Oleksandr Makarenko hat ein neues Unreal-Engine-Experiment zur massiven Vertex-Animation mit Objektinteraktion vorgestellt. Im Mittelpunkt steht ein Ansatz, bei dem einzelne Elemente um ihre Pivot-Punkte animiert werden, sobald ein anderes Objekt in ihren Einflussbereich gelangt. Die Interaktion erzeugt dabei eine wellenartige Bewegung, die nicht klassisch über CPU-seitige Logik, sondern nahezu vollständig im Vertex Shader berechnet wird.
GPU-basierte Berechnung statt CPU-Animation
Der technische Kern des Experiments liegt in der Verlagerung der Berechnung auf die GPU. Die CPU übernimmt nur eine reduzierte Rolle: Sie übergibt die Matrix des interagierenden Objekts sowie Radien zur Bestimmung des Interaktionsvolumens an einen Material Parameter Collector. Die eigentliche Animationslogik, darunter die Berechnung der Wellenbewegung und der daraus resultierenden Vertex-Verschiebung, erfolgt im Shader.
Dieser Aufbau ist insbesondere für Szenarien interessant, in denen viele einzelne Elemente gleichzeitig reagieren müssen. Durch die Ausführung im Vertex Shader lassen sich große Mengen an Geometrie beeinflussen, ohne dass für jedes Element eine separate CPU-seitige Animation oder Transformationsberechnung notwendig wird. Für Echtzeit-Anwendungen in Unreal Engine kann dieser Ansatz eine effiziente Alternative zu klassischen Blueprint- oder Actor-basierten Interaktionssystemen darstellen.
Umsetzung mit Instanced Static Meshes
Im gezeigten Aufbau nutzt Makarenko generierte Instanced Static Meshes. Eine Rasterstruktur aus Boxen wird dabei so skaliert, dass sie eine zusammenhängende Fläche bildet. Jede Instanz besitzt einen eigenen Pivot und kann entsprechend auf das Interaktionsobjekt reagieren. Für visuelle Effekte mit vielen wiederholten Elementen ist diese Methode naheliegend, da Instancing in Unreal Engine ohnehin auf hohe Stückzahlen ausgelegt ist.
Gleichzeitig verweist Makarenko auf eine alternative Umsetzung mit einem einzigen kontinuierlichen Mesh. In diesem Fall müssten keine tausenden Instanzen erzeugt werden. Stattdessen würden die Pivot-Informationen direkt in die Mesh-Daten gebacken, sodass das Material diese Informationen dekodieren und für die Vertex-Animation verwenden kann.
Pivot-Daten über Vertex Colors oder UV-Kanäle
Für die Speicherung der Pivot-Punkte kommen unterschiedliche Mesh-Datenkanäle infrage. Vertex Colors bieten eine mögliche Lösung, sind jedoch durch ihre 8-Bit-Auflösung limitiert. Für präzisere Ergebnisse empfiehlt sich ein dedizierter UV-Kanal. Standard-UVs bieten laut Makarenko eine 16-Bit-Auflösung, bei Bedarf lässt sich die Präzision für größere Objekte weiter erhöhen.
Der Ansatz zeigt eine typische Optimierung moderner Realtime-Grafik: Statt viele Einzelobjekte auf der CPU zu verwalten, werden strukturierte Daten in Mesh- oder Materialkanälen abgelegt und anschließend direkt auf der GPU verarbeitet. Für interaktive Installationen, technische Visualisierungen, prozedurale Oberflächen oder stilisierte Umgebungsreaktionen in Games kann diese Methode relevant sein.