Unreal4有哪些令你印象深刻拍案叫绝的设计

作者：梧桐

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来源：知乎

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尽量挑冷门的说。

官方顶点动画插件：用贴图来记录顶点动画数据，用 VTF 做顶点动画，而不是传统的动态顶点提交。（https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Animation/Tools/VertexAnimationTool/index.html）

Render To Texture Blueprint 工具集之 3D Imposter Sprites：先预渲染多个角度的公告板，然后在运行时根据视角选择最接近的一个（https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Content/Tools/RenderToTextureTools/3/index.html）

Render To Texture Blueprint 工具集之 Render a Normalized Depth Map：预渲染ShadowMap贴图，然后再材质里面把ShadowMap算一遍，来实现自阴影（https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Content/Tools/RenderToTextureTools/4/index.html）

Bullet Train 拿材质编辑器当 Substance Designer 用，烘培贴图来提高性能，还是Render To Texture Blueprint 工具集（https://www.youtube.com/watch?v=PG2fHLdzRIs&feature=youtu.be&t=2000）

Phong 高光的 SG 近似：把Phong方程里面的Pow函数给干掉，代码在BasePassForForwardShadingPixelShader.usf里面的PhongApprox（Spherical
Gaussian approximation for Blinn-Phong, Phong and Fresnel）

利用移动平台的 framebuffer_fetch 扩展在 shader 里面做 alphablend，代码在BasePassForForwardShadingPixelShader.usf 的 FrameBufferBlendOp；同时，在 framebuffer_fetch_depth_stencil 不支持时候用 framebuffer 的 w 存深度

虚幻3的半透明头发自动排序工具，虚幻4代码还在，工具没做（DCC 软件里有没有类似的东西？有用过的麻烦分享下），（https://udn.epicgames.com/Three/TranslucentHairSorting.html）

材质里 WorldPositionBehindTranslucency 函数实现的各种类贴花效果，比如虚幻竞技场2014（UT2014）主角足下阴影、UT2014 的 Outpost23 外景地表半透明云的投影、Showdown 里面汽车的阴影等

材质里用 CustomUV 通道存 Color 数据，来实现在材质编辑器里面把像素着色器计算转移到顶点着色

禅意花园里面不使用 RelectionVector+Cubemap 的组合来制作水面，而是先假设水面法线朝上，然后通过法线对反射UV做个简单的偏移，再取 Cubemap，来提高性能，龚神这篇文章第二点就是在介绍这个思路（加速反射的渲染）

在广角镜头下需要避免屏幕边缘的广角畸变，传统做法一般是两个摄像机 FOV 分开渲染，而 UT2014 则利用 Panini 投影来做，代码在 PaniniProjection.usf（http://tksharpless.net/vedutismo/Pannini/panini.pdf），也有全局的
Panini（https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Engine/Rendering/PostProcessEffects/PaniniProjection/index.html）

延迟渲染下实现个别对象置顶显示，一种思路是模板缓冲区处理，但是牵一发动全身太麻烦，UT2014 在顶点着色器里把武器的所有顶点朝摄像机移近了一定的百分比

沙发骑士的小人跑到沙发后面也会变成类似全息影像的置顶显示，他的做法是做了两个材质，第二个材质禁用了深度测试，平时用第一个材质，当检测到摄像机和小人中心点中间有遮挡就切换到第二个材质。正常做这个用CustomDepth+Postprocess也行，他这个做法要节省点。

材质编辑器里面的 PixelDepthOffset 只能为正，不能为负，开始以为是引擎代码写的不严谨，后来才知道这叫 conservative depth output（Conservative
Depth Output (and Other Lesser-Known D3D11 Features)）

按住鼠标右键，滚动中间滚轮可以调节WASD的速度（拍案叫绝？拍桌大笑！）

Slate 实现的这套 DSL 是为了在传统 UI 基础上实现类 Unity 的 IMGUI 的优势（https://docs.unrealengine.com/latest/INT/Programming/Slate/Architecture/index.html）

有时候水底看起来因为折射在波动，其实是水塘的顶点在波动，和水和折射没有关系

禅意花园里面的蝴蝶和鱼都不是骨骼动画，翅膀、尾巴或头的正弦运动，可以是刷上了顶点权重色配合 RotateAboutAxis 在顶点着色器里做正弦动画。

Showdown 里面的窗户玻璃，并不是透明材质，而是不透明材质加上 bumpoffset（parallax mapping）做的伪透明

FastMath.usf 里面一大把黑科技数学函数，当然少不了卡神的 0x5f3759df 啦

BSP 里面 pen 和 brush clip 只有在顶视图等正交视图用空格键操作才有效，最吓人的是 lathe 工具，教程 https://www.youtube.com/watch?v=zJLVq-7vNbg ，官方案例的 BSP 关卡做的真是让人拍案叫绝（不过感觉现在引擎的重心没在这块？各种
bug 不修）

粒子系统配合材质编辑器加上粒子 Event 体系，扩展性太强了，可惜 Niagara 模块很久没有动静，否则再配合上蓝图，已经是我能想象出来的极限

无尽之剑里的 PBR 材质直接把 basecolor 贴图的某个通道做简单的 lerp 之类的处理就传给了roughness，效果显著，性能优秀。UT2014 的武器 material layer 做多了以后，性能不行，单个材质层也用这个技术来做优化贴图采样。

PS 里法线越叠越平？那是因为没有掌握法线混合的 N 种姿势（
Blending in Detail，web 预览：Shader
Sandbox），材质节点里面的 BlendAngleCorrectedNormals 就是 RNM（Reoriented Normal Mapping），当然啦，入 Substance Designer 神教就没这个问题了

yEd 是个好玩的工具，把引擎内树状数据结构可视化打印出来（yEd - Graph Editor），r.CompositionGraphDebug
这个命令可以把光照合成、后期处理的流程打印出来

不过还是 gephi （Gephi - The Open Graph Viz Platform）好看点，引擎用它来打印
UnrealBuildTool 的上下文依赖关系（GraphVisualization.cs 文件）

与其折腾策划数据编辑软件，不如学好 VBA，直接来扩展 Excel，Driving Gameplay with Data
from Excel，文章里面的 Export To CSV 内嵌按钮就是 VBA 写的，UT2014 也在用这个方案（例子的下载链接失效了，用这个：https://docs.unrealengine.com/latest/attachments/Gameplay/DataDriven/Example.xlsm）

Lightmass 用挡光板逆向打光模拟区域光源（Simulating Area Lights in UE4），妈妈再也不用担心我打不好光了，禅意花园的室内氛围就是这么出来的

Fresnel 在不明显的时候，用 lerp 替代 pow 只要慢慢调也能差不多，性能还好点，材质函数 Fresnel_Function 内部就同时集成了两种实现

材质的自发光通道可以直接算光照模型，把光照模型关了，补一个 Lambert，补一个 Phong，甚至更简化的版本，小东西这么用比较省，尤其移动平台

官方的 PostProcess Matinee （https://www.youtube.com/watch?v=Hd3AV_Sx65Y）里面蝴蝶的翅膀，高光效果感人，就用上面说的方法：Phong
的一个变种，可以双向高光。不过他还是保留了 Volumetric 的 NonDirectional 光照计算

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