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虚幻引擎中的毛发运用(白皮书)

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      引言 头发和毛皮都是由数千根具有一定特征的彩色发丝构成的复杂有机结构。我们能够一眼认出毛发的独特光泽,是因为发丝本 身拥有独特的半透明与反光属性,而且容易形成发束并卷曲在一起。这些发丝还会对重力或风吹等外力产生反应;由于生活 中我们一直在观察各种各样的毛发,所以对这些效果早已习以为常。 然而,生成逼真的CG毛发一直是一个难点,并且是已经持续了数十年的研究,其中涉及的不仅包括游戏与影视中的动画角 色,还牵涉到军事、工业、动物科学及其他领域中的培训模拟。

      创建计算机生成(CG)毛发的最大难点在于如何瞒过肉眼。然而,由于计算机处理能力有限,在完成耗时良久的渲染流程 之前,CG美术师通常无法看到CG毛发的最终色彩、场景环境中的阴影,或是头发对光照和运动的反应。在渲染结束后,美 术师终于可以看到改进的空间,却不得不对设置进行微调,然后再次渲染。因此,要制作精美的CG毛发与毛皮,整个流程 通常费时费力。 正是出于这个原因,Epic Games最近推出了在虚幻引擎中实时渲染毛发的功能,让美术师能够立即在屏幕上看到最终的结 果,无需为渲染苦苦等待。 

      为什么会有此白皮书? 毛发的渲染通常会消耗大量时间,虽然实时渲染是众望所归的解决办法,但为了确保其高效运行,制作出最逼真的毛发或毛 皮,在虚幻引擎中设置时就必须慎重考虑多种参数。 本白皮书旨在介绍虚幻引擎中实时渲染毛发的流程,并在文档的内容之外,探讨美术师们在使用该功能时可能遭遇的美术与 技术考量。

      DCC应用中的毛发 虚幻引擎中的毛发是在Maya3ds MaxHoudini等数字内 容创作(DCC)应用中创建的。毛发会附着在人脸或动物模 型等多边形表面上。 用于制作毛发的常用工具包括XGenYetiOrnatrixDCC插件,还有Houdini所包含的Hair Utils工具。除了毛 发之外,这些工具也能制作鸟类的羽毛。 在DCC应用中完成毛发的设置后,就可以将其导入到虚幻引 擎中,以进行实时渲染。

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