【实时渲染】UE4头发实时渲染技术的进步-part1

By MIKE SEYMOUR

实时游戏，虚拟制作（尤其是数字人类）中最复杂的问题之一是模拟移动并看起来逼真的头发。 去年12月，Epic发布了UE4 v4.24，对于致力于创作更加可信的角色，生物和数字人类的艺术家，它首次展示了Epic基于链的新头发和毛皮系统。该系统使艺术家能够以实时帧速率模拟和渲染成千上万的逼真的头发。

Gaelle Morand是Epic Games的高级技术艺术家，曾是在San Francisco在Industrial Light＆Magic从事外观开发和照明工作主管5年。作为一名经验丰富的艺术家，她对新系统的开发速度以及该实验性早期发行版能做什么有明确规划。尽管Charles de Rousiers对于实时渲染性能的这种飞跃一直不太确定，但是在检查了新系统之后，我们同意Morand的说法，即“ Charles和团队已实现的功能非常出色”。

传统上，实时头发是使用基于卡的渲染或其他近似方法创建的。在基于卡片的工作流程中，少量的大平板用于提供大量单个头发的近似形状和运动。使用UE4.24中新的头发渲染和模拟功能，现在可以渲染每根头发。通过渲染每个单独的头发，艺术家可以极大地提高实时模拟头发的视觉保真度。

大约5年前，NVIDIA提供了一种名为HairWorks的头发解决方案。HairWorks工具集包括DCC工具集成以及对头发的实时渲染云和模拟。较新的UE4版本不再支持Hairworks。

最近，Epic Games从Joe Alter（他于2019年11月也加入了Epic）手中购买了《剃头和理发》。令人惊讶的是，该公司随UE4.24一起提供的新Epic理发工具根本不涉及该软件。自从获得Shave and Haircut以来，Epic Games已经在GitHub上提供了它的v9.6 Maya插件和相关的着色器，作为源代码和编译后的二进制文件。这些都是免费的，每个人都可以在Unreal Engine 4 EULA下使用。认为“剃须和理发”现在将成为UE4解决方案的关键部分可能是合理的，但事实并非如此。Epic知道，修饰工具的市场并不大，并没有占据主导地位，该团队热衷于与Peregrine Labs及其Yeti软件等一系列公司合作。Epic显然可以凭借其庞大的研发预算和市场影响力淘汰掉这些较小的公司，但是Epic非常专注于为这些规模较小的专业美发公司提供长期支持。

Epic目前正在与Ornatrix，Yeti以及Houdini的groom一起测试其新的Hair实施。Ornatrix和Yeti都可以“即插即用” Alembic出口到UE4的新Hair中，但是工作室并不局限于这些软件包。实际上，任何事情“现在都可以进入虚幻”，Morand解释说。“Groom可以是ILM的Haircraft或Weta Digital的Barbershop-只要符合Alembic出口和我们在输入时寻找的属性集，就可以了。当UE4使修饰成为引擎时，UE4正在寻找一组真正构成修饰的标准属性。”她补充道。修饰不仅仅是一组曲线-还有一些重要的属性，例如宽度和颜色，而这组元数据至关重要。

Epic购买剃须刀和理发的附带好处与专利有关。该市场领域一直是专利雷区，因此一些软件无法在美国销售。现在，由于Epic拥有Shave和Haircut的专利，并且拥有雄厚的财力，该公司放弃了涉及的任何专利问题，这为Yeti和Ornatrix的广泛应用扫清了道路。虚幻引擎产品管理总监Sebastien Miglio补充说，两家公司现在都知道自己受到Epic的保护是安全的，而且“它们可以以前所未有的方式在全球进行商业化”。

第二部分：UE4头发实时渲染技术的进步-part2