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Python / BlueprintによるUnreal Engineの自動化 / GTMF2019

Unreal EngineにはPythonやBlueprintを使って手軽に自動化・効率化できる機能があります。 UE4.22で追加されたEditor Utility WidgetやDatasmithのカスタムインポートなど、自動化・効率化に関する機能の紹介と、Python / Blueprintによる実装例などをご紹介したいと思います。

Technology◦
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Python / Blueprintによる Unreal Engineの自動化 Epic Games Japan / Technical Artist 小林浩之
#UE4 | @UNREALENGINE 自己紹介 小林 浩之 Epic Games Japan / Technical Artist スクウェア・エニックス大阪で背景TAを2年ほど 今年2月からEGJのエンタープライズ分野のサポートとして入社
#UE4 | @UNREALENGINE 目次 • 大規模開発における作業効率化・自動化の需要 • Unreal Engine 4の作業効率化・自動化ツール紹介 • 実装例 • Datasmithインポートの効率化 Blueprint • 命名規則に応じたアセットリネーム Editor Utility Widget & Blueprint • Pythonによるインスタンシング Python • インスタンスを個別のStatic Meshに変換 Python
#UE4 | @UNREALENGINE 目次 • 大規模開発における作業効率化・自動化の需要 • Unreal Engine 4の作業効率化・自動化ツール紹介 • 実装例 • Datasmithインポートの効率化 Blueprint • 命名規則に応じたアセットリネーム Editor Utility Widget & Blueprint • Pythonによるインスタンシング Python • インスタンスを個別のStatic Meshに変換 Python
#UE4 | @UNREALENGINE 大規模開発における作業効率化・自動化の需要 大量に配置されたオブジェクトの整理、膨大なアセットの管理など、 手作業でやっているとコストがかかるりすぎる・・・ 時間が足りない・・・ クオリティアップにコストを割けない・・・
#UE4 | @UNREALENGINE 大規模開発における作業効率化・自動化の需要 オブジェクト整理作業 アセット管理作業 などなど 自動化
#UE4 | @UNREALENGINE McLarenによる事例 Unreal Engineへの CADデータインポートの自動化
#UE4 | @UNREALENGINE McLarenによる事例 インポートフローの改善
#UE4 | @UNREALENGINE 目次 • 大規模開発における作業効率化・自動化の需要 • Unreal Engine 4の作業効率化・自動化ツール紹介 • 実装例 • Datasmithインポートの効率化 Blueprint • 命名規則に応じたアセットリネーム Editor Utility Widget & Blueprint • Pythonによるインスタンシング Python • インスタンスを個別のStatic Meshに変換 Python
#UE4 | @UNREALENGINE Bluetility (Blueprint Utility) Blueprintを使ったスクリプティング
#UE4 | @UNREALENGINE Bluetility プラグイン > Editor Scripting Utilities
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Python Pythonによるエディタスクリプティング
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Python プラグイン > Python Editor Script Pluginにチェックで有効化
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Python アウトプットログから直接入力 実行方法
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Python .pyファイルのパス指定で実行 実行方法
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Python エディタ起動時に実行
#UE4 | @UNREALENGINE Editor Utility Widget UMG＆Blueprintでエディタ拡張
#UE4 | @UNREALENGINE Editor Utility Widget コンテンツブラウザで右クリック>Editor Utilities>Editor Widgetから作成
#UE4 | @UNREALENGINE Editor Utility Widget
#UE4 | @UNREALENGINE Editor Utility Widget UIに必要な機能(ボタンやテキストなど)をD&Dで置く
#UE4 | @UNREALENGINE Editor Utility Widget UIからの処理をBlueprintで作成
#UE4 | @UNREALENGINE Editor Utility Widget アセット右クリック>Run Editor Utility WidgetでWindow立ち上げ、実行
#UE4 | @UNREALENGINE Editor Utility Widget EGJ 岡田による解説記事 [UE4]エディタ上で動作するツール・エディタ拡張をUMGで簡単に作れる Editor Utility Widget について https://qiita.com/EGJ-Kaz_Okada/items/9f530db3b53d0fde3f20 [UE4]Editor Utility Widgetでツール・エディタ拡張を作る際のUndo/Redo の実装方法について https://qiita.com/EGJ-Kaz_Okada/items/985b98fb934d751f4f69
#UE4 | @UNREALENGINE 目次 • 大規模開発における作業効率化・自動化の需要 • Unreal Engine 4の作業効率化・自動化ツール紹介 • 実装例 • Datasmithインポートの効率化 Blueprint • 命名規則に応じたアセットリネーム Editor Utility Widget & Blueprint • Pythonによるインスタンシング Python • インスタンスを個別のStatic Meshに変換 Python
#UE4 | @UNREALENGINE 実装例：Datasmithインポートの効率化
#UE4 | @UNREALENGINE Datasmithとは CADソフトなどのデータをUE4用に変換してインポートする機能 (Unreal Studioのみ) Datasmith
#UE4 | @UNREALENGINE Datasmithによって大幅に効率化されるが・・・ CADデータの場合細かいネジなどのパーツまで含んだデータになっている場合が多い 環境によっては処理負荷が高くなってしまう可能性も
#UE4 | @UNREALENGINE Datasmithによって大幅に効率化されるが・・・ リアルタイムエンジンでスムーズに描画するためには ほとんど描画されないような小さいパーツは削除したり、一つにまとめる必要がある
#UE4 | @UNREALENGINE 普通にインポートして後から削除しようとするとする場合 パーツ数が膨大だと作業コストが高くなってしまう インポート 小さいパーツを探す 削除 数百パーツを手作業でとか・・・
#UE4 | @UNREALENGINE BlueprintやPythonを使うことでこれらの作業を自動化できる インポート 小さいパーツを探す 削除 自動化
#UE4 | @UNREALENGINE 小さいパーツを除外してインポート
#UE4 | @UNREALENGINE 小さいパーツを除外してインポート
#UE4 | @UNREALENGINE Blueprint ※拡大して解説していきます
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 インポートするデータからDatasmith Sceneを構築
#UE4 | @UNREALENGINE Datasmith Scene Datasmithでは、実際にデータをインポートする前に メモリ上で一度シーン構築を行う インポート Datasmith Scene in Memory メモリ上でシーンを構築 CADデータ
#UE4 | @UNREALENGINE Datasmith Scene Datasmithでは、実際にデータをインポートする前に メモリ上で一度シーン構築を行う インポート Datasmith Scene in Memory メモリ上でシーンを構築 CADデータ
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 Datasmith Scene内のアクタを取得
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 バウンディングボックスの大きさを評価
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 バウンディングボックス オブジェクトを囲む最小の立方体 この立方体の幅、奥行き、高さから オブジェクトの大体の大きさを測る
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 条件に当てはまればアクタを削除
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 インポートオプションを設定
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 実際にインポートし、最後にDatasmith Sceneを削除
#UE4 | @UNREALENGINE 実装例：命名規則に応じたアセットリネーム
#UE4 | @UNREALENGINE 命名規則について アセットの種類や用途に応じて名前の前後に付ける文字列
#UE4 | @UNREALENGINE 命名規則について アセットの種類や用途に応じて名前の前後に付ける文字列 例えば・・・ Static Mesh アセット「Table」があるとしたら Static Meshの省略 SM を付け 「SM_Table」 バリエーションがある場合は 番号やアルファベットを付け「 SM_Table _A」にする
#UE4 | @UNREALENGINE 命名規則について 参考 Unreal Engine Assets Naming Convention https://wiki.unrealengine.com/Assets_Naming_Convention_JP
#UE4 | @UNREALENGINE 命名規則について プロジェクトが大規模化するにつれ、命名規則はより重要に
#UE4 | @UNREALENGINE 命名規則について プロジェクトが大規模化するにつれ、命名規則はより重要に 作業者が自由に名前を付けていると・・・ ● 他の作業者から見たとき用途や種類が判別しにくい ● 特定のアセットを探しずらい
#UE4 | @UNREALENGINE 実装例：命名規則に応じたアセットリネーム
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 UI エディットできるText BoxやButtonなどを置いただけ シンプルな構成
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 UI エディットできるText BoxやButtonなどを置いただけ シンプルな構成
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 Blueprint
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 Blueprint ボタンが押されたら選択しているアセットを取得
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 Blueprint アセットの種類毎にリネーム処理
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 Blueprint 関数Asset Renameの中身
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 Blueprint 処理するクラスを設定
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 Blueprint リネーム処理
#UE4 | @UNREALENGINE 実装例：Pythonによるインスタンシング
#UE4 | @UNREALENGINE インスタンシング 大量のオブジェクトを描画する際に有効な手法 ドローコールを削減し、描画コストを下げる ドローコール 現在の画面を描画するために必要な情報を呼び出す命令のこと 回数が多いほど処理負荷につながる可能性がある
#UE4 | @UNREALENGINE インスタンス化によるドローコールの削減 非インスタンス インスタンス 9回分のドローコール １回分のドローコール
#UE4 | @UNREALENGINE Instanced Static Mesh Unreal Engineでのインスタンス化メッシュ
#UE4 | @UNREALENGINE Instanced Static Mesh
#UE4 | @UNREALENGINE Instanced Static Mesh • Static Mesh
#UE4 | @UNREALENGINE Instanced Static Mesh • Static Mesh • インスタンス数分の位置、回転、スケール
#UE4 | @UNREALENGINE Static Meshをインスタンス化 ツールやスクリプトを使わずに 手作業で変換しようとすると・・・ アクタ一つ一つの位置、回転、 スケールをコピーして・・・
#UE4 | @UNREALENGINE Static Meshをインスタンス化 ツールやスクリプトを使わずに 手作業で変換しようとすると・・・ インスタンスに追加
#UE4 | @UNREALENGINE Static Meshをインスタンス化 Merge Actors 選択アクタを一つのインスタンスに変換
#UE4 | @UNREALENGINE Static Meshをインスタンス化 Merge Actors 選択アクタを一つのインスタンスに変換 複数インスタンスを一度に生成はできない
#UE4 | @UNREALENGINE Static Meshをインスタンス化 Merge Actors 多数のアクタがあるとして・・・
#UE4 | @UNREALENGINE Static Meshをインスタンス化 Merge Actors 複数グループに分けてインスタンス化したい場合 インスタンス化したいグループ毎に 選択して変換する作業が必要
#UE4 | @UNREALENGINE インスタンス化によるドローコールの削減 大量のアクタを複数インスタンス化していくのは高コスト なるべく自動で、いい感じのグループに分けてインスタンス化したい・・・
#UE4 | @UNREALENGINE インスタンス化によるドローコールの削減 大量のアクタを複数インスタンス化していくのは高コスト なるべく自動で、いい感じのグループに分けてインスタンス化したい・・・ Python外部ライブラリからK-means法を使ってインスタンシング！
#UE4 | @UNREALENGINE K-means法とは ざっくり解説 クラスタ分析を行う手法の一つ Pythonの外部ライブラリScikit Learnに含まれている
#UE4 | @UNREALENGINE K-means法とは ざっくり解説 バラバラな座標のリストがあるとして・・・
#UE4 | @UNREALENGINE K-means法とは ざっくり解説 クラスタ数=5 設定したクラスタ数に応じて、近い属性同士のグループを作る
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Pythonで外部ライブラリを使う ライブラリインストール後、PythonLibsite-packagesを EngineBinariesThirdPartyPythonWin64Lib以下に丸ごとコピー import 〇〇でインポート出来るようになる
#UE4 | @UNREALENGINE K-means法によるインスタンシング
#UE4 | @UNREALENGINE コード 1/2 import unreal import numpy as np import sklearn from sklearn.cluster import KMeans bp_instance = unreal.EditorAssetLibrary.load_blueprint_class('/Game/BP_Instance.BP_Instance') list_actors = unreal.EditorLevelLibrary.get_selected_level_actors() list_static_mesh_actors = unreal.EditorFilterLibrary.by_class(list_actors,unreal.StaticMeshActor) list_unique = np.array([]) for lsm in list_static_mesh_actors: static_mesh = lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") list_unique = np.append(list_unique,static_mesh) list_unique = np.unique(list_unique) for lu in list_unique: list_transform = np.array([]) list_locations = np.array([[0,0,0]])
#UE4 | @UNREALENGINE コード 2/2 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) num_clusters = 3 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations) instanced_components = np.array([]) for i in range(num_clusters): instanced_actor = unreal.EditorLevelLibrary.spawn_actor_from_class(bp_instance,(0,0,0),(0,0,0)) instanced_component = instanced_actor.get_component_by_class(unreal.InstancedStaticMeshComponent) instanced_components = np.append(instanced_components,instanced_component) for j, pd in enumerate(pred): instanced_components[pd].add_instance(list_transform[j]) for k in range(num_clusters): instanced_components[k].set_editor_property("StaticMesh",lu) for lsm in list_static_mesh_actors: lsm.destroy_actor()
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 1/5 #ライブラリをインポート import unreal import numpy as np import sklearn from sklearn.cluster import KMeans #インスタンス用のクラスをロード bp_instance = unreal.EditorAssetLibrary.load_blueprint_class('/Game/BP_Instance.BP_Instance') #選択しているアクタを取得 list_actors = unreal.EditorLevelLibrary.get_selected_level_actors() list_static_mesh_actors = unreal.EditorFilterLibrary.by_class(list_actors,unreal.StaticMeshActor)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 1/5 #ライブラリをインポート import unreal import numpy as np import sklearn from sklearn.cluster import KMeans #インスタンス用のクラスをロード bp_instance = unreal.EditorAssetLibrary.load_blueprint_class('/Game/BP_Instance.BP_Instance') #選択しているアクタを取得 list_actors = unreal.EditorLevelLibrary.get_selected_level_actors() list_static_mesh_actors = unreal.EditorFilterLibrary.by_class(list_actors,unreal.StaticMeshActor)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 1/5 #ライブラリをインポート import unreal import numpy as np import sklearn from sklearn.cluster import KMeans #インスタンス用のクラスをロード bp_instance = unreal.EditorAssetLibrary.load_blueprint_class('/Game/BP_Instance.BP_Instance') #選択しているアクタを取得 list_actors = unreal.EditorLevelLibrary.get_selected_level_actors() list_static_mesh_actors = unreal.EditorFilterLibrary.by_class(list_actors,unreal.StaticMeshActor)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 1/5 #ライブラリをインポート import unreal import numpy as np import sklearn from sklearn.cluster import KMeans #インスタンス用のクラスをロード bp_instance = unreal.EditorAssetLibrary.load_blueprint_class('/Game/BP_Instance.BP_Instance') #選択しているアクタを取得 list_actors = unreal.EditorLevelLibrary.get_selected_level_actors() list_static_mesh_actors = unreal.EditorFilterLibrary.by_class(list_actors,unreal.StaticMeshActor) 後で選択アクタから 位置、回転、メッシュ情報などを取得
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 2/5 #メッシュの種類毎にクラスタリングするため、アクタのリストからメッシュの種類がいくつあるかを求める list_unique = np.array([]) for lsm in list_static_mesh_actors: static_mesh = lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") list_unique = np.append(list_unique,static_mesh) list_unique = np.unique(list_unique) #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lu in list_unique: list_transform = np.array([]) list_locations = np.array([[0,0,0]])
#UE4 | @UNREALENGINE 複数種類のメッシュがあった場合 Instanced Static Meshが 持てるメッシュは一種類のみ
#UE4 | @UNREALENGINE 複数種類のメッシュがあった場合 クラスタ数=3
#UE4 | @UNREALENGINE 複数種類のメッシュがあった場合 種類ごとにクラスタリング クラスタ数=3
#UE4 | @UNREALENGINE 複数種類のメッシュがあった場合 クラスタ数=3 種類ごとにクラスタリング
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 3/5 #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) #クラスタリング num_clusters = 3 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 3/5 #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) #クラスタリング num_clusters = 3 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 3/5 #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) #クラスタリング num_clusters = 3 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations) Get_actor_location() ・・・Unreal Vector型を返す
#UE4 | @UNREALENGINE Unreal Vector型 Unreal Engine上でVector型をやり取りするための型 Kmeansでも使えるように
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 3/5 #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) #クラスタリング num_clusters = 3 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 3/5 #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) #クラスタリング num_clusters = 3 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 3/5 #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) #クラスタリング num_clusters = 5 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations) n_clusters = 5
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 3/5 #インスタンスに追加するトランスフォームリストと、クラスタリングに使うための位置リストを作成 for lsm in list_static_mesh_actors: if lsm.get_component_by_class(unreal.StaticMeshComponent).get_editor_property("StaticMesh") == lu: list_transform = np.append(list_transform,lsm.get_actor_transform()) location = np.array([[lsm.get_actor_location().x,lsm.get_actor_location().y,lsm.get_actor_location().z]]) list_locations = np.append(list_locations,location,axis=0) list_locations = np.delete(list_locations,0,axis=0) #クラスタリング num_clusters = 5 pred = KMeans(n_clusters=num_clusters).fit_predict(list_locations) 0 1 2 3 4 0 0 0 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 4 4 4 fit_predict
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 4/5 #コンポーネントのリストを作成 instanced_components = np.array([]) #クラスタ毎にアクタをスポーン、コンポーネントをリストに入れる for i in range(num_clusters): instanced_actor = unreal.EditorLevelLibrary.spawn_actor_from_class(bp_instance,(0,0,0),(0,0,0)) instanced_component = instanced_actor.get_component_by_class(unreal.InstancedStaticMeshComponent) instanced_components = np.append(instanced_components,instanced_component)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 4/5 #コンポーネントのリストを作成 instanced_components = np.array([]) #クラスタ毎にアクタをスポーン、コンポーネントをリストに入れる for i in range(num_clusters): instanced_actor = unreal.EditorLevelLibrary.spawn_actor_from_class(bp_instance,(0,0,0),(0,0,0)) instanced_component = instanced_actor.get_component_by_class(unreal.InstancedStaticMeshComponent) instanced_components = np.append(instanced_components,instanced_component)
#UE4 | @UNREALENGINE 解説 4/5 #コンポーネントのリストを作成 instanced_components = np.array([]) #クラスタ毎にアクタをスポーン、コンポーネントをリストに入れる for i in range(num_clusters): instanced_actor = unreal.EditorLevelLibrary.spawn_actor_from_class(bp_instance,(0,0,0),(0,0,0)) instanced_component = instanced_actor.get_component_by_class(unreal.InstancedStaticMeshComponent) instanced_components = np.append(instanced_components,instanced_component)