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虚幻引擎学习之路:动画模块进阶篇(二)

上周介绍了Unreal 4引擎动画模块中的动画融合功能,今天我们将继续介绍Unreal 4引擎动画模块中的其他进阶功能,其中主要包括:动画重定向逆向运动学顶点动画

在此,特别感谢Unreal中国团队对于本篇文章中Unreal引擎相关内容的审核!

一、动画重定向

游戏引擎动画模块中的动画重定向(Animation Retargeting)可用于在不同模型上重用动画文件,该功能类似于Unity引擎中Humanoid模式下的Retargeting功能。Unreal 4引擎对使用相同Skeleton Asset的Skeletal Mesh支持动画重定向,并且支持不同尺寸角色动画的重定向,其细节把握非常到位,具体如下图所示:

虚幻引擎学习之路:动画模块进阶篇之动画融合

上一篇:Unreal 4引擎动画模块中的基本功能,接下来我们将进一步介绍Unreal 4引擎动画模块中提供的进阶功能。其中主要包括:动画融合、动画重定向、反向运动学、顶点动画。鉴于篇幅原因,今天我们先来讲解动画融合。

特别感谢Unreal中国团队对于本篇文章中Unreal引擎相关内容的审核!

动画融合

动画融合是游戏引擎动画模块中的重要功能。本节将介绍Unreal 4引擎中提供的动画融合功能,主要包括:Blend节点、Blend Space、Animation Montage、Animation Composite以及Post Process Animation Blueprint。

1、Blend节点

虚幻引擎学习之路:动画模块之基础篇

之前我们陆续为大家详细介绍了Unreal 4引擎的渲染模块(包括光照系统材质系统相机后处理全局光照明),接下来我们将讲解动画模块的基础功能。

动画模块是游戏引擎中的重要部分,是驱动游戏中场景、角色能够活灵活现地做出动作的基础。本文将分三块内容介绍Unreal 4引擎中的动画模块功能,其中包括:基础功能、进阶功能以及特殊功能。在介绍基础和进阶功能时,本文不仅会对其功能进行重点讲解,同时也将结合Unity引擎中的相似功能进行类比,以求让大家可以更明晰地掌握Unreal引擎动画模块的功能使用。在特殊功能中,本文将对Unreal 4引擎中针对特殊用途提供的功能进行重点解读。

本节主要介绍Unreal 4引擎动画模块中提供的基础功能。其中主要包括以下几个部分:

虚幻引擎学习之路:渲染模块之全局光照明

之前为大家分别介绍了Unreal 4引擎中渲染模块的光照系统材质系统相机图像后处理,在本篇文章中,我们将为大家介绍渲染模块的全局光照明这部分内容。

在此,特别感谢Unreal中国团队对于本篇文章中Unreal引擎相关内容的审核!

关于全局光照

全局光照是增强渲染真实感的有效方法,也是游戏引擎中不可缺少的一部分。Unreal 4和Unity引擎都分别支持了全局光照效果。在Unreal 4引擎中,全局光照烘焙采用的是Lightmass,而Unity 2017中则采用了Enlighten或Progressive。下图显示了Unreal 4引擎使用全局光照的渲染结果图。

虚幻引擎学习之路:相机图像后处理

之前为大家分别介绍了Unreal 4引擎中渲染模块的光照系统材质系统,在本篇文章中,我们将为大家介绍渲染模块的图像后处理这部分内容。

在此,特别感谢Unreal中国团队对于本篇文章中Unreal引擎相关内容的审核,并在UWA团队学习其引擎的道路上提供的大力支持。

图像后处理

虚幻引擎学习之路:渲染模块之材质系统

接上文:虚幻引擎学习之路:渲染模块之光照系统
在本篇文章中,我们继续介绍渲染模块的另一重要部分:材质系统。

虚幻引擎学习之路:材质系统

材质描述了场景中物体与光照进行交互的过程,它是决定物体表面外观的最重要部分之一。Unreal 4引擎的材质系统为开发者提供了丰富的功能,使得开发者能够非常便捷地设计出具有真实感的场景和角色。

本文将在接下来的内容中对Unreal 4引擎的材质系统功能进行逐一介绍,其中主要分为几个部分:
1.材质编辑
2.材质模型
3.材质使用
4.特殊功能
在介绍前三部分内容时,本文会根据需要与Unity引擎功能的相似性进行比较。

虚幻引擎学习之路:渲染模块之光照系统

渲染模块之光照系统

我们准备从三方面来介绍Unreal 4引擎的渲染模块,主要包括:光照系统,材质系统和图像后处理。本篇文章重点讲解第一部分:光照系统。

在对比Unreal 4与Unity两者引擎时,本文分别采用的版本是Unreal 4 4.16和Unity 2017.1.1。

本节将介绍Unreal 4引擎的光照系统。在介绍基础功能时,本文将分块进行介绍,主要包括:
一、光源
二、全局光照
三、阴影
四、反射效果
五、其他特殊效果
同时,本文将与Unity引擎中的这些功能进行对比。另外,对于Unreal 4引擎中的特殊功能,本文将单独介绍。

一、光源

游戏开发中的人工智能(完):遗传算法

接上文 游戏开发中的人工智能(十四):神经网络(2)

本文内容:遗传算法提供游戏软件 AI 演化的可能。虽然遗传算法不是经常被应用于游戏中,但是它们在某些特定应用方面的潜力是值得令人期待的,尤其是结合其他方法使用的时候。

遗传算法

在真实世界中,物种会不断进化,使其能更好的适应环境,这些物种也是最适宜继续存活下去的生物。

遗传算法(Genetic Algorithm)是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。

通过使用遗传算法,如同真实世界那样,游戏世界中的元素也可以演化,并适应不同的环境,更加智能。

演化过程

游戏中遗传算法的实现分成四个步骤,如图 15-3 所示。

游戏开发中的人工智能(完):遗传算法

游戏开发中的人工智能(十四):神经网络(2)

接上文 游戏开发中的人工智能(十四):神经网络(1)

编写神经网络的类

下面几节是两个实现三层前馈神经网络的 C++类。本章稍后会看一个利用这几个类的实例。如果你想先知道这个神经网络的运行过程,再看其内部细节,可先跳到“用神经网络解决追逐和闪躲之决策”那一节。

我们为三层前馈神经网络实现两个类。第一个类代表的是通用层次类,可用作输入层、隐匿层和输出层。第二个类代表由这三层组成的整个神经网络。

通用层次类 NeuralNetworkLayer

NeuralNetworkLayer 实现了多层前馈网络中的通用层,负责处理该层内的所包含的神经元。其执行的任务包括,配置和释放存储神经元之值、误差和权重的内存、对权重赋初值、计算神经元的值以及调整权重。

例14-1 是该类的开头的内容。

//例14-1:NeuralNetworkLayer 类

class NeuralNetworkLayer
{
public:
    int         NumberOfNodes;

游戏开发中的人工智能(十四):神经网络(1)

接上文 游戏开发中的人工智能(十三):不确定状态下的决策:贝叶斯技术

本文内容:“神经网络”技术让游戏具有学习和适应的能力。事实上,从决策判断到预测玩家的行为,都可以应用。我们会详谈最广泛使用的神经网络结构(三层前馈神经网络)。

神经网络

人工神经网络(artificial neural network,即ANN),简称神经网络(neural network,即NN),是一种模仿生物神经网络的结构和功能的数学模型或计算模型。神经网络由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数(activation function)。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重,这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是对一种逻辑策略的表达。

神经网络在游戏中的优点和缺点

人工神经网络的特点和优越性,主要表现在三个方面:

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