UE4网格绘画实现

网格绘画是玩家在游戏中的物体上绘画的能力。网格绘画的例子有Super Mario Sunshine中的 goop、 Portal 2中的凝胶和Splatoon中的墨水。它可以用作游戏元素，也可以纯粹用于视觉效果。无论哪种方式，网格绘画都为游戏设计师和艺术家开辟了许多可能性。

尽管前面的示例都是几乎相同的效果，但你也可以使用网格绘画来制作许多其他效果。例如，可以使用它来喷涂物体、渲染角色的伤口，甚至让玩家绘制自己角色的脸！

在本教程中，我们将学习如何在骨架网格物体上绘画，主要步骤包括：

• 将网格展开为其 UV 形式
• 使用线跟踪中的命中位置对网格进行球面遮罩
• 使用场景捕获将展开的网格和球体蒙版渲染到渲染目标
• 使用蒙版在角色材质中的纹理之间进行混合

请注意，这不是关于顶点绘制的教程。顶点绘制取决于网格分辨率，不能在游戏运行时更改。另一方面，本教程中的方法独立于网格分辨率工作，也可以在游戏运行时工作。

首先下载本教程的材料（可以在教程底部找到链接）。解压缩并导航到MeshPainterStarter并打开MeshPainter.uproject。如果按Play按钮，将看到要在其上绘画的角色。

就像雪地和草地痕迹教程一样，我们实现网格绘画也需要场景捕捉。为了节省时间，我已经创建了场景捕捉蓝图。如果想了解更多关于捕捉设置的信息，请查看创建雪痕的教程。

首先，让我们看看如何在网格上绘画。

在大多数情况下，我们使用的网格都是已经 UV 映射的。因此，显而易见的事情是使用渲染目标（Render Target）创建一个遮罩，然后将其应用于网格。但是，直接在渲染目标上生成遮罩（使用 Draw Material to Render Target）通常会导致 UV 壳之间的不连续性。

这是一个立方体的 UV 贴图和球体蒙版纹理的示例：

这是应用于立方体的蒙版：

如上图所见，2D 球体蒙版不会环绕角落，因为它没有考虑几何形状。要生成正确的遮罩，球体遮罩需要对网格的世界位置进行采样。但是在使用 Draw Material to Render Target 节点时如何访问世界位置呢？

如果你在研究网格绘画的方法，可能已经看过 Ryan Bruck 的关于使用渲染目标实现角色毁损的视频（本教程基于其方法）。在视频中，他成功生成了 3D 球体蒙版，并将其累积到渲染目标中。Ryan之所以能够做到这一点，是因为他创建了一个渲染目标来存储网格的世界位置，然后他可以使用球体蒙版对其进行采样。让我们仔细看看。

Ryan的方法有四个步骤。第一步是“展开”有问题的网格。这只是简单地移动所有顶点，以便获得 UV 形式的网格。例如，这里是角色的 UV：

这是在虚幻中展开后的角色：

可以通过应用一些简单的世界位置偏移数学来展开网格（稍后将看到）。

展开后，第二步是将网格的世界位置编码为渲染目标。为此，可以将展开材质的颜色设置为绝对世界位置，然后使用场景捕捉来捕捉展开。这是渲染目标的样子：

注意：渲染目标会改变颜色，因为角色是运动的。这导致世界位置不断变化。

第三步是创建球体蒙版。现在可以访问网格的世界位置，因此可以在球体蒙版中对其进行采样。然后，可以将球体蒙版直接绘制到第二个渲染目标。

最后一步是使用角色材质中的蒙版在颜色、纹理或材质之间进行混合。以下是可视化的步骤三和四：

现在，让我们看看建议的方法。

虽然 Ryan 的方法有效，但它需要：

• 需要两个渲染目标进行绘制。首先是捕获展开的网格，然后是汇总球体蒙版。
• 一个渲染目标用于存储世界位置
• 另一个渲染目标用于累积球体蒙版，我们需要为每个要在其上绘制的actor 设置一个单独的渲染目标。

本教程中的方法避免了第二次绘制及世界位置渲染目标。方法通过将展开和球形遮罩组合成一种材料（展开材料）来实现此目的。然后，使用加法合成模式捕获展开以累积球体蒙版。

需要注意的一点是，当网格没有重叠 UV 时，这两种方法都最有效。重叠的 UV 将导致共享相同 UV 空间的像素也共享相同的蒙版信息。例如，将双手 UV 映射到同一空间。如果一只手进行了蒙版处理，另一只手也一样。

现在让我们从创建展开材料开始。

导航到Materials文件夹并创建一个新材质。将其命名为M_Unwrap，然后打开它。

接下来，更改以下设置：

• 着色模型：Unlit。这是为了确保场景捕获不会捕获任何照明信息。
• 双面：启用。有时，根据网格的 UV 映射方式，展开的面可能会面向另一个方向。双面将确保我们可以看到任何翻转的面。
• 与骨架网格体一起使用：启用。这将编译材质在骨架网格物体上工作所需的着色器。

接下来是展开网格。为此，请创建以下设置。请注意，我已经在MPC_Global资产中创建了CaptureSize和UnwrapLocation参数。

这会将网格 UV 展开到指定大小的指定位置。请注意，如果网格的唯一 UV 贴图位于单独的通道上，则需要更改TextureCoordinate节点的坐标索引。例如，如果唯一的 UV 在通道 1 上，可以将Coordinate Index设置为1。

下一步是创建球体蒙版。为此，我们将需要两个参数：命中位置和球体半径。创建突出显示的节点：

这将为球体蒙版内的像素返回白色，为外部的像素返回黑色。不必担心为参数设置值，因为稍后我们将在蓝图中这样做。

将Absolute World Position节点设置为Absolute World Position (Excluding Material Shader Offsets)很重要。这是因为像素的世界位置会因为展开而改变。排除材质着色器偏移将为我们提供展开前的原始世界位置。

这就是展开材质所需的全部内容。单击应用，然后关闭材质编辑器。接下来是将材质应用到角色以展开它。

对于本教程，捕获蓝图将处理展开和捕获。首先，我们需要展开材质的动态实例。导航到Blueprints文件夹并打开BP_Capture。然后，将突出显示的节点添加到Event BeginPlay。确保将Parent设置为M_Unwrap。

接下来，我们需要一个函数来执行展开和捕获。创建一个名为PaintActor的新函数。之后，创建以下输入：

• ActorToPaint：类型是Actor。Actor展开和捕捉。
• HitLocation：类型为Vector。这将是球体蒙版的中心点。
• BrushRadius：类型为Float。以世界单位表示的球体蒙版的半径。

虽然这种绘画方法可以与任何Actor一起工作，但我们只会检查传入的Actor是否继承自Character类。为了简化代码，我们将角色的骨架网格组件存储到一个变量中，因为我们将多次引用它。为此，请添加突出显示的节点：

现在是时候进行展开和球体蒙版了。为此，请将突出显示的节点添加到节点链的末尾：

以下是每行的作用：

1. 首先，这将保存网格的原始材质，以便我们以后可以重新应用它。之后，它将应用展开材料。
2. 这条线将在命中位置和笔刷半径中传递到展开材质以进行球体遮罩

在测试展开之前，我们需要从玩家处进行线跟踪以获得命中位置。

单击编译，然后返回主编辑器。之后，打开BP_Player。打开Shoot功能并添加突出显示的节点。对于本教程，将笔刷半径设置为10。

单击编译，然后关闭BP_Player。按播放，然后左键单击角色以进行展开和球体蒙版。

你可以想知道为什么遮罩一直在移动，那是因为部件正在进出球面遮罩。但这不是问题，因为我们只会在命中时捕获展开。

现在已经展开了网格，让我们捕获它。

首先，最好在展开的网格后面添加一个不亮的黑色平面。这将有助于防止 UV 壳边缘出现接缝。打开BP_Capture，然后添加一个名为BackgroundPlane的平面组件。为了节省时间，我已经为你创建了黑色材料。将材质设置为M_Background。

对于本教程，展开和捕获大小为500×500单位，因此背景平面至少需要那么大。将比例设置为(5.0, 5.0, 1.0)。

由于平面的位置和展开位置相同，因此最好将平面向下偏移以防止任何 z 轴冲突。为此，请将Location设置为(0.0, 0.0, -1.0)。

接下来，我们需要执行捕获。返回到PaintActor函数并添加突出显示的节点：

这将捕获展开的网格。之后，它将重新应用网格的原始材质。

目前，场景捕获将覆盖渲染目标的先前内容。为确保球体蒙版累积，我们需要确保场景捕获添加到先前的内容中。为此，请选择SceneCapture组件并将Scene Capture\Composite Mode设置为Additive。

单击编译，然后关闭蓝图。接下来，我们需要在角色的材质中使用渲染目标。

导航到Characters\Mannequin\Materials并打开M_Mannequin。然后，添加突出显示的节点。确保将Texture Sample设置为RT_Capture。

这将在蒙版为白色的地方显示红色，在蒙版为黑色的地方显示橙色。但是，如果愿意，我们可以在纹理或材质层之间进行混合。

单击应用，然后关闭材料。按播放并左键单击角色开始绘画。

原文链接：http://www.bimant.com/blog/ue4-mesh-paint/