髪のレンダリングとシミュレーションに関する本ガイドでは、Unreal Engine でスキンメッシュ上の Hair Groom に対して作業を行う際の基本について説明します。

このチュートリアルでは、以下の習得を目指します。

髪のレンダリングとシミュレーションを適用するプロジェクトの設定方法。
アニメートされたスケルタルメッシュで使用するための Groom の設定方法。
基本的な Hair マテリアルの設定方法。
髪用物理の有効化および調節方法。

1 - 必要な設定

Unreal Project ブラウザを使用して「Third Person (サードパーソン)」テンプレートで新しいプロジェクトを作成します。
エディタのメインメニューから [Edit (編集)] > [Project Settings (プロジェクト設定)] を選択して、[Project Settings (プロジェクト設定)] ウィンドウを開きます。[Rendering (レンダリング)] > [Optimizations (最適化)] で [Support Compute Skin Cache (スキンキャッシュの計算をサポート)] を有効にする

エディタのウィンドウの右下隅に [Restart Now (今すぐ再起動)] ポップアップが表示されますが、次の手順でもエディタの再起動が必要になるため、この時点では無視してもかまいません。
メインメニューに戻って [Edit (編集)] > [Plugins (プラグイン)] を選択し、[Plugins (プラグイン)] ブラウザウィンドウを開きます。

検索バーで「Groom」を検索するか、左側のパネルで [Geometry (ジオメトリ)] カテゴリを選択し、次のプラグインを有効にします。
- Alembic Groom Importer
- Groom
エディタを再起動して、プロジェクト設定とプラグインの変更を有効にします。

2 - グルームを作成してインポートする

キャラクター向けのグルームには、シンプルなものであっても、さまざまなタイプの髪 (頭の毛、髭、眉毛など) が含まれます。これらのタイプの髪には、独自のマテリアルや物理設定を持つものもあります。また、シミュレーション時に使用される髪など、1 つのグループ内に複数のタイプの髪が含まれている場合もあります。この情報は DCC アプリケーションでのグルーミングの際に定義することができ、Unreal Engine ではこの情報に基づいてガイドを定義します。

お使いの DCC アプリケーションでグルームを作成し、Alembic (.abc) ファイル形式でエクスポートします。

「Alembic for Grooms の仕様」を参照し、適切な命名規則に従ってグルームを Unreal Engine 向けに準備します。
コンテンツブラウザの [Import (インポート] ボタンをクリックするか、Alembic ファイルをコンテンツブラウザにドラッグアンドドロップします。
[Groom Import Options (グルームインポートオプション)] ウィンドウで以下のオプションを考慮します。
- グルームにベイクされた最初の回転を修正します。これにより不要なランタイム負荷を避けます。
- [Override Guides] のチェックボックスを使って、インポートされたグルームからストランドセットを選択してインポートされたガイドを置き換えます。ガイドの量は Hair to Guide Density 値に依存します。
- [Interpolation Quality] と [Interpolation Distance] を使用して、ガイドとストランド間のペアリングがガイドの動きを転送する処理方法をを変更します。
- [Randomize Guide] と [Unique Guide] のチェックボックスを使って、単一のガイドのみ、または複数のガイドがストランドに影響を及ぼすかどうか、ガイドがストランドに与える影響の処理方法を指定します。
[Import (インポート)] をクリックします。

グルームシステムでは、インポートプロセス中に、「Alembic for Grooms の仕様」ページで説明されている Alembic の命名規則に準拠する属性とグループを検出して、これらを新しグルームアセットにインポートします。これらの属性の中で、RootUV 属性は、肌の表面など、下にある表面の UV をフェッチし、グルーム全体に空間的な変化を作り出すことができます。

3 - スケルタルメッシュにグルームをアタッチする

Groom コンポーネントを使用すると、Groom Asset をアタッチし、グルームをスケルタルメッシュのサーフェスにバインドできます。オプションの BindingAsset は、グルームの投影データをスケルタルメッシュにキャッシュします。これにより、GPU が作成および割り当てられていない場合に、起動時にこれを行うための GPU コストを節約できます。

グルームコンポーネントを設定する

本ガイドのこのセクションでは、「サードパーソン」テンプレートに含まれる SK_Mannequin を使用します。これをお持ちでない場合は、コンテンツブラウザの [Add New (新規追加)] > [Add Feature or Content Pack (機能またはコンテンツパックの追加)] をクリックして、ThirdPerson テンプレートを選択することでプロジェクトに追加することができます。

また、これと同じ設定をキャラクターブループリント内にも適用できることに留意してください。

コンテンツブラウザ 内で「Mannequin > Character > Mesh」フォルダの SK_Mannequin スケルタルメッシュを選択し、シーン内にドラッグします。
スケルタルメッシュを選択した状態で [Details] パネルの [Add Component] ボタンをクリックして Groom コンポーネントを探して追加します。
[Groom] コンポーネントを選択し Groom Asset スロットを使ってインポートしたヘアグルームをこのスケルタルメッシュに割り当てます。

バインディングアセットを作成する

コンテンツブラウザで Groom アセットを探します。グルームを右クリックして、コンテンツメニューを使って [Create Binding (バインディングを作成)] を選択します。
[Groom Binding Options] ウィンドウが開きます。アセットを作成するには、ターゲットスケルタルメッシュ を割り当てて、類似するトポロジーを共有する ソーススケルタルメッシュ をオプションでターゲットスケルタルメッシュとして指定します。これらのスロットを割り当てたら [Create (作成する)] をクリックします。
これにより Groom Binding アセットが開きkます。保存してウィンドウを閉じます。
レベルでスケルタルメッシュを選択します。[Details (詳細)] パネルを使って [Components] パネルで Groom コンポーネントを選択します。[Groom] セクションで、フラグ [Bind Groom to Skeletal Mesh] が有効にされていることを確認し、[Binding Asset] スロットを使って作成したバインディングアセットを割り当てます。

4 - Hair (ヘア) マテリアルを設定する

Unreal Engine には、デフォルトでシンプルな Hair マテリアル、HairDefaultMaterial が用意されています。

Unreal Engine にはデフォルトの Hair (ヘア) マテリアルが用意されているため、以下の手順は任意ですが、まだ Hair マテリアルを設定したことがなければ、以下の手順に従うことで、Hair マテリアルの設定に必要なプロパティや設定について学ぶことができます。

コンテンツブラウザで [Add New (新規追加)] ボタンをクリックし、ドロップダウンメニューから [Material (マテリアル)] を選択します。
マテリアルアセットに名前を付けて開きます。
マテリアルエディタの [Details (詳細)] パネルで、次のように設定します。
- Shading Model:Hair
また、[Use with Hair Strands (髪ストランドで使用)] を有効にする必要もあります。マテリアルが Groom コンポーネントに適用されると、このチェックボックスが自動的にオン (有効) になり、マテリアルが再コンパイルされます。自動的に有効にならない場合は、マテリアルエディタの [Details (詳細)] パネルにある [Usage (使用方法)] カテゴリでこれを有効にすることができます。
マテリアルグラフ内で、基本的な Hair マテリアル向けに次のようにノードを設定します。

ベースカラーには Constant4Vector を使用し、ラフネスの制御には定数を使用します。

より複雑な Hair マテリアルを設定する場合は、マテリアルグラフ内で HairAttribute 式を使用して、UV、Dimensions (寸法)、RootUV (ルート UV)、Seed (シード) などの髪の属性にアクセスします。
マテリアルエディタを 保存して閉じます。
Hair マテリアルは、レベル内の [Details (詳細)] パネルまたはブループリントを通じてグルームアセットコンポーネントに直接適用するか、コンテンツブラウザでグルームアセットを開いて適用することができます。Hair マテリアルを [Material (マテリアル)] 要素スロットに割り当てます。
グルームアセットアクタ (詳細パネル)

グルームアセット (グルームアセットエディタ)