Lông tóc là một trong những phần khó đạt được tính chân thực nhất trong các nhân vật thời gian thực, đặc biệt là khi chuyển đổi giữa các công cụ 3D khác nhau. Blender cung cấp các công cụ tạo lông tóc mạnh mẽ và linh hoạt, trong khi hệ thống lông tóc của Unreal Engine cung cấp khả năng kết xuất tóc chất lượng cao, thời gian thực được tối ưu hóa cho trò chơi, phim điện ảnh và sản xuất ảo. Tuy nhiên, việc tích hợp dữ liệu lông tóc giữa hai nền tảng này đòi hỏi một quy trình làm việc rõ ràng và có cấu trúc tốt.

Trong bài viết này, iRender sẽ khám phá cách tích hợp thành công lông tóc từ Blender vào hệ thống lông tóc của Unreal Engine, tập trung vào các bước chuẩn bị, phương pháp xuất và các tối ưu hoá.

Hãy bắt đầu!

Nguồn hình ảnh: Unreal Engine

Hệ thống lông tóc (Groom) của Unreal Engine, được giới thiệu trong UE 4.2.6, là một giải pháp kết xuất tóc thời gian thực được thiết kế để xử lý tóc chất lượng cao, dựa trên từng sợi tóc, cho quy trình làm việc nhân vật hiện đại. Nó hỗ trợ các kiểu tóc phức tạp được tạo trong các công cụ DCC như Blender hoặc Maya XGen thông qua bộ nhớ đệm Alembic (.abc) lưu trữ dữ liệu chi tiết về từng sợi tóc. Mặc dù hệ thống cũng có thể hoạt động với các dạng biểu diễn thay thế như hair cards hoặc mesh-based hair để có khả năng mở rộng tốt hơn, nhưng dữ liệu sợi tóc thực sự mang lại mức độ chân thực cao nhất về đổ bóng, ánh sáng và chuyển động. Với hỗ trợ tích hợp cho mô phỏng vật lý, điều khiển LOD và tối ưu hóa hiệu suất thời gian thực, hệ thống mô phỏng tóc (Groom) rất cần thiết để tạo ra các kiểu tóc, lông thú và lông vũ chân thực cho người trong trò chơi, phim điện ảnh và sản xuất ảo.

Blender cung cấp hai hệ thống chính để tạo tóc dạng sợi: hệ thống hạt tóc (Hair Particle System) truyền thống và hệ thống tóc dựa trên các nút hình học (Geometry Nodes–based Hair system) hiện đại. Mặc dù cả hai đều có khả năng tạo ra tóc, lông và các đối tượng dạng sợi tương tự, nhưng quy trình làm việc và trường hợp sử dụng của chúng lại khác nhau đáng kể.

Nguồn hình ảnh: Blender

Hệ thống hạt tóc (The Hair Particle System) được thiết kế để tạo kiểu tóc tương tác đơn giản. Các nghệ sĩ áp dụng bộ điều chỉnh hệ thống hạt vào một lưới như da đầu hoặc cơ thể nhân vật, đặt loại hạt là “Tóc” và kiểm soát các thông số cơ bản như số lượng sợi và chiều dài. Tóc được tạo kiểu trong Chế độ chỉnh sửa hạt bằng các công cụ quen thuộc như lược, cắt, làm mượt và gom lọn. Mặc dù hệ thống hỗ trợ động lực học và tóc con để tăng thêm độ dày, nhưng các tính năng này thường được đơn giản hóa hoặc vô hiệu hóa khi chuẩn bị tóc cho Unreal Engine, nơi vật lý và mật độ được xử lý tốt hơn ở phía engine. Điều này làm cho quy trình làm việc với hạt dễ hiểu và hiệu quả cho các thiết lập tóc tĩnh hoặc bán tĩnh.

Nguồn hình ảnh: Blender

Ngược lại, Geometry Nodes Hair (Hair Curves) là một hệ thống dựa trên quy trình, sử dụng các nút để tạo sự linh hoạt và khả năng mở rộng. Thay vì chỉ dựa vào việc tạo kiểu thủ công, các nghệ sĩ định nghĩa hành vi của tóc bằng cách sử dụng các nút để kiểm soát sự phân bố, độ dài, sự kết tụ và các hiệu chỉnh theo cách không phá hủy. Cách tiếp cận này mang tính kỹ thuật hơn nhưng cung cấp khả năng kiểm soát, tính nhất quán và khả năng tương thích cao hơn với các quy trình hiện đại. Geometry Nodes Hair đang được phát triển tích cực và phù hợp hơn để xuất dữ liệu sợi tóc sạch, đặc biệt là cho các công cụ thời gian thực như Groom System của Unreal Engine.

Nhìn chung, hệ thống hạt tóc Particle Hair là một giải pháp đơn giản và thân thiện với nghệ sĩ để tạo kiểu nhanh và tương thích với các quy trình làm việc cũ, trong khi Geometry Nodes Hair cung cấp sức mạnh tạo kiểu theo quy trình, xuất dữ liệu sạch hơn và tích hợp tốt hơn với các quy trình kết xuất thời gian thực tiên tiến.

Việc xuất lông tóc từ Blender sang Unreal Engine là một bước quan trọng để đảm bảo các tài sản tóc hoạt động chính xác và trông chân thực trong thời gian thực. Tùy thuộc vào quy trình làm việc đã chọn, tóc có thể được chuyển đổi dưới dạng dữ liệu sợi tóc thực hoặc dưới dạng hình học lưới. Unreal Engine hỗ trợ các phương pháp này thông qua hai định dạng xuất chính: Alembic (.abc) cho kiểu tóc dựa trên sợi và FBX (.fbx) cho các giải pháp lưới hoặc thẻ tóc. Hãy cùng phân tích chi tiết từng định dạng bên dưới:

Alembic (.abc) là định dạng chuẩn và được khuyến nghị để xuất tóc từ Blender sang hệ thống Groom của Unreal Engine vì nó hỗ trợ dữ liệu dựa trên từng sợi tóc thực sự. Không giống như các định dạng lưới truyền thống, Alembic lưu trữ tóc dưới dạng đường cong, bảo toàn thông tin cần thiết như vị trí, độ dày, hướng và nhóm của từng sợi tóc. Điều này cho phép Unreal Engine hiển thị tóc như một tài sản groom gốc, cho phép tạo bóng chính xác, phản hồi ánh sáng, mô phỏng vật lý và quản lý mức độ chi tiết trong thời gian thực.

Khi chuẩn bị tóc trong Blender để xuất sang Alembic, groom phải được làm sạch và tối ưu hóa. Tóc nên được tạo bằng Geometry Nodes Hair hoặc chuyển đổi từ hệ thống Particle Hair cũ. Các tính năng như tóc con và động lực học phía Blender thường bị vô hiệu hóa, vì Unreal Engine xử lý mật độ và vật lý nội bộ. Việc áp dụng tỷ lệ và phép biến đổi chính xác cho cả lưới da đầu và đường cong tóc là rất quan trọng để tránh các vấn đề không khớp hoặc biến dạng sau khi nhập.

Sau khi được xuất dưới dạng tệp Alembic với dữ liệu đường cong được bật, Unreal Engine có thể nhập tệp thông qua các plugin hệ thống Groom của nó. Công cụ này tự động tạo ra một mô hình tạo hình nhân vật có thể liên kết với lưới xương, cho phép các nghệ sĩ tinh chỉnh thêm vật liệu, hành vi vật lý và cài đặt LOD trực tiếp trong Unreal. Quy trình làm việc này lý tưởng cho các nhân vật cao cấp và các dự án điện ảnh.

Ngược lại, định dạng FBX (.fbx) không hỗ trợ dữ liệu tóc dạng sợi và do đó không thể sử dụng trực tiếp với hệ thống chỉnh sửa tóc của Unreal Engine. Thay vào đó, FBX được sử dụng khi tóc được chuyển đổi thành hình học lưới, phổ biến nhất là ở dạng thẻ tóc hoặc dải đa giác. Phương pháp này từ lâu đã là tiêu chuẩn trong các ứng dụng thời gian thực vì nó mang lại hiệu suất tốt hơn và hành vi dễ dự đoán hơn, đặc biệt là trên phần cứng cấp thấp.

Trong Blender, việc xuất tóc dưới dạng FBX yêu cầu chuyển đổi các hạt hoặc đường cong tóc thành các đối tượng lưới. Sau đó, nghệ sĩ phải tạo bố cục UV và kết cấu phù hợp, chẳng hạn như bản đồ độ mờ, để mô phỏng sự xuất hiện của từng sợi tóc. Vì tóc giờ đây dựa trên hình học, chất lượng hình ảnh phụ thuộc rất nhiều vào độ phân giải kết cấu, vị trí thẻ và thiết lập vật liệu hơn là dữ liệu sợi tóc thực tế.

Sau khi xuất lưới tóc dưới dạng tệp FBX, Unreal Engine coi nó là lưới tĩnh hoặc lưới xương chứ không phải là tài sản chỉnh sửa tóc. Chuyển động của tóc thường được thực hiện thông qua hoạt ảnh xương hoặc thiết lập vật lý đơn giản, và vật liệu dựa trên các shader được che hoặc trong suốt. Mặc dù phương pháp này không thể sánh được với độ chân thực của việc tạo kiểu tóc bằng sợi, nhưng nó rất phù hợp với các trò chơi trên điện thoại di động.

Nguồn hình ảnh: Unreal Engine

Trước khi nhập dữ liệu tóc vào Unreal Engine, dữ liệu tóc phải được nhận dạng là tài sản tạo kiểu tóc, được căn chỉnh chính xác với nhân vật và được cấu hình đúng cách cho việc hiển thị và mô phỏng.

Trước khi nhập bất kỳ dữ liệu tóc nào, Unreal Engine phải được cấu hình để hỗ trợ kiểu tóc dựa trên sợi tóc. Điều này được thực hiện bằng cách kích hoạt plugin Groom (Hair Strands) trong cài đặt dự án. Sau khi được kích hoạt, Unreal sẽ có khả năng nhận dạng các tệp tóc Alembic và xử lý chúng như tài sản kiểu tóc thay vì hình học thông thường. Nếu plugin trước đó đã bị vô hiệu hóa, việc khởi động lại trình chỉnh sửa sẽ đảm bảo hệ thống được khởi tạo chính xác.

Khi bật hỗ trợ tạo kiểu tóc (groom support), tệp Alembic (.abc) được xuất từ ​​Blender có thể được nhập thông qua Trình duyệt nội dung (Content Browser). Trong quá trình này, Unreal đọc dữ liệu đường cong được lưu trữ trong tệp và chuyển đổi nó thành Tài sản tạo kiểu tóc (Groom Asset). Nếu tóc được chuẩn bị chính xác trong Blender, Unreal sẽ tự động phát hiện nó là một kiểu tóc đã được tạo. Việc điều chỉnh tỷ lệ và hướng chính xác ở giai đoạn này rất cần thiết để đảm bảo tóc khớp chính xác với mô hình nhân vật.

Sau khi nhập, Unreal sẽ tạo ra một tài sản kiểu tóc chứa tất cả dữ liệu về các sợi tóc. Mở tài sản này cho phép các nghệ sĩ xem trước kiểu tóc và xác nhận rằng các sợi tóc còn nguyên vẹn, được phân bố đều và được định vị chính xác. Bước này giúp xác định sớm các vấn đề như thiếu sợi tóc, mật độ không chính xác hoặc sai lệch về tỷ lệ trước khi gắn tóc vào nhân vật.

Để đảm bảo tóc chuyển động theo hoạt hình của nhân vật, phần tóc giả phải được gắn vào lưới xương. Unreal sử dụng Groom Binding Asset để gắn chân tóc vào bề mặt da đầu của nhân vật. Quá trình gắn kết này đảm bảo tóc chuyển động tự nhiên theo đầu và cơ thể, ngăn ngừa tóc bị trượt hoặc tách rời trong quá trình hoạt hình. Gắn kết là điều cần thiết cho các nhân vật hoạt hình, mặc dù các lưới tĩnh có thể không cần đến nó.

Sau khi gắn hệ thống Groom vào, cần phải áp dụng chất liệu tóc phù hợp để hiển thị chính xác. Unreal Engine sử dụng mô hình đổ bóng tóc chuyên dụng mô phỏng tương tác ánh sáng thực tế dọc theo các sợi tóc. Việc gán chất liệu được cấu hình cho các sợi tóc cho phép Groom hiển thị các điểm nhấn tự nhiên, độ sâu và sự biến đổi màu sắc dưới các điều kiện ánh sáng khác nhau.

Để tăng tính chân thực, hệ thống tạo kiểu tóc của Unreal hỗ trợ mô phỏng tóc theo thời gian thực. Bằng cách bật mô phỏng trong cài đặt tạo kiểu tóc, tóc có thể phản ứng với chuyển động, trọng lực và va chạm. Điều chỉnh các thông số như độ cứng và độ va đập giúp kiểm soát độ mềm mại hoặc cứng cáp của tóc. Một tài sản vật lý được cấu hình tốt trên nhân vật đảm bảo tóc tương tác chính xác với đầu và cơ thể.

Rabbit with groom asset (Nguồn hình ảnh: Unreal Engine)

Tóc là một trong những yếu tố tiêu tốn nhiều tài nguyên đồ họa nhất trong kết xuất thời gian thực, đặc biệt khi sử dụng các hệ thống dựa trên sợi tóc như hệ thống Groom của Unreal Engine. Mỗi sợi tóc hiển thị đều làm tăng khối lượng công việc của GPU thông qua đổ bóng, chiếu sáng và mô phỏng, khiến việc tối ưu hóa trở thành một phần quan trọng của bất kỳ quy trình làm việc tóc thời gian thực nào. Nếu không được tối ưu hóa đúng cách, ngay cả một kiểu tóc ấn tượng về mặt hình ảnh cũng có thể nhanh chóng trở thành nút thắt cổ chai về hiệu năng.

Một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu năng tóc là kiểm soát mật độ sợi tóc. Mặc dù số lượng sợi tóc cao giúp cải thiện tính chân thực ở cự ly gần, nhưng chúng thường không cần thiết ở khoảng cách trung bình hoặc xa. Sử dụng cài đặt mức độ chi tiết (LOD) để giảm dần độ phức tạp của sợi tóc giúp duy trì chất lượng hình ảnh đồng thời cải thiện đáng kể tốc độ khung hình. Tương tự, việc hạn chế sự thay đổi độ rộng của tóc và chất lượng bóng có thể giảm chi phí kết xuất mà không ảnh hưởng đáng kể đến hình thức.

Mô phỏng vật lý cũng có tác động lớn đến hiệu năng. Vật lý tóc thời gian thực làm tăng tính chân thực, nhưng nó nên được áp dụng một cách chọn lọc. 

Việc tích hợp tóc Blender vào hệ thống Groom của Unreal Engine thoạt nhìn có vẻ phức tạp, nhưng một khi bạn hiểu được quy trình làm việc, nó sẽ trở thành một cách hay và hấp dẫn để đưa mái tóc chất lượng cao, chân thực vào các dự án thời gian thực. Bằng cách chuẩn bị dữ liệu tóc đúng cách trong Blender và xuất nó bằng các định dạng chính xác, các nghệ sĩ có thể tận dụng tối đa các công cụ Chỉnh sửa tóc của Unreal Engine để kết xuất, mô phỏng và tối ưu hóa hiệu suất. Quy trình này không chỉ cải thiện tính chân thực về mặt hình ảnh mà còn cho phép bạn kiểm soát tốt hơn cách tóc hoạt động dưới ánh sáng và hoạt ảnh.

Nếu bạn cần một cỗ máy mạnh mẽ để xử lý tất cả các tác vụ phức tạp này, hãy đến với iRender nhé!

iRender giải phóng sức sáng tạo của bạn với tài nguyên render GPU không giới hạn. Render farm của chúng tôi sở hữu những máy render 3D mạnh mẽ nhất. Cấu hình từ 1 đến 8 GPU với RTX 4090 cao cấp, CPU Threadripper Pro, RAM 256GB và ổ SSD 2TB – máy của iRender có thể đáp ứng mọi yêu cầu dự án 3D. Chúng tôi hỗ trợ tất cả phần mềm 3D, bao gồm cả Unreal Engine 5 và Blender.

Sau khi thuê máy của chúng tôi, bạn sẽ sở hữu chúng như máy trạm cá nhân của mình. Tất cả các máy chủ của chúng tôi đều được trang bị:

• AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 3955WX (3.9-4.2GHz) hoặc

• AMD Ryzen™ Threadripper™ PRO 5975WX (3.6-4.5GHz)

• 1/2/4/6/8x – 4090

• 256GB RAM
• 2TB NVMe SSD

Máy chủ của chúng tôi có cài sẵn Blender 4.5 nên bạn chỉ cần upload file cần render và tiến hành render ngay.

Hãy cùng xem kết quả kiểm tra hiệu năng mới nhất trên máy chủ của chúng tôi nhé!

Ngoài ra, iRender còn cung cấp ứng dụng iRender GPU app. một ứng dụng all-in-one giúp bạn làm việc trực tiếp mà không cần truy cập website iRender. Ứng dụng này hiện chỉ hỗ trợ Windows.

Trải nghiệm FREE để dùng thử máy RTX 4090 và tăng tốc render ngay hôm nay!

Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ qua Live Chat 24/7, WhatsApp: +(84) 912-785-500 hoặc Email: [email protected]

iRender – Happy Rendering!