Unreal Engine 6でオープンワールドマップを作成

【概要】

本演習では、Unreal Engine 6の機能を活用してオープンワールドマップを構築する。3 次元コンピュータグラフィックスとゲームエンジンの可能性を体験的に習得することを目的とする。

【目次】

【サイト内の関連情報】

前提知識

必須

あると望ましい

本演習で学ぶこと

本演習で扱うPCG Editor Mode、Procedural Vegetation Editor、Nanite Foliageは、Plugins画面やProject SettingsでExperimentalと表示される場合がある。学習目的での利用は問題ないが、本番プロジェクトへの導入は慎重に検討すること。

演習一覧

演習 内容 難易度 前提
演習1PCG Partitioned Generationで樹木を自動配置入門Unreal Engineの基本操作
演習2PCG Paintツールで建築物を手動配置入門Unreal Engineの基本操作
演習3PCGスプラインで道路と道路沿い建築物を配置入門〜中級演習1〜2
演習4Hierarchical Generationで草花を高密度配置中級PCGの基本
演習5Procedural Vegetation Editorで植生を作成中級PCGの基本
演習6Nanite Foliageで超高密度植生をレンダリング中級演習5
演習7Substrateで物理的に正確なマテリアル中級マテリアルの基本

演習1：PCG Partitioned Generationで樹木を自動配置

PCGはルールに基づいて樹木や岩を自動配置するシステムである。Partitioned Generationによりデータをグリッド単位で分割管理し、大規模ワールドでも軽快に動作する。

《手順》

ステップ1：地形の準備

  1. Basic level templateで新規レベルを作成する。
  2. 画面左上のModesドロップダウンから「Landscape」を選択する。
  3. 「Manage」タブで「Create」をクリックして地形を生成する。
  4. 「Sculpt」タブで地形に起伏をつける。

ステップ2：PCG VolumeとPCG Graphの作成

  1. Window > Place Actors を開き、「PCG Volume」を検索してビューポートにドラッグ&ドロップする。
  2. Content Browser（Ctrl+Spaceで開閉）で右クリック > Create Advanced Asset > PCG > PCG Graph を選択する。
  3. 名前を付ける（例：PCG_ForestGen）。
  4. レベル内のPCG Volumeを選択し、DetailsパネルのPCG ComponentセクションのGraphに、作成したPCG Graphを指定する。

ステップ3：ノード接続

  1. PCG Graphをダブルクリックして開く。
  2. グラフエリアで右クリックし、以下のノードを順に追加する：「Get Landscape Data」「Surface Sampler」「Transform Points」「Static Mesh Spawner」。
  3. 各ノードを左から右へ接続する（OutputピンからInputピンへドラッグ）。
  4. Static Mesh SpawnerのOutputを、グラフ右側の「Out」ノードに接続する。

ステップ4：パラメータ設定

  1. Surface Samplerを選択し、Detailsパネルで設定する：

- Points Per Square Meter：0.15

- Point Extents：50

- Looseness：配置のばらつきを調整

  1. Transform Pointsを選択し、Detailsパネルで設定する：

- Absolute Rotation：オン

- Scale Min：0.5、Scale Max：1.2

  1. Static Mesh Spawnerを選択し、Mesh Entriesに「+」で樹木メッシュ（例：SM_Tree）を追加する。複数追加する場合はWeightで出現確率を調整する。
  2. 「Save」をクリックする。
  3. ビューポートでPCG Volumeを選択し、Detailsパネルの「Generate」をクリックする。

ステップ5：Partition設定

  1. PCG Volumeを選択し、Detailsパネルで「Is Partitioned」をオンにする。
  2. OutlinerでPCGWorldActorを選択する（無い場合はWindow > Outlinerで表示）。
  3. Detailsパネルで「Partition Grid Size」を設定する（例：25600cm）。設定後は、レベル内の各PCGアセットで「Cleanup」を実行してから「Generate」を再実行する。

《ヒント》

《考察ポイント》

演習2：PCG Paintツールで建築物を手動配置

Unreal Engine 6のPCG Paintツールにより、Foliage感覚で意図した位置にオブジェクトを配置できる。重要建築物やランドマークなど、自動配置に向かない要素に適している。なお、PCG Editor Mode（Paintツールを含む）は、Plugins画面でExperimentalと表示される場合があり、本番環境への導入には注意を要する。

《手順》

ステップ1：PCG Editor Modeを開く

  1. 画面左上のModesドロップダウンから「PCG」を選択する。
  2. PCG Editor Modeパネルが画面左側に表示される。

ステップ2：PCG Graphの作成

  1. Content Browserで右クリック > Create Advanced Asset > PCG > PCG Graph を選択する。
  2. 名前を付ける（例：PCG_ManualPlacement）。
  3. ダブルクリックで開き、「Transform Points」「Static Mesh Spawner」を追加して接続する。
  4. Static Mesh SpawnerのMesh Entriesに、配置したいメッシュ（例：建築物、彫像）を設定する。
  5. Static Mesh SpawnerのOutputを「Out」ノードに接続する。
  6. 「Save」をクリックする。

ステップ3：Paintツールの設定

  1. PCG Editor Modeパネルで「Paint」ツールを選択する。
  2. パネルで設定する：

- PCG Graph：作成したPCG Graphを指定

- ブラシサイズ：用途に応じて調整

- Brush Strength：配置密度を調整

ステップ4：配置と削除

  1. ビューポートで配置したい場所をクリック&ドラッグする。
  2. 削除する場合はShiftキーを押しながらドラッグする（ブラシが赤色に変わる）。

ステップ5：パラメータの微調整

  1. PCG Graphを開き、Transform Pointsを選択する。
  2. Detailsパネルで設定する：

- Scale Min、Scale Max：サイズのばらつき

- Absolute Rotation：オンにすると地形の傾斜に関係なく垂直に配置される

  1. 「Save」をクリックすると、配置済みオブジェクトに自動反映される。

《ヒント》

《考察ポイント》

演習3：PCGスプラインで道路と道路沿い建築物を配置

スプライン（制御点を曲線で結んだパス）に沿って道路を描き、道路沿いに建築物を半自動配置する。Density Filterで複数種類の建築物をランダムに振り分ける。

《手順》

ステップ1：道路用PCG Graphの作成とスプライン描画

  1. PCG Editor Modeパネルで「Draw Spline」ツールを選択する。
  2. Content Browserで右クリック > Create Advanced Asset > PCG > PCG Graph を選択する。
  3. 名前を付ける（例：PCG_Road）。
  4. PCG Graphを開き、「Get Spline Data」「Spline Sampler」「Static Mesh Spawner」を追加・接続する。Static Mesh Spawnerには道路メッシュを設定する。
  5. 「Save」をクリックする。
  6. Draw Splineツールのパネルで、PCG Graphに PCG_Road を指定する。
  7. ビューポートで道路の開始地点・カーブ・終了地点を順にクリックし、Enterキーで確定する。

ステップ2：建築物配置用PCG Graphの作成

  1. Content BrowserでPCG Graphを新規作成する（例：PCG_RoadBuildings）。
  2. 以下のノードを追加・接続する：

a. スプラインデータの取得：「Get Spline Data」

b. 配置間隔の設定：「Spline Sampler」をGet Spline Dataに接続

- Num Samples per Segment：10

- または Distance Between Samples：5000cm

c. 道路からのオフセット：「Transform Points」をSpline Samplerに接続

- Offset Min：（X=0, Y=500, Z=0）

- Offset Max：（X=0, Y=500, Z=0）

- 両側配置の場合：Offset Min （Y=-500）、Offset Max （Y=500）

ステップ3：複数種類の建築物をランダム配置

Density Filterは0.0〜1.0のランダム値で各ポイントを振り分ける。範囲を分割すれば複数種類の出現比率を制御できる。なお、Density FilterはAttribute Filterノードにより機能面で上位互換されているが、処理効率の面では現在も有効な選択肢である。

  1. Transform Pointsから4つの「Density Filter」を並列に接続し、それぞれ設定する：

- 建築物A：Lower Bound 0.0、Upper Bound 0.25

- 建築物B：Lower Bound 0.25、Upper Bound 0.5

- 建築物C：Lower Bound 0.5、Upper Bound 0.75

- 建築物D：Lower Bound 0.75、Upper Bound 1.0

  1. 各Density Filterの後に「Static Mesh Spawner」を接続し、対応する建築物メッシュを設定する。
  2. 「Union」ノードを追加し、全Static Mesh SpawnerのOutputを接続する。
  3. UnionのOutputを「Out」ノードに接続する。

ステップ4：配置条件の追加

  1. 平坦な場所のみに配置

- Transform PointsとDensity Filterの間に「Normal To Density」を挿入する

- Lower Bound：0.99

- Upper Bound：1.0

  1. 建築物同士の重なり防止

- 各Static Mesh Spawnerの後に「Bounds Modifier」を追加する

- Bounds Min：-500, -500, -500

- Bounds Max：500, 500, 500

- 「Self Pruning」を追加し、Pruning Type：Largest または Random

ステップ5：樹木との競合回避

  1. 樹木配置用のPCG Graph（演習1のPCG_ForestGen）を開く。
  2. 「Difference」ノードと「Get PCG Component Data」ノードを追加する。
  3. Get PCG Component DataのDetailsパネルで、建築物配置用のPCG Componentを参照する。
  4. 接続する：

- Surface SamplerのOutput → DifferenceのSource（第1入力）

- Get PCG Component DataのOutput → DifferenceのDifference（第2入力）

- DifferenceのOutput → 樹木のStatic Mesh SpawnerのInput

  1. 「Save」をクリックし、PCG Volumeで「Generate」を実行する。

《ヒント》

《考察ポイント》

演習4：Hierarchical Generationで草花を高密度配置

Hierarchical Generationは、オブジェクトを複数の階層に分けて生成する。樹木は広範囲に、草花はプレイヤー近傍のみに生成し、視覚品質とパフォーマンスを両立する。Hierarchical Generationを使うには、PCGコンポーネント側でPartitioned Generationが有効になっている必要がある。

《手順》

ステップ1：Hierarchical Generationの有効化

  1. PCG Graphを開く（例：PCG_Grass）。
  2. ツールバーの「Graph Settings」をクリックする。
  3. Detailsパネルで「Use Hierarchical Generation」をオンにする。

ステップ2：デフォルトグリッドサイズの設定

  1. Graph Settingsの「HiGen Default Grid Size」で草花用に3200を選択する。
  2. 「Save」をクリックする。

ステップ3：複数グリッドサイズの併用

樹木と草花を一つのGraphで扱う場合の設定である。Grid Sizeノードは、それより下流で生成されるデータのグリッドサイズを上書きするため、サンプラーノードの手前に配置する。

  1. 樹木用ブランチ：「Grid Size」ノードを追加し、HiGen Grid Sizeを12800に設定する。Get Landscape Data → Grid Size → Surface Sampler（樹木用）と接続する。
  2. 草花用ブランチ：別の「Grid Size」ノードを追加し、HiGen Grid Sizeを3200に設定する。Get Landscape Data → Grid Size → Surface Sampler（草花用）と接続する。
  3. 各ブランチの末尾にStatic Mesh Spawnerを配置する。
  4. 「Union」で結合し、「Out」ノードに接続する。

ステップ4：Generation Radiusの設定

Generation Radiusは、プレイヤーからどの距離まで生成するかを指定する値である。グリッドサイズが大きいほど大きく設定する。小さいグリッドサイズに大きいRadiusを設定すると、不要な範囲まで詳細が生成され性能が低下するため、グリッドサイズが大きいほどRadiusも大きくなるようにする。

  1. Graph Settingsの「Runtime Generation」セクションを展開する。
  2. 「Generation Radii」を展開し、各グリッドサイズに値を設定する：

- HiGen Grid Size 12800：50000cm

- HiGen Grid Size 6400：25000cm

- HiGen Grid Size 3200：12500cm

  1. 「Save」をクリックする。

ステップ5：PCGコンポーネントでパーティション設定

  1. レベル内のPCG Volumeを選択する。
  2. Detailsパネルで「Is Partitioned」をオンにする（Hierarchical Generationを機能させるための必須条件である）。

ステップ6：Runtime Generationの有効化（任意）

  1. OutlinerでPCGWorldActorを選択する。
  2. Detailsパネルで「Treat Editor Viewport as Generation Source」をオンにする。
  3. レベル内のPCG Volumeを選択し、Detailsパネルで「Generation Trigger」を「Generate at Runtime」に変更する。
  4. PCG Graphを開き、Graph SettingsのRuntime Generationセクションで「Cleanup Radius Multiplier」を設定する（例：2.0）。
  5. 「Save」をクリックする。

《ヒント》

《考察ポイント》

演習5：Procedural Vegetation Editorで植生を作成

Procedural Vegetation Editor（PVE）は、Unreal Engine 6で利用できるグラフベースのツールである。SpeedTreeなど外部ツールを使わずに、エンジン内で樹木や植物を作成・カスタマイズできる。PVEを使うには、PCGおよびDynamic Windの各プラグインもあわせて有効になっている必要がある。

《手順》

ステップ1：プラグインの有効化

  1. Edit > Plugins を選択する。
  2. 検索ボックスに「Procedural Vegetation」と入力する。
  3. 「Procedural Vegetation Editor」プラグインのチェックボックスをオンにする。Experimentalと表示される場合がある。
  4. 同様に「PCG」「Dynamic Wind」プラグインも有効になっていることを確認する。
  5. 「Restart Now」をクリックしてエディタを再起動する。

ステップ2：Quixel Megaplantsのダウンロード

  1. Window > Fab を選択する。
  2. 検索ボックスに「Quixel Megaplants」と入力する。
  3. 使用するアセット（例：Oak、Pine、Birch）を選択し、「Add to Project」をクリックする。
  4. Content BrowserのQuixelフォルダにアセットが追加されたことを確認する。

ステップ3：植生のカスタマイズ

  1. ダウンロードしたアセット内のPVE Graph Editorアセットをダブルクリックし、Procedural Vegetation Editorを開く。
  2. グラフ内のノードを選択し、Detailsパネルで以下を調整する：

- 樹木の高さと幅（Scaleノード）

- 枝の数と配置（Remove Branchesノード）

- 葉の密度と形状（Foliage Distributorノード）

- テクスチャとマテリアル（Mesh Builderノード）

  1. 調整結果はリアルタイムでプレビューに反映される。
  2. 「Save」をクリックする。

ステップ4：メッシュとして出力

  1. グラフ末尾の「Output」ノードを選択する。
  2. 出力オプションで「Skeletal Mesh with Nanite（Nanite対応のスケルタルメッシュ。風による揺れなどの動きを持たせる場合に選ぶ）」を選択する。動きを持たせない場合は「Static Mesh with Nanite」を選ぶ。
  3. 出力先のフォルダとファイル名を指定し、生成を実行する。

ステップ5：PCGで配置

  1. PCG Graphを開く。
  2. Static Mesh SpawnerのMesh Entriesに、出力したメッシュを追加する。
  3. 「Save」をクリックし、PCG Volumeで「Generate」を実行する。

《ヒント》

《考察ポイント》

演習6：Nanite Foliageで超高密度植生をレンダリング

Nanite Foliageは、Naniteを植生に利用する機能である。LOD作成不要で、数百万〜数千万三角形の高密度植生を効率的にレンダリングできる。Project SettingsでExperimentalと表示される場合がある。

《手順》

ステップ1：Nanite Foliageの有効化

  1. Edit > Project Settings を選択する。
  2. 左側カテゴリから Engine > Rendering を選択する。
  3. 「Nanite」セクションの「Nanite Foliage」をオンにする。
  4. 「Restart Now」をクリックしてエディタを再起動する。

ステップ2：Nanite対応植生の作成

  1. 演習5の手順でProcedural Vegetation Editorで樹木を作成する。
  2. Outputノードで「Static Mesh with Nanite」または「Skeletal Mesh with Nanite」を選択して出力する。

ステップ3：PCGで配置

  1. PCG Graphを開く。
  2. Static Mesh SpawnerのMesh Entriesに、Nanite対応の植生アセットを追加する。
  3. 「Save」をクリックし、PCG Volumeで「Generate」を実行する。

《ヒント》

《考察ポイント》

演習7：Substrateで物理的に正確なマテリアルを作成

Substrateは、Unreal Engine 6のマテリアルシステムである。マテリアルを「物質のスラブ（板状の層）」として扱い、BSDF（双方向散乱分布関数：光の反射・透過・散乱を記述する関数）に基づき物理的に正確な表面を表現する。

《手順》

ステップ1：Substrateの有効化

  1. Edit > Project Settings を選択する。
  2. Engine > Rendering を選択する。
  3. 「Substrate」セクションの「Substrate」チェックボックスをオンにする（新規プロジェクトでは既に有効になっている場合がある）。
  4. 「Restart Now」をクリックしてエディタを再起動する。

ステップ2：基本マテリアルの作成

  1. Content Browserで右クリックし、「Material」を選択する。
  2. 名前を付ける（例：M_SubstrateBasic）。
  3. ダブルクリックでMaterial Editorを開く。
  4. グラフエリアで右クリックし、「Substrate Slab BSDF」ノードを追加する。
  5. Substrate Slab BSDFのOutput（Front Material）を、メインマテリアルノードの「Front Material」入力に接続する。
  6. Substrate Slab BSDFを選択し、Detailsパネルで設定する：

- Diffuse Albedo：基本色（RGB値またはTexture Sampleを接続）

- F0：金属0.5〜1.0、非金属0.02〜0.06

- Roughness：0.0（鏡面）〜1.0（マット）

  1. 「Apply」、「Save」をクリックする。

ステップ3：従来マテリアルからの変換

  1. 従来マテリアルをMaterial Editorで開く。
  2. ルートノードを右クリックし、「Convert to Substrate」を選択する。これにより自動的にSubstrate Slabが作成され、既存の入力（Base Color、Metallic、Specular、Roughness等）がSlabに接続される。この変換は一方向であり、元の非Substrateマテリアルへ戻すことはできない。
  3. 接続結果をDetailsパネルで確認し、必要に応じてDiffuse AlbedoやF0の値を調整する。
  4. 「Apply」、「Save」をクリックする。

ステップ4：複雑なマテリアルの作成

例1：金属と錆の混合（Horizontal Blend）

Horizontal Blendは同一層内で複数マテリアルを並列ブレンドする。金属と錆が同じ表面に混在する状況に相当する。

  1. Substrate Slab BSDFを2つ追加する：

- 金属用：F0 0.9

- 錆用：F0 0.05、Diffuse Albedoを茶色

  1. 「Substrate Horizontal Blend」ノードを追加する。
  2. 接続する：

- 金属用Slab BSDFのOutput → Horizontal BlendのBackground入力

- 錆用Slab BSDFのOutput → Horizontal BlendのForeground入力

- マスクテクスチャまたはノイズ → Horizontal BlendのMix入力（線形補間で混合比率を制御する）

  1. Horizontal BlendのOutputをメインマテリアルノードのFront Material入力に接続する。

例2：クリアコート上の汚れ（Vertical Layer）

Vertical Layerはマテリアルを上下に積層する。汚れがクリアコートの上に乗る状況に相当する。

  1. Substrate Slab BSDFを2つ追加する：

- ベースマテリアル用（例：カーペイント）

- 汚れ用：Roughnessを高く設定

  1. 「Substrate Vertical Layer」ノードを追加する。
  2. 接続する：

- ベースマテリアルのSlab BSDF Output → Vertical LayerのBottom入力

- 汚れ用のSlab BSDF Output → Vertical LayerのTop入力

- マスクテクスチャまたはノイズ → Vertical LayerのWeight入力（上層が下層をどの程度覆うかを制御する）

  1. Vertical LayerのOutputをメインマテリアルノードのFront Material入力に接続する。

《ヒント》

《考察ポイント》

付録A：Unreal Engine 6主要画面の所在

PCG関連

Landscape関連

World Partition関連

Material関連

共通

付録B：作業フロー全体像

  1. 地形作成（Landscape Mode）
  2. 大規模配置（演習1：PCG Partitioned Generation）
  3. 道路描画（演習3前半：Draw Spline）
  4. 道路沿い配置（演習3後半：Spline + Density Filter）
  5. 特定位置配置（演習2：PCG Paintツール）
  6. 植生作成（演習5：Procedural Vegetation Editor）
  7. 詳細追加（演習4 + 演習6：Hierarchical Generation + Nanite Foliage）
  8. マテリアル適用（演習7：Substrate）
  9. 整理（World Partition Data Layers）

配置方法の使い分け

用語集