毛发创建XGen指南 | 虚幻引擎 4.27 文档

本文将演示如何在Maya的老版XGen毛发创建系统中设置Groom并导入虚幻引擎，以及如何参考[Alembic for Groom指南]来设置属性。

本文使用Maya 2018.6创建资产。

关于转换老版本XGen的说明

将导线转换为NURBS曲线

请参考下列步骤将Groom的导线转化为曲线，以便保存一组曲线并匹配你要转换的导线。

将Maya菜单集设为 建模（Modeling），以便查看可用的正确菜单选项。
从主菜单中，点击 生成（Generate） 下拉列表并选择 XGen编辑器（XGen Editor）。
在 XGen 窗口中，使用 工具（Utilities） 选项卡选择 曲线的导线（Guides to Curves）。
点击 创建曲线（Create Curves）。

完成后，groom的输出将类似下图：

将Groom转换为XGen交互式Groom

如果你在使用老版本的XGen说明（XGen Description），需将groom转换为 XGen交互式Groom（XGen Interactive Groom）。步骤如下：

选中XGen Description节点。
在 建模（Modeling） 菜单中，使用主菜单点击 生成（Generate） 下拉列表，然后选择 转换为交互式Groom（Convert to Interactive Groom）。

将样条说明导出到NURBS曲线

请遵循以下步骤，将你选中的样条说明（spline description）导出成Alembic文件，该文件可以与插值生成的头发一起导入为NURBS曲线。

选中你的XGen Spline Description节点。在 建模（Modeling） 菜单集中使用主菜单点击 生成（Generate） 下拉列表。然后在列表中选择 缓存（Cache）> 导出缓存（Export Cache）。
在 导出缓存（Export Cache） 窗口中进行以下设置：
- 缓存时间帧（Cache Time Frame）： 设置成 当前帧（Current Frame）
- 多个变换（Multiple Transforms）： 禁用
- 写入最终宽度（Write Final Width）： 启用
为文件输入名称，文件类型选择 Alembic。
点击 导出（Export）。
在 文件（File） 菜单中选择 导入（Import）。这会打开 导入（Import） 窗口，然后将Alembic（'.abc'）文件放入场景。

导入完成后，XGen样条说明就应该已经被导出为Alembic文件，并且将内插毛发作为NURBS曲线导入。

创建属性

创建组ID属性

可在一个或多个组中导出内插毛发。虚幻引擎中可识别此类组，用于唯一材质指定。

创建组ID属性时使用以下脚本：

	from maya import cmds

	attr_name = 'groom_group_id'

	# 注意：更改以下命名以反映节点场景。
	groups = ['hair_brows_splineDescription1|SplineGrp0', 'hair_lashes_splineDescription1|SplineGrp0', 'hair_head_splineDescription1|SplineGrp0']

	for groom_group_id, group_name in enumerate(groups):

		# 获取xgGroom下的曲线
		curves = cmds.listRelatives(group_name, ad=True, type='nurbsCurve')

		# 用组id标记组
		cmds.addAttr(group_name, longName=attr_name, attributeType='short', defaultValue=groom_group_id, keyable=True)

		# 添加属性范围
		# 强制Maya的alembic将数据导出为GeometryScope::kConstantScope
		cmds.addAttr(group_name, longName='{}_AbcGeomScope'.format(attr_name), dataType='string', keyable=True)
		cmds.setAttr('{}.{}_AbcGeomScope'.format(group_name, attr_name), 'con', type='string')

创建导线属性

当你为Groom创建导线属性时，只有标记为 导线（guide） 的曲线才会被用于虚幻引擎中的模拟。若未在Alembic文件中指定导线，在导入UE4的过程中，一定比例的内插毛发将被内部标记为导线。

导入无导线的groom时，使用Groom导入选项可设置标记为导线的内插毛发比例。默认仅10%的毛发用作导线。

创建导线属性时使用以下脚本：

	from maya import cmds

	attr_name = 'groom_guide'

	# 获取xgGroom下的曲线
	curves = cmds.listRelatives('xgGroom', ad=True, type='nurbsCurve')

	# 新建组
	guides_group = cmds.createNode('transform', name='guides')

	# 将组标记为groom_guide
	cmds.addAttr(guides_group, longName=attr_name, attributeType='short', defaultValue=1, keyable=True)

	# 强制Maya的alembic将曲线导出为一个组。
	cmds.addAttr(guides_group, longName='riCurves', attributeType='bool', defaultValue=1, keyable=True)

	# 添加属性范围
	# 强制Maya的alembic将数据导出为GeometryScope::kConstantScope
	cmds.addAttr(guides_group, longName='{}_AbcGeomScope'.format(attr_name), dataType='string', keyable=True)
	cmds.setAttr('{}.{}_AbcGeomScope'.format(guides_group, attr_name), 'con', type='string')

	# 导线组下方的父曲线
	for curve in curves:
		cmds.parent(curve, guides_group, shape=True, relative=True)

Groom_Width属性

对于Maya来说，宽度值有一个特殊的行为，不像其他DCC应用程序可以按照Alembic for Grooms规格来检索它们并使用它们来建立新郎。

Maya可以直接在曲线上导出宽度值，这样就不需要导出一个自定义的 groom_width 属性；导入器会自动将这些值转换为该属性。如果 groom_wdith 属性在导入虚幻引擎时与新郎一起存在，它不会被覆盖。如果 groom_wdith 没有被指定，或者不能从宽度值中转换，那么生成器将回到1厘米的值上。

从Maya导出到Alembic

在Maya中，选择要导出的导线和Group_ID曲线。

每个节点应拥有唯一名称。

在 建模（Modeling） 菜单集中，使用主菜单点击 缓存（Cache） 下拉列表，然后选择 Alembic缓存（Alembic Cache）> 将选中项导出到Alembic（Export Selection to Alembic）。
在 导出选中项（Export Selection） 窗口中的 通用选项（General Options） 类别下，将 缓存时间范围（Cache time range） 设为 当前帧（Current Frame）。
在 属性（Attributes） 类别下，输入要罗列出的 属性（Attribute） 命名，然后点击 添加（Add） 按钮。添加以下模式属性：
- groom_group_id
- groom_guide
在 文件名（File name） 文本框中为文件命名，并将 文件类型（Files of type） 设为 Alembic。
点击 导出选中项（Export Selection） 按钮。

将纹理应用于毛发UV

以下步骤和包含脚本可以帮助你设置自己的XGen毛发，该毛发可以导出到虚幻引擎，并且各个发束上呈现已应用的纹理。

在Maya的建模菜单中，选择 生成（Generate） > 创建交互式Groom样条（Create Interactive Groom Splines）。
你可以根据自己的偏好为项目创建导线并涂刷毛发。准备就绪后，选择 生成（Generate）> 缓存（Cache）> 创建新缓存（Create New Cache） 将曲线导出为 Alembic缓存（Alembic Cache）。
通过隐藏或删除XGen头发以将其移除。然后，在Maya场景中，使用源网格体重新导入之前导出的毛发曲线。
根据你的场景，顶部曲线下将有数千条样条曲线，本例中为 SplineGrp0。编辑以下Python脚本，并将以下值替换为项目中的值：
- export_directory
- hair_file
- curve_top_group
- uv_mesh

你可以在此处下载脚本。

		from maya import cmds
		from maya import OpenMaya
		import os

		def create_root_uv_attribute(curves_group, mesh_node, uv_set='map1'):
			'''
			Create "groom_root_uv" attribute on group of curves.
			'''

			# check curves group
			if not cmds.objExists(curves_group):
				raise RuntimeError('Group not found: "{}"'.format(curves_group))

			# get curves in group
			curve_shapes = cmds.listRelatives(curves_group, shapes=True, noIntermediate=True)
			curve_shapes = cmds.ls(curve_shapes, type='nurbsCurve')
			if not curve_shapes:
				raise RuntimeError('Invalid curves group. No nurbs-curves found in group.')
			else:
				print "found curves"
				print curve_shapes

			# get curve roots
			points = list()
			for curve_shape in curve_shapes:
				point = cmds.pointPosition('{}.cv[0]'.format(curve_shape), world=True)
				points.append(point)

			# get uvs
			values = list()
			uvs = find_closest_uv_point(points, mesh_node, uv_set=uv_set)
			for u, v in uvs:
				values.append([u, v, 0])
				#print (str(u) + " , " + str(v) )

			# create attribute
			name = 'groom_root_uv'
			cmds.addAttr(curves_group, ln=name, dt='vectorArray')
			cmds.addAttr(curves_group, ln='{}_AbcGeomScope'.format(name), dt='string')
			cmds.addAttr(curves_group, ln='{}_AbcType'.format(name), dt='string')

			cmds.setAttr('{}.{}'.format(curves_group, name), len(values), *values, type='vectorArray')
			cmds.setAttr('{}.{}_AbcGeomScope'.format(curves_group, name), 'uni', type='string')
			cmds.setAttr('{}.{}_AbcType'.format(curves_group, name), 'vector2', type='string')

			return uvs

		def find_closest_uv_point(points, mesh_node, uv_set='map1'):
			'''
			Find mesh UV-coordinates at given points.
			'''

			# check mesh
			if not cmds.objExists(mesh_node):
				raise RuntimeError('Node not found: "{}"'.format(mesh_node))

			# check uv_set
			uv_sets = cmds.polyUVSet(mesh_node, q=True, allUVSets=True)
			if uv_set not in uv_sets:
				raise RuntimeError('Invalid uv_set provided: "{}"'.format(uv_set))

			# get mesh as dag-path
			selection_list = OpenMaya.MSelectionList()
			selection_list.add(mesh_node)

			mesh_dagpath = OpenMaya.MDagPath()
			selection_list.getDagPath(0, mesh_dagpath)
			mesh_dagpath.extendToShape()

			# get mesh function set
			fn_mesh = OpenMaya.MFnMesh(mesh_dagpath)

			uvs = list()
			for i in range(len(points)):

				script_util = OpenMaya.MScriptUtil()
				script_util.createFromDouble(0.0, 0.0)
				uv_point = script_util.asFloat2Ptr()

				point = OpenMaya.MPoint(*points[i])
				fn_mesh.getUVAtPoint(point, uv_point, OpenMaya.MSpace.kWorld, uv_set)

				u = OpenMaya.MScriptUtil.getFloat2ArrayItem(uv_point, 0, 0)
				v = OpenMaya.MScriptUtil.getFloat2ArrayItem(uv_point, 0, 1)

				uvs.append((u, v))

			return uvs

		def abc_export(filepath, node=None, start_frame=1, end_frame=1, data_format='otawa', uv_write=True):

			job_command = '-frameRange {} {} '.format(start_frame, end_frame)
			job_command += '-dataFormat {} '.format(data_format)

			job_command += '-attr groom_root_uv '

			if uv_write:
				job_command += '-uvWrite '

			job_command += '-root {} '.format(node)

			job_command += '-file {} '.format(filepath)

			cmds.AbcExport(verbose=True, j=job_command)

		def main():

			export_directory = 'D:/Dev/Ref'
			hair_file = os.path.join(export_directory, 'hair_export.abc')
			curve_top_group= 'description1|SplineGrp0'
			uv_mesh='pPlane1'

			create_root_uv_attribute( curve_top_group , uv_mesh)
			abc_export(hair_file, curve_top_group)

		main()

from maya import cmds
		from maya import OpenMaya
		import os

def create_root_uv_attribute(curves_group, mesh_node, uv_set='map1'):
			'''
			Create "groom_root_uv" attribute on group of curves.
			'''

# check curves group
			if not cmds.objExists(curves_group):
				raise RuntimeError('Group not found: "{}"'.format(curves_group))

# get curves in group
			curve_shapes = cmds.listRelatives(curves_group, shapes=True, noIntermediate=True)
			curve_shapes = cmds.ls(curve_shapes, type='nurbsCurve')
			if not curve_shapes:
				raise RuntimeError('Invalid curves group. No nurbs-curves found in group.')
			else:
				print "found curves"
				print curve_shapes

# get curve roots
			points = list()
			for curve_shape in curve_shapes:
				point = cmds.pointPosition('{}.cv[0]'.format(curve_shape), world=True)
				points.append(point)

# get uvs
			values = list()
			uvs = find_closest_uv_point(points, mesh_node, uv_set=uv_set)
			for u, v in uvs:
				values.append([u, v, 0])
				#print (str(u) + " , " + str(v) )

# create attribute
			name = 'groom_root_uv'
			cmds.addAttr(curves_group, ln=name, dt='vectorArray')
			cmds.addAttr(curves_group, ln='{}_AbcGeomScope'.format(name), dt='string')
			cmds.addAttr(curves_group, ln='{}_AbcType'.format(name), dt='string')

cmds.setAttr('{}.{}'.format(curves_group, name), len(values), *values, type='vectorArray')
			cmds.setAttr('{}.{}_AbcGeomScope'.format(curves_group, name), 'uni', type='string')
			cmds.setAttr('{}.{}_AbcType'.format(curves_group, name), 'vector2', type='string')

return uvs

def find_closest_uv_point(points, mesh_node, uv_set='map1'):
			'''
			Find mesh UV-coordinates at given points.
			'''

# check mesh
			if not cmds.objExists(mesh_node):
				raise RuntimeError('Node not found: "{}"'.format(mesh_node))

# check uv_set
			uv_sets = cmds.polyUVSet(mesh_node, q=True, allUVSets=True)
			if uv_set not in uv_sets:
				raise RuntimeError('Invalid uv_set provided: "{}"'.format(uv_set))

# get mesh as dag-path
			selection_list = OpenMaya.MSelectionList()
			selection_list.add(mesh_node)

mesh_dagpath = OpenMaya.MDagPath()
			selection_list.getDagPath(0, mesh_dagpath)
			mesh_dagpath.extendToShape()

# get mesh function set
			fn_mesh = OpenMaya.MFnMesh(mesh_dagpath)

uvs = list()
			for i in range(len(points)):

script_util = OpenMaya.MScriptUtil()
				script_util.createFromDouble(0.0, 0.0)
				uv_point = script_util.asFloat2Ptr()

point = OpenMaya.MPoint(*points[i])
				fn_mesh.getUVAtPoint(point, uv_point, OpenMaya.MSpace.kWorld, uv_set)

u = OpenMaya.MScriptUtil.getFloat2ArrayItem(uv_point, 0, 0)
				v = OpenMaya.MScriptUtil.getFloat2ArrayItem(uv_point, 0, 1)

uvs.append((u, v))

return uvs

def abc_export(filepath, node=None, start_frame=1, end_frame=1, data_format='otawa', uv_write=True):

job_command = '-frameRange {} {} '.format(start_frame, end_frame)
			job_command += '-dataFormat {} '.format(data_format)

job_command += '-attr groom_root_uv '

if uv_write:
				job_command += '-uvWrite '

job_command += '-root {} '.format(node)

job_command += '-file {} '.format(filepath)

cmds.AbcExport(verbose=True, j=job_command)

def main():

export_directory = 'D:/Dev/Ref'
			hair_file = os.path.join(export_directory, 'hair_export.abc')
			curve_top_group= 'description1|SplineGrp0'
			uv_mesh='pPlane1'

create_root_uv_attribute( curve_top_group , uv_mesh)
			abc_export(hair_file, curve_top_group)

main()

在Maya中，使用更改后的数值运行脚本。这将生成一个新的Alembic（'.abc'）文件，该文件可以导入到虚幻引擎中。
在虚幻引擎中，使用毛发着色模型创建新材质。在材质图表中，添加 毛发属性（Hair Attributes） 表达式，然后将 根UV（Root UV） 插入纹理样本的 UV 输入中。

The groom_root_uv attribute specifies per hair the underlying mesh UV which it is attached to. This attribute is optional, and if not specified, a root UV is automatically generated in the engine using a spherical mapping.

将导入的毛发Alembic文件从内容浏览器拖到关卡中，然后向其指定毛发材质。你应该以如下形式结束：

确保关卡中的毛发Alembic文件的宽度大于0。