毛发创建XGen指南

介绍如何将groom导出为Alembic文件,供虚幻引擎4使用。

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本指南将向你展示如何在Maya的旧版XGen头发创建系统中设置一个Groom并导入到虚幻引擎中,以及如何在导入时参考[Alembic for Grooms Specification]以便使用支持的属性。

本指南使用Maya 2018.6创建资产。

转换旧有XGen说明

将导线转换为NURBS曲线

请参考下列步骤将Groom的导线转化为曲线,以便保存一组曲线并匹配你要转换的导线。

  1. 将Maya菜单集设为 建模(Modeling),以便查看可用的正确菜单选项。

    MenuSetSelection.png

  2. 从主菜单中,点击 生成(Generate) 下拉列表并选择 XGen编辑器(XGen Editor)

  3. XGen 窗口中,使用 工具(Utilities) 选项卡选择 曲线的导线(Guides to Curves)

    XGen_Utilities.png

  4. 点击 创建曲线(Create Curves)

完成后,groom的输出将类似下图:

GuidesToNurbsCurvesOutput.png

将Groom转换为XGen交互式Groom

若使用旧版XGen说明,需将groom转换为 XGen交互式Groom(XGen Interactive Groom)。步骤如下:

  1. 选择XGen Description节点。

    XGenDescriptionNodes.png

  2. 建模(Modeling) 菜单集中使用主菜单点击 生成(Generate) 下拉列表,然后选择 转换为交互式Groom(Convert to Interactive Groom)

    XGenInteractiveGroom.png

将样条说明导出到NURBS曲线

请遵循以下步骤,将你选中的样条说明导出成Alembic文件,该文件可以与插入的头发一起导入为NURBS曲线。

  1. 选中你的XGen Spline Description节点。在 建模(Modeling) 菜单集中使用主菜单点击 生成(Generate) 下拉列表。然后在列表中选择 缓存(Cache)> 导出缓存(Export Cache)

    SplineDescToNurbsCurve_ExportCache.png

  2. 导出缓存(Export Cache) 窗口中进行以下设置:

    • 缓存时间帧(Cache Time Frame): 设置成 当前帧(Current Frame)

    • 多个变换(Multiple Transforms): 禁用

    • 写入最终宽度(Write Final Width): 启用

    SplineDescToNurbsCurve_ExportCacheWindow.png

  3. 为文件输入名称,文件类型选择 Alembic

    SplineDescToNurbsCurve_ExportCacheFile.png

  4. 点击 导出(Export)

  5. 文件(File) 菜单中选择 导入(Import)。这会打开 导入(Import) 窗口,然后将Alembic('.abc')文件放入场景。

    SplineDescToNurbsCurve_ImportAlembic.png

导入完成后,XGen样条说明就应该已经被导出为Alembic文件,并且将内插毛发作为NURBS曲线导入。

SplineDescToNurbsCurve_Output.png

创建属性

创建组ID属性

可在一个或多个组中导出内插毛发。虚幻引擎中可识别此类组,用于唯一材质指定。

创建组ID属性时使用以下脚本:

from maya import cmds

attr_name = 'groom_group_id'

# 注意:更改以下命名以反映节点场景。
groups = ['hair_brows_splineDescription1|SplineGrp0', 'hair_lashes_splineDescription1|SplineGrp0', 'hair_head_splineDescription1|SplineGrp0']

for groom_group_id, group_name in enumerate(groups):

    # 获取xgGroom下的曲线
    curves = cmds.listRelatives(group_name, ad=True, type='nurbsCurve')

    # 用组id标记组
    cmds.addAttr(group_name, longName=attr_name, attributeType='short', defaultValue=groom_group_id, keyable=True)

    # 添加属性范围
    # 强制Maya的alembic将数据导出为GeometryScope::kConstantScope
    cmds.addAttr(group_name, longName='{}_AbcGeomScope'.format(attr_name), dataType='string', keyable=True)
    cmds.setAttr('{}.{}_AbcGeomScope'.format(group_name, attr_name), 'con', type='string')

创建导线属性

当你为groom创建导线属性时,只有标记为 导线(guide) 的曲线才会被用于虚幻引擎中的模拟。若未在Alembic文件中指定导线,在导入UE4的过程中,一定比例的内插毛发将被内部标记为导线。

导入无导线的groom时,使用Groom导入选项 可设置标记为导线的内插毛发比例。默认仅10%的毛发用作导线。

创建导线属性时使用以下脚本:

from maya import cmds

attr_name = 'groom_guide'

# 获取xgGroom下的曲线
curves = cmds.listRelatives('xgGroom', ad=True, type='nurbsCurve')

# 新建组
guides_group = cmds.createNode('transform', name='guides')

# 将组标记为groom_guide
cmds.addAttr(guides_group, longName=attr_name, attributeType='short', defaultValue=1, keyable=True)

# 强制Maya的alembic将曲线导出为一个组。
cmds.addAttr(guides_group, longName='riCurves', attributeType='bool', defaultValue=1, keyable=True)

# 添加属性范围
# 强制Maya的alembic将数据导出为GeometryScope::kConstantScope
cmds.addAttr(guides_group, longName='{}_AbcGeomScope'.format(attr_name), dataType='string', keyable=True)
cmds.setAttr('{}.{}_AbcGeomScope'.format(guides_group, attr_name), 'con', type='string')

# 导线组下方的父曲线
对于曲线中的曲线:
    cmds.parent(curve, guides_group, shape=True, relative=True)

从Maya导出到Alembic

  1. 在Maya中,选择要导出的导线和Group_ID曲线。

    每个节点应拥有唯一名称。

  2. 建模(Modeling) 菜单集中,使用主菜单点击 缓存(Cache) 下拉列表,然后选择 Alembic缓存(Alembic Cache)> 将选中项导出到Alembic(Export Selection to Alembic)

    ExportToAlembic_ExportSelection.png

  3. 导出选中项(Export Selection) 窗口中的 通用选项(General Options) 类别下,将 缓存时间范围(Cache time range) 设为 当前帧(Current Frame)

    ExportToAlembic_ExportSelection_CurrentFrame.png

  4. 属性(Attributes) 类别下,输入要罗列出的 属性(Attribute) 命名,然后点击 添加(Add) 按钮。添加以下模式属性:

    ExportToAlembic_ExportSelection_AddAttributes.png

    • groom_group_id

    • groom_guide

  5. 文件名(File name) 文本框中为文件命名,并将 文件类型(Files of type) 设为 Alembic

    ExportToAlembic_ExportSelection_FileNameType.png

  6. 点击 导出选中项(Export Selection) 按钮。

将纹理应用于毛发UV

以下步骤和包含脚本可以帮助你设置自己的XGen毛发,该毛发可以导出到虚幻引擎,并且各个发束上呈现已应用的纹理。

  1. 在Maya的建模菜单中,选择 生成(Generate) > 创建交互式Groom样条(Create Interactive Groom Splines)

    HairUV_XGen.png

  2. 你可以根据自己的偏好为项目创建导线并涂刷毛发。准备就绪后,选择 生成(Generate)> 缓存(Cache)> 创建新缓存(Create New Cache) 将曲线导出为 Alembic缓存(Alembic Cache)

    HairUV_2_XGen.png

  3. 通过隐藏或删除XGen头发以将其移除。然后,在Maya场景中,使用源网格体重新导入之前导出的毛发曲线。

    HairUV_3_XGen.png

  4. 根据你的场景,顶部曲线下将有数千条样条曲线,本例中为 SplineGrp0。编辑以下Python脚本,并将以下值替换为项目中的值:

    • export_directory

    • hair_file

    • curve_top_group

    • uv_mesh

    你可以在此处 下载脚本。

    from maya import cmds
    from maya import OpenMaya
    import os
    
    def create_root_uv_attribute(curves_group, mesh_node, uv_set='map1'):
        '''
        Create "groom_root_uv" attribute on group of curves.
        '''
    
        # check curves group
        if not cmds.objExists(curves_group):
            raise RuntimeError('Group not found: "{}"'.format(curves_group))
    
        # get curves in group
        curve_shapes = cmds.listRelatives(curves_group, shapes=True, noIntermediate=True)
        curve_shapes = cmds.ls(curve_shapes, type='nurbsCurve')
        if not curve_shapes:
            raise RuntimeError('Invalid curves group. No nurbs-curves found in group.')
        else:
            print "found curves"
            print curve_shapes
    
        # get curve roots
        points = list()
        for curve_shape in curve_shapes:
            point = cmds.pointPosition('{}.cv[0]'.format(curve_shape), world=True)
            points.append(point)
    
        # get uvs
        values = list()
        uvs = find_closest_uv_point(points, mesh_node, uv_set=uv_set)
        for u, v in uvs:
            values.append([u, v, 0])
            #print (str(u) + " , " + str(v)  )
    
        # create attribute
        name = 'groom_root_uv'
        cmds.addAttr(curves_group, ln=name, dt='vectorArray')
        cmds.addAttr(curves_group, ln='{}_AbcGeomScope'.format(name), dt='string')
        cmds.addAttr(curves_group, ln='{}_AbcType'.format(name), dt='string')
    
        cmds.setAttr('{}.{}'.format(curves_group, name), len(values), *values, type='vectorArray')
        cmds.setAttr('{}.{}_AbcGeomScope'.format(curves_group, name), 'uni', type='string')
        cmds.setAttr('{}.{}_AbcType'.format(curves_group, name), 'vector2', type='string')
    
        return uvs
    
    def find_closest_uv_point(points, mesh_node, uv_set='map1'):
        '''
        Find mesh UV-coordinates at given points.
        '''
    
        # check mesh
        if not cmds.objExists(mesh_node):
            raise RuntimeError('Node not found: "{}"'.format(mesh_node))
    
        # check uv_set
        uv_sets = cmds.polyUVSet(mesh_node, q=True, allUVSets=True)
        if uv_set not in uv_sets:
            raise RuntimeError('Invalid uv_set provided: "{}"'.format(uv_set))
    
        # get mesh as dag-path
        selection_list = OpenMaya.MSelectionList()
        selection_list.add(mesh_node)
    
        mesh_dagpath = OpenMaya.MDagPath()
        selection_list.getDagPath(0, mesh_dagpath)
        mesh_dagpath.extendToShape()
    
        # get mesh function set
        fn_mesh = OpenMaya.MFnMesh(mesh_dagpath)
    
        uvs = list()
        for i in range(len(points)):
    
            script_util = OpenMaya.MScriptUtil()
            script_util.createFromDouble(0.0, 0.0)
            uv_point = script_util.asFloat2Ptr()
    
            point = OpenMaya.MPoint(*points[i])
            fn_mesh.getUVAtPoint(point, uv_point, OpenMaya.MSpace.kWorld, uv_set)
    
            u = OpenMaya.MScriptUtil.getFloat2ArrayItem(uv_point, 0, 0)
            v = OpenMaya.MScriptUtil.getFloat2ArrayItem(uv_point, 0, 1)
    
            uvs.append((u, v))
    
        return uvs
    
    def abc_export(filepath, node=None, start_frame=1, end_frame=1, data_format='otawa', uv_write=True):
    
        job_command = '-frameRange {} {} '.format(start_frame, end_frame)
        job_command += '-dataFormat {} '.format(data_format)
    
        job_command += '-attr groom_root_uv '
    
        if uv_write:
            job_command += '-uvWrite '
    
        job_command += '-root {} '.format(node)   
    
        job_command += '-file {} '.format(filepath) 
    
        cmds.AbcExport(verbose=True, j=job_command)
    
    def main():
    
        export_directory = 'D:/Dev/Ref'
        hair_file = os.path.join(export_directory, 'hair_export.abc')
        curve_top_group= 'description1|SplineGrp0'
        uv_mesh='pPlane1'
    
        create_root_uv_attribute( curve_top_group , uv_mesh)
        abc_export(hair_file, curve_top_group)
    
    main()
  5. 在Maya中,使用更改后的数值运行脚本。这 生成一个新的Alembic('.abc')文件,该文件可以导入到虚幻引擎中。

  6. 在虚幻引擎中,使用 毛发 着色模型创建新材质。在材质图表中,添加 毛发属性(Hair Attributes) 表达式,然后将 根UV(Root UV) 插入纹理样本的 UV 输入中。

    HairUV_4_XGen.png

  7. 将导入的毛发Alembic文件从内容浏览器拖到关卡中,然后向其指定毛发材质。你应该以如下形式结束:

    确保关卡中的毛发Alembic文件的宽度大于0。

    HairUV_5_XGen.png

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