Marvelous Designer 布料动画解算工作流：从建模到虚幻引擎的完整实践¶
加入 UE5 技术交流群¶
如果您对虚幻引擎5的图形渲染技术感兴趣，欢迎加入我们的 UE5 技术交流群！
扫描上方二维码添加个人微信 wlxklyh，备注"UE5技术交流"，我会拉您进群。
在技术交流群中，您可以： - 与其他UE开发者交流渲染技术经验 - 获取最新的GDC技术分享和解读 - 讨论图形编程、性能优化、构建工具流、动画系统等话题 - 分享引擎架构、基建工具等项目经验和技术难题
本文基于 UFSH2025 技术分享视频整理
- 原视频：[UFSH2025]高效布料动画解算流程解析 | Sherry Yao 姚夏清 Marvelous Designer 资深3D设计师
- 视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1Zo1aBYENG
- 时长：25分40秒
- 本文由 AI 辅助生成，结合视频内容与技术实践经验整理
导读¶
核心观点： 1. Marvelous Designer 提供了两种主流布料工作流：静态模型流程（适合游戏开发，配合引擎实时解算）和**动画缓存流程**（适合影视渲染，预烘焙高精度动画） 2. LiveSync 2.0 插件实现了 MD 与虚幻引擎的**无缝对接**，支持物理属性、材质、骨骼动画的一键导入，大幅提升生产效率 3. GPU 模拟技术让 15 万面数的服装也能**实时录制动画**，多层布料解算稳定且快速
前置知识： - 熟悉虚幻引擎基础操作 - 了解布料物理解算基本概念 - 掌握 3D 建模软件基础（如 Maya、Blender）
背景与痛点¶
在游戏和影视制作中，角色服装的制作一直是技术难点：
传统手工雕刻的痛点： - 手工雕刻褶皱费时费力，且难以保证物理真实性 - 不同姿势下的服装变形需要逐帧调整 - 多层服装的碰撞处理复杂，容易穿模
引擎实时解算的局限： - Chaos Cloth 等实时解算器精度有限，细节表现不足 - 性能开销大，移动端难以承受 - 参数调试复杂，需要反复迭代
Marvelous Designer 的解决方案： - 基于真实物理引擎，模拟重力和面料属性 - 支持版片式设计，符合服装设计师的工作习惯 - 提供两种工作流，灵活适配不同项目需求
核心原理解析¶
一、Marvelous Designer 核心技术¶
Marvelous Designer 的核心是**物理引擎驱动的布料模拟**，通过模拟真实世界中的重力和面料属性，将平面版片搭建为立体服装。
三大特点： 1. 易于上手：版片式设计，服装设计师可快速迁移工作流 2. 效果真实：逐帧物理解算，精确体现面料物理现象 3. 兼容性高：支持 FBX、USD 等主流格式，无缝对接各大 DCC 工具
工作原理： - 在 2D 窗口绘制版片结构 - 通过缝合线将版片连接 - 模拟时，物理引擎计算每个顶点的受力 - 生成符合物理规律的褶皱和变形
二、两种工作流程对比¶
Marvelous Designer 提供两种主流工作流，适配不同的生产需求：
工作流 A：静态模型流程 - 🟢 优势：资源占用少，适合游戏开发；支持引擎实时解算（如 Chaos Cloth） - 🔴 劣势：需要在引擎中二次调试物理参数；精度受引擎解算器限制 - 🎯 适用场景：移动游戏、实时互动应用、需要动态换装的项目
工作流 B：动画缓存流程 - 🟢 优势：预烘焙高精度动画，细节丰富；引擎端零性能开销 - 🔴 劣势：缓存文件体积大；无法实时交互 - 🎯 适用场景：影视动画、过场动画、高精度展示项目
技术决策建议： - 如果项目需要**动态换装**或**实时交互**，选择静态模型流程 - 如果追求**极致画质**或**复杂布料动画**（如裙摆飘动），选择动画缓存流程 - 混合方案：主角使用动画缓存，NPC 使用静态模型
深度进阶：项目制作要点¶
三、静态模型预处理流程¶
在导出静态模型到虚幻引擎之前，需要进行网格优化和材质处理。
3.1 网格优化¶
自动四边面化：
新版本优化了四边面化算法，生成更干净的网格拓扑结构。
手动重拓扑：
对于复杂服装，可以手动调整拓扑，进一步优化网格排列。
智能拓扑类型：
软件提供两种拓扑风格，可根据需要选择： - 均匀拓扑：适合需要细分的区域 - 自适应拓扑：根据曲率自动调整密度
配件优化：
对于纽扣、拉链等配件，可以一键降低多边形面数。
通过输入目标面数，软件会自动优化这些素材，从而降低整体网格复杂度。
3.2 材质处理¶
PBR 材质生成器：
当面料应用一个纹理图时，可以通过 PBR 材质生成器自动生成其他贴图（如法线贴图、金属度贴图、透明度贴图）。
生成后还可以控制法线贴图的强度，达到需要的效果。
UV 填充工具：
使用自动 UV 填充工具，可以对服装版片的 UV 进行自动排布，支持正面、侧面和背面的 UV 展开。
动态 UV 更新：
当调整面料属性（如背面颜色、侧边厚度）后，UV 填充会自动更新，无需手动重新展开。
3.3 骨骼绑定流程¶
对于需要骨骼绑定的服装，Marvelous Designer 提供了 AvatarMode 工具，可以自动绑定服装网格。
绑定前准备： 1. 一键四边面化服装版片，获取规整的网格排列 2. 优化配件的多边形面数
AvatarMode 功能： - 自动优化文件为更低面数 - 自动封闭袖口、脚口等看不见的位置 - 支持输入目标网格数值，自动控制整体面数
权重调整：
绑定完成后，可以调整每个位置的版片权重，选择增加、减少或平滑关节点上的绑定权重。
姿势测试：
更改虚拟模特的姿势，查看服装是否有穿模问题。
雕刻修复：
如果发现穿模，可以使用雕刻笔刷调整折叠位置，或用修复笔刷一键修复穿模。
材质烘焙：
在 AvatarMode 中可以继续调整 UV 填充或处理纹理烘焙，如烘焙细节法线贴图和环境光遮蔽贴图。
四、布料动画缓存流程¶
对于需要制作逼真布料动画的项目，可以在 Marvelous Designer 中录制服装的布料解算动画，然后将整个动画以几何体缓存数据的形式导入到虚幻引擎中使用。
4.1 动画模型准备¶
三种模型类型：
- 带有动作的常规 3D 模型：直接导入即可录制布料动画
- 带有骨骼关节的静态模型：可以在 MD 中对关节点 K 帧，或使用 IC 关节调用转换好的动作
- 骨骼绑定的服装网格：部分服装网格进行骨骼绑定，刷到骨骼上
IC 关节系统：
Marvelous Designer 支持 IC 关节（Inverse Kinematics），可以快速调整模型姿势或调用动作文件。
硬设 IC 关节后，可以： - 手动调整模型姿势 - 调用预设动作 - 导入 FBX 动画文件并自动转换为 IC 关节动作
4.2 录制前的参数设置¶
在录制动画之前，需要检查和调整一些关键参数，确保模拟稳定。
固定针设置：
为了防止服装滑落和抖动，在紧身位置添加固定针，将布料固定在模型上。
摩擦力调整：
提高服装的摩擦力，防止滑动。
模拟品质：
提高模拟品质，让模拟更加精密和稳定。
场景时间变换：
如果角色动作帧间变化较大，需要提高场景时间变换，让角色每一帧之间的动作间隔更小，模拟会更稳定。
4.3 GPU 模拟与实时录制¶
新版本支持 GPU 模拟，可以完成非常稳定的布料解算，即使是 15 万面数的服装，也能实时录制动画。
GPU 模拟的优势： - 速度快，实时录制 - 多层布料处理稳定 - 支持高面数服装
4.4 关键帧动画增强¶
除了稳定的布料解算，还可以通过关键帧动画增加趣味性和表现力。
支持的关键帧类型：
- 模型关节点 K 帧：组成一系列连贯的动作
- 面料物理属性 K 帧：改变面料的弹性、阻尼等属性，录制出特殊的膨胀效果
在相同压力下，面料经纬纱强度越低，受力膨胀效果越明显。通过对面料物理属性 K 帧，可以录制出非常奇特的膨胀效果。
- 风场 K 帧：对吹风方向、位置、风力等属性进行 K 帧，以及激活状态的 K 帧
- 固定针激活状态 K 帧：先激活固定针，之后反激活，录制动画时会有布料掉下来、受吹风影响的效果
- 重力 K 帧：制作出特殊的锐落或反重力效果
例如，一开始环境中没有重力，后续有了重力后，服装就会自动掉落下来。
五、虚幻引擎对接流程¶
完成布料静态模型或解算好布料动画后，就可以进入到虚幻引擎中了。
5.1 LiveSync 2.0 插件¶
Marvelous Designer 提供了两种导入流程：
方案 A：USD 工作流程 - 🟢 优势：导出带有 Chaos Cloth 所需的物理属性数据，可在引擎中实时解算 - 🔴 劣势：需要在引擎中调试物理参数 - 🎯 适用场景：需要通过引擎解算器完成布料解算的用户
方案 B：LiveSync 工作流程 - 🟢 优势：一键导入服装、模特、材质、动画缓存；支持双向同步 - 🔴 劣势：缓存文件体积较大 - 🎯 适用场景：需要使用虚幻引擎渲染动画、创建可视化视频和游戏影片的用户
LiveSync 2.0 的新特性： - 集成了 USD 工作流程 - 支持一键导入服装模拟缓存动画、角色动画、静态模型和材质 - 可以将带动画的骨骼网格从虚幻引擎导回 MD 完成后续解算
5.2 LiveSync 插件安装与使用¶
安装方式：
可以直接在 FAB（虚幻商城）上搜索 Marvelous Designer LiveSync 插件，免费下载并安装。
使用流程：
- 确认 MD 状态：在 Marvelous Designer 中确认没有开启模拟或正在录制动画
- 打开 LiveSync 窗口：在 MD 中找到 File > Export > Cloth MD LiveSync
- 配置导出选项：
- USD 文件格式选项：Primal Loop（网格和材质）
- 加载服装选项：选择所有服装作为一个物体或多个物体
- 版片厚度：是否带有厚度
- UV 贴图材质：选择使用 UV 贴图或面料贴图
-
Include Garment Simulation Data：将服装的模拟数据（物理属性）通过 USD 文件格式导入到虚幻引擎中
-
等待连接：当 LiveSync 连接指示器变为绿色时，点击同步按钮
-
确认导入：会有提示确认没有开启模拟或其他可能影响导入的功能
-
查看导入结果：服装和虚拟模特会一并导入到虚幻引擎中
在大纲里面可以看到加载进来的模型，在 USD Stage Actor 下可以看到服装和角色模型。
5.3 材质与物理属性¶
材质导入：
选用默认设置时，服装的材质球将会以软件内的面料贴图组成。
如果需要使用 UV 贴图作为材质，可以勾选 UV 贴图选项，点击刷新重新加载。
物理属性导入：
LiveSync 2.0 的重要特性是可以一键将 Marvelous Designer 的物理属性通过后台折算，自动加载到 Chaos Cloth 的物理属性节点中。
碰撞厚度（布料厚度）也可以直接使用 Marvelous Designer 导出的数值。
5.4 Chaos Cloth 节点设置¶
导入到虚幻引擎后，可以在 Chaos Cloth 节点中完成后续设置：
- 加载角色模型：加载同样通过 USD 和插件一键导入的角色模型（如 Hana）
- 绘制权重：在节点中绘制权重，平滑权重
- 应用物理属性：使用 MD 导出的物理属性数据
- 调整碰撞厚度：使用 MD 的布料厚度数值
- 完成其他节点设置：根据项目需求完成其他节点配置
六、MetaHuman 集成¶
Marvelous Designer 还提供了 MetaHuman 导入器，可以直接在 MD 中导入 MetaHuman 的网格、骨骼关节和纹理。
6.1 MetaHuman 导入流程¶
从虚幻引擎导出：
- 在虚幻引擎中创建好 MetaHuman 角色
- 选择 DCC Export 选项，选择 FBX 格式
- 下载导出的文件
导入到 Marvelous Designer：
- 在 MD 中直接导入 DNA 文件
- 可以将 MetaHuman 的头和身体分别导入
- 根据需要创建测量点和尺寸表
6.2 资产复用与自动适配¶
由于导入的 MetaHuman 已经有了尺寸表，可以直接调用其他带有尺寸表信息的素材（资产商店或软件预设）。
使用 自动调整版片工具，让服装自动适配到 MetaHuman 身上。
软件会自动对比尺寸表信息，自动适配到 MetaHuman 各部位的尺寸，穿着在它的身上，帮助您重复利用资产文件，开发更多自动化的可能。
实战总结与建议¶
避坑指南¶
1. 网格优化相关 - ❌ 避免：直接导出高面数服装到引擎，会导致性能问题 - ✅ 建议：使用四边面化和多边形优化工具，将面数控制在合理范围（游戏角色建议 5-10 万面）
2. 材质处理相关 - ❌ 避免：忘记烘焙法线贴图，导致细节丢失 - ✅ 建议：使用 PBR 材质生成器自动生成法线、金属度等贴图，并调整强度
3. 骨骼绑定相关 - ❌ 避免：绑定前不优化网格，导致权重绘制困难 - ✅ 建议：先四边面化，再使用 AvatarMode 自动绑定，最后手动调整权重
4. 动画录制相关 - ❌ 避免：直接在高动作幅度下录制，容易出现抖动和穿模 - ✅ 建议：添加固定针，提高模拟品质和场景时间变换，使用 GPU 模拟
5. LiveSync 使用相关 - ❌ 避免：在 MD 模拟状态下同步，会导致导入失败 - ✅ 建议：确认 MD 没有开启模拟或录制动画，等待连接指示器变绿后再同步
6. 物理属性相关 - ❌ 避免：忽略 MD 导出的物理属性，在引擎中重新调试 - ✅ 建议：勾选 "Include Garment Simulation Data"，直接使用 MD 的高精度物理属性
最佳实践¶
工作流选择： - 移动游戏：静态模型 + Chaos Cloth 实时解算 - PC/主机游戏：主角使用动画缓存，NPC 使用静态模型 - 影视动画：全部使用动画缓存，追求极致画质
性能优化： - 使用 LOD 系统，远距离角色使用低面数模型 - 合理使用固定针，减少不必要的布料解算区域 - 对于不可见部分（如袖口内侧），使用自动封闭功能
团队协作： - 建立统一的命名规范（版片、材质、骨骼） - 使用资产商店和模块库，提高资产复用率 - 定期更新 LiveSync 插件，获取最新功能
未来发展方向： - 动画转换器：自动补充从 A-Pose 到动画第一帧的过渡 - 鞋子制作工具：为 MetaHuman 等角色创建鞋子的专用工具 - 更深度的引擎集成：进一步简化两个软件之间的互通操作
总结¶
Marvelous Designer 作为专业的布料解算软件,通过其强大的物理引擎和灵活的工作流,为游戏和影视制作提供了高效的服装制作解决方案。LiveSync 2.0 插件的推出,更是实现了与虚幻引擎的无缝对接,大幅提升了生产效率。
关键要点回顾： 1. 根据项目需求选择合适的工作流（静态模型 vs 动画缓存） 2. 重视预处理环节（网格优化、材质处理、骨骼绑定） 3. 善用 GPU 模拟和关键帧动画,提升动画表现力 4. 充分利用 LiveSync 2.0 的物理属性导入功能 5. 通过 MetaHuman 集成,实现资产复用和自动化
随着技术的不断发展,Marvelous Designer 与虚幻引擎的集成将越来越深入,为创作者提供更强大的工具链。掌握这套完整的工作流,将极大提升您的生产效率和作品质量。
参考资源： - Marvelous Designer 官方文档：https://marvelousdesigner.com/ - LiveSync 2.0 插件下载：FAB（虚幻商城）搜索 "Marvelous Designer LiveSync" - UFSH2025 技术分享视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Zo1aBYENG
感谢阅读！如果您对布料解算和虚幻引擎技术感兴趣，欢迎加入 UE5 技术交流群，与更多开发者交流经验！