Unreal Engine 5 建模與渲染實戰 (微課版)

劉祖涵，南昌工程學院信息工程學院副教授，研究生導師。主持科研項目7項，發表論文6篇，編寫專著1本，註冊專利10項。教學經驗豐富，對Unreal Engine 5的應用頗有心得。

第 1 章 Unreal Engine 基礎入門

1.1　走近Unreal Engine............................　2

1.1.1　Unreal Engine 5的特點 ..................2

1.1.2　Unreal Engine的應用領域 ..............4

1.1.3　Unreal Engine地編師 .....................6

1.2　Unreal Engine創建工程詳解...............　7

1.2.1　Unreal Engine創建工程文件...........7

1.2.2　Unreal Engine文件目錄詳解...........8

1.3　Unreal Engine用戶操作界面...............　9

1.3.1　Unreal Engine初始狀態..................9

1.3.2　主編輯器窗口.................................10

1.3.3　工具欄 ...........................................10

1.3.4　添加【世界場景設置】.....................11

1.3.5　【大綱】窗格...................................12

1.3.6　【細節】選項卡 ...............................12

1.4　Unreal Engine視口操作 ...................　13

1.4.1　調整視角........................................13

1.4.2　攝像機移動速度調整.......................14

1.4.3　視口工具欄 ....................................14

1.4.4　世界坐標軸 ....................................15

1.5　內容瀏覽器 ......................................　15

1.5.1　【內容瀏覽器】概述 ........................15

1.5.2　固定【內容瀏覽器】........................16

1.5.3　添加【初學者內容包】.....................17

1.6　知識拓展..........................................　18

1.7　課後練習：進入第三人稱游戲模式 ......　18

第　2章 放置和操作基礎物體

2.1　放置物體..........................................　21

2.1.1　通過【快速添加到項目】按鈕放置物體...............................................21

2.1.2　通過【內容瀏覽器】放置物體.........23

2.1.3　復制模型........................................23

2.1.4　加選或減選模型 .............................24

2.2　移動、旋轉、縮放物體........................27

2.2.1　x、y、z軸 ......................................27

2.2.2　移動物體........................................27

2.2.3　旋轉物體........................................28

2.2.4　縮放物體........................................28

2.2.5　本地坐標與世界坐標.......................28

2.2.6　錶面對齊........................................29

2.2.7　使用【細節】選項卡操控物體及還原...........................................30

2.2.8　聚焦到模型 ....................................30

2.3　磁力吸附..........................................　31

2.3.1　位置磁力吸附.................................31

2.3.2　旋轉磁力吸附.................................31

2.3.3　縮放磁力吸附.................................31

2.3.4　移動坐標軸位置 .............................31

2.4　保存關卡..........................................　33

2.5　課堂案例：搭建溫馨的客廳 ................　34

2.5.1　地基創建........................................34

2.5.2　樓梯搭建........................................35

2.5.3　創建傢具........................................36

2.5.4　環境搭建........................................37

2.6　知識拓展..........................................　38

2.7　課後練習：搭建“古典街道”場景.......　38

第　3 章 獲取和導入資產

3.1　常規DCC三維軟件資產導入 ..............　40

3.1.1　模型坐標軸位置 .............................41

3.1.2　特殊模型歸軸.................................41

3.1.3　自動吸附........................................41

3.1.4　Cinema 4D模型導出.....................42

3.1.5　FBX模型導入................................43

3.1.6　常用模型資產獲取方式...................44

3.2　常規貼圖資產導入.............................　46

3.2.1　常用貼圖資產獲取..........................46

3.2.2　貼圖資產導入.................................47

3.3　資產包導入 ......................................　49

3.3.1　【Content】文件夾詳解..................49

3.3.2　如何尋找工程目錄..........................50

3.3.3　將資產復制到【Content】文件夾...50

3.3.4　檢查資產包導入情況.......................51

3.4　【虛幻商城】資產包導入......................52

3.4.1　商城資源篩選.................................52

3.4.2　下載並安裝資產包..........................53

3.5　資產遷移..........................................　54

3.5.1　單一資產遷移.................................54

3.5.2　全部資產遷移.................................55

3.6　Bridge資產包導入............................　56

3.6.1　Bridge介紹....................................56

3.6.2　存儲路徑修改.................................56

3.6.3　Bridge資產導入.............................56

3.7　課堂案例：“礦山尋寶”場景搭建.........　59

3.7.1　Bridge資產導入.............................59

3.7.2　資產包導入 ....................................60

3.7.3　FBX模型及貼圖資產導入...............60

3.7.4　場景搭建........................................61

3.7.5　最終調整........................................62

3.8　知識拓展..........................................　62

3.9　課後練習：搭建“廢棄倉庫”場景 ......　63

第　4 章 材質基礎認知

4.1　材質球及初學者地圖..........................　65

4.1.1　材質球概述 ....................................66

4.1.2　初學者地圖 ....................................66

4.2　材質編輯器界面 ................................　67

4.2.1　編寫材質基礎區域..........................67

4.2.2　移動和縮放編寫材質基礎區域.........68

4.2.3　基礎渲染效果.................................68

4.2.4　材質結果節點.................................68

4.2.5　PBR概述.......................................69

4.3　常用材質節點 ...................................　70

4.3.1　一維常量節點.................................70

4.3.2　二維向量節點.................................71

4.3.3　三維向量節點.................................71

4.3.4　控制節點........................................71

4.3.5　鏡面效果製作.................................72

4.4　貼圖介紹..........................................　74

4.4.1　顏色貼圖........................................74

4.4.2　金屬度貼圖 ....................................74

4.4.3　粗糙度貼圖 ....................................74

4.4.4　法線貼圖........................................74

4.4.5　自發光貼圖 ....................................75

4.4.6　置換貼圖........................................75

4.5　基礎參數調節 ...................................　77

4.5.1　Multiply節點..................................77

4.5.2　節點運算........................................78

4.5.3　一維常量節點轉換為參數節點.........78

4.5.4　參數節點........................................79

4.5.5　UV控制節點..................................79

4.5.6　無縫貼圖密度調節..........................79

4.5.7　創建實例材質球 .............................80

4.5.8　調節實例材質球參數 ......................81

4.6　課堂案例：製作木板 PBR材質球 ........　82

4.6.1　導入材質貼圖.................................82

4.6.2　創建材質節點.................................83

4.6.3　轉換為參數節點 .............................84

4.6.4　生成實例材質球 .............................84

4.7　知識拓展..........................................　85

4.8　課後練習：製作草地 PBR材質球........　85

第　5 章　87

光照系統詳解

5.1　光照模塊..........................................　88

5.1.1　點光源 ...........................................89

5.1.2　聚光源 ...........................................89

5.1.3　矩形光源........................................90

5.2　環境光照混合器 ................................　91

5.2.1　大氣光源........................................91

5.2.2　天空大氣........................................93

5.2.3　高度霧 ...........................................94

5.2.4　體積雲 ...........................................95

5.2.5　天空光照........................................95

5.2.6　環境光照打包.................................96

5.3　HDRIBackdrop插件 ........................　99

5.3.1　添加HDRIBackdrop插件..............99

5.3.2　調節HDR天空位置......................100

5.3.3　替換HDR貼圖.............................101

5.3.4　調節HDR參數.............................101

5.3.5　使用攝像機投影 ...........................102

5.3.6　添加HDR貼圖.............................102

5.4　Lumen光照介紹.............................　104

5.4.1　什麽是Lumen .............................105

5.4.2　Lumen開啟效果..........................105

5.4.3　靜態烘焙......................................105

5.4.4　Lumen和靜態烘焙的區別............105

5.5　課堂案例：“礦山尋寶”場景打光.......　106

5.5.1　為主體物打光..............................　106

5.5.2　邊緣光 .........................................107

5.5.3　暗部補光......................................107

5.5.4　添加HDR天空.............................107

5.6　知識拓展........................................　108

5.7　課後練習：“廢棄倉庫”場景打光.......　108

第　6 章 地形系統詳解

6.1　創建新關卡 .....................................112

6.2　地形模塊.........................................112

6.2.1　創建地形......................................112

6.2.2　【雕刻】工具.................................113

6.2.3　【抹除】工具................................　114

6.2.4　【平滑】工具................................　114

6.2.5　【平整】工具.................................115

6.2.6　【斜坡】工具................................　116

6.2.7　【侵蝕】工具................................　116

6.2.8　【水力】工具.................................117

6.2.9　【噪點】工具.................................117

6.3　筆刷類型及衰減方式........................　119

6.3.1　默認筆刷.....................................　119

6.3.2　Alpha筆刷..................................　119

6.3.3　圖案筆刷......................................120

6.3.4　衰減方式......................................120

6.4　參數調節.........................................122

6.4.1　工具強度......................................122

6.4.2　筆刷尺寸......................................123

6.5　地形材質製作 ..................................123

6.5.1　創建材質球 ..................................123

6.5.2　添加草地、泥土、岩石貼圖 ..........124

6.5.3　創建【MakeMaterialAttributes】節點 ............................................125

6.5.4　創建【Landscape Layer Blend】節點 ............................................125

6.5.5　轉為材質屬性節點........................127

6.5.6　創建控制節點...............................127

6.5.7　創建實例材質球 ..........................　128

6.5.8　替換地形材質..............................　128

6.5.9　創建權重混合層 ...........................129

6.5.10　繪制地形材質.............................129

6.6　課堂案例：“峰巒疊嶂”地形繪制........132

6.6.1　雕刻山峰......................................133

6.6.2　局部調整......................................133

6.6.3　地形材質製作...............................133

6.6.4　繪制材質......................................135

6.7　知識拓展.........................................135

6.8　課後練習：沙漠地形繪制 ..................136

第　7章　137

植被系統詳解

7.1　植物模塊........................................　138

7.1.1　從Bridge導入植物......................　138

7.1.2　從【虛幻商城】導入植物.............　140

7.1.3　添加植物生成實例........................142

7.1.4　選擇並繪制植被 ...........................143

7.1.5　調節繪制參數...............................143

7.1.6　隨機縮放.....................................　144

7.1.7　對齊到法線 .................................　144

7.2　植物模塊工具欄 ..............................　146

7.2.1　【選擇】工具................................　146

7.2.2　【套索】工具................................　146

7.2.3　【抹除】工具................................　147

7.3　LOD優化機制 .................................147

7.4　啟用Nanite支持..............................147

7.5　課堂案例：繪制“綠野幽徑”場景 ....　148

7.5.1　導入植物資產..............................　149

7.5.2　添加植物......................................150

7.5.3　繪制灌木叢 ..................................150

7.5.4　搭建路徑......................................150

7.5.5　調整植物位置...............................151

7.6　知識拓展.........................................152

7.7　課後練習：繪制“熱帶雨林”場景 .....152

第　8章 Nanite網格體及Bridge材質球介紹

8.1　Nanite網格體概述...........................154

8.1.1　什麽是Nanite網格體 ..................　154

8.1.2　LOD動態減面..............................155

8.1.3　如何獲取Nanite模型 ...................155

8.1.4　導入設置......................................155

8.2　Bridge材質球介紹...........................156

8.2.1　全局調整.....................................　156

8.2.2　次錶面材質的概念........................157

8.2.3　顏色調整.....................................　158

8.2.4　金屬度調整 .................................　158

8.2.5　高光度調整 .................................　159

8.2.6　粗糙度調整 .................................　159

8.2.7　法線貼圖調整..............................　160

8.2.8　次錶面材質調整 ..........................　160

8.3　Bridge植被材質球...........................163

8.3.1　透明度調整 ..................................163

8.3.2　通透性調整 .................................　164

8.3.3　風力調整.....................................　164

8.4　課堂案例：庭院場景的 Bridge材質球調整..............................................　166

8.4.1　導入Bridge資產 .........................　166

8.4.2　庭院場景搭建..............................　167

8.4.3　將材質賦予牆壁和地面................　167

8.4.4　Bridge花朵材質球調整 ...............　169

8.4.5　Bridge樹木材質球調整 ...............　169

8.5　知識拓展........................................　169

8.6　課後練習：“沙漠棉”場景製作...........170

第　9章 項目設置及後期盒設置

9.1　項目設置.........................................172

9.1.1　Lumen動態全局光照及反射.........172

9.1.2　虛擬陰影貼圖..............................　174

9.1.3　生成網格體距離場.......................　174

9.1.4　自動曝光......................................175

9.2　後期盒設置 .....................................176

9.2.1　調節後期盒控制範圍....................　176

9.2.2　關閉自動曝光...............................177

9.2.3　開啟Lumen動態全局光照及反射.............................................177

9.3　課堂案例：“失落古跡”場景項目設置及後期盒設置 .....................................177

9.3.1　項目設置.....................................　178

9.3.2　後期盒設置 .................................　179

9.4　知識拓展........................................　180

9.5　課後練習：“廢棄倉庫”場景項目設置及後期盒設置 ....................................　180

第　10 章 實戰案例：“荒漠之城”場景搭建

10.1　根據參考效果圖搭建白模 ................182

10.1.1　確立前、中、後景.....................　182

10.1.2　調整攝像機位置及參數..............　183

10.1.3　項目設置及後期盒設置..............　184

10.1.4　搭建大體框架............................　186

10.1.5　調整太陽光位置 ........................　187

10.1.6　添加符合場景的HDR貼圖 ........　188

10.2　利用地形模塊創建地形...................　189

10.2.1　創建前景河流............................　189

10.2.2　創建中景地形............................　190

10.2.3　創建後景地形............................　190

10.3　賦予地形及河流材質......................　191

10.3.1　創建地形材質球 ........................　191

10.3.2　創建河流材質球 .........................192

10.4　知識拓展......................................　194

10.5　課後練習：創建夜晚場景 “荒漠之城”...................................　194

第　11章 實戰案例：“荒漠之城”後期效果製作

11.1　模型替換......................................　196

11.1.1　建築模型替換............................　196

11.1.2　飛船模型替換............................　198

11.1.3　金字塔模型替換 ........................　198

11.1.4　雕塑模型替換............................　199

11.2　模型微調......................................　199

11.3　局部打光及細節打光.......................200

11.3.1　主體物打光 ................................200

11.3.2　近景補光....................................200

11.3.3　背光部分打光.............................201

11.4　添加霧氣.......................................201

11.4.1　添加近景霧氣.............................201

11.4.2　添加主體物霧氣 .........................202

11.5　後期盒調整....................................202

11.5.1　添加輝光效果.............................203

11.5.2　調整飽和度 ................................203

11.5.3　調節整體色溫.............................203

11.5.4　添加暗角....................................204

11.5.5　最終調色....................................204

11.6　知識拓展.......................................205

11.7　課後練習：夜晚效果“荒漠之城”製作.............................................205