虛幻引擎（Unreal Engine）基礎教程

本書以培養虛擬現實應用技術專業的人才為目標，是一本虛幻引擎的入門教程，本書遵循循序漸進的教學理念，讓讀者能夠高效掌握虛幻引擎核心知識。全書共 11章，從虛幻引擎基礎、材質系統、藍圖、粒子系統、動畫系統、游戲 UI、光效處理、 VR技術及設備等幾個方面詳細講解了虛幻引擎及相關設備的使用方法。本書利用實例系統地講解了“森林峽谷”的地形創建、室外場景光照構建，重點講解 了虛幻引擎材質系統的關鍵技術、創建虛擬現實場景製作流程及 VR模型動畫在虛幻引擎中的搭建的整體優化，針對項目打包與輸出 VR硬件平臺搭建進行瞭解析。本書從最基礎的 Unreal Engine概念開始到 最後如何導入虛幻引擎 4進行了搭建與參數調整，逐一剖析，層層圖解每一步的操作方法，讓讀者通過案例掌握虛擬現實技術一整套的製作流程。 本書從基礎知識介紹到完整案例剖析，便於初學者學習，也方便教師授課。本書既適合虛擬現實技術專業的學生學習使用，也適合對虛擬現實技術有興趣的讀者閱讀參考。

目 錄目 錄

第1章 初探虛幻引擎…………………11.1 虛幻引擎基礎概述.....................11.1.1 認識虛幻引擎...................11.1.2 虛幻引擎的應用領域........21.1.3 獲取虛幻引擎...................31.2 創建虛幻引擎項目.....................71.2.1 創建新項目......................71.2.2 關卡編輯器操作指南........91.2.3 外部資產導入..................14

第2章 材質編譯系統的應用...............212.1 材質的基礎..............................212.1.1 材質系統的概述..............212.1.2 認識基於物理的渲染.......292.1.3 材質編輯器的操作

指南...............................302.1.4 材質表達式參考..............422.1.5 材質參數集合..................452.1.6 材質的實例化.................472.1.7 材質的命名規範.............482.2 材質實戰案例..........................482.2.1 材質工作流程.................482.2.2 製作主材質.....................492.2.3 製作半透明材質..............492.2.4 QuixelMegascans資

產庫...............................51

第3章 基礎地形創建.........................583.1 Landscape概述.....................593.1.1 地形Actor......................593.1.2 地形組件及其分段...........593.1.3 細節級別........................613.2 山地峽谷地形的編輯...............613.2.1 創建地形........................613.2.2 地形高度圖.....................663.2.3 地形管理........................673.2.4 地形雕刻........................713.3 森林地貌材質的製作...............753.3.1 地貌材質的製作..............753.3.2 地形繪制........................81

目 錄目 錄

第1章 初探虛幻引擎…………………11.1 虛幻引擎基礎概述.....................11.1.1 認識虛幻引擎...................11.1.2 虛幻引擎的應用領域........21.1.3 獲取虛幻引擎...................31.2 創建虛幻引擎項目.....................71.2.1 創建新項目......................71.2.2 關卡編輯器操作指南........91.2.3 外部資產導入..................14

第2章 材質編譯系統的應用...............212.1 材質的基礎..............................212.1.1 材質系統的概述..............212.1.2 認識基於物理的渲染.......292.1.3 材質編輯器的操作

指南...............................302.1.4 材質表達式參考..............422.1.5 材質參數集合..................452.1.6 材質的實例化.................472.1.7 材質的命名規範.............482.2 材質實戰案例..........................482.2.1 材質工作流程.................482.2.2 製作主材質.....................492.2.3 製作半透明材質..............492.2.4 QuixelMegascans資

產庫...............................51

第3章 基礎地形創建.........................583.1 Landscape概述.....................593.1.1 地形Actor......................593.1.2 地形組件及其分段...........593.1.3 細節級別........................613.2 山地峽谷地形的編輯...............613.2.1 創建地形........................613.2.2 地形高度圖.....................663.2.3 地形管理........................673.2.4 地形雕刻........................713.3 森林地貌材質的製作...............753.3.1 地貌材質的製作..............753.3.2 地形繪制........................81

VIII

虛幻引擎（Unreal Engine）基礎教程

3.3.3 自動地表材質.................833.4 草地灌木植被的編輯...............873.4.1 植被模型的導入..............873.4.2 植被的繪制.....................893.4.3 地形植被類的使用..........90

第4章 室外場景光照構建..................944.1 認識燈光.................................954.1.1 光源類型........................954.1.2 光照環境........................994.2 大氣環境光照的構建.............1024.2.1 大氣霧..........................1024.2.2 指數高度霧...................1064.2.3 天空大氣......................1074.2.4 體積雲..........................1094.3 太陽光照的設置....................1104.3.1 靜態燈光......................1154.3.2 固定光源......................1164.3.3 可移動光源...................1174.4 反射捕獲的設置....................1174.4.1 球體反射捕獲...............1184.4.2 盒體反射捕獲...............119

第5章 藍圖可視化編程....................1215.1 藍圖基礎...............................1215.1.1 藍圖的概述...................1215.1.2 藍圖的類型...................1225.1.3 創建和使用藍圖類.........1245.1.4藍圖的執行流程和變量...1305.1.5 藍圖的通信...................1385.2 藍圖實戰案例........................1385.2.1 項目Gameplay框架.......1385.2.2 創建交互體驗................141

第6章 用戶界面系統.......................1546.1 界面設計器基礎....................1556.1.1 游戲UI的發展與設計 

流程..............................1556.1.2 UMG概述.......................1556.1.3 控件藍圖......................1566.1.4 控件類型參考...............1596.1.5 控件基本屬性................1626.1.6 控件動畫模塊................1756.1.7 顯示UI.........................1756.2 UMG實戰案例......................1806.2.1 製作開始菜單................1806.2.2 製作游戲HUD................1816.2.3 製作3D控件.................182

第7章 粒子系統...............................1847.1 粒子系統概述........................1857.2 級聯粒子系統........................1887.2.1 粒子編輯器...................1897.2.2 編輯發射器...................1907.2.3 向量場..........................1917.2.4 粒子光源......................1937.3 Niagara視覺效果..................1957.3.1 Niagara概述.................1957.3.2 事件與事件處理器.........1967.3.3 Niagara系統發射器.......198VIII

虛幻引擎（Unreal Engine）基礎教程

3.3.3 自動地表材質.................833.4 草地灌木植被的編輯...............873.4.1 植被模型的導入..............873.4.2 植被的繪制.....................893.4.3 地形植被類的使用..........90

第4章 室外場景光照構建..................944.1 認識燈光.................................954.1.1 光源類型........................954.1.2 光照環境........................994.2 大氣環境光照的構建.............1024.2.1 大氣霧..........................1024.2.2 指數高度霧...................1064.2.3 天空大氣......................1074.2.4 體積雲..........................1094.3 太陽光照的設置....................1104.3.1 靜態燈光......................1154.3.2 固定光源......................1164.3.3 可移動光源...................1174.4 反射捕獲的設置....................1174.4.1 球體反射捕獲...............1184.4.2 盒體反射捕獲...............119

第5章 藍圖可視化編程....................1215.1 藍圖基礎...............................1215.1.1 藍圖的概述...................1215.1.2 藍圖的類型...................1225.1.3 創建和使用藍圖類.........1245.1.4藍圖的執行流程和變量...1305.1.5 藍圖的通信...................1385.2 藍圖實戰案例........................1385.2.1 項目Gameplay框架.......1385.2.2 創建交互體驗................141

第6章 用戶界面系統.......................1546.1 界面設計器基礎....................1556.1.1 游戲UI的發展與設計 

流程..............................1556.1.2 UMG概述.......................1556.1.3 控件藍圖......................1566.1.4 控件類型參考...............1596.1.5 控件基本屬性................1626.1.6 控件動畫模塊................1756.1.7 顯示UI.........................1756.2 UMG實戰案例......................1806.2.1 製作開始菜單................1806.2.2 製作游戲HUD................1816.2.3 製作3D控件.................182

第7章 粒子系統...............................1847.1 粒子系統概述........................1857.2 級聯粒子系統........................1887.2.1 粒子編輯器...................1897.2.2 編輯發射器...................1907.2.3 向量場..........................1917.2.4 粒子光源......................1937.3 Niagara視覺效果..................1957.3.1 Niagara概述.................1957.3.2 事件與事件處理器.........1967.3.3 Niagara系統發射器.......198

目 錄

IX

7.4 雪花飄落案例........................199

第8章物理引擎..............................2068.1 物理系統概述.......................2078.1.1 碰撞體..........................2078.1.2 碰撞檢測......................2078.1.3 物理模擬......................2108.2 物理約束...............................2128.2.1 約束概述......................2138.2.2 創建約束組件...............2148.3 物理材質...............................217

第9章 骨骼動畫...............................2229.1 創建角色的混合動畫.............2239.1.1 導入骨骼動畫資源.........2239.1.2 動畫編輯器...................2259.1.3 創建角色動畫藍圖.........2289.1.4 混合空間......................2309.1.5 動畫藍圖.......................2349.2 狀態機...................................2369.3 骨骼動畫的交互....................2399.3.1 動畫蒙太奇概述............2399.3.2 動畫蒙太奇的調試.........240

第10章 虛幻引擎動畫序列..............24510.1 Sequencer鏡頭動畫

概述....................................24610.2 關卡序列和主序列概念........25010.3 書簽工具的使用..................25010.4 攝像機鏡頭的創建...............25110.4.1 創建Sequencer.........25110.4.2Sequencer的界面 

分佈..........................25210.4.3 Sequencer的常用快

捷鍵.........................25210.5 房地產售樓VR動畫項目案例

——Sequencer編輯器相機 

運用....................................25310.5.1 項目背景介紹............25310.5.2 開始工作前的準備

工作.........................25310.5.3 項目案例操作流程.....25510.6 渲染輸出到序列..................269

第11章SteamVR開發與項目打包....27111.1 SteamVR開發基礎..............27111.1.1 虛擬現實項目開發

流程.........................27111.1.2 使用SteamVR先決

條件.........................27211.1.3 預覽VR項目..............27811.1.4 虛幻引擎VR模板.......27911.2 VR項目打包........................28411.2.1 項目介紹...................28411.2.2 性能優化分析............28511.2.3 項目打包設置............29011.2.4 打包文件...................292

參考文獻.............................................295IX

7.4 雪花飄落案例........................199

第8章物理引擎..............................2068.1 物理系統概述.......................2078.1.1 碰撞體..........................2078.1.2 碰撞檢測......................2078.1.3 物理模擬......................2108.2 物理約束...............................2128.2.1 約束概述......................2138.2.2 創建約束組件...............2148.3 物理材質...............................217

第9章 骨骼動畫...............................2229.1 創建角色的混合動畫.............2239.1.1 導入骨骼動畫資源.........2239.1.2 動畫編輯器...................2259.1.3 創建角色動畫藍圖.........2289.1.4 混合空間......................2309.1.5 動畫藍圖.......................2349.2 狀態機...................................2369.3 骨骼動畫的交互....................2399.3.1 動畫蒙太奇概述............2399.3.2 動畫蒙太奇的調試.........240

第10章 虛幻引擎動畫序列..............24510.1 Sequencer鏡頭動畫

概述....................................24610.2 關卡序列和主序列概念........25010.3 書簽工具的使用..................25010.4 攝像機鏡頭的創建...............25110.4.1 創建Sequencer.........25110.4.2Sequencer的界面 

分佈..........................25210.4.3 Sequencer的常用快

捷鍵.........................25210.5 房地產售樓VR動畫項目案例

——Sequencer編輯器相機 

運用....................................25310.5.1 項目背景介紹............25310.5.2 開始工作前的準備

工作.........................25310.5.3 項目案例操作流程.....25510.6 渲染輸出到序列..................269

第11章SteamVR開發與項目打包....27111.1 SteamVR開發基礎..............27111.1.1 虛擬現實項目開發

流程.........................27111.1.2 使用SteamVR先決

條件.........................27211.1.3 預覽VR項目..............27811.1.4 虛幻引擎VR模板.......27911.2 VR項目打包........................28411.2.1 項目介紹...................28411.2.2 性能優化分析............28511.2.3 項目打包設置............29011.2.4 打包文件...................292

參考文獻.............................................295