CGNICO/FLESH
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FLESH/Gaol.md
Jeffreytsai1004 0ea2281199 Updated
2025-04-23 01:18:06 +08:00

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FLESH, Fully Locational Evisceration System for Humanoids

项目概述

FLESH (Fully Locational Evisceration System for Humanoids) 是一个为Unreal Engine 5.5.4开发的高级肢解系统插件，旨在提供真实的软体物理模拟、精确的布尔切割以及复杂的解剖结构模拟。

引擎版本要求

  • Unreal Engine 5.5.4或更高版本
  • 需要启用Niagara和GeometryScript插件

核心功能目标

  • 实时布尔切割系统：GPU加速的实时网格切割，支持多种切割形状和参数

  • 多层解剖结构系统：骨骼、肌肉、内脏、血管的分层模拟，不同层次的独立物理行为

  • 高级物理模拟：软体物理系统用于内脏和肌肉模拟，骨骼物理系统用于断肢和骨骼碎片

  • 程序化伤口和血液效果：动态伤口生成和渲染，基于Niagara的高级血液粒子系统

  • 编辑器工具：交互式肢解设计工具，可视化参数调整界面，预设管理和导入/导出功能

  • 多层类型定义

    • 骨骼模型，
    • SoftBody（骨骼模型可转换成SoftBody，区别在于有单独定义的晃动气球物理 等等），
    • 修改器（Line, Plane, Matrix(4*3)，AnchorsPhere 等等）

  • 多层层次定义

    • Skin 表层皮肤： SkeletonMesh(支持破环隐藏，表层塌陷 等等)
    • Fat 脂肪层: SkeletonMesh(支持破环隐藏，撕扯物理 等等)
    • Muscle 肌肉层： SkeletonMesh(支持破环隐藏，撕扯物理 等等)
    • Bone 骨架层: SkeletonMesh(简单的Rigidbody 等等)
    • Origan 内脏层： SkeletonMesh(支持晃动气球物理，拉扯物理 等等)

已完成工作

  1. 基础架构搭建

    • 创建插件基本结构和模块
    • 设置必要的依赖关系（GeometryScript、Niagara、Chaos物理系统）
    • 实现基本的编辑器集成
    • 解决UE5.5.4兼容性问题（TObjectPtr、enum class、Slate API）

  2. 核心系统实现

    • 布尔切割工具（BooleanCutTool）：支持静态网格体、骨骼网格体和程序化网格体的切割
    • 肢解系统（DismembermentSystem）：实现多层肢解和单层肢解
    • 飞溅贴图系统（SplatterMapSystem）：支持多通道伤害纹理
    • 内部器官系统（InternalOrganSystem）：管理不同类型的器官
    • 血液系统（BloodSystem）：实现喷溅效果、血池创建和贴花功能
    • 软体物理工具（SoftBodyPhysicsTool）：实现四种模拟方法和四种网格类型
    • 内脏节点系统（VisceraNodeSystem）：管理内部器官结构

  3. 编辑器功能

    • 节点树视图：显示所有解剖结构节点的层级关系
    • 3D预览视口：用于实时预览模型和切割效果
    • 属性编辑面板：调整切割参数、物理响应和血液效果
    • 层编辑器：管理解剖层级结构
    • 物理设置面板：配置物理模拟参数
    • 节点图编辑器：用于可视化编程肢解效果

  4. 性能优化

    • 空间哈希网格：将碰撞检测复杂度从 O(n²) 降低到接近 O(n)
    • 自适应LOD系统：根据距离调整模拟精度，支持四个LOD级别
    • SIMD加速：使用向量指令优化数学计算
    • 多线程支持：实现并行粒子更新处理
    • 物理优化器：实现基于距离的物理模拟缩放
    • 渲染优化：使用较低分辨率的SplatterMap和简化材质

当前状态

  1. 核心功能已完成

    • 布尔切割工具（BooleanCutTool）

      • 支持静态网格体、骨骼网格体和程序化网格体切割
      • 实现三种封盖网格生成方法（简单、三角扇形、镜嵌式）
      • 支持多层切割（Kinder Egg Man方法）
      • 实现基于骨骼的引导切割
      • 支持多种切割形状（平面、球体、圆柱体、自定义网格）
      • 提供不同精度级别的切割算法（低、中、高）

    • 软体物理系统（FLESHSoftBodySystem）

      • 支持四种模拟方法：Verlet积分、位置基约束、弹簧质点系统和有限元方法
      • 支持四种网格类型：四面体、六面体、表面和链式
      • 实现全面的物理参数控制（重力、阻尼、弹性、体积保持等）
      • 支持自适应时间步长和连续碰撞检测
      • 实现软体与刚体的交互系统

    • 物理优化器（FLESHPhysicsOptimizer）

      • 支持五种优化级别（无、低、中、高、极端）
      • 实现四种空间分区方法（无、网格、八叉树、自适应）
      • 支持基于距离的模拟缩放
      • 提供多线程物理计算
      • 实现基于视距的LOD系统，包括四个精度级别

    • 血液系统（BloodSystem）

      • 实现基于Niagara的血液粒子系统
      • 支持动态血液贴花和血池生成
      • 提供血液流动和喷溅效果
      • 实现基于物理的血液交互

  2. 编辑器功能现状

    • 节点树视图已实现，支持多种节点类型（SoftBody、Anchor、LineChain、Tetra、Collision）
    • 3D预览视口支持模型查看、操作和实时预览
    • 属性编辑面板可以调整各类节点的特定参数
    • 层编辑器基础功能已实现，用于管理多层解剖结构
    • 物理设置面板基础功能已实现，支持物理参数调整
    • 节点图编辑器框架已实现，支持事件节点和处理节点连接

技术实现细节

解剖结构的层次化建模

  • 多层材质技术：

    • 使用4-6层材质模拟皮肤/肌肉/骨骼
    • 通过材质遮罩控制各层可见性
    • 支持动态伤口和切割面的材质混合

  • 次级碰撞体：

    • 为骨骼系统添加次级碰撞体（如肌肉膨胀体）
    • 实现受力变形和物理响应
    • 提供更真实的肌肉和软组织行为

  • 物理约束系统：

    • 为不同组织层次添加物理约束
    • 实现组织间的连接和交互
    • 支持动态断裂和断裂阈值设置

实时切割算法

  • 平面切割：

    • 使用UE5的APEX Destruction模块
    • 结合Signed Distance Field计算切割面
    • 支持任意角度和位置的切割操作

  • 动态拓扑重建：

    • 使用Procedural Mesh Component生成新网格
    • 顶点缓存重用（避免GC堵塞）
    • 动态计算法线平滑组（防止锈齿状切面）
    • 支持切割面的纹理映射和材质应用

  • 性能优化技术：

    • 简化网格复杂度算法
    • 异步切割计算
    • 基于视距的LOD系统

性能优化策略

推荐设置

  1. LOD系统：根据距离调整物理模拟精度

    • 近距离：完整物理模拟
    • 中距离：简化物理模拟
    • 远距离：禁用物理模拟

  2. 物理优化：

    • 调整迭代次数（建议：4-8次）
    • 启用空间哈希网格碰撞检测
    • 使用SIMD加速物理计算

  3. 渲染优化：

    • 使用较低分辨率的SplatterMap（128x128）
    • 限制同时显示的血液粒子数量
    • 对远距离对象使用简化材质

常见问题解答

编译错误

问题：编译时出现"GeometryScript未找到"错误
解决方案：确保在项目设置中启用了GeometryScript插件

问题：链接错误与FLESH模块相关
解决方案：确保在项目的Build.cs文件中添加了FLESH模块依赖

运行时问题

问题：切割效果不显示
解决方案：检查切割平面位置和材质设置

问题：物理模拟不稳定
解决方案：增加物理迭代次数或减小时间步长

问题：性能下降严重
解决方案：启用LOD系统并优化物理设置

参考资源

游戏肢解系统参考

技术参考资源

  • GeometryScript：用于实时几何体操作和布尔运算
  • 程序化网格组件：用于动态生成和修改网格
  • Gore and Dismemberment Plugin：提供蓝图暴露的肢解功能
  • Skinned Decal Component：用于在骨骼网格上应用动态贴花
  • EnGore Procedural Dismemberment：提供程序化肢解功能

版本历史

v1.2.0 (2025年4月)

  • 添加多线程物理模拟
  • 实现空间哈希碰撞检测
  • 添加自适应LOD系统
  • SIMD优化物理计算
  • 修复UE5.5.4兼容性问题

v1.1.0 (2025年3月)

  • 添加更多器官类型
  • 改进血液效果质量
  • 增强材质系统
  • 添加预设系统
  • 修复各种bug和性能问题

v1.0.0 (2025年2月)

  • 初始发布版本
  • 基础肢解功能
  • 布尔切割系统
  • 基本编辑器界面

联系与支持

  • 官方文档：[链接待添加]
  • 问题报告：[链接待添加]
  • 社区论坛：[链接待添加]

许可证信息

FLESH插件采用专有许可证。详情请参阅LICENSE文件。

技术实现细节

解剖结构的层次化建模

  • 多层材质技术：

    • 使用4-6层材质模拟皮肤/肌肉/骨骼
    • 通过材质遮罩控制各层可见性
    • 支持动态伤口和切割面的材质混合

  • 次级碰撞体：

    • 为骨骼系统添加次级碰撞体（如肌肉膨胀体）
    • 实现受力变形和物理响应
    • 提供更真实的肌肉和软组织行为

  • 物理约束示例代码：

// 为骨骼修改器添加物理约束
FConstraintInstance* Constraint = SkeletalMesh->AddConstraint(
    EConstraintType::Physics,
    BoneName,
    ParentBoneName,
    FTransform::Identity
);
Constraint->SetLinearXMotion(ELinearConstraintMotion::LCM_Limited);

实时切割算法

  • 平面切割：

    • 使用UE5的APEX Destruction模块
    • 结合Signed Distance Field计算切割面
    • 支持任意角度和位置的切割操作
    • 支持实时矩阵切割

  • 动态拓扑重建：

    • 使用Procedural Mesh Component生成新网格
    • 顶点缓存重用（避免GC堵塞）
    • 动态计算法线平滑组（防止锯齿状切面）
    • 支持切割面的纹理映射和材质应用

  • 性能优化技术：

    • 简化网格复杂度算法
    • 异步切割计算
    • 基于视距的LOD系统