虚幻引擎5不同版本更新了什么？Nanite、Lumen、虚拟制片、动画模拟……

虚幻引擎5 在 2020 年首次亮相，并于 2022 年正式发布，它无疑是 Epic 致力于推动游戏开发边界的巅峰之作。虚幻引擎5 带来了几项革命性的技术革新，其中最为引人注目的便是Nanite 和 Lumen。

随着虚幻引擎5 创造的体验越来越接近照片级真实感，该引擎的应用领域已不再局限于视频游戏，还扩展到了电影和电视制作环境。这篇，我们就来看看虚幻引擎5不同版本更新了什么：

UE5.0

核心渲染技术提升：

Nanite：虚拟微多边形几何体系统，能直接导入数百万多边形的电影级品质美术资产，如ZBrush雕刻模型或摄影测量扫描数据，并在场景中大量放置，还能保证帧率稳定且无明显失真，智能流送和处理细节，减少工作流程。

Lumen：全动态的全局光照和反射解决方案，可对场景变动和光源变化实时响应，无需预计算光照烘焙，能渲染间接漫反射、支持无限反弹和间接镜面反射，为美术师和设计师创建逼真动态场景提供便利，节省时间并提升效果。

开放世界创作优化：

世界分区系统：改变关卡管理和流式传输方式，自动将世界划分为网格并流式传输必要单元格，支持团队成员同时在同一世界区域工作且互不影响，还通过“每个演员一个文件（OFPA）”系统和数据层，创建同一世界的不同变体。

大型世界坐标支持：为创建庞大世界奠定基础，最初支持大型世界坐标（LWC），在后台使用双精度值，对所有引擎系统实施大量更改以提高浮点精度，虽已做大量工作确保大世界坐标在UE5中的性能，但发布时部分系统仍存在精度问题。

动画与建模工具增强：

内置角色和动画工具：提供强大的新艺术家友好型动画创作工具，可快速创建绑定并在多个角色间共享，在Sequencer中制作动画，使用新姿势浏览器保存和应用姿势，应用混合关键点和Tween工具处理动画细节，还能在运行时调整动画以适应不同游戏条件。

重定向工具集：能快速轻松地重用和增强现有动画，新IK Rig系统提供交互式创建IK解算器（包括全身IK），并使用IK Retargeter在不同骨骼和比例的角色间传输动画，Control Rig默认启用且可使用Python脚本自动化工作流程和创建工具。

编辑器内建模、UV编辑和烘焙工具：建模工具集得到显著扩展和增强，UV编辑工具套件也进行了重大更新和扩展，新的UV编辑器面板支持多种操作，烘焙和网格属性工具集也得到显著扩展，包含新的烘焙工具和多项关键特性。

用户界面与工作流程改进：

全新的用户界面：具有现代化的外观、简洁的设计，提升了用户体验和操作效率。

更新的行业模板：可作为更实用的起始参考，帮助用户更快上手。

迁移指南：帮助现有用户从早期版本平稳过渡，降低学习成本。

UE5.1

渲染技术更新：

为Lumen动态全局照明和反射系统、Nanite虚拟化微多边形几何系统和虚拟阴影贴图（VSM）奠定基础，以支持在下一代游戏机和功能强大的PC上以60fps的速度运行的游戏和体验，使快节奏的竞技游戏和详细的模拟能够无延迟地运行。

Nanite更新了可编程光栅器，允许通过WorldPositionOffset实现由材质驱动的动画和变形，以及不透明蒙版，便于制作人员对特定对象的行为进行编程。

开发效率提升：

实现了针对DX12的自动化管线状态对象（PSO）缓存，简化在DX12下发行游戏时所需的准备过程。

所有创作者都可以从按需编译着色器功能中受益，在大型项目中节省大量时间并增加互动性。

世界构建工具优化：

世界分区现已支持大型世界坐标，能够在不损失精度的前提下创建大规模开放世界，还能实现在世界分区中享受更加快速的源代码控制工作流程，并且可以更加轻松地从更改列表中找到世界中的内容。

水体的渲染和流送新增了HLod（分层细节级别）支持，可创建性能更优、内存占用更少的大型水体。

虚拟制片、广播和直播活动改进：

预览、虚拟制片和广播获得了一些新功能，包括一个新的专用摄像机VFX编辑器和改进的摄像机颜色校正工作流程；颜色校正窗口（CCW）的改进可单独地将调整应用至其背后的任何东西，也允许针对每个Actor应用颜色校正，从而减少对复杂遮罩的需求。

该版本还彻底改造了虚幻引擎的虚拟相机系统VCam，改进了EXR回放，并在nDisplay多显示器设置中引入了对Nanite的初始支持。

动画、绑定和建模方面的改进：

测试阶段的机器学习（ML）变形器，可通过自定义的Maya插件训练虚幻引擎中实时运行的机器学习模型，为复杂的绑定（或任意变形）创建高保真模型。

角色变形方面的其他改进包括完善了变形器图形编辑器，从而简化图形的创建和编辑；线性蒙皮（左）vs机器学习变形器控制绑定。

核心框架更新了许多功能，其中包括一个新的构造事件，能够通过图表生成绑定层级，还有一个自定义用户事件，用于创建和触发“将FK对齐至IK”之类的绑定事件；通过这些更新，可以为不同骨骼比例和属性的角色自动创建绑定。

扩展了虚幻引擎的多轨非线性动画编辑器Sequencer，增加了对约束的支持，并通过蓝图和Python脚本公开了额外的功能；最后，几何工具的增强功能包括几何脚本的新功能，UV编辑器改进以处理更复杂的资产，以及其他网格编辑和创建工具。

AI工具集更新：

MassEntity进入测试阶段，它是一个专注于游戏性的面向数据的计算框架，允许使用数万逼真的AI代理创建人群；这个版本改进了用户体验，提升了CPU性能，并优化了内存使用率，此外，MassEntity处理器现在会自动使用多线程进行处理。

智能对象获得了一般稳定性和工作流程改进，使设置智能对象定义更加方便；状态树是一种通用的分层状态机，它将行为树中的选择器与状态机中的状态和转换相结合，使您能够创建保持灵活性和井井有条的高性能逻辑；此版本包括改进的以Actor和蓝图为中心的工作流程，增强的灵活性和模块化以及内存优化。

UE5.2

程序化内容生成框架（PCG）：

这是一个实验工具，可在UE中填充大型场景，让艺术家能自定义规则和参数，用UE资产填充大场景，加速大场景制作过程。它有编辑器内部工具，包括新的节点图和一组运算操作，以及运行时间组件，工作流程是交互式的，在节点图编辑器中所做的更改会实时更新项目。

新的模块化材质编写系统Substrate：

启用后，用模块化多瓣框架取代UE原有的固定着色模型，提供更广泛的参数控制所编写材质的外观，最大的变化是支持分层材质，例如能创造类似在汽车油漆等透明涂层材质上蒙上一层灰的多层外观，虽然比原来的固定着色模型计算量大，但性能会根据复杂性进行扩展。

实时软体模拟ChaosFlesh：

将Unreal的Chaos物理工具集从破碎效果和刚体动力学扩展到可变形物体，目前针对汽车轮胎等非有机物体进行演示，但该系统是为组织模拟而设计，尤其是骨骼动画过程中角色肌肉的变形；工作流程包括将要变形的对象转换为四面体网格，UE5在运行时对低分辨率几何体执行模拟，然后使用缓存的高分辨率模拟的结果来提高写实度，ChaosFlesh支持通过虚幻引擎的新虚拟几何系统Nanite流式传输的几何体，并支持软体与周围环境之间的交互，可通过蓝图进行控制。

对Nanite、Lumen、ML动画、Niagara和PathTracer的更新：

Nanite：扩展了功能，包括支持自定义深度和模板贴图、照明通道和全局修剪平面。

Lumen：可以更好地支持薄片几何体，如衣服和耳朵、鼻子等身体部位的褶皱，并更好地与毛发梳理工具集成。

动画方面：更新了ML Deformer，机器学习布料变形系统提高了精度和性能。

特效系统Niagara：增加了对模拟缓存的支持，可以存储和重用模拟结果，以及一种新的基于CPU的贴花渲染器。

路径跟踪器：支持样条线网格和网格贴花，更好的次表面散射，并可以选择将对象渲染为保持对象，而无需切换材质。

虚拟制作方面的更新：

对VCam系统进行了进一步更新，包括从单个编辑器实例控制多个虚拟相机的选项。

用于输出到LED墙等多显示器设置的显示器，获得了SMPTE2110的实验支持。

桌面相机内VFX编辑器很快将加入一款新的iPad应用程序，可更容易控制片场的虚拟环境。

UE5.3

渲染方面：

对Nanite进行改进，提升了使用遮罩材质时的性能，进一步扩充了可呈现的表面。

使用硬件光线追踪的Lumen现已支持多重反射，并在主机上取得了更快的性能。

VSM、TSR、毛发Groom、路径追踪和Substrate也都得到了改进。

新增正交渲染（实验性），支持线性输出和在虚幻编辑器中使用，有助于建筑和制造领域的创作者实现项目可视化，也为游戏提供独特的风格化镜头选项。

多进程烘焙，允许开发者在将内容从UE内部格式转换为平台特定格式时，利用额外的CPU和内存资源，大幅缩短从构建农场服务器或本地工作站取得烘焙输出所需的时间。

动画和模拟方面：

推出实验性的骨骼编辑器，使动画师能够以多种方式处理骨骼网格体，包括绘制蒙皮权重，可在虚幻编辑器中执行更多角色工作流程，加快迭代速度。

结合了ML模拟并基于面板的Chaos布料（实验性），推出新的面板布料编辑器和新的蒙皮权重传递算法，并添加XPBD约束，为将来在引擎中生成布料奠定基础，提供非破坏性的布料模拟工作流程，还能将新的面板布料编辑器与ML变形器编辑器搭配使用，在引擎中模拟和缓存布料。

对虚拟摄像机的改进，包括可直接在iPad上审核镜头试拍，加快迭代速度；可向不同的团队成员传输不同的虚拟摄像机输出，方便虚拟摄像机的协作拍摄；能以较慢的帧率录制，然后以正常速度回放，以便更轻松地捕捉快速移动的动作。

新增电影摄像机绑定导轨Actor，与现有的绑定导轨相比，提供更精细的控制能力，允许编排摄像机设置（如旋转角度、焦距和对焦距离），模拟传统摄影机沿着轨道或在摄影车上移动镜头的工作流程和结果。

其他方面：

世界构建里，新增关卡实例Actor筛选器，支持更大地形导入/导出、地形物理材质显示、支持地形LOD组以及动画重定向，且着重优化了重定向的一些编辑流程。

建模工作流程更新，建模模式的主菜单、工具控制板和属性面板重新设计，创建者和开发人员现在可以为建模工具创建自定义预设，利用直接网格体元素选择，实现更一致、优化的工作流程，还新增样条线工具、元素选择工具、LOD支持、顶点颜色绘制等。

UV工具方面，新增UV编辑器失真显示和UV自动布局。

UE5.4

新增动态图形（Motion Design）：

对于制作栏目包装类产品和一些动画效果使用方便，例如可使用Motion Design模式结合克隆项Actor等功能制作植物生长动画。

渲染方面的优化：

进一步优化了Nanite等核心渲染技术，可能在渲染效率、效果真实性等方面有提升，但具体细节可能因官方文档和实际使用体验而异。

其他功能和特性的增强与改进：

可能在各个工具集（如建模、动画、虚拟制片等）以及工作流程的效率和便利性方面有持续的优化和改进，例如在开发过程中的性能优化、功能的整合与完善等，但具体内容可能需要参考官方发布的详细文档和更新说明。