一体成型された瓦 閉じられていない ぶっさしモデル
- 53. #UE4 | @UNREALENGINE 伝えたいこと 破壊は 計画的に
- 54. #UE4 | @UNREALENGINE 伝えたいこと ちなみに この作例の場合
- 58. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 これ 破砕readyのモデル UE4でレイアウトしといたから いい感じに壊しといて
- 64. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 「Remove Degenerates」のチェックを入れると 位置、UV、ノーマルなどが同じ頂点は結合されます
- 65. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 つまり UE4にインポートするという事は 元のモデルとは全く違うモデルが生成されるという事です
- 66. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 さらに エクスポート時にUE4は 気を利かせて頂点融合してからエクスポートします
- 67. #UE4 | @UNREALENGINE モデルの準備 具体例を出しますと 例えばこのモデルは UE4に入れて出すとこうなって出てきたりします
- 75. #UE4 | @UNREALENGINE 伝えたいこと 破壊は 計画的に
- 76. #UE4 | @UNREALENGINE ワークフロー さて 数々の地雷をくぐり抜け ようやく美しき京都アセットが破壊readyとなりました
- 79. #UE4 | @UNREALENGINE ワークフロー UE4で破壊表現する場合 大きく分けて2つのワークフローがあります 事前に破壊する リアルタイムに破壊する Alembic FBX VAT Niagara PhysX Chaos
- 80. #UE4 | @UNREALENGINE ワークフロー 今回の作例は「事前に破壊する」を採用しています 事前に破壊する リアルタイムに破壊する Alembic FBX VAT Niagara PhysX Chaos
- 81. #UE4 | @UNREALENGINE ワークフロー 事前に破壊する リアルタイムに破壊する Alembic FBX VAT PhysX Chaos Niagara Niagaraによるリアルタイム破砕は このあと池田さんの講演で事例がご紹介されます！
- 82. #UE4 | @UNREALENGINE ワークフロー 事前に破壊する リアルタイムに破壊する Alembic FBX VAT Chaos Niagara PhysXとChaosは？ PhysX
- 94. #UE4 | @UNREALENGINE Chaosについては また別の機会に 掘り下げてお話させて頂けましたら ワークフロー
- 96. #UE4 | @UNREALENGINE ワークフロー では「事前に破壊する」ワークフローについて 事前に破壊する リアルタイムに破壊する Alembic FBX VAT Niagara PhysX Chaos
- 97. #UE4 | @UNREALENGINE 事前破壊 「事前に破壊する」場合 破壊シミュレーション自体は 各DCCツールなどで行っておく必要があります
- 101. #UE4 | @UNREALENGINE 事前破壊 SideFX Labsを使うと デストラクションデータのエクスポートも非常に簡単です https://www.sidefx.com/ja/products/houdini/whats-new-in-18/
- 103. #UE4 | @UNREALENGINE 事前破壊 今回検証した実装方法は以下の3種類 事前に破壊する リアルタイムに破壊する Alembic FBX VAT Niagara PhysX Chaos
- 104. #UE4 | @UNREALENGINE 事前破壊 これらの手法 実装方法は異なりますが 見た目としてはほぼ同じです
- 105. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ? ? ? 処理負荷 ? ? ? 作業コスト ? ? ? 事前破壊 それぞれの手法の特徴をご説明します AlembicFBX VAT
- 106. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ? ? ? 処理負荷 ? ? ? 作業コスト ? ? ? FBX まずはFBXから AlembicFBX VAT
- 107. #UE4 | @UNREALENGINE FBX FBXと分類していますが 実装としては スケルタルメッシュによるボーンアニメーションです
- 108. #UE4 | @UNREALENGINE FBX 破壊モーションはHoudiniで作成し 「Side FX Labs」の 「RBD to FBX」でFBXエクスポートしています
- 109. #UE4 | @UNREALENGINE FBX 「RBD to FBX」に関してはこちらをご参照下さい https://www.sidefx.com/ja/tutorials/game-tools-rbd-to-fbx/
- 111. #UE4 | @UNREALENGINE FBX その際 ルートが原点にできるので アニメーション精度やバウンズにはご注意下さい
- 112. #UE4 | @UNREALENGINE FBX また スケルタルアニメーションのメリットとしては ノーティファイを打てる事も挙げられると思います
- 114. #UE4 | @UNREALENGINE FBX また スケルタルアニメーションは アニメーション圧縮が可能な点も強力なメリットです
- 117. #UE4 | @UNREALENGINE FBX また 処理負荷に関しては主にCPUコストとして出てきます
- 118. #UE4 | @UNREALENGINE FBX また 処理負荷に関しては主にCPUコストとして出てきます タスクスレッドで 並列処理される アニメーション更新処理
- 119. #UE4 | @UNREALENGINE FBX また 処理負荷に関しては主にCPUコストとして出てきます タスクスレッドで 並列処理される アニメーション更新処理 レンダースレッドで処理される GPUスキニング更新処理
- 121. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ? ? ? 処理負荷 ? ? ? 作業コスト ? ? ? FBX という感じで凄くざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT
- 122. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ○ ? 処理負荷 ? ? ? 作業コスト ? ? ? FBX という感じで凄くざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT アニメーション圧縮が 可能なので 長尺で有利
- 123. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ? ? 処理負荷 ○ ? ? 作業コスト ? ? ? FBX という感じで凄くざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT 懸念はCPUによる アニメーション更新コストと GPUスキニング更新コスト （特別重いという事はないです）
- 124. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ? ? 処理負荷 ○ ? ? 作業コスト △ ? ? FBX という感じで凄くざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT パーツ数が多いと インポート処理が結構大変 実装手順もそれなりに多い
- 125. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ? ? 処理負荷 ○ ? ? 作業コスト △ ? ? FBX FBXはこんな感じです！ AlembicFBX VAT
- 126. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ? ? 処理負荷 ○ ? ? 作業コスト △ ? ? Alembic では次にAlembic AlembicFBX VAT
- 127. #UE4 | @UNREALENGINE Alembic はじめに Alembicインポータはデフォルトで使用できますが 「実験的機能」である点はご考慮下さい https://docs.unrealengine.com/ja/Engine/Content/Importing/AlembicImporter/index.html
- 128. #UE4 | @UNREALENGINE Alembic また Alembicには3種のインポート方法があります
- 133. #UE4 | @UNREALENGINE Alembic また ジオメトリキャッシュは モデルやモーションのプレビューができない点が若干困ります
- 136. #UE4 | @UNREALENGINE Alembic また 並列処理されていますが 頂点全てを操作する為処理負荷も高めです レンダースレッドと タスクスレッドで 大量に処理されている デコード処理など
- 137. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ? ? 処理負荷 ○ ? ? 作業コスト △ ? ? Alembic という感じでざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT
- 138. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ? 処理負荷 ○ ? ? 作業コスト △ ? ? Alembic という感じでざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT 頂点ごとのデータを持つため データサイズは重い
- 139. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ? 処理負荷 ○ △ ? 作業コスト △ ? ? Alembic という感じでざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT 頂点ごとに処理されるため 処理負荷も重め
- 140. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ? 処理負荷 ○ △ ? 作業コスト △ ○ ? Alembic という感じでざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT インポート処理が比較的早く エクスポートも簡単
- 141. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ? 処理負荷 ○ △ ? 作業コスト △ ○ ? Alembic Alembicはこんな感じです！ AlembicFBX VAT
- 142. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ? 処理負荷 ○ △ ? 作業コスト △ ○ ? VAT 最後にVAT AlembicFBX VAT
- 143. #UE4 | @UNREALENGINE VAT VATとはVertex Animation Textureの略で 頂点シェーダーを利用してオフセット表現を行う手法の事です
- 144. #UE4 | @UNREALENGINE VAT VATの仕組みに関してはこのあと池田さん 宮本さんの講演で とても丁寧にご説明されておりますので 是非そちらをご覧下さい
- 145. #UE4 | @UNREALENGINE VAT 破壊モーションはこれまで同様Houdiniで作成し 「Side FX Labs」の「Vertex Animation Textures ROP」で エクスポートしています
- 146. #UE4 | @UNREALENGINE VAT VATテクスチャはインポート後 非圧縮 リニア ニアレストに設定
- 147. #UE4 | @UNREALENGINE VAT VATマテリアルは「Vertex Animation Textures ROP」の テキストをエディタにコピペするだけで簡単に作れます
- 148. #UE4 | @UNREALENGINE VAT データサイズは RBDに関して言えば VATはかなりリーズナブルです Alembic FBX VAT
- 150. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ? 処理負荷 ○ △ ? 作業コスト △ ○ ? VAT という事でざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT
- 151. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ 処理負荷 ○ △ ? 作業コスト △ ○ ? VAT という事でざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT RBDは破片単位で ピクセルを持つので データサイズは小さい
- 152. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ 処理負荷 ○ △ ◎ 作業コスト △ ○ ? VAT という事でざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT 処理負荷はGPUに依存する 現行コンソールなどであれば 概ね最軽量と考えて良い
- 153. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ 処理負荷 ○ △ ◎ 作業コスト △ ○ ✕ VAT という事でざっくりとまとめますと… AlembicFBX VAT マテリアルやテクスチャの 適切な設定と管理が大変 エクスポートも 問題が発生しやすい
- 154. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ 処理負荷 ○ △ ◎ 作業コスト △ ○ ✕ VAT VATはこんな感じです！ AlembicFBX VAT
- 155. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ 処理負荷 ○ △ ◎ 作業コスト △ ○ ✕ ワークフロー かなり雑な比較ですので あくまで参考程度に… AlembicFBX VAT
- 156. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ? 処理負荷 ○ △ ◎ ? 作業コスト △ ○ ✕ ? ワークフロー ちなみに もしここにリアルタイム破壊を入れた場合… AlembicFBX VAT PhysX Chaos
- 157. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ◎ 処理負荷 ○ △ ◎ ? 作業コスト △ ○ ✕ ? ワークフロー AlembicFBX VAT PhysX Chaos ちなみに もしここにリアルタイム破壊を入れた場合… リアルタイムに計算されるので データサイズは小さい
- 158. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ◎ 処理負荷 ○ △ ◎ ✕ 作業コスト △ ○ ✕ ? ワークフロー AlembicFBX VAT PhysX Chaos ちなみに もしここにリアルタイム破壊を入れた場合… 数万パーツの破片の演算を リアルタイムで行うのは かなり厳しい
- 159. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ◎ 処理負荷 ○ △ ◎ ✕ 作業コスト △ ○ ✕ ◎ ワークフロー AlembicFBX VAT PhysX Chaos ちなみに もしここにリアルタイム破壊を入れた場合… DCCツールと行ったり来たり しなくてすむのは非常に楽
- 160. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ◎ 処理負荷 ○ △ ◎ ✕ 作業コスト △ ○ ✕ ◎ ワークフロー AlembicFBX VAT PhysX Chaos こんな感じでしょうか
- 161. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ◎ 処理負荷 ○ △ ◎ ✕ 作業コスト △ ○ ✕ ◎ ワークフロー AlembicFBX VAT PhysX Chaos 状況に応じて 適宜一番良い手法をご選択頂けたらと思います
- 162. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ◎ 処理負荷 ○ △ ◎ ✕ 作業コスト △ ○ ✕ ◎ ワークフロー AlembicFBX VAT PhysX Chaos ちなみに今回の作例では Rigid BodyではFBXを
- 163. #UE4 | @UNREALENGINE FBX Alembic VAT データサイズ ○ ✕ ○ ◎ 処理負荷 ○ △ ◎ ✕ 作業コスト △ ○ ✕ ◎ ワークフロー AlembicFBX VAT PhysX Chaos Soft BodyではAlembicを使用しました
- 164. #UE4 | @UNREALENGINE ワークフロー 理由としては実装速度重視で 処理負荷を度外視した為です （重すぎたらVATに置き換えようと考えていました） 日本家屋 街並み全体 (RigidBody) FBX 豚 のれんなど (SoftBody) Alembic
- 165. #UE4 | @UNREALENGINE SoftBody ちなみに SoftBodyに関しては Alembic、VATはそのまま実装可能かと思いますが
- 167. #UE4 | @UNREALENGINE シーン製作 さて これでようやく事前破壊したデータを UE4に実装できましたので 見た目を調整していきましょう
- 169. #UE4 | @UNREALENGINE 自動化BP 今回 少し複雑な破壊でマテリアルの種類が多かったので Editor Utility Widgetでアサインを自動化しました
- 171. #UE4 | @UNREALENGINE 自動化BP Editor Utility Widgetに関する情報は ネット上で強い方が沢山発信して下さっております 本当にありがとうございます http://kinnaji.com/ https://qiita.com/EGJ-Kaz_Okada/items/985b98fb934d751f4f69 https://qiita.com/EGJ-Kaz_Okada/items/9f530db3b53d0fde3f20
- 172. #UE4 | @UNREALENGINE エフェクト 見た目が多少整ったところで 次はエフェクト
- 177. #UE4 | @UNREALENGINE Niagara Niagaraで使用することで 破壊シミュレーションに対応した エフェクトを簡単に出すことが可能です
- 183. #UE4 | @UNREALENGINE Raymarching Houdiniで 破壊シミュレーションに合わせて 煙のシミュレーションを行い
- 184. #UE4 | @UNREALENGINE Raymarching SideFXLabsの「Volume to Texture」ノードで 3Dテクスチャをエクスポート
- 187. #UE4 | @UNREALENGINE Raymarching Pythonを使用し 連番テクスチャをアサインしたプレーンを フレーム数分自動作成して整列させ
- 189. #UE4 | @UNREALENGINE Raymarching 今回はメモリを 気にしなかったので 大量の高解像度連番テクスチャを 使用しましたが 状況によっては ループ化してしまうのも 良いのではないかと思います
- 193. #UE4 | @UNREALENGINE Material 手法としてはPre-Skined Local Positionを利用することで モデルが壊れたタイミングで歪むようにしています
- 194. #UE4 | @UNREALENGINE Material Pre-Skined Local Positionはスケルタルメッシュアニメーションでのみ 使用可能なノードですが 非常に便利です
- 195. #UE4 | @UNREALENGINE Material AlembicやVATの場合でも UVに壊れる前の位置や 壊れた後の位置を埋め込んでおくことで 自然なひび割れなどを表現することが可能かと思います
- 199. #UE4 | @UNREALENGINE 撮影 専用のアプリとプラグインを入れるだけで すぐに撮影が可能ですので 是非皆様もお試し頂けましたら
- 201. #UE4 | @UNREALENGINE 仕上げ ライティングとポスプロは 基本的に京都アセットの設定を そのまま使用させてもらってます
- 204. #UE4 | @UNREALENGINE 仕上げ と いう感じで……
- 208. #UE4 | @UNREALENGINE まとめ 破壊シーンを作るには 破壊readyのモデルが必要です 破壊は 計画的に行いましょう
- 209. #UE4 | @UNREALENGINE まとめ 破壊シーンを作るには 破壊readyのモデルが必要です 破壊は 計画的に行いましょう UE4には破壊シーンを実装する際 複数のワークフローが存在します 状況に合わせてより良い方法を 選択しましょう