UE4 パーティクルエフェクトのマテリアル（前半）

第 2 回 Unreal Engine4 勉強会

UE4 のパーティクルエフェクト2 本立て！

◆ はじめに

◆ はじめに

• とあるグラフィックデザイナーです

• エフェクト作ってます

• ＵＥ４分からないことだらけです

• 情報交換してくれる人モトム！

初級～中級くらい ( ？ )

◆ はじめに

（多少はマテリアルを触ったことがある人向けです）

資料はアップ予定ないです

◆ はじめに

（ほとんど実演ですスミマセン）

ハイペースで進行します

◆ はじめに

（画面の写真とか撮ってもらっても大丈夫です）

間違ってたらごめんなさい

◆ はじめに

（あとでコッソリ教えてください）

◆ アジェンダ

第一部　パーティクルエフェクトのマテリアル

第二部　パーティクルへのライティング

◆ アジェンダ

50分

50分

パーティクルエフェクトのマテリアル

◆ 第一部

◆ マテリアルの基本構成


ノード

ベースマテリアルノード

つなぐ！

基本部分は解説サイトがあります


（まずはこちらを読んでみてください）

『ゲームエフェクトデザイナーのブログ (UE4) 』

http://effect.hatenablog.com/

http://monsho.blog63.fc2.com/

『もんしょの巣穴 blog 』

https://trello.com/b/QClfo5l3/ue4

『背景アーティスト UE4 ビギナー勉強会』

http://envgameartist.blogspot.jp/

『背景アーティストのぶろぐ』

今流行りの物理ベースの

マテリアルってどう設定するの？


Ａ . まずは公式ページ読むべし


　 UE4 公式マニュアル『物理ベースのマテリアル』

https://docs.unrealengine.com/latest/JPN/Engine/Rendering/Materials/PhysicallyBased/index.html

　 UE4 公式マニュアル『マテリアル入力』

https://docs.unrealengine.com/latest/JPN/Engine/Rendering/Materials/MaterialInputs/index.html

実際にどう設定していけば良いかは

こちらの解説が分かりやすい！



SQUARE-ENIX Open Conference『リアルタイムワークフロー実演解説』http://www.ustream.tv/recorded/27215048

拡散反射・鏡面反射・金属と非金属の違い・

フレネル・ラフネス

‥このあたりが分かってくると、次のような

記事も徐々に理解できる部分が増えてきます



『カプコン独自のゲームエンジン「 Panta Rhei 」と

「 deep 　

　 down 」の技術的詳細に迫る CEDEC セッションレポート』

　 http://www.4gamer.net/games/032/G003263/20140911067/

http://d.hatena.ne.jp/hanecci/

『 hanecci’s Blog』

本題

エフェクトでよく扱うノードの紹介



Constant- 定数 -


• Constant

• Constant 2 Vector



…

…

…

…

１

２

３

４

（各ショートカットキーを押しながら左クリックでノードを追加できます）


Constant 3 Vector

Constant

Constant

（数字を各入力ポートに繋いでいくだけでも立派なマテリアル！）


Add , Multiply- 足し算と掛け算 -


• Add

• Multiply

…

…

Ａ

Ｍ

テクスチャに色を付け足すなどは

一般的に Multiply( 乗算 ) で行います


「なんで？」っていう方は下記の記事を読んでみてください

『 [UDK] 色の基本的な考え方』http://maruta.be/effect/106


Multiply

（ A と B に入力された情報を掛け合わせます）


Multiply


Multiply


Divide , Power- 割り算と掛け算 -


• Divide

• Power

…

…

Ｄ

Ｅ

Power( 累乗 ) はコントラストの調整によく利用しま

す

雲模様テクスチャに Power をかけて Opacity に繋ぐ

ことで徐々に千切れるように消える表現も可能！


つまりこんな感じ


Power( 累乗 ) は演算系のノードの中では

処理が重めと聞くので控えたくなりますが

実際にどれくらい重いのかよく分かりません‥



Texture Sample- テクスチャの参照 -


• Texture Sample … Ｔ



似たような３つの違いは？

基本的に Texture Sample で OK だけど

マテリアルファンクション (関数 ) の入力ポートに

繋ぐことができるのは Texture Object


Particle SubUV はアニメパターンを敷き詰めた

テクスチャをパーティクルでパターン再生する

時に使うのだけど、それはまた後に解説します



One Minus- 値の反転 -


• One Minus … Ｏ

テクスチャや RGB カラーを反転するのに便利

0 ～ 1 の範囲でクランプされている値に対して使用



Particle Color- Cascade から色を取得 -

エフェクトツール「 Cascade 」で色を制御したい時の

最もベーシックな構成



Vertex Color- 頂点カラーを取得 -

さらに頂点カラーの色も加えたい時の

ベーシックな構成


ここでちょっとマテリアルファンクションについて

プロジェクトで何 100 と増えていくマテリアルに

毎回同じノードを組んでいくのはとても非効率的！

◆ マテリアルファンクションについて

そこで新規マテリアルファンクションを作成して

入力ポートと出力ポートを用意


そしてマテリアル内に放り込んで使用します

さっきのマテリアル構成がこんなにスッキリ！

後から中身を拡張したりもできる


話を元に戻して‥


Texture Coordinate , Panner- ＵＶのタイリングとスクロール -


• Tex Coord

• Panner

…

…

Ｕ

Ｐ


Texcord で U と V のタイリング数を指定

Panner で U と V のスクロール速度を指定


Dynamic Parameter- Cascade から値を取得する -


超シンプルな例

Dynamic Parameter をメタリックに繋いだので

Cascade からメタリックの値を自由に制御可能にな

る

エフェクトでは UV スクロールを

カーブエディタでコントロールしたい時や

UV の初期値をランダムにしたい時などに利用


その他、色んな場面で使いたいのだけど

残念ながら現状は 1 マテリアルにつき

Dynamic Parameter の出力ポートは 4つまで

という制限がある ( ノードを複数置いてもダメ )


UV スクロールのコントロールかつ

UV の初期値をランダムにする構成は

説明が大変なのでここでは割愛



Particle Sub UV- テクスチャのパターンアニメーション -


こういうパターンアニメをパーティクルで行う場合に

使うノードですが‥

実は Texture Sample でも SubUV アニメは可能

では Particle SubUV を使うメリットは‥？


Cascade の Required モジュールで SubUV アニメーションの

補間方法の設定「 Linear Blend 」が利用できる

つまりパターン切り替えをクロスフェードできる


Linear Blend はパターン切り替え速度を遅くしても

滑らかにアニメーションして見える

しかもゲームスピードがスロー再生中でも問題ない



Depth Fade- いわゆるソフトパーティクル -

一言で言えば背景とのめり込みを緩和できる


使い方はカンタン

Opacity に繋ぐだけ


正確には背後の不透明オブジェクトとの距離が

近いほどピクセルが透明になる処理なので‥


背景に突き刺さったところにフェードが入る訳では

ないので注意 (図のように壁際で透明になってしま

う )



Liner Interpolate- 直線補間 -

Alpha ポートに入力された 0 ～ 1 の値に応じて

0 に近いほど A ポート、 1 に近いほど B ポートの

値を出力するノードになります



色んな場面で利用できます

この後にも登場します



Fresnel- フレネル反射 -

フレネル反射とは？

川などの水面を真上から覗くと水底が見えるけど

横から見ると景色が映り込んで水底が見えないように

視点の入射角によって光の反射率が変わる光学現象


このような感じで Lerp ノードで使用することが多い


Fresnel ノードは視点方向とモデルの法線が

正対すると 0 の値を‥

90度直角になると 1 の値を出力します


すると (主に )輪郭部を光らせたり

(主に )輪郭部を透明にするといった表現ができます



Bump Offset- 擬似的に視差をつける ( パララックスマップ ) -

実際のモデル表面よりもマテリアルが手前‥

または奥にあるかのように見せる



構成例


下図のような構成にすることで

二重スクロールのような表現も可能


Screen Position- 平行投影 -

カメラから平行投影したような表現が可能



構成例


モデルの角度や凹凸に関係なく

テクスチャが投影されています

ちょっとだけ応用編

◆ マテリアル応用編

Near Camera Fading- カメラめり込み対策のフェードアウト -

Pixel Depth ノードを使って

カメラに近付くほど透明にする構成です

UE4 の wiki にチュートリアルがあります


https://wiki.unrealengine.com/Visual_Effects:_Lesson_03_A:_Near_Camera_Fadin

g


構成例

◆ マテリアル応用編

Vertex Normal / WS- ワールドの頂点法線を取得してアレコレ -

法線が上向きの面に雪の質感を追加したり

法線が下向きの面に水面の反射を追加したり

‥ といった表現が可能です

『背景アーティストのぶろぐ』で詳しい解説があります


http://envgameartist.blogspot.jp/2014/10/pixelnormalwsvertexnormalws.html


構成例

上面 ⇒

下面 ⇒


構成例

◆ マテリアルインスタンス


1つのマテリアル構成を元に

バージョン違いが沢山必要な時‥


この構成で基本色のバリエーションが欲しい


この構成で基本色のバリエーションが欲しい


そこでとても便利なのが

マテリアルインスタンス！


元のマテリアルの一部の設定を

自由に変更できるようにすることを

パラメータ化すると言います


• 色違いのバリエーション

• テクスチャを差し替えたバリエーション

• 片面、両面

• アルファ合成、加算合成

• ソフトパーティクルあり、なし


• Scaler Parameter

• Vector Parameter

…

…

Ｓ

Ｖ


マテリアルインスタンスを使う

メリットは？


• シェーダーの再コンパイルを最低限にできる

• ベースとなるマテリアルの一括修正が効く

• 編集がとてもシンプル

• ゲーム実行中に動的にパラメータを変更できる


チームで詳しい人がマテリアルを作成して

他の人はインスタンスだけを扱う

‥ といった運用も可能

スタッフ全員が自由にマテリアルを組むと

品質や描画コストの統一や管理面で収集が

つかなくなる危惧もあるので、その対策にもなる

◆ マテリアルパラメータコレクション

◆ マテリアルパラメータコレクション

パラメータを集めたもの

かなり計画的に使う必要がありそう


エフェクトではどんな時に使えそうか？

例えば煙の色をレベルの明るさや色に応じて

一括でコントロールしたい時とか使えそう？

第一部はこれで終了

Art & Photos

UE4 パーティクルエフェクトのマテリアル（前半）