虚幻引擎赋能亚洲教育：从文化传承到技术创新的实践之路¶

UE5 技术交流群

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源视频信息¶

视频标题：[UFSH2025]虚幻引擎助力亚洲教育:定制内容、本地化培训以及文化相关的会议演示 演讲者：Douglas Leong（Radiance60 创始人兼负责人） 视频时长：30分7秒 视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1GvmzBUEnM

AI 生成说明 本文由 AI 基于视频内容自动生成，旨在将演讲内容转化为结构化的技术文章。文章保留了原演讲的核心技术要点，并结合截图进行图文讲解。

导读¶

核心观点： 1. 单人或小团队可以利用虚幻引擎的 Lumen、Nanite、PCG 等技术，创建 AAA 级别的教育内容 2. 文化本地化的教育内容能够显著提升学习者的共鸣和参与度 3. 程序化内容生成（PCG）技术可以将渲染时间从数小时缩短到10分钟，大幅提升工作效率

前置知识：建议读者具备虚幻引擎基础操作经验，了解基本的3D建模和渲染概念。

背景与痛点：为什么教育需要文化相关的内容¶

演讲现场

在全球化的技术教育背景下，我们常常忽略了一个重要事实：每个文化都有自己独特的故事。作为一名在亚洲地区从事虚幻引擎培训的讲师，Douglas Leong 发现了传统教育内容面临的核心问题：

缺乏文化共鸣：使用西方案例难以激发亚洲学习者的兴趣
资源限制：教育机构往往缺乏大团队和充足预算来制作高质量内容
技术门槛：AAA级视觉效果通常需要复杂的工作流程和昂贵的渲染时间

为了解决这些问题，演讲者提出了一个创新方案：利用虚幻引擎的最新技术，创建文化相关的本地化教育内容。

核心技术解析：如何用 UE5 打造 AAA 级教育内容¶

第一站：菲律宾马尼拉中央邮局的数字重生¶

马尼拉中央邮局

2022年，菲律宾的标志性建筑——马尼拉中央邮局遭遇火灾。这座拥有百年历史、经历过战乱和多次翻修的建筑，承载着菲律宾人的集体记忆。演讲者决定利用虚幻引擎，为菲律宾建筑师联合会（UAP）全国大会创建这座建筑的数字版本。

技术亮点1：Lumen 实时全局光照¶

Lumen 渲染效果

Lumen 是 UE5 的革命性实时全局光照系统。在这个项目中，它实现了：

动态光照计算：无需烘焙光照贴图，场景光照实时响应
真实的间接光照：光线在建筑内部的多次反射自然呈现
高效的迭代流程：设计师可以实时调整光照参数，立即看到效果

配合 Sky Atmosphere（天空大气系统），项目呈现出令人惊叹的日落场景。

技术原理：瑞利散射（Rayleigh Scattering）¶

瑞利散射效果

天空大气系统中的瑞利散射功能，模拟了光线在大气中的传播行为：

长距离传播：光线经过长距离传播后，蓝光被大量散射
色彩渐变：最终形成黄色、橙色、红色的多彩日落效果
体积光增强：结合体积光（Volumetric Lighting），为建筑增添梦幻氛围

体积光效果

配置示例：

DirectionalLight（定向光）设置：
- 启用 Rayleigh Scattering
- 启用 Volumetric Scattering
- 调整 Light Intensity（光照强度）和 Sun Angle（太阳角度）

Sky Atmosphere 组件：
- 自动响应定向光的方向和颜色
- 无需复杂的手动调整

这种简洁的设置方式，让教育工作者能够快速教授高质量视觉效果的创建方法。

技术亮点2：Nanite 虚拟化几何体技术¶

Nanite 建筑细节

Nanite 是 UE5 的虚拟化几何体系统，允许导入数百万乃至数十亿面的高精度模型，而不影响性能。

工作流程优化策略¶

建筑部件分离

为了高效管理复杂建筑，演讲者采用了以下策略：

模块化导出：将建筑的不同部分导出为独立的静态网格
柱子作为一个独立网格
墙体作为另一个网格
屋顶、装饰等分别导出
Nanite 转换优化：
每个模块独立转换为 Nanite
更新资产时只需重新导入对应模块
大幅加快迭代速度

柱子细节

设计决策（Design Decision）：为什么要分模块而不是整体导入？ - 版本控制：可以针对特定部件进行修改和更新 - 性能优化：引擎可以更高效地剔除和渲染独立模块 - 团队协作：不同成员可以并行处理不同部件

技术亮点3：基于 Houdini 的 PBR 材质工作流¶

PBR 材质球

为了教授建筑师们 PBR（基于物理的渲染） 概念，演讲者创建了一个简化的教学场景：

材质组成： - 1个主材质（Master Material） - 3个材质实例（Material Instances）：金属、粗糙表面、光滑表面

精致环境渲染

这个简单的三球体场景，在 Lumen 全局光照环境中，展现出惊人的真实感。

实战体验：实时材质参数调整¶

材质参数调整

学习体验：学员可以实时调整材质参数（Roughness、Metallic、Base Color），立即看到光照如何与材质交互。这种即时反馈的学习方式，比传统的理论讲解更加直观和有效。

关键参数说明： - Roughness（粗糙度）：0=完全光滑镜面，1=完全粗糙漫反射 - Metallic（金属度）：0=非金属（绝缘体），1=金属 - Base Color（基础颜色）：材质的固有颜色

技术亮点4：序列器（Sequencer）动画与多场景复用¶

太阳方向动画

为了高效展示建筑在不同光照条件下的美感，演讲者使用了 序列器 创建太阳方向动画。

多场景切换策略¶

日夜切换

通过序列器的 Level Visibility Tracks（关卡可见性轨道），可以快速切换不同的光照预设：

夜晚场景：低角度定向光 + 蓝色环境光
白天场景：高角度定向光 + 暖色调天空
黄昏场景：中角度定向光 + 瑞利散射增强

白天场景

渲染效率： - 每个场景渲染时间：7分钟（使用旧硬件） - 无需手动调整参数，切换场景即可重新渲染

深度进阶：PCG 程序化内容生成的生产力革命¶

PCG 基础：从简单示例开始¶

PCG 容器

PCG（Procedural Content Generation） 是 UE5 的程序化内容生成框架。它的核心理念是：用数据驱动的节点网络，自动生成大规模场景内容。

最简 PCG 示例：4个节点生成随机森林¶

简单 PCG 设置

节点组成： 1. Input（输入）：地形数据 2. Surface Sampler（表面采样器）：在地形表面生成采样点 3. Randomize Transform（随机变换）：设置缩放和旋转的随机范围 4. Static Mesh Spawner（静态网格生成器）：在采样点放置树木模型

生成的森林

可调参数： - 数量：控制采样点密度 - 最小/最大缩放：树木大小的随机范围 - 旋转角度：Y轴旋转的随机范围

这种极简的节点网络，让初学者能够快速理解 PCG 的基本逻辑。

实战案例：韩国奇幻村庄的程序化生成¶

奇幻村庄全景

为韩国会议创建的奇幻村庄项目，展示了 PCG 的强大能力。

文化相关性的设计思考¶

设计理念：韩国拥有蓬勃发展的游戏和影视产业，奇幻题材深受欢迎。通过创建韩国风格的奇幻村庄，可以与参会者产生文化共鸣，提升演示效果。

村庄细节

PCG 管道设计¶

PCG 网络

生成逻辑： 1. PCG Volume（PCG体积）：定义生成区域的边界 2. Spline（样条线）：控制村庄的形状和道路区域 3. 静态网格输入：建筑和树木的3D模型

关键参数： - 建筑数量：约30栋 - 树木数量：约18,000棵 - 渲染时间：10分钟（4K分辨率）

村庄渲染

性能分析：传统手动放置18,000棵树和30栋建筑，可能需要数天时间。而 PCG 在几秒钟内完成布局，渲染仅需10分钟。这是数百倍的效率提升。

PCG 进阶：模块化网络与多场景复用¶

道路网络

演讲者强调了一个关键原则：创建简单的、单一用途的 PCG 网络，然后组合它们。

模块化策略¶

独立网络示例： - 道路网络：生成道路和排除区域 - 森林网络：在非道路区域生成植被 - 建筑网络：在指定区域放置建筑

森林网络

组合优势： - 可维护性：每个网络职责单一，易于调试 - 可复用性：同一个网络可用于多个场景 - 可扩展性：添加新功能只需创建新网络并连接

极限测试：10万棵树的大规模城镇¶

大规模城镇

在复用 PCG 管道的基础上，演讲者创建了一个更大规模的场景：

数据统计： - 建筑数量：2,000+ 栋 - 树木数量：100,000+ 棵 - 渲染时间：依然是 10分钟

城镇全景

技术洞察：为什么10倍的内容量，渲染时间不变？ - Nanite 虚拟化几何体：自动 LOD 管理，相机看不到的细节不会渲染 - Lumen 动态光照：无需预计算，场景规模不影响光照性能 - World Partition：大世界分块加载，内存占用可控

山顶城镇：地形适配的艺术¶

山顶城镇

演讲者的下一个挑战是：在山顶地形上生成城镇。

技术要点： - 地形采样：PCG 自动检测地形坡度和高度 - 适配性放置：建筑仅生成在平坦区域 - 样条线控制：通过样条线精确控制城镇边界

地形适配

最佳实践：创建一个强大的 PCG 管道后，应该在多个不同场景中测试和复用。这样可以： - 发现管道的适用边界和潜在问题 - 积累可复用的资产库 - 提高投资回报率（ROI）

PCG 语法（PCG Grammar）：模块化规则系统¶

PCG 语法示例

UE 5.5 引入了 PCG Grammar，这是一种更高级的程序化生成方法。

核心概念¶

符号（Symbol）： - 每个符号代表一种资产类型（如：墙体、屋顶、窗户） - 符号可以嵌套和组合

规则（Rule）： - 定义符号之间的组合逻辑 - 例如：Building = Wall + Roof + Door

自递归（Self-Recursion）： - 规则可以引用自身，生成复杂的分形结构

语法规则网络

实战演示：样条线驱动的建筑生成¶

样条线建筑

演讲者创建了一个简单的 PCG Grammar 演示：

蓝图样条线（Blueprint Spline）：定义建筑的轮廓
PCG Grammar：根据样条线生成不同类型的建筑

多样化建筑

优势： - 多样性：同一个样条线可以生成多种建筑风格 - 一致性：所有建筑遵循相同的规则系统 - 艺术控制：美术可以通过调整样条线形状来影响生成结果

教学实践：将技术融入课堂¶

关卡分层（Level Layers）：课程模块化的最佳实践¶

关卡分层

为了让学生能够系统学习复杂项目，演讲者采用了 Level Layers 技术：

分层策略： - Layer 1：基础场景和地形 - Layer 2：建筑和静态网格 - Layer 3：光照设置 - Layer 4：镜头动画和后期处理

教学优势： - 渐进式学习：学生可以按层级逐步学习 - 独立复习：可以单独查看某一层的内容 - 版本控制：教师可以针对不同层级更新内容

霓虹灯材质：自发光的秘密¶

霓虹灯效果

为了教授材质高级技巧，演讲者展示了霓虹灯的创建方法。

技术要点：

材质设置：
1. Material > Shading Model = Unlit（无光照）
2. Emissive Color（自发光颜色）= 霓虹颜色
3. Emissive Intensity（自发光强度）= 高数值（如10-50）

后期处理配合：
4. PostProcessVolume > Bloom（辉光）= 启用
5. Bloom Intensity = 适当提高
6. Bloom Threshold = 调低，让自发光材质产生辉光

霓虹灯细节

密技（Pro Tip）：如果想要高质量的霓虹灯效果，还需要配合 后期处理体积（PostProcessVolume） 的 Bloom 设置。自发光材质 + Bloom = 完美的霓虹效果。

文化本地化案例：从香港到上海¶

香港霓虹街景¶

香港霓虹街景

演讲者为香港大学创建了一个充满霓虹灯的街道场景。

文化符号： - 招牌上的中文字体 - 霓虹灯的色彩搭配 - 街道的空间布局

这些元素让香港学生一眼就能认出自己的城市，产生强烈的文化认同感。

上海老街道：致敬明清建筑风格¶

上海老街道

为了本次上海教育峰会，演讲者特别创建了一个老上海街道场景。

历史背景： - 建筑风格：明清时期（1644-1911） - 特点：古朴典雅的木质结构、精美的雕花装饰

老街道夜景

设计初衷： "既然上海拥有如此丰富美丽的文化，我就被激发了创意。我特地为参加本次会议的各位教育工作者，用虚幻引擎创建了老上海街道的数字版本。希望大家喜欢。"

街道细节

技术挑战： - 复杂的木质结构建模 - 大量的装饰细节（利用 Nanite） - 温暖的光照氛围（结合霓虹灯和传统灯笼）

PCG Grammar 在老街道中的应用¶

老街道 PCG 设置

老上海街道项目大量使用了 PCG Grammar 技术。

符号定义： - 墙体符号：不同类型的墙面（砖墙、木墙） - 屋顶符号：瓦片屋顶、飞檐结构 - 装饰符号：窗户、门、雕花

蓝图样条线

生成流程： 1. 使用蓝图样条线定义街道走向 2. PCG Grammar 沿样条线生成建筑 3. 根据规则随机组合不同的建筑元素

多样化街道

技术突破： PCG Grammar 让单人团队能够快速生成多样化的建筑群，同时保持风格的一致性。这在传统工作流程中需要大量的手动建模和放置工作。

实战总结与避坑指南¶

技术方案对比¶

方案 A：传统手工制作 - 🟢 优势：完全的艺术控制，每个细节都可精雕细琢 - 🔴 劣势：耗时极长，需要大团队和高预算，难以迭代 - 🎯 适用场景：电影级CG短片、商业广告等预算充足的项目

方案 B：UE5 + Lumen + Nanite + PCG - 🟢 优势：单人或小团队可实现AAA级视觉效果，迭代速度快，渲染时间短 - 🔴 劣势：需要学习新技术栈，硬件要求较高（需支持DX12/Vulkan） - 🎯 适用场景：教育内容、快速原型、独立游戏、建筑可视化

方案 C：传统引擎 + 烘焙光照 - 🟢 优势：硬件要求低，技术成熟稳定 - 🔴 劣势：光照烘焙时间长，难以实现动态光照效果 - 🎯 适用场景：移动平台游戏、低端硬件项目

避坑指南¶

坑1：Nanite 并非万能 - 问题：并非所有网格都适合 Nanite（如：透明材质、WorldPositionOffset 动画） - 解决方案：对特定资产禁用 Nanite，使用传统静态网格

坑2：PCG 生成的内容难以精确控制 - 问题：完全随机的结果可能不符合艺术需求 - 解决方案：结合手动放置和 PCG 生成，使用 PCG 的 "Exclusion Zones"（排除区域）功能

坑3：Lumen 在室外大场景中的性能问题 - 问题：开阔场景中 Lumen 的性能开销较大 - 解决方案：合理设置 Lumen Scene Detail、Final Gather Quality 等参数，关闭不必要的反射

坑4：硬件兼容性 - 问题：部分学生的电脑不支持 DX12 或光追 - 解决方案：提供降级方案（Software Lumen、禁用 Nanite），或使用云渲染服务

坑5：文件大小管理 - 问题：大量高精度 Nanite 资产导致项目体积过大 - 解决方案：使用 World Partition 的 Data Layers，按需加载资产

最佳实践清单¶

项目规划： - ✅ 明确目标受众和文化背景 - ✅ 评估硬件条件，选择合适的技术方案 - ✅ 制定模块化的资产和场景结构

技术选型： - ✅ 优先使用 Lumen（实时光照）而非烘焙光照 - ✅ 对高精度模型启用 Nanite，简化 LOD 管理 - ✅ 使用 PCG 生成重复性高的内容（树木、建筑群）

工作流程： - ✅ 采用模块化建模，分部件导出和更新 - ✅ 创建可复用的 PCG 网络和材质库 - ✅ 使用 Level Layers 组织复杂场景

性能优化： - ✅ 合理设置 Lumen 质量参数（平衡视觉和性能） - ✅ 使用 Nanite 的 Fallback Mesh 确保兼容性 - ✅ 启用 World Partition 进行大世界管理

教学应用： - ✅ 使用 Sequencer 预录演示动画，避免课堂上的技术故障 - ✅ 通过 Level Layers 展示不同技术层级 - ✅ 提供项目文件供学生自学和复习

结语：技术赋能下的文化传承¶

演讲结束

Douglas Leong 的演讲传递了一个核心信息：技术不仅是工具，更是文化传承的桥梁。

通过虚幻引擎的 Lumen、Nanite、PCG 等技术，教育工作者可以：

降低门槛：单人或小团队即可创建高质量内容
提升效率：从数天的手工工作缩短到10分钟的程序化生成
增强共鸣：通过文化相关的内容，让学习者产生情感连接

无论是菲律宾的马尼拉中央邮局、韩国的奇幻村庄，还是上海的老街道，这些项目都证明了：技术创新与文化尊重可以完美结合。

对于亚洲的教育工作者而言，这不仅是一次技术分享，更是一次关于如何用数字技术讲述本土故事的启发。

致谢：感谢 Epic Games 和 Douglas Leong 的精彩分享。希望本文能够帮助更多教育工作者在虚幻引擎的道路上获得成功。

相关资源： - UE5 官方文档：https://docs.unrealengine.com/5.0/ - Lumen 技术指南：https://docs.unrealengine.com/5.0/zh-CN/lumen-global-illumination-and-reflections-in-unreal-engine/ - Nanite 虚拟化几何体：https://docs.unrealengine.com/5.0/zh-CN/nanite-virtualized-geometry-in-unreal-engine/ - PCG 框架文档：https://docs.unrealengine.com/5.0/zh-CN/procedural-content-generation-framework-in-unreal-engine/

本文由 AI 基于视频内容生成，仅供技术交流学习使用。