Mesh Distance Fieldsで表現模索＆Stylized系マテリアルで使えるかもしれない副産物 - UE Advent Calendar 2023

本記事はUnreal Engine (UE)のカレンダー | Advent Calendar 2023 – Qiita シリーズ 4の 23日目の記事です。初心者向けのちょっとしたマテリアルの小ネタを紹介します。

※2023/12/26 – デカール部分に補足情報を追加

この記事の主な対象者

• Unreal Engineのマテリアルエディターを触っている方
• 今のマテリアル表現に何か追加要素を探している方
• Stylized表現に興味のある方

概要

UE5で導入されたLumenでは、Mesh Distance Fields が必要になります。UE4の時代ではデフォルトだと無効化されていたこの機能も、基本的に有効化して使用されるケースがが増えました。そこで“Mesh Distance Fields”の情報を活用してマテリアル上で何かできないか模索した備忘録です。

Mesh Distance Fieldとは？

3Dメッシュの周りの空間を小さなグリッド（箱）に分け、それぞれのグリッド内にメッシュの表面からの距離を数値で記録します。これを、影の生成、光の拡散の計算などで使用します。
Mesh Distance Fieldの基本的な情報は既に先人の知恵がございます。詳しく知りたい方はそちらの投稿をご確認ください。

Mesh Distance Fieldの注意点

何かと便利そうなMesh Distance Fieldですが、スケルタルメッシュはMesh Distance Fieldを生成できないという仕様がございます。今回の手法はあくま背景の静的メッシュに対してのみ有用となります。

今回取りあげるノード

今回は“DistanceFieldApproxAO”ノード、“DistanceToNearestSurface”ノード、“DistanceFieldGradient”ノードの3つにフォーカスしていきます。

Distance Field Approx AO

Distance Fieldを使用したAO（Ambient Occlusion）を手軽に扱える代表的なノードです。

ポストプロセスマテリアル、サーフェスマテリアル、どちらでも使用可能ですが、見え方に少し差があるのでご注意ください。

Distance Field Gradient

ノーマライズされるとオブジェクトが距離フィールドを移動する X、Y、Z 方向を出力します。とのこと。詳細はドキュメントページへ。

Fake Soft Edge Paint #UE5 pic.twitter.com/0VW4hoMc1S

— 3D人-3dnchu- CG情報ブログ (@ymt3d) December 18, 2023

思いの外反響がありましたが、大したことはしておりません。

Distance To Nearest Surface

マテリアルがレベルのどのポイントでも Global Distance Field のサンプリングができるようにします。とのこと。詳細はドキュメントページへ。

少し調整しましょう。

Stylized表現に使えそうなDistance Field Shadowを作る

前置きが長くなりました、今回の本題です。先程のDistance Field AOを改造していきます。

StylizedPPアップデート中
アドカレのときに公開予定 #UE5 pic.twitter.com/GADHOhi1jS

— 3D人-3dnchu- CG情報ブログ (@ymt3d) December 11, 2023