James Brady 講述如何在 Epic Games 的最新版本中掌握下一代圖形。

隨著虛幻引擎 5 (UE5) 的發(fā)布，出現(xiàn)了一系列新功能。旨在推動(dòng)下一代視頻游戲的開發(fā)，整個(gè)行業(yè)的 AAA 工作室已經(jīng)在他們的游戲中使用了 UE5 的升級(jí)功能集，以及那些從事電影、電視和動(dòng)畫制作的工作室。

Nanite 虛擬化幾何系統(tǒng)、Lumen 全局照明系統(tǒng)和其他工具中的每一個(gè)都是其前身虛幻引擎 4 (UE4) 的顛覆性創(chuàng)新，但這也意味著還有很多東西需要學(xué)習(xí)和適應(yīng)，以及額外的技能 拿起，我是來(lái)幫你的。

我將介紹 UE5 新工具和功能的強(qiáng)大功能，以及使用 Nanite、Lumen 和 One File Per Actor 等系統(tǒng)的好處。到最后，您應(yīng)該有一個(gè)基本的了解并且足夠自如地打開編輯器并輕松導(dǎo)航它，同時(shí)了解 UE5 與 UE4 的不同之處。

您還將了解下一代硬件獲得的額外優(yōu)勢(shì)，例如 NVIDIA 和 AMD 最新 GPU 中的 RTX 功能，以及它們?nèi)绾闻c Nanite 和 Lumen 保持一致。

為了充分利用這些技巧，我強(qiáng)烈建議您使用配備運(yùn)行虛幻引擎 5 的機(jī)器，因?yàn)槲覀儗⑹褂玫囊婧晚?xiàng)目都是為下一代游戲機(jī)而設(shè)計(jì)的。所以安裝 UE5 并準(zhǔn)備好和我一起開始吧！

遠(yuǎn)古之谷

跳入虛幻引擎后，第一項(xiàng)工作就是找到古代谷樣本包。在 UE 中，轉(zhuǎn)到 Samples 選項(xiàng)卡，在 UE Game Samples 下，您會(huì)發(fā)現(xiàn)它位于準(zhǔn)備安裝的列表的下方。

完成并打開后，您應(yīng)該會(huì)看到一個(gè)啟動(dòng)級(jí)別，其中包含有關(guān)該項(xiàng)目的文本，包括推薦和最低系統(tǒng)規(guī)格。我將在配備 RTX 3080 GPU、Intel I9 CPU 和 128GB RAM 的機(jī)器上介紹本教程。

要開始使用該項(xiàng)目，請(qǐng)選擇左下角可見的內(nèi)容抽屜，這會(huì)彈出一個(gè)包含三個(gè)類別的選項(xiàng)卡，用于導(dǎo)航項(xiàng)目的目錄。讓我們先點(diǎn)擊地圖，然后點(diǎn)擊 AncientWorld 關(guān)卡，現(xiàn)在應(yīng)該會(huì)打開該項(xiàng)目文件的主關(guān)卡。

世界分區(qū)窗口

關(guān)卡加載完成后，我們會(huì)將注意力轉(zhuǎn)移到 World Partition 窗口，這將使我們能夠有選擇地加載地圖單元格，而無(wú)需在整個(gè)地圖中進(jìn)行流式傳輸。虛幻引擎新的每個(gè)Actor一個(gè)文件系統(tǒng)使我們能夠與其他開發(fā)人員同時(shí)處理地圖的特定單元格，而不必像 UE4 中所要求的那樣檢查流式傳輸關(guān)卡，但我們稍后會(huì)對(duì)此進(jìn)行更深入的研究。

現(xiàn)在，將注意力轉(zhuǎn)移到用戶界面的右下角。您會(huì)看到一個(gè)包含方格正方形的小迷你地圖，每個(gè)方格稱為一個(gè)單元格。如果您選擇然后右鍵單擊一個(gè)單元格，您將看到加載選定單元格、卸載選定單元格、卸載所有單元格和將相機(jī)移動(dòng)到此處等選項(xiàng)。我們想要加載選定的單元格，當(dāng)我們加載項(xiàng)目時(shí)，它將在地圖的可見部分中流式傳輸以供使用。您現(xiàn)在應(yīng)該看到環(huán)境藝術(shù)和場(chǎng)景中可見的其他Actor。

了解 Nanite 系統(tǒng)

在 UE5 中，我們有一個(gè)名為 Nanite 的系統(tǒng)，它使用新的內(nèi)部網(wǎng)格格式和渲染技術(shù)來(lái)渲染像素級(jí)細(xì)節(jié)和高對(duì)象數(shù)，以及作為可執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的多邊形計(jì)數(shù)。它智能地只處理可以感知的細(xì)節(jié)，僅此而已。這意味著對(duì)于應(yīng)用了 Nanite 的任何網(wǎng)格，對(duì)象的輪廓和形狀將保持不變，即使通過更高數(shù)量的 Nanite 優(yōu)化也是如此。

Nanite 的數(shù)據(jù)格式也經(jīng)過高度壓縮，并支持具有自動(dòng)細(xì)節(jié)級(jí)別 (LOD) 的細(xì)粒度流。這意味著當(dāng)使用 Nanite 時(shí)，它會(huì)自動(dòng)生成細(xì)節(jié)層次，多邊形計(jì)數(shù)對(duì)系統(tǒng)沒有障礙。

Nanite 網(wǎng)格和靜態(tài)網(wǎng)格之間的區(qū)別在于 Nanite 使用全新的系統(tǒng)以極其有效的方式渲染數(shù)據(jù)。這意味著 Nanite 的創(chuàng)作內(nèi)容與傳統(tǒng)網(wǎng)格沒有什么不同，只是它處理的屏幕上三角形和該網(wǎng)格的實(shí)例比傳統(tǒng)渲染的幾何體（例如 UE4 中的靜態(tài)網(wǎng)格）更多。Nanite 網(wǎng)格還支持多個(gè) UV 和頂點(diǎn)顏色混合。

在游戲開發(fā)中，我們現(xiàn)在可以將高密度網(wǎng)格導(dǎo)入到 UE 中，而不會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生任何影響，這是第一次。Nanite Meshes 的壓縮級(jí)別也減小了這些網(wǎng)格的整體尺寸。

將?Nanite?應(yīng)用于網(wǎng)格

現(xiàn)在我們已經(jīng)介紹了 Nanite 的理論及其在下一代游戲中的用途，讓我們建立一個(gè)網(wǎng)格。首先，選擇場(chǎng)景中可見的巖石，然后右鍵單擊以瀏覽資產(chǎn)。這將調(diào)出內(nèi)容抽屜，以前稱為內(nèi)容瀏覽器，資產(chǎn)突出顯示。對(duì)于本教程，我使用 SM_NatureRock_09，但您可以選擇任何您喜歡的資產(chǎn)。

打開資產(chǎn)窗口后，您會(huì)看到資產(chǎn)以及右側(cè)的文本窗口，其中包含有關(guān) Nanite 和三角形的信息。當(dāng)我們?cè)诖隧?xiàng)目中使用內(nèi)容時(shí)，將啟用 Nanite。

為了了解 Nanite 的強(qiáng)大功能，讓我們先通過取消選中窗口右側(cè)的啟用 Nanite 支持選項(xiàng)來(lái)禁用它。在執(zhí)行此操作時(shí)，我們現(xiàn)在可以看到壓縮磁盤大小已增加到原始網(wǎng)格大小，達(dá)到 120.11MB，頂點(diǎn)數(shù)等也大得多。

Nanite 允許我們?cè)趦?yōu)化網(wǎng)格的同時(shí)節(jié)省磁盤空間，因此我們將重新啟用它。啟用 Nanite 時(shí)，我們還可以降低三角形百分比，從而減少屏幕上呈現(xiàn)的三角形。如果我們將其設(shè)置為 50%，這意味著網(wǎng)格將在細(xì)節(jié)級(jí)別 0 下以 50% 的三角形百分比進(jìn)行渲染，然后隨著網(wǎng)格在屏幕上的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，Nanite 開始減少三角形數(shù)量。

了解流明照明系統(tǒng)

Lumen 是 UE5 的動(dòng)態(tài)照明和反射系統(tǒng)，專為下一代游戲機(jī)而設(shè)計(jì)，也是該軟件的默認(rèn)照明系統(tǒng)。流明在從幾毫米到千米的尺度范圍內(nèi)，在大型、詳細(xì)的環(huán)境中渲染具有無(wú)限反彈的漫反射以及間接鏡面反射。

這意味著光照始終是實(shí)時(shí)渲染的，而且是動(dòng)態(tài)渲染的。在 UE5 中，新創(chuàng)建的項(xiàng)目默認(rèn)啟用 Lumen 及其依賴項(xiàng)。也可以通過轉(zhuǎn)到“編輯”>“項(xiàng)目設(shè)置”>“渲染”并查找“動(dòng)態(tài)全局照明”和“反射”類別來(lái)啟用它。

每個(gè) Actor 一個(gè)文件

在以前的虛幻引擎版本中，當(dāng)您想要更改一個(gè)關(guān)卡中的一個(gè)或多個(gè)參與者時(shí)，您需要在源代碼管理（例如 P4V）中檢出文件和關(guān)卡。這會(huì)將其他團(tuán)隊(duì)成員鎖定在該文件之外，直到您的工作完成，從而減慢了整個(gè)開發(fā)過程。

在UE5中，Epic引入了一個(gè)名為One File Per Actor的新系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱OFPA。這意味著多個(gè)開發(fā)人員可以同時(shí)在一個(gè)級(jí)別上工作。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，UE5 會(huì)創(chuàng)建您作為外部角色所做的任何更改，然后在關(guān)卡或地圖中將其作為附加角色引用，通常使用前綴“EXT”。

對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，OFPA 在使用 World Partition 地圖時(shí)默認(rèn)啟用，因?yàn)槲覀冊(cè)诠糯软?xiàng)目中。但是，此功能僅在您使用源代碼管理并與多個(gè)團(tuán)隊(duì)成員一起處理項(xiàng)目時(shí)才重要。

不過請(qǐng)記住，對(duì)于您所做的任何更改，您都需要重新保存并檢出外部Actor文件，然后通過源代碼管理重新提交它們。重定向器在虛幻引擎 5 中仍然很重要，并且會(huì)在您更改任何外部參與者的命名約定時(shí)創(chuàng)建。

視圖模式介紹

現(xiàn)在我們已經(jīng)介紹了 UE5 的新增功能以及它與上一代技術(shù)（如 UE4 和舊游戲硬件）的不同之處，讓我們更深入地了解一下編輯器。

首先，讓我們單擊場(chǎng)景視口左上角的“點(diǎn)亮”圖標(biāo)。您會(huì)注意到這看起來(lái)與 UE4 非常相似，但是對(duì)于 UE5，我們現(xiàn)在添加了 Nanite Visualization、Lumen 和 Virtual Shadow Map 選項(xiàng)。將鼠標(biāo)懸停在 Nanite Visualization 選擇上以顯示諸如 Overview 之類的選項(xiàng)，這將提供選項(xiàng)卡下可見的每種模式的預(yù)覽。

如果我們打開“概覽”選項(xiàng)卡，我們會(huì)看到位于中心的場(chǎng)景，然后是各種實(shí)時(shí)展示 Nanite 技術(shù)的較小視口。在左下角，我們可以看到著色器復(fù)雜性，它突出顯示了應(yīng)用于幾何體的著色器和包含 alpha 的著色器的成本，以及頂部的 Nanite 集群、實(shí)例和三角形。

虛幻引擎 5 中的光照貼圖

接下來(lái)，讓我們打開Lumen。這可以像上一步一樣完成，方法是單擊“概述”，然后單擊“流明”和“流明概述”。通過這樣做，我們現(xiàn)在可以看到 Lumen 實(shí)時(shí)工作。

由于我們現(xiàn)在使用 Lumen，因此我們不再需要擔(dān)心烘焙光照貼圖或?yàn)橘Y產(chǎn)組裝光照貼圖 UV。雖然我們?nèi)匀豢梢赃x擇這樣做，但鑒于 UE5 是為下一代硬件設(shè)計(jì)的，我們現(xiàn)在可以將這些 UV 用于額外的通道而不是光照貼圖，例如用于血液飛濺的 UV 或虛幻引擎 UDIMS。

如果我們打開場(chǎng)景中可見的網(wǎng)格之一，我們可以看到它只包含一個(gè) UV 通道，例如我們的示例資產(chǎn) SM_NatureRock_09。如果我們打開通道，在本例中是 UV 通道 0 下的單個(gè)通道，我們可以看到它代表應(yīng)用于該特定網(wǎng)格的紋理和材質(zhì)的 UV。

由于我們使用 Lumen，光照現(xiàn)在是實(shí)時(shí)渲染的，因此光照貼圖烘焙不需要額外的 UV 信息；虛幻引擎 5 和下一代硬件中的眾多新功能之一。?