Hướng dẫn tổng quát về Unreal Engine 4 cho diễn họa kiến trúc

Đây là hướng dẫn tổng quát về Unreal Engine 4 cho diễn họa kiến trúc. Mình sẽ update theo kiến thức và đóng góp của các bạn theo thời gian. Lời nói đầu, đây là bản dịch lại của file “Architectural Visualization in Unreal Engine 4 - Community Guide” của các UE4 member nhưng sau này không rõ sao host lại không tiếp tục phát triển và đã đóng trang hướng dẫn này. Mình sẽ dịch lại theo ý mình có bổ sung và chỉnh sửa, theo kinh nghiệm (còn rất non) trong 3ds Max để hỗ trợ cho các bạn muốn học UE4. Có gì sai sót thì góp ý để mình sửa chữa và bỏ qua nhé. Be nice!  Một số thuật ngữ, vì khó dịch và không muốn sai nghĩa của của cả từ nên mình không dịch mà để nguyên, các bạn không hiểu chịu khó google và tìm hiểu thêm vậy.

Cám ơn đã đọc! [email protected]

H ư ớ n g d ẫ n t ổ n g q u á t v ề U n r e a l E n g i n e 4 c h o d i ễ n h ọ a k i ế n t r ú c 1 |

MỤC LỤC

I.

Chuẩn bị nội dung cho UE4 ............................................................................................................................... 3 A.

Models - 3ds MAX ......................................................................................................................................... 3 1.

Khối 3d (mesh) .......................................................................................................................................... 3

2.

Tinh chỉnh polygon (Polygon optimization).............................................................................................. 4

3.

Chuyển từ Vray .........................................................................................................................................5

4.

UV Mapping ............................................................................................................................................. 6

5.

Light Mapping .......................................................................................................................................... 6

6.

Collision (Khối va chạm) ............................................................................................................................ 7

7.

LOD ......................................................................................................................................................... 8

8.

FBX export ............................................................................................................................................... 8

9.

Blender workflow ..................................................................................................................................... 8

B.

Cây cối - SpeedTree ..................................................................................................................................... 8

C.

Tạo landscape .............................................................................................................................................. 9 1.

Môi trường tự nhiên................................................................................................................................. 9

2.

Cảnh quan đô thị ...................................................................................................................................... 9

D.

Người .......................................................................................................................................................... 9

E.

….................................................................................................................................................................. 9

II.

UE4 ................................................................................................................................................................. 10 A.

Nhập FBX .................................................................................................................................................... 10

B.

Vật liệu........................................................................................................................................................ 12 1.

Các bước cơ bản ..................................................................................................................................... 12

2.

Tạo map .................................................................................................................................................. 13

C.

Cây cảnh ..................................................................................................................................................... 14 1.

Import SpeedTree ................................................................................................................................... 14

2.

Grass ....................................................................................................................................................... 14

D.

Ánh sáng – tĩnh (static)................................................................................................................................ 14

E.

Ánh sáng - động (dynamic) ......................................................................................................................... 19

F.

Làm phim (Matinee).................................................................................................................................... 19

G.

Tương tác (Interactivity) ............................................................................................................................. 19 1.

III.

Đèn ......................................................................................................................................................... 19 Làm việc nhóm (Collaborative Workflow) ................................................................................................... 19


I. Chuẩn bị nội dung cho UE4 A. Models - 3ds MAX 1. Khối 3d (mesh) Đầu tiên, nên nhớ mặc định unit trong Unreal là 1cm, vì thế phải chỉnh unit trong 3ds max về cm cho khớp. Tổng số lượng polygon (polycount) (trong 3ds Max nhấn phím 7) nên cân nhắc, nên nhớ càng ít thì framerate (trong UE4 bấm phím ~ rồi nhập “stat fps” để kiểm tra) sẽ càng mượt nhưng bề mặt sẽ gồ ghề hơn và ngược lại , cần tùy chỉnh số polygon để cân bằng giữa framerate và đồ họa, tùy vào mục đích bạn muốn dùng làm gì – trong game (frame rate quan trọng hơn) hay archviz (chất lượng đồ họa quan trọng hơn). Channel trong 3ds hay trong UE4 là các kênh thể hiện bề mặt vật liệu trong khối, channel 1 trong 3ds max tương ứng với channel 0 trong UE4, tương tự channel 2 trong 3ds max tương ứng với channel 1 trong UE4. Channel 1 là kênh chứa thông tin của mesh về texture, về map, về độ reflex, refract… dùng để render hình tĩnh chắc ai render cũng biết Channel 2 là kênh chứa thông tin của mesh về shadow/light. Ánh sáng tác động lên mesh gây ra bóng đổ như thế nào, channel 2 là nơi ghi nhận thông tin đó để thể hiện ra. (Theo ý mình) nói dễ hiểu thì thiếu channel 2 thì không có chiều sâu, không có khối 3d, bạn chỉ có phiên bản như cartoon cho các vật thể mà thôi.

Các mesh có thể chia thành 2 nhóm: ● Nhóm công trình kiến trúc, chỉ sử dụng một lần xuyên suốt 1 cảnh (trong Unreal thì gọi là Level) bao gồm các mảng công trình, cảnh quan, đường phố,v.v…) tất cả gốc tọa độ (pivot) nên đặt cùng vị trí, tại gốc 0,0,0 để import nhanh hơn và chính xác vị trí. Các khối này không nhất thiết là 1 mesh duy nhất, có thể chia nhỏ ra thành các thành phần riêng biệt để build sáng tốt hơn (ví dụ như các thành phần tường, nên chia ra theo các diện khác nhau)


●

Vật dụng (prop) ví dụ như nến, các cuốn sách, gối, đồ nội thất, v.v… nói chung là các đồ xài đi xài lại nên đặt ở các pivot riêng biệt cho riêng mỗi món, thông thường là điểm thấp nhất của trục z.

Pivot có để được định một cách tự động bằng cách sử dụng plugin – xem mục 8. Xuất file FBX

2. Tinh chỉnh polygon (Polygon optimization) Giảm thiểu số polygon là bước quan trọng cho UE4. Ai đã từng có kinh nghiệm render, nhất là các cảnh vi mô cần đặc tả hay đại cảnh với số lượng polygon cỡ 7 8 chữ số chắc biết rõ vai trò của bước này.  Trong 3ds Max có 3 cách để hiệu chỉnh là: Multires, Optimize, ProOptimizer Bước này khá mệt, nhất là đụng mấy món phức tạp cong lượn hay gồ ghề như xe hơi hay cột gothic. Gặp trường hợp này bạn nên tách riêng từng mesh, vật càng phức tạp càng nên tách riêng ra. Đừng quên tick vào option “Protect UV” khi chỉnh.


3. Chuyển từ Vray Chắc hầu hết ai render cũng dùng vray hay công cụ render trung gian chứ không dùng Mental ray mặc định của 3ds Max. Nếu bạn muốn xài lại vật liệu của Vray cho UE4, rất tiếc câu trả lời là không được vì UE4 không có plugin materialconverter như Corona hay Thea. Các chữa cháy chỉ là bạn mở bảng vật liệu Vray lên, convert hết sang standard material với các texture còn nguyên đó, sau đó chỉnh nhưng không nên đụng đến map UV. Dưới đây là hình của script chuyển đổi có tên: AK-VRmtl to standard.ms Bạn thấy script này chỉ có thể chuyển map diffuse, bump hay normal thì đã mất. Nên ngoài diffuse thì các map khác bạn phải import vào UE4 sau thủ công.


4. UV Mapping UV mapping dùng ở channel 1 nhé. Ta chỉ nên chỉnh UV cho các mesh quan trọng như tường hay sàn, mấy cái mảng mà khi xuất ra ta muốn vị trí texture (ví dụ: tiling) từ 3ds max vào UE4 sẽ khớp y như thế. Còn các mesh ít quan trọng hơn bạn để mặc định UVW là 100,100,100cm. Mình đề nghị nên UVmap hết tất cả vật thể luôn cho tiện vì chẳng biết lúc này cần và không cần UV, phòng trường hợp lúc cần lại phải quay lại 3ds UV mất thời gian. Vật thể có nhiều vật liệu, tốt nhất là là tạo mat Multi/Sub Object cho nó (bên Revit xuất sang 3ds max rất hay dùng mat này) Các khối trước lúc xuất sang 3ds Max nên để mặc định là standard material. Lúc xuất sang UE4 sẽ tự động hiểu và apply (chỉ) diffuse map vào mesh cho bạn.

5. Light Mapping Light Mapping dùng ở channel 2 nhé. Công đoạn này, theo kinh nghiệm của bản thân và nhận xét của các UE4 mem khác, là công đoạn khó nhai nhất. Không chỉ vì nó rất rất rất tốn thời gian, mà ngay cả khi bạn đã nghĩ là đã làm xong, chuyển sang dùng UE4 thì sau khi light baking (hiểu nôm na là render thời gian thực) vài lần vẫn xuất hiện rất rất nhiều lỗi, và rồi bạn phải mở 3ds max và chỉnh lại map rồi update lại. Các mesh càng phức tạp, mapping càng khó, chưa kể khi bạn xài phần mềm thứ 3 như revit xuất sang 3ds max thì khối đã nát nay càng nát hơn. H ư ớ n g d ẫ n t ổ n g q u á t v ề U n r e a l E n g i n e 4 c h o d i ễ n h ọ a k i ế n t r ú c 6 |

Hiện nay UE4 đã phát triển dạng baking động (dynamic baking) là LPV (light propagation volumes), kết quả ra được khá tốt, không tốn thời gian Lightmapping và chất lượng hình ảnh vẫn trong mức chấp nhận được. Theo mình thấy thì khuyết điểm khi bạn dùng LPV thì GPU và Ram sẽ bị ngốn khá nhiều, tỉ lệ với độ chi tiết của cảnh. Ở channel 2, mỗi mesh tạo 1 bản uv mapping như trong hình, trong đó mỗi polygon tương ứng một unit. Để unwapping nhanh hơn bạn cứ sử dụng lệnh unwrapping mặc định: Unwrap UVW modifier > default flatten mapping. Steamroller là 1 plugin giúp bạn tự động unwrapping hàng loạt mesh nhanh và gọn. Đây không phải là phương pháp tốt nhất để unwrap, đối với các khối hình hộp không bị cắt xẻ thì còn chấp nhận và làm rất nhanh, còn lại thì đòi hỏi một quá trình và phương pháp unwrap tỉ mỉ và phức tạp hơn.

*UE4 docs: đọc thêm Lightmapping

6. Collision (Khối va chạm) Chơi game chắc ai cũng biết đã là khối kiên trúc thì phải tương tác dc, không nhất thiết phải di chuyển dc nhưng ít nhất phải tạo cảm giác là bị cản lại khi muốn vượt qua. Ví dụ đơn giản là chơi CS, tất nhiên các bức tường, sàn, mái phải là vật tương tác được, để bạn có thể đứng trên đó, bị cản lại hay đạn bắn vào không xuyên qua được. Nếu không có collision, bạn sẽ có cảm giác như con ma, đi xuyên qua tất cả. Collison có thể hiểu là một khối vô hình, là vật mà tạo cho bạn cảm giác mesh là vật có thể va chạm (collide) tiếp xúc được. *UE4 docs: đọc thêm Collision documentation Unreal có nhiều các tạo ra collsion dựa trên chính hình dáng kích thước mesh đó, nhưng khối càng phức tạp càng chiếm nhiều tài nguyên bộ nhớ nên làm giảm framerate. Tốt nhất là bạn tạo các khối collison đơn giản thôi, như hình hộp cho hầu hết các vật thể là được. Trước khi xuất khối thành collision từ 3ds max, bạn phải định pivot ở cùng vị trí với mesh và đặt phía trước tên nó “UCX_” để Unreal tự hiểu đó là Collsion, ví dụ: collsion của 1 cái bàn có tên là “objectA” là một hình hộp có cùng pivot có tên là “UCX_objectA”.


7. LOD Trong thể hiện kiến trúc, hầu hết là các cảnh nhỏ như nội thất hay 1 2 ngôi nhà, bạn có thể không cần quan tâm đến LOD. Nhưng với các đại cảnh, cảnh đô thị với diện tích trải rộng như trong game cái này rất quan trọng. LOD quyết định độ chi tiết của vật thể tỉ lệ với khoảng cách, nhằm giảm tải cho GPU và tăng framerate. Ví dụ: thiết lập LOD cho 1 các lan can hình trụ, trong 1m bạn thấy rõ đến từng vết xước, cách 5m bạn chỉ thấy một dải nhỏ, cách 50m nó thành 1 đường thẳng mỏng và xa hơn nữa thì lan can tự động biến mất. *UE4 docs: đọc thêm LODs

8. FBX export Dùng script TS_UE4FbxExporter để xuất file FBX nhanh gọn, có nhiều tùy chỉnh với nó bạn có thể tham khảo từ chính link.

9. Blender workflow Blender là một chương trình khá hay, gọn, nhẹ, tiện dụng và unwrap tôt hơn 3ds max. bạn có thể tham khảo quy trình dùng Blender - UE4 tại đây.

B. Cây cối - SpeedTree Đến hiện tại thì SpeedTree vẫn luôn là chương trình dựng cây cối tốt nhất cho UE4. Không chỉ hỗ trợ nhiều phần mềm khác nhau, độ chi tiết của cây cối trong Speedtree cũng rất cao, chưa kể các tùy chỉnh đa dạng của nó. Nên nhớ map của cây cối trong Archviz của Unreal cần Wind và Ambient Occlusion. Bất tiện là bạn khó sử dụng thư viện Speedtree có sẫn vì thiếu lightmap cho UE4, tốt nhất bạn nên sử dụng plugin Speedtree cho UE4 (chưa thấy crack nên cũng không dám quảng bá  ) Có thể tham khảo hướng dẫn của Maico Girardi và Marco Girardi’s ST grass và wiki.


C. Tạo landscape 1. Môi trường tự nhiên 2. Cảnh quan đô thị

D. Người E. …


II. UE4 A. Nhập FBX Sau khi xuất xong, khởi động UE4. Chọn New project và chọn first person template. Cho người mới bắt đầu bạn nên chọn setting với quality và starter content như ảnh dưới. Đừng quên chỉnh đường dẫn, mình nhắc trước là 1 folder project bạn tạo tốn rất nhiều ROM nhé, ban đầu này thì chỉ có khoảng 300 ~ 400mb thôi nhưng về lâu dài, mesh và texture càng nhiều thì dung lượng ngốn tăng rất nhanh vì thế nên để ổ đĩa nào dung lượng còn dư dả.

Bạn nên xem trước hướng dẫn trên kênh The Unreal YouTube Channel tại đây, xem được nhiêu hay bấy nhiêu. Nên xem kỹ các phần liên quang đến quản lý dữ liệu, màn hình, thao tác để nắm cái căn bản trước. Nên nhớ, 1 project bạn có thể có nhiều cảnh, content browser ở bên trái màn hình thể hiện toàn bộ asset (hiểu là thành phần) có thể được dùng trong toàn bộ project. Nếu bạn del một asset ở content browser, nó cũng biến mất trong các cảnh khác luôn, nên cẩn thận. Hoặc bị vài lần mà không ctrl Z được là nhớ thôi  Nhập file FBX cũng đơn giản, chỉ việc rê và kéo file FBX vào content browser, để mặc định option cũng được nhưng nhớ bỏ chọn “combine meshes”.


Các option bạn cần lưu ý: Generate Lightmap Uvs: Trong UE4 cũng có tính năng tự unwrap lightmap cho bạn, nhưng mình khuyên là nên làm trước, tính năng tự động này chưa có hoàn thiện. Auto generate collision: Cái này thì UE4 sẽ tự bo theo đúng kích thước của vật thể luôn, khối đơn giản thì kô sao nhưng các khối phức tạp sẽ tốn dung lượng. Importing materials: tùy ý định mà bạn check hay không, nếu bạn chọn thì UE sẽ import tự động chỉ các map diffuse của file FBX vào, các khối sẽ được ốp map đó vào cho bạn dễ nhận diện. Theo kinh nghiệm thì việc tạo material trong UE khác với 3ds Max nên bạn không cần chọn option này. Combine Meshes: Nếu bạn import 1 lúc nhiều file FBX, UE sẽ nhập tất cả các khối lại theo pivot mặc định của khối. Khá thích hợp với thành phần đơn giản với ít vật liệu như ghế, bàn, còn đối với các mesh phức tạp như công trình thì nên bỏ chọn option này. Bước kế, bạn rê và thả các mesh trong content browser vào view. Các thành phần được thêm vào sẽ được làm nổi bật bên tab outliner góc trên bên phải, ở đây bạn có thể tùy chỉnh các thông số ở tab details ngay bên dưới. Bạn chú ý thông số location nhé, mình có nhắc là trong Max ta đặt góc pivot về 0,0,0, qua UE4 thì vị trí được đặt sẽ ngay tại tọa độ đó. Đây là cách ta import và đặt các thành phần kiến trúc vào đúng vị trí mà không phải thao tác nhiều.


Về các đồ vật Props,tương tự cách import trên ngoại trừ việc bạn chọn vị trí thủ công để linh hoạt hơn trong việc di chuyển.

B. Vật liệu 1. Các bước cơ bản Lúc này là lúc bạn tạo vật liệu và ánh sáng để có cái nhìn khái quát về môi trường. Bạn có thể tìm nhiều video hướng dẫn tại đây, và thông tin tại đây. Có 3 bước tạo vật liệu: Đầu tiên, kiếm map vật liệu. Cách đơn giản nhất là google hình ảnh và lọc hình ảnh có độ phân giải cao (Gợi ý thêm “seamless texture” để có dễ tìm được hình ảnh tốt hơn). Các hình này nên có kích thước là cấp số nhân của 2, như 512x512, 1024x1024, 2048x2048, hay 4096x4096.

Nếu không đúng kích thước trên, bạn có thể dùng photopshop hay các công cụ chỉnh ảnh để có kích thước mong muốn.


Ví dụ map này kích thước 2000x2000, mình tăng lên This wood texture was 2000x2000, so we upscaled it to 2048x2048

2. Tạo map Bước 2 là tạo qua các map khác dựa vào map gốc sẵn có. Có nhiều công cụ tạo map như CrazyBump, Shadermap 2, s Bitmap2Material của Allegorithmic hay NDO của Quixel Suite.

Sau khi tạo map xong, đưa chúng vào content browser rồi bắt đầu tạo vật liệu cơ bản. Nối các map vào thông số tương ứng (diffuse vào base colour, normal vào normal, specular vào specular, reflection vào roughness,…) Lưu ý H ư ớ n g d ẫ n t ổ n g q u á t v ề U n r e a l E n g i n e 4 c h o d i ễ n h ọ a k i ế n t r ú c 13 |

các thông số như roughness và opacity có thể chỉ cần nhập thông số cũng được, không nhất thiết là map. Bạn có thể xem hướng dẫn trên wiki của epic để tạo ra các vật liệu chuyên nghiệp hơn. Một vật liệu cơ bản trong UE4 đơn giản chỉ cần như thế này:

● ● ● ●

Một số nút tắt nên biết: Nhấn giữ T + chuột trái: tạo texture với map là map bạn đang chọn trong khung content browser. Còn nếu bạn không chọn gì hết trong khung content browser, sẽ xuất hiện thông báo như hình trên. đọc thêm Nhấn giữ 1 + chuột trái: tạo thông số 1 biến (constant). đọc thêm Nhấn giữ U + chuột trái: tạo thông số Scale (Texture Coordinate). đọc thêm Nhấn giữ M + chuột trái: tạo thông số biến tăng giảm (Multiply). đọc thêm

C. Cây cảnh 1. Import SpeedTree 2. Grass Đây là một asset về cỏ của Aaron Neal. Bạn đọc comment để xem hướng dẫn chi tiết về cách tạo cỏ.

D. Ánh sáng – tĩnh (static) Đầu tiên mình khuyên bạn đọc cái này, đây là phần tài liệu giải thích về global illumination (GI). Xong khi hoàn thành import và vật liệu, bạn bắt đầu làm quen với ánh sáng. Kéo và thả directional light trong tab modes vào view.



Ở ví dụ Church of The Light của kts Tadao, trong khi đáng lẽ để ngoại thất sáng hơn nhà thờ cần loại ánh sáng mạnh (độ sáng (intensity) 50, ánh sáng gián tiếp thấp (indirect contribution) 15), tuy nhiên trong nội thất phòng học bạn cần tạo loại ánh sáng trực tiếp có cường độ thấp hơn (7.5) và ánh sáng gián tiếp cao (30). Do Tadao chỉ cho một lượng sáng vừa đủ để rọi xuyên qua bước tường tạo nên một hình chữ thập bằng ánh sáng, trong khi lớp học thì nhận đươc nhiều ánh sáng hơn. Bưc hình dưới đây thể hiện điều đó (bức này đã tăng độ phơi sáng (exposure) cao để thấy rõ hơn, thực tế công trình tối hơn).


Điều chỉnh vị trí nguồn sáng để có các kết quả khác nhau. Để tìm hiểu thêm về directional lights bạn vào đây. Do chẳng có công thức nào để có 1 bức hình hoàn hảo và mỗi cảnh thì yêu cầu sáng cũng khác nhau, bạn hãy thử đi thử lại các thông số để tìm ra cái bạn cần nhé.


Những thông số đã điều chỉnh sẽ có dấu mũi tên vàng. Sau khi đã set ánh sáng xong, ta “render” bằng cách nhấn nút build. Mình khuyên bạn nên chọn mức thể hiệ preview để có kết quả nhanh chóng, đến khi gần đến phần hậu kì hẵn chọn high hay production. (mấy option đó ở menu xổ xuống kế bên nút build).

Sau khi build xong, bạn đến phần chỉnh sửa hậu kì, ở UE4 là chức năng post process volumes (tab Modes/Place/Visual). Bạn kéo và thả khối đó vào view, chỉnh kích thước sao cho khối bao lấy cảnh cần thấy rồi điều chỉnh thông số. Theo kinh nghiệm thì 2 cái ảnh hưởng hậu kì nhất là GI và DOF (Depth of field). Tùy cách chỉnh mà bạn có những view đẹp hơn theo con mắt nghệ thuật hay mang tính thực tế hơn. Những thông số mình thường H ư ớ n g d ẫ n t ổ n g q u á t v ề U n r e a l E n g i n e 4 c h o d i ễ n h ọ a k i ế n t r ú c 18 |

chỉnh là contrast, vignette, bloom, GI, screenspace reflections, và DOF. Không có công thức gì đâu nhé, cứ thử đến lúc nào bạn cảm thấy ok!

E. Ánh sáng - động (dynamic) F. Làm phim (Matinee) Bạn có thể tìm thấy tất cả về matinee tại tài liệu của Epic: user guide, how to, và example breakdown. Sau khi đã hài lòng với hình ảnh, bạn có thể ghi lại bằng công cụ matinee, hoặc có thể sử dụng các phần mềm khác như fraps. Để có những thước phim chất lượng cao, bạn nên ghi hình bằng các xuất ra từng frame rồi hợp lại bằng adobe after effects, rồi thêm âm thanh và hiệu ứng. Còn không, muốn nhanh bạn có thể dùng công cụ ghi ngay trong UE4. Theo mình thấy đây là điểm yếu của UE4, phim ghi được chất lượng khá tệ, bị giật. Mình thì hay dùng các phần mếm khác như Fraps, OBS hay Shadow Play. Để view là fullscreen (F11) rồi ghi lại là chất lượng tốt ngay thôi.

G. Tương tác (Interactivity) 1. Đèn Đây là video hướng dẫn về ánh sáng của David Boura về cách bạn bật tắt ánh đèn bằng phím.

III. Làm việc nhóm (Collaborative Workflow) Mình chưa thử việc này. Nhưng thấy việc tạo ra 1 thước phim, 1 trò chơi là một quá trình vô cùng vất vả. Việc hợp tác làm nhóm là việc cần thiết để làm nên một sản phẩm hay và kịp tiến độ. Hy vọng sau này sẽ có thời gian và nhân lực để hợp tác làm một sản phẩm nào đó yêu thích. 

Lời nhắn gửi UE4 đã ra được hơn 2 năm, được cho phép tải miễn phí hơn 1 năm, cộng đồng UE4 trong thế giới phát triển đã rất mạnh và đông. Tuy nhiên ở VN vẫn còn ít và chưa sôi nổi như cộng đồng Unity, nên mình viết ra cái này nhằm hướng dẫn các bạn newbie bước đầu về mảng visualization cho kiến trúc. Hy vọng các bạn không ngại mình chém gió  và đóng góp ý kiến để mình update thêm và cùng chia sẻ kiến thức phát triển cộng đồng UE4.


Hướng dẫn tổng quát về Unreal Engine 4 cho diễn họa kiến trúc

Recommend Documents