[UE4] Seuratで3Dシーンを単純化する

執筆バージョン: Unreal Engine 4.19

こんにちは。アシスタントエンジニアの小倉です。

今回はUE4でも使えるVRシーン単純化ツールの紹介をします。
このツールを使うと、次のような3Dシーンを、1つのメッシュと1つのポストプロセスボリュームだけで実現できます。

Seuratについて

SeuratとはGoogleが4月にオープンソース化した、主にモバイルVRを想定したVRシーン単純化ツールです。

VRシーンではとり得る視点の領域が限られていますが、実際には表示されないメッシュも配置されています。このツールでは、限られた視点の領域から、実際に表示される部分のメッシュを（なるべく見た目を変えずに）再構築することで、表示されないメッシュを減らし、シーンを単純化します。

Seuratの詳細については、公式ブログを参照ください。

Seurat Unreal Pluginを導入する

Seuratによるメッシュの再構築は、複数の視点におけるシーンのキャプチャ画像を用います。UE4ではSeurat Unreal Pluginを用いることで、キャプチャ画像を作成します。

プラグインを使用するために、まずここからプラグインをダウンロードし、Pluginsフォルダをプロジェクトフォルダ内に配置します。

UE4で使用するために、コードを変更します。まず、Seurat.Build.csのコンストラクタに、PCHUsageを追加します。

using UnrealBuildTool;
public class Seurat : ModuleRules
{
    public Seurat(ReadOnlyTargetRules Target) : base(Target)
    {
        PCHUsage = PCHUsageMode.UseExplicitOrSharedPCHs; // &lt;= Add
        PublicIncludePaths.AddRange(new string[] {
        "Seurat/Public"
        // ... add public include paths required here ...
        }
    );
    // ~ 省略 ~

using UnrealBuildTool;

public class Seurat : ModuleRules

{

public Seurat(ReadOnlyTargetRules Target) : base(Target)

{

PCHUsage = PCHUsageMode.UseExplicitOrSharedPCHs; // <= Add

PublicIncludePaths.AddRange(new string[] {

"Seurat/Public"

// ... add public include paths required here ...

}

);

// ~ 省略 ~

次に、プロジェクトの.uprojectのPluginsにSeuratを追加します。

{
    "FileVersion": 3,
    "EngineAssociation": "4.19",
    "Category": "",
    "Description": "",
    "Modules": [
        {
            "Name": "BlogTest419",
            "Type": "Runtime",
            "LoadingPhase": "Default"
        }
    ],
    "Plugins": [
        {
            "Name": "Seurat",
            "Enabled": true
        }
    ]
}

{

"FileVersion": 3,

"EngineAssociation": "4.19",

"Category": "",

"Description": "",

"Modules": [

{

"Name": "BlogTest419",

"Type": "Runtime",

"LoadingPhase": "Default"

}

"Plugins": [

{

"Name": "Seurat",

"Enabled": true

}

]

}

コード変更後、プロジェクトをビルドして起動するとプラグインが有効になっています。

次に、キャプチャ用に設定を変更します。[Project Settings][Rendering]を開き、以下の項目のチェックを外します。

Separate Translucency
Bloom
Ambient Occlusion
AutoExposure

次に、レベルに配置されているDirectional Light選択して次の項目を変更します。

Intensityを0に変更
Cast Shadowを無効化

次に、Scene Capture Seuratアクターをレベル配置し、Detailsパネルでキャプチャ設定を行います。

プロパティについて紹介します。

プロパティ名	詳細	今回の設定値
Location	アクターの座標です。この座標がHeadboxの中心になります。	(10, 40, 170)
Headbox Size	VRゴーグルをつけたときのとり得る視点の領域です。Headbox内には、表示するメッシュを含まないようにする必要があります。	(150, 150, 100)
Sample Per Face	1面あたりのキャプチャ画像数です。6面（Top, Front, Left, Right, Back, Bottom）をキャプチャするため、Sample Per Face * 6枚のキャプチャ画像が生成されます。例えば、K16の場合は96枚の画像が生成されます。	K16
Resolution	画像の解像度です。例えばK1024を選択すると、1024 * 1024の画像がキャプチャされます。解像度が高いと、キャプチャに時間がかかります。	K1024

最後に、Detailsパネルにある「Capture」ボタンをクリックします。しばらく待ち「Scene Captured!」というダイアログが出ればキャプチャは成功です。

Seuratからメッシュを作成する

次に、キャプチャした画像を用いてメッシュを生成します。Seuratのバイナリには、有志が提供するものを用います。ここの「seurat-compiled-msvc2017-x64.zip」をダウンロードします。zipファイル内に「seurat-pipeline-msvc2017-x64.exe」があるので、プロジェクトのIntermediate\SeuratCaptureフォルダ内にコピーします。

seurat-pipeline-msvc2017-x64.exeを実行するために、次のようなbatファイルを作成します。

seurat-pipeline-msvc2017-x64.exe -input_path manifest.json -output_path seurat_mesh -triangle_count 288000 -ray_footprint 0.04 -skybox_radius 768 -texture_width 8192 -texture_height 8192
pause

1 2	seurat-pipeline-msvc2017-x64.exe -input_path manifest.json -output_path seurat_mesh -triangle_count 288000 -ray_footprint 0.04 -skybox_radius 768 -texture_width 8192 -texture_height 8192 pause

コマンドラインパラメータの一部について紹介します。

パラメータ名	詳細
input_path	入力するmanifest.jsonへのパス（必須）
output_path	出力するファイルのパス（必須）
cache_path	キャッシュのパス。プログラム終了時にジオメトリがキャッシュされる。キャッシュがあると、次の起動時にキャプチャ画像の読み込みとメッシュ生成をスキップできる
single_face	ヘッドボックス周囲の、指定した立方体の一面のみを出力する。全面の出力よりも高速なので、メッシュのプレビューに便利
triangle_count	生成する最大Triangle数
ray_footprint	ジオメトリの継ぎ目を埋めるための値。小さいとジオメトリの隙間が見えることがある
texture_width	生成するテクスチャの幅
texture_height	生成するテクスチャの高さ
skybox_radius	再構築するメッシュの対象とするジオメトリの範囲。この半径の球外にあるジオメトリはクランプされる
fast_preview	品質を落として処理を高速化させる。プレビューに便利