程序化植被编辑器（PVE）

程序化植被编辑器（PVE）是一款集成在虚幻引擎中的功能强大的图表化工具。 它允许用户直接在引擎环境中创建高质量且适配Nanite的植被资产。 PVE不同于传统方法，它利用现实世界的植物学原理，通过激素分布和适应性响应来模拟植物的生成过程。 这种创新方法能够生成多样化且逼真的植被。

若要使用程序化植被编辑器，你必须在菜单栏中导航至Edit > Plugins > Procedural Vegetation Editor (experimental)以启用该插件。 此外，你还需确保已安装PCG和动态风插件。

利用PVE，你可以使用以下功能在项目中构建适配Nanite的植被：

• 生成适配Nanite的植被：创建高度优化的植被资产，利用虚幻引擎的Nanite虚拟化几何体系统，在保持高性能的同时实现细节极其丰富的场景。

• 应用现实世界的植物学原理：生成的植被能够模拟自然生长模式，从而获得更真实、可信的效果。

• 定制及创建变体：修改现有植被预设，或使用节点图表设计全新的物种，以满足特定的项目需求和艺术构想。

• 简化植被创建流程：减少创建复杂植被通常所需的手动工作量，从而实现更快的迭代与生产。

PVE预设

程序化植被编辑器依赖于名为Megaplants的预设资产，其中包含了构建特定植被物种所需的数据。 这些预设资产包含骨骼网格体、材质和纹理，并支持多种Nanite植被变体，有助于在项目中创建逼真的植被。 你可以利用PVE图表组合多个预设资产，从而在项目中构建出复杂且妙趣横生的植被。 此外，你还可以使用PVE图表编辑器修改这些预设资产，以满足你的项目目标。

你可以在Fab上浏览Megaplant预设资产库。

关键支持的工作流

目前PVE支持以下关键工作流：

• 直接使用预设中提供的预构建变体——它们即拿即用。

• 定制预设中的预构建变体，或通过复用现有组件来创建新的变体。

• 使用自定义植被和材质来改变外观与风格，同时保留物种的基础特征。

• 使用PVE输出并通过手动放置或PCG来填充场景。

PVE的初始版本致力于为程序化植被创建奠定坚实基础，让用户始终能以预设为起点。 虽然未来功能将扩展到允许用户从零开始培育植被，但目前的核心功能主要围绕以下方面：

• 加载程序化植被预设：

  • 描述：此功能允许用户加载特定植物物种的预构建数据。 这些预设包含定义特定植被物种的基础信息及生长参数。

  • 作用：它提供了一个包含多样化植被物种实例的库，为用户提供了快速上手的起点，并支持进一步定制以创建变体。 这省去了从零开始构建每一株植物的繁琐工作。

• 使用节点图表定制/创建变体：

  • 描述：PVE采用基于节点的界面，与虚幻引擎中的其他可视化脚本工具类似。 该图表允许用户利用预构建节点，操作并定义控制植被生长、形态及外观的参数。

  • 作用：通过连接各种节点，用户能够：

    • 调整与激素模拟及适应性生长相关的参数。

    • 引入随机性或特定条件，以影响分支、叶片分布及整体植物结构。

    • 控制材质属性、纹理应用以及植被的其他视觉效果。

    • 生成已加载预设的独特变体，或构建全新的植物形态，从而根据具体需求精确地定制植被。

PVE节点

在构建图表以生成项目植被时，你可以参考本文档以下章节关于PVE节点的说明。 每个章节都将提供各节点的概述与用例，并详细解析每个节点的属性及其相关选项。

程序化植被预设加载器

预设加载器（Preset Loader）是你在PVE中的起点。 它能加载现成的植物预设，让你无需完全从零开始构建树木或灌木。 可以将其视作选择基础食谱——加载后，你可以对其进行微调、定制，并将其培育为独特的植被。

功能说明

• 加载预设植物物种（例如橡树、松树或灌木）。

• 每个预设包含：

  • 植物的主要结构（树干与枝条）。

  • 生长规则 （定义其如何扩展或对光照/重力做出反应）。

  • 分支数据（细枝附着的位置）。

  • 植被网格体（叶片或针叶的外观）。

  • 材质（树皮、叶片等的纹理）。

使用场景

• 快速入门：立即加载完整的植物模型以便开始实验。

• 定制：以预设为基础，随后添加节点来改变其形状、大小或植被。

新手专家提示

• 从预设入手，进行微小的调整（如缩放或更改植被），以便快速查看效果。

修剪

修剪（Carve）节点就好比对植物使用修枝剪或锯子。 它允许你根据设定规则修剪结构，从而控制植被的最终形状与大小。

功能说明

你可以依据不同的测量标准“修剪”（移除）树枝或树干的部分：

• 距根部长度（Length From Root）：根据距离树干基部的远近来修剪树枝。

  • 示例：移除植物顶部的树枝。 值为0时不移除任何树枝，而值为1时将移除所有树枝，仅保留树干。

• 从底部（From Bottom）：根据距离植物最底部的高度进行修剪。

  • 示例：与“距根部长度”类似，“从底部”也是修剪树枝，但方向相反，是从植物基部开始。 “从底部”会先缩短树干，随即移除最低处的树枝。

• Z位置：根据世界高度（虚幻引擎的Z轴）进行修剪。

  • 示例：在关卡的特定高度对植物进行切片。

• 半径（Radius）：根据树枝的粗细来移除树枝。

  • 示例：仅保留最粗的枝干，或修剪掉细小的枝条。

使用场景

• 形状控制：将树木修剪出更整洁的轮廓。

• 玩法需求：清理树底空间，以确保视野通透或方便玩家移动。

• 风格化：通过切除部分结构，创造风格化或奇幻的植物形态。

• 优化：移除背景植被的细微细节（如细枝、低矮树枝）。

新手专家提示

• 若想快速清理下部树干，请使用从底部。

• 尝试使用半径（Radius）来简化植物，在保留主要结构的同时去除细小的杂枝。

• 切勿过度修剪——适度的修整往往比大幅度的切割看起来更加自然。

重力

重力节点能让植物对自然界中的力产生反应——例如真实树枝因自重而弯曲，或向着阳光生长。 这能为植被增添自然的曲线和走向，使其看起来生机勃勃、真实可信。

功能说明

• 重力模式

  • 重力：树枝因自重而向下弯曲。

• 强度控制

  • 决定树枝弯曲的幅度。

  • 低强度=平缓曲线。

  • 高强度=剧烈弯曲。

• 方向向量

  • 修改此项可使植物沿自定义方向弯曲。

  • 示例：通常设置为世界向下，但你也可以设置自定义方向（适用于倾斜植物或风格化生长）。

• 角度校正和偏移

  • 微调树枝在保持原始角度时的平衡方式。

使用场景

• 真实感：让树木因自重或外力作用而自然下垂。

• 风格化：通过夸大曲线，赋予植物奇幻或异星风格的外观。

• 环境叙事：

  • 重力强：古老厚重的树木，枝条下垂。

新手专家提示

• 从低强度开始尝试以获得微妙的真实感——过度弯曲会显得不自然。

• 在同一场景中混合使用两种模式，可增加变化并呈现自然的多样性。

缩放

缩放（Scale） 节点用于控制植物各部分的大小。 将其视为植被的缩放工具——它能让树干变粗、树枝变长，或是调整叶片的大小。

功能说明

• 缩放整个植物网格体。

使用场景

• 快速调整：调整预设树木的高度、宽度或大小，使其更完美地融入场景。

• 变体：通过差异化缩放创建多种植物变体（避免每棵树看起来千篇一律）。

新手专家提示

• 通过微小的调整（如10–20%的缩放差异），快速为同一植物生成可信的变体。

• 对于森林场景，混合使用同一树木的放大和缩小版本，可有效避免重复感。

移除分支

移除分支节点让你能够掌控保留哪些树枝，以及修剪掉哪些树枝。 它就像一把数字修枝剪，既能塑造植物的整体外观，又能为了性能而简化模型。

功能说明

你可以根据以下不同规则来移除树枝：

• 长度：切除过短或过长的树枝。

• 半径（Radius）：根据需求移除过细或过粗的树枝。

• 光照：移除光照不足的树枝（有助于模拟自然生长）。

• 年龄：修剪掉老化的树枝。

• 代：决定保留多少“层”分支（例如：仅保留树干，或树干+ 2层分支）。

使用场景

• 艺术控制：塑造植物轮廓（使其更茂密、稀疏或具有风格化）。

• 性能：为背景树木减少不必要的细枝。

• 真实感：模拟树木自然脱落低处或背阴处树枝的过程。

新手专家提示

• 从简单入手：首先尝试调整长度或代——这些变化在视觉上最直观。

• 若想制作更逼真的树木（如森林中下部枝条较少的树），请使用基于光照的移除方式。

• 对于大型环境，利用移除功能可减轻远处植被的负担，提升渲染速度。

网格体构建器

网格体构建器节点能将你的植物设计转化为真正的3D模型，以便你在虚幻引擎中查看、使用及导出。 你在先前节点中设置的所有内容将在此汇聚，生成实际的网格体。

功能说明

• 生成3D网格体：根据图表定义的结构为你的植物生成网格体。

• 应用材质：为网格体应用材质（纹理、颜色、表面细节）。

• 使用位移添加细节：若需要额外的表面变化（如树皮凸起或叶脉），可添加位移细节。

默认情况下，它使用所加载预设中的材质；若你想要不同的外观，也可替换为自定义材质。

设置组

• 材质 – 选择或更改植物所用的纹理及表面。

  • 示例：将树皮材质替换为苔藓材质。

• 网格体 – 调整网格体的生成方式（整体形状、分辨率、质量）。

  • 示例：主角植物使用高质量，背景植物使用低质量。

• 位移（Displacement）– 通过推/拉网格体表面来添加精细的表面细节。

  • 示例：在无需超高多边形模型的情况下增加树皮的粗糙质感。

使用场景

• 网格体构建器是你在3D环境中查看植物的必要步骤。

• 若希望植物别具一格（如不同的树皮、叶色或季节性外观），请定制材质。

• 对细节清晰可见的特写植物使用位移。

新手专家提示

可以将网格体构建器视为最终烘焙：它获取植物结构（食谱），并将其转化为成品（模型）。

• 起初设置应保持简单：仅使用预设材质。

• 熟悉之后，便可开始尝试自定义材质和位移，以获得更多的艺术掌控力。

植被控制板

植被面板节点好比你的叶子和树枝库。 它会显示植物当前使用的植被类型（叶片、针叶、花朵等），若你需要不同的外观，可在此进行替换。

功能说明

• 可视化植被网格体：你可以查看附着在植物上的不同叶片或小型网格体。

• 替换植被网格体：将默认叶片替换为你自己的网格体（例如，将橡树叶换成枫叶）。

• 移除植被网格体：若需要光秃或简化的植物，可移除特定类型的叶片。

  叶片的放置（即它们出现的位置）由预设决定，在此处无法更改——你只能修改叶片的外观。

使用场景

• 定制：快速更改植物外观，无需重建整个结构。

• 多样性：在同一预设上使用不同的叶片网格体，以制作同一树种的独特变体。

• 优化：移除高多边形植被网格体并替换为更简单的网格体，以提升性能。

新手专家提示

• 从交换叶片网格体开始创建变体——这是增加森林多样性的最快方法。

• 你可以利用相同的结构搭配不同的植被网格体来创建数棵树木，从而使环境显得自然且不单调。

植被分布器

植被分布器节点控制着叶片和细枝在整株植物上的分布方式。 它提供了一种简单的方法，可根据你的需求让植物看起来枝繁叶茂或稀疏整洁。

功能说明

• 调整保留在植物上的芽、叶及细枝的数量。

• 利用乙烯（一种随植物老化导致叶片脱落的植物生长激素）的概念。

• 通过设置乙烯阈值，你可以决定植物对此过程的敏感度。

关键设置

• 乙烯阈值：将其视为一个调节植物“饱满”程度的滑块：

  • 较高阈值意味着保留更多的叶片和枝条，使植物看起来枝繁叶茂。

  • 较低阈值意味着更多的叶片和枝条脱落，使植物看起来稀疏整洁。

使用场景

• 茂密外观：适用于丛林、郁郁葱葱的森林或需要大量绿植的健康植物。

• 稀疏外观：适用于秋季场景、干燥气候，或叶片需求较少的风格化/优化植物。

新手专家提示

如果你不确定从何入手：

• 设置较高阈值以获得生机勃勃、鲜嫩的植物。

• 逐渐降低阈值以创造自然变化（例如森林中某些树木看起来更苍老或干枯）。

• 在同一场景中混合使用两者，能使环境显得更加自然且真实可信。

骨骼削减

骨骼削减节点有助于简化植物骨骼。 在PVE中，当你将植物导出为骨骼网格体时，系统会创建骨骼，以便树枝和叶片能够移动（例如随风摇摆）。

有时，这些骨架可能包含过多骨骼，从而拖慢游戏或大型场景的性能。 骨骼削减节点允许你减少骨骼数量，从而提升运行速度。

功能说明

• 保持高性能：通过降低骨骼数量来实现。

• 简化动画：防止植物占用过多的处理能力。

• 权衡：骨骼越少，风力摆动的真实感越低。

使用场景

• 使用骨骼削减：如果你正在创建：

  • 包含成百上千株植物的大型森林或场景（追求速度）。

  • 精细风力细节无关紧要的背景植被。

• 避免过度削减骨骼：如果：

  • 植物靠近玩家或摄像机。

  • 它是主角资产（过场动画或游戏过程中的重要树木/植物）。

新手专家提示

从默认骨骼开始，若场景运行变慢，再尝试使用骨骼削减。 可以将其视为通过降低动态“细节”来换取性能。

输出

输出节点用于将你在程序化植被图表中构建的所有内容，转化为虚幻引擎中的可用资产。 将其视为植物的导出按钮。

功能说明

输出节点允许你根据项目中的使用需求，以不同格式保存植物：

• 静态网格体：不含Nanite或骨骼数据的标准虚幻网格体。 适用于简单植物或无需高细节的情况。

• 带Nanite植被的静态网格体：同上，但已通过虚幻引擎的虚拟化几何体系统Nanite进行优化。 非常适合性能要求高且细节极其丰富的植被。

• 骨骼网格体：包含骨骼（骨头）的网格体，能够移动或对风力/物理产生反应。 非常适合你希望随风摇摆或弯曲的树木或植物。

• 带Nanite植被的骨骼网格体：集两者之长：既有高度细节，又具备风力和运动动画。

如果植被尚无骨骼，选中骨骼网格体选项后，输出节点将为你自动生成骨骼数据。

各选项的使用场景

• 静态网格体：适用于无需动画的小型植物、灌木或背景细节。

• Nanite静态网格体：适用于注重细节的森林、丛林或特写植物。

• 骨骼网格体：适用于需要移动的植被。

• Nanite骨骼网格体：适用于需要兼顾真实感与动态效果的茂密森林，特别是在需要细节和风力动画的电影级镜头中。

新手专家提示

如果你刚起步：

• 使用带Nanite的静态网格体：适用于大多数情况——简单易用且效果出色。

• 一旦你上手并希望添加风力交互等动态效果，可切换至骨骼网格体选项。

导入时的虚幻引擎内容

预设在虚幻引擎中加载后，你将获得以下内容：

• 根文件夹（物种名称，例如：Tree_European_QuakingAspen_01）

  • 实例（子文件夹）

  • 材质（子文件夹）

  • 纹理（子文件夹）

  • 风力设置（子文件夹）

    • PVE风力模拟数据资产

• 每个变体的带Nanite植被的骨骼网格体

• 每个变体的骨骼

• PVE图表编辑器资产

• PVE预设数据资产

端到端用户流程示例

1. 通过以下任一方式下载Quixel Megaplants预设包（不适用于5.7预览版，仅适用于5.7正式版及后续版本）：

   1. 启动器中的Fab

   2. Fab 虚幻引擎插件

   3. Fab.com

2. 打开资产展示厅示例场景，查看随下载提供的预构建植被变体。

3. 直接使用预构建的骨骼网格体变体，通过手动放置、实例化、复制或在PCG体积中进行散布。

4. 双击PVE图表编辑器资产，查看每个变体的节点图表。

5. 利用节点的各种参数编辑变体，或复制节点图表以创建全新的变体。

6. 使用你希望导出的变体的节点图表中的输出节点进行导出，并选择一种所需的输出网格体类型。

7. 开始通过手动放置、实例化、复制或在PCG体积中进行散布。

关键植物学概念

在项目中使用PVE生成植被时，你应熟悉以下几个关键术语：

• 向光性：植被生长方向对光照的响应。 在PVE中，这对实现更逼真的树枝生长效果起着重要作用。

• 激素：

  • 乙烯：

    • 乙烯作为一种植物激素，在种子萌发、根茎伸长、开花结果以及枝叶衰老等多种生长发育过程中发挥着关键作用。 根据浓度和物种的不同，它可以促进或抑制生长。

    • 在PVE中，它主要用于控制植物的生长，以及新叶片/植被出现的位置和数量。

• 分支代：

  • 此功能指定了植物结构内分支的层级深度。 它决定了分支与树干的距离，并用于控制不同结构层级的生长、外观及行为。

• 第0代：树干或主茎。

• 第1代：直接从树干长出的枝条。

• 第2代：从第1代长出的子枝条，依此类推。

• 某些设置（如材质）可针对不同代数进行差异化配置。

• 腋生角：

  • 通常称为插入角，是指侧生器官（如叶片、花梗或侧枝）与其父轴（即长出它的茎/枝）之间的夹角。

0° ≈ 平行于父轴（顺着生长方向）。

90° ≈ 垂直（直接伸出）。

>90° ≈ 相对于直立父级向地面下垂。

该角度会影响光照捕获、雨雪滑落以及植物的整体架构。 它随物种、器官类型、树龄及环境的不同而变化。