髪のレンダリングとシミュレーションのクイック スタート

プロジェクトのキャラクターに髪のレンダリングとシミュレーションを適用するためのクイック スタート ガイドです。

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髪のレンダリングとシミュレーションに関する本ガイドでは、Unreal Engine 4 (UE4) でスキン メッシュ上の Hair Groom に対して作業を行う際の基本について説明します。

このチュートリアルでは、以下の習得を目指します。

  • 髪のレンダリングとシミュレーションを適用するプロジェクトの設定方法。

  • アニメートされたスケルタル メッシュで使用するための Groom の設定方法。

  • シンプルな「Hair」マテリアルの設定方法。

  • 髪の物理のシミュレートと制御にナイアガラを使用する方法。

1 - 必要な設定

  1. Unreal プロジェクト ブラウザ を使用して新しいプロジェクトを作成し、ThirdPerson テンプレート プロジェクトを作成します。

  2. エディタのメイン メニューから [Edit (編集)] > [Project Settings (プロジェクト設定)] を選択して、[Project Settings (プロジェクト設定)] ウィンドウを開きます。

    1_1_ProjectSettings.png

    次の設定を行います。

    • [Rendering (レンダリング)] > [Optimizations (最適化)] で、[Support Compute Skincache (スキンキャッシュの計算をサポート)] を有効

    • [Animation (アニメーション)] > [Performance (パフォーマンス)] で、[Tick Animation on Skeletal Mesh Init (スケルタル メッシュ初期化時のティック アニメーション) を無効

    エディタのウィンドウの右下隅に [Restart Now (今すぐ再起動)] ボタンが表示されますが、次の手順でもエディタの再起動が必要になるため、この時点では無視してもかまいません。

  3. 次に、メイン メニューに戻って [Edit (編集)] > [Plugins (プラグイン)] を選択し、[Plugins (プラグイン)] ブラウザ ウィンドウを開きます。

    1_2_Plugins_a.png

    検索バーで「Groom」を検索するか、左側のパネルで [Geometry (ジオメトリ)] カテゴリを選択し、次のプラグインを有効にします。

    • Alembic Groom Importer

    • Groom

  4. エディタを再起動して、プロジェクト設定とプラグインの変更を有効にします。

    1_3_Restart.png

2 - グルームを作成してインポートする

キャラクター向けのグルームには、シンプルなものであっても、さまざまなタイプの髪 (頭の毛、髭、眉毛など) が含まれます。これらのタイプの髪には、独自のマテリアルや物理設定を持つものもあります。また、シミュレーション時に使用される髪など、1 つのグループ内に複数のタイプの髪が含まれている場合もあります。この情報は DCC でのグルーミングの際に定義することができ、UE4 ではこの情報に基づいてガイドを定義します。

  1. お使いの DCC アプリケーションでグルームを作成し、Alembic (.abc) ファイル形式でエクスポートします。

    「Alembic for Grooms の仕様」 を参照し、適切な命名規則に従ってグルームを UE4 向けに準備します。

  2. コンテンツ ブラウザの [Import (インポート] ボタンをクリックして、グルームを含む Alembic ファイルをインポートします。

    2_2_ImportGroom.png

  3. [Groom Import Options (グルーム インポート オプション)] ウィンドウで [Import (インポート)] をクリックします。

    2_3_GroomImportOptions.png

グルーム システムでは、インポート プロセス中に、「Alembic for Grooms の仕様」 ページで説明されている Alembic の命名規則に準拠する属性とグループを検出して、これらを新しい Groom アセットにインポートします。

3 - グルームをスケルタル メッシュに設定する

本ガイドのこのセクションでは、「サードパーソン」テンプレートに含まれる SK_Mannequin を使用します。これをお持ちでない場合は、コンテンツ ブラウザの [Add New (新規追加)] > [Add Feature or Content Pack (機能またはコンテンツ パックの追加)] をクリックして、「サードパーソン」テンプレートを選択することでプロジェクトに追加することができます。

また、これはブループリントとそのコンポーネントに対しても使用可能な基本的な設定であることに留意してください。

  1. コンテンツ ブラウザ内で SK_Mannequin スケルタル メッシュを選択し、シーン内にドラッグします。これは、「Mannequin」 > 「Character」 > 「Mesh」フォルダ内にあります。

  2. 次に、コンテンツ ブラウザ内で目的の Groom アセット を探します。これをシーン内にドラッグし、キャラクター上に配置します。

    3_2_DragGroomIntoScene.png

  3. [World Outliner (アウトライナ)] で、Groom アセットを SK_Mannequin にドラッグして、このスケルタル メッシュの子にします。これを行うと、アタッチ可能なボーンのドロップダウン リストが表示されます。リストから [head] を選択します。

    3_3_WorldOutlinerHierarchy.png

  4. [World Outliner (アウトライナ)] で Groom アセットを選択し、[Details (詳細)] パネルで [Bind Groom to Skeletal Mesh (グルームをスケルタル メッシュにバインド)] をオンにして有効にします。この設定により、スキニング情報がターゲット スケルタル メッシュからグルームに渡されます。

    3_4_BindGroomToSkelMesh.png

    この設定は、[Project Settings (プロジェクト設定)] が以下のように設定済みであることを前提としています。

    • [Support Compute Skincache (スキンキャッシュの計算をサポート)] が 有効

    • [Tick Animation on Skeletal Mesh init (スケルタル メッシュ初期化時のティック アニメーション)] が 無効

4 - Hair (髪) マテリアルを設定する

UE4 には、デフォルトでシンプルな Hair マテリアル、HairDefaultMaterial が用意されています。

UE4 にはデフォルトの Hair (髪) マテリアルが用意されているため、以下の手順は任意ですが、まだ Hair マテリアルを設定したことがなければ、以下の手順に従うことで、Hair マテリアルの設定に必要なプロパティや設定について学ぶことができます。

  1. コンテンツ ブラウザで [Add New (新規追加)] ボタンをクリックし、ドロップダウン メニューから [Material (マテリアル)] を選択して、アセットに名前を付けます。

    4_1_AddNewMaterial.png

  2. マテリアル エディタの [Details (詳細)] パネルで、次のように設定します。

    4_2_MatShadingModel1.png

    • Shading Model:Hair

    また、[Use with Hair Strands (髪ストランドで使用)] を有効にする必要もあります。マテリアルがグルーム コンポーネントに適用されると、このチェックボックスが自動的にオン (有効) になり、マテリアルが再コンパイルされます。自動的に有効にならない場合は、マテリアル エディタの [Details (詳細)] パネルにある [Usage (使用方法)] カテゴリでこれを有効にすることができます。

  3. マテリアル グラフ内で、基本的な Hair マテリアル向けに次のようにノードを設定します。

    4_3_MatGraphSetup.png

    ベース カラーには Constant4Vector を使用し、ラフネスの制御には 定数 を使用します。

    より複雑な Hair マテリアルを設定する場合は、マテリアル グラフ内で HairAttribute 式を使用して、UV、Dimensions (寸法)、RootUV (ルート UV)、Seed (シード) などの髪の属性にアクセスします。

  4. マテリアル エディタを 保存して閉じます

  5. Hair マテリアルは、レベル内の [Details (詳細)] パネルまたはブループリントを通じて Groom アセット コンポーネントに直接適用するか、コンテンツ ブラウザで Groom アセットを開いて適用することができます。Hair マテリアルを [Material (マテリアル)] 要素スロットに割り当てます。

    4_5b_MatGroomActor.png

    4_5a_MatGroomActor.png

    Groom アセット アクタ ([Details (詳細)] パネル)

    Groom アセット (コンテンツ ブラウザ)

5 - 髪の物理を設定する

この手順では、ナイアガラを使用して物理シミュレーションを追加します。

  1. [World Outliner (アウトライナ)] で Groom アセットを選択し、[Details (詳細)] パネルの [Add Component (コンポーネントを追加)] をクリックして [Niagara Particle System (ナイアガラ パーティクル システム)] コンポーネントを選択します。

    5_1_AddNiagaraComponent.png

    ナイアガラ システムを正しく機能させるためには、ナイアガラ システムを Groom アセットの子として設定することが重要です。プロジェクトでブループリントや他のキャラクターを設定する際には、このことに留意してください。

  2. 次は、Groom アクタの [Details (詳細)] パネルを使ってナイアガラ パーティクル システムを設定します。以下の手順を行います。

    5_2_AssignNiagaraGroomAsset.png

    1. Groom コンポーネントの子である Niagara コンポーネントを選択します。

    2. 割り当てボックスを使用して、割り当てるナイアガラ エミッタを選択します。

    3. ナイアガラ システムのドロップダウン リストから GroomAssetSystem を選択します。

    ナイアガラの GroomAssetSystem システムがリストに表示されない場合は、[View Options (表示オプション)] から [Show Plugin Content (プラグイン コンテンツを表示)] を有効にします。

    5_2_ViewOptionsNote.png

有効に設定すると、[Details (詳細)] パネルの [Override Parameters (パラメータのオーバーライド)] に含まれる、髪の物理プロパティを制御する一連のプロパティに情報が自動的に入力されます。

5_0_NiagaraOverrideParameters.png

ナイアガラ エミッタのプロパティの詳細については、「髪のレンダリングとシミュレーション設定のリファレンス」 ページを参照してください。

Play-in-Editor (PIE) モード時またはシミュレーション時には、Groom に髪の物理が適用されて機能している様子を確認することができます。

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