Python w Unrealu — warsztat na godzinę

UE 5.7, Windows / Linux. Biblioteka ue_workshop automatyzuje scenę, Sequencer, Movie Render Queue i składanie MP4. Nie wymaga kompilacji C++ ani pip. Plik do pokazu podstaw korzysta z własnego modelu z Blendera i obrotu kamery. Zadanie z animacjami korzysta z dołączonych postaci Mixamo i nie wymaga Blendera.

Jeśli używasz wcześniejszej kopii projektu z C++ i edytor zgłasza Target Upgrade Required, zamknij UE i usuń pozostałości starej kompilacji: Binaries/, Intermediate/Build/ oraz Intermediate/TargetInfo.json. Nowy projekt nie ma własnego targetu C++ i nie wymaga aktualizacji Target.cs.

Przygotowanie przed spotkaniem

1. Zainstaluj UE 5.7 i otwórz ExampleProject.uproject. Poczekaj na kompilację shaderów.
2. Zainstaluj FFmpeg z enkoderem libx264 i dodaj do PATH, jeżeli chcesz MP4. Bez FFmpeg można renderować PNG: render.start(shot, mp4=False).
3. Zwykły Python 3.10+ jest potrzebny tylko do launchera z terminala.
4. Sprawdź python tools/run_workshop.py --check i wykonaj ćwiczenie próbnie.

W projekcie są już włączone Python Editor Script Plugin, Editor Scripting Utilities, Sequencer Scripting, Movie Render Queue oraz Interchange. Python jest narzędziem automatyzacji edytora; nie służy tu do gameplayu.

Pierwszy skrypt w edytorze

Pliki do prowadzenia zajęć:

• exercises/basics.py — prosty pokaz: character_custom.blend, podłoga, światła i kamera robiąca pełne 360° w 8 sekund. Postać pozostaje nieruchoma.
• exercises/animation_starter.py — punkt wyjścia dla studentów: jedna creature, dwie animacje (mutant_idle, mutant_swiping) i 15 sekund na eksperymenty. Własną scenę walki tworzą przez dodanie klipów, ruchu, drugiej postaci i zmian kamery.
• exercises/my_shot.py — dotychczasowy rozbudowany plik z wyborem modelu.
• examples/mixamo_characters.py — fighter i creature z pełnymi słownikami klipów; zachowany układ sceny i dotychczasowe klipy, gotowe do własnej sceny walki.

W nowych plikach render jest zakomentowany. Najpierw obejrzyj scenę w Sequencerze, potem odkomentuj renderer.render(shot). Każdy plik tworzy własną nazwaną mapę. Przed edycją zrób kopię pliku; ponowne uruchomienie przebudowuje jego scenę.

REIMPORT = False używa istniejących modeli i klipów w UE. Brakujące assety importowane są przy pierwszym uruchomieniu. REIMPORT = True wymusza ponowny import wszystkich wskazanych modeli i klipów, również eksport .blend z Blendera. Po odświeżeniu ustaw ponownie False. Zmiany plików nie są wykrywane automatycznie.

Zapisz aktualną mapę. Wybierz File → Execute Python Script i wskaż exercises/basics.py. Możesz też wpisać w konsoli UE:

py "C:/sciezka/do/projektu/exercises/basics.py"

Powstanie własna postać z Blendera, podłoga, trzy światła i ośmiosekundowy objazd kamerą. Obejrzyj go w Sequencerze. Zmień model, kolor podłogi, kamerę albo klucze i uruchom plik ponownie. Skrypt jest odczytywany ponownie z dysku.

W my_shot.py ustaw RENDER = True, aby wyrenderować film. Preset preview to 640×360, a final to 1280×720 i więcej próbek. FPS i długość filmu pochodzą z Sequence. Ustawienia własnego renderera są na końcu ćwiczenia. Szybkie sprawdzenie obrazu: zamiast pełnego renderu użyj renderer.render(shot, single_frame=24).

Własne ustawienia wpisujesz bezpośrednio w skrypcie uczestnika:

from ue_workshop import Renderer

renderer = Renderer(width=1920, height=1080, samples=8, warmup=32, mp4=True)
renderer.render(shot)
# Albo zamiast filmu: renderer.render(shot, single_frame=24)

width i height to piksele, samples to liczba próbek przestrzennych na klatkę, a warmup to liczba klatek rozgrzewki. Wymiary i próbki muszą być dodatnimi liczbami całkowitymi, rozgrzewka może wynosić zero. FPS pochodzi z sekwencji. Można też użyć Renderer.from_preset("final", width=1920, height=1080): argumenty nadpisują wybrane wartości presetu. Obiektu użyjesz ponownie do kolejnych sekwencji po zakończeniu poprzedniego renderu. Ustawienia są zapisane w result.json. Dotychczasowe render.start(...) nadal działa jako skrót do presetów.

Wyniki: renders/MyShot/<czas_i_id>/frames/, film.mp4, result.json. Każdy render ma nowy katalog. Nieudane kodowanie zachowuje klatki. MP4 powstaje dopiero po zakończeniu MRQ; nie zamykaj wtedy edytora. Na czas przebudowy sceny i renderowania biblioteka zamyka kartę Sequencera. Render startuje po powrocie ze skryptu. Sekwencję można ponownie otworzyć z Content Browser; ponowne uruchomienie ćwiczenia też ją otwiera.

Z terminala, bez okna edytora

Drugi plik obok ćwiczenia uruchamia my_shot.py bez okna UE, czeka na zakończenie renderu oraz kodowania MP4 i automatycznie zamyka uruchomiony proces edytora:

python exercises/my_shot_headless.py

Uruchamiaj go zwykłym Pythonem z terminala, nie przez Execute Python Script w Unreal. Korzysta z obiektu renderer i ustawień zapisanych w my_shot.py. Wymusza render również przy RENDER=False. Wynik trafia do tego samego renders/MyShot/<czas_i_id>/film.mp4. Można dopisać --editor, --timeout lub --check; ścieżka skryptu jest ustalana względem pliku launchera.

Domyślnie konsola pokazuje etapy: uruchamianie UE, przygotowanie sceny, renderowanie, składanie MP4 i zamykanie UE, a na końcu wynik i ścieżkę do logu. Podczas renderowania podaje liczbę zapisanych PNG; przy dłuższym oczekiwaniu co 10 sekund potwierdza, że proces nadal działa. To nie jest szacowany procent całego zadania — rozgrzewka, zapis klatek i kodowanie mają różne czasy wykonania. Pełne logi trafiają do Saved/Workshop/<id>.log, także przy błędzie lub timeout. Żeby widzieć logi UE na żywo w terminalu, dodaj:

python exercises/my_shot_headless.py --verbose

Ścieżki filmu i logu są klikalne w obsługujących to terminalach, m.in. Windows Terminal i terminalu VS Code (zwykle Ctrl+klik). W pozostałych konsolach oraz przy przekierowaniu wyjścia do pliku wypisywane są zwykłe ścieżki. Można wymusić linki opcją --links always lub wyłączyć je przez --links never.

Ogólny launcher do pozostałych skryptów:

python tools/run_workshop.py --check
python tools/run_workshop.py exercises/my_shot.py --render
python tools/run_workshop.py exercises/my_shot.py --single-frame 24

Bez --render launcher tylko wykonuje skrypt i zapisuje scenę (chyba że sam skrypt uruchamia render). Zwraca kod 0 przy powodzeniu i 1 przy błędzie. Domyślny limit to 900 sekund; można zmienić --timeout. Nie używaj -nullrhi do renderowania. Tryb bez okna nadal wymaga GPU, sterowników i na Linuksie działającego Vulkan. Obsługa Linuksa jest przygotowana w kodzie; trzeba sprawdzić ją na docelowej maszynie.

Ścieżki programów można ustawić zmiennymi środowiskowymi:

$env:WORKSHOP_UNREAL = 'C:\Program Files\Epic Games\UE_5.7\Engine\Binaries\Win64\UnrealEditor-Cmd.exe'
$env:WORKSHOP_BLENDER = 'C:\Program Files\Blender Foundation\Blender 5.1\blender.exe'
$env:WORKSHOP_FFMPEG = 'C:\tools\ffmpeg\bin\ffmpeg.exe'

export WORKSHOP_UNREAL=/opt/UnrealEngine/Engine/Binaries/Linux/UnrealEditor
export WORKSHOP_BLENDER=/usr/bin/blender
export WORKSHOP_FFMPEG=/usr/bin/ffmpeg
python3 tools/run_workshop.py --check --blender

Ścieżki nie są zapisane na sztywno w bibliotece. Launcher ma domyślną lokalizację instalacji UE 5.7 na Windows; na Linuksie korzysta ze zmiennej lub PATH.

Wybór postaci i model pobrany z internetu

W exercises/my_shot.py wybierz MODEL:

Wartość	Postać
"primitive"	Dotychczasowa postać z brył, bez importu.
"fighter"	Wojowniczka z source_assets/character/fighter. Domyślna postać.
"creature"	Stwór z source_assets/character/creature.
"file"	Własny plik wskazany w MODEL_FILE.

Przykład własnego modelu:

MODEL = "file"
MODEL_FILE = PROJECT / "source_assets/character/my_character.fbx"
SKELETAL = True
ANIMATION_FILE = None  # animacja zawarta w FBX; albo ścieżka do osobnego klipu FBX
MODEL_HEIGHT = 200
MODEL_ROTATION = (0, 0, 90)

Rozpakuj pobrany model razem z teksturami. Możesz użyć ścieżki absolutnej albo ścieżki względem projektu. GLB z osadzonymi teksturami PNG/JPEG pozwala przenieść podstawowe materiały PBR w jednym pliku. FBX i OBJ wymagają zachowania plików tekstur i powiązanych FBM/MTL. Nie wczytujemy ZIP ani plików .uasset. Import zawsze odbywa się do wydzielonego katalogu generowanych assetów.

Biblioteka łączy części modelu, ustawia jego wysokość w centymetrach i przesuwa podstawę na Z=0. MODEL_HEIGHT=None zachowuje rozmiar źródłowy. Jeśli model leży na boku, popraw MODEL_ROTATION (roll, pitch, yaw); obrót jest stosowany przed dopasowaniem wysokości. Pivot animacji znajduje się na środku podstawy.

Dla pojedynczego atlasu FBX/OBJ można dołączyć mapy NazwaModelu_BC.png, _N, _R, _M, _E (również JPG/JPEG). Biblioteka odtworzy z nich jeden materiał dla wszystkich slotów w statycznym przepływie scene.model(...). Bez pliku _BC pozostają materiały zaimportowane przez UE. W GLB zachowywany jest osobny materiał dla każdego slotu.

Dla fighter i creature użyj nazwy pliku bez rozszerzenia, ze spacjami zamienionymi na podkreślenia: np. great_sword_walk lub mutant_swiping. Dostępny jest pełny katalog animacji: 51 klipów fighter i 12 klipów creature. scene.skeletal_model(...) samo znajduje wszystkie pliki FBX w folderze postaci poza modelem. Nie wymaga animations ani ręcznych aliasów. Import tworzy SkeletalMesh, szkielet, materiały i wszystkie klipy. Sequencer odtwarza animację kości przez 120 klatek (5 s); krótszy klip zapętla się w swojej sekcji. Klucze location, rotation i scale mogą dodatkowo poruszać całym modelem. Przykład dwóch postaci z różnymi klipami: examples/mixamo_characters.py.

Do pisania scen w VS Code możesz używać enumów z gotowymi długościami — bez szukania assetów ani uruchamiania komend w UE:

from ue_workshop.animations import FighterAnimations

clip = FighterAnimations.GREAT_SWORD_ATTACK
clip.seconds             # czas klipu w sekundach
clip.frames(shot.fps)    # liczba klatek przy FPS sekwencji
shot.animation(character, clip, start=48)  # bez end: jeden przebieg

Po wpisaniu FighterAnimations. edytor podpowiada nazwy. CreatureAnimations udostępnia klipy stwora. Dane offline, łączenie klipów i aktualizacja katalogu.

Własne modele również dostają katalog automatycznie: pierwszy import scene.skeletal_model(path, name="Ninja") zapisze NinjaAnimations w ue_workshop.animations. Kolejne klipy i długości są aktualizowane przy imporcie, bez osobnego polecenia generowania. REIMPORT=False nadal wykorzystuje gotowe assety.

Gdy atak przesuwa postać, shot.animation(character, clip, start=57, keep_end_position=True) automatycznie przenosi poziomy ruch do kluczy Transform i zachowuje końcową pozycję na kolejne klipy. Przykład slash_2.

Po śmierci shot.animation(character, CreatureAnimations.MUTANT_DYING, start=150, keep_end_pose=True) utrzymuje leżącą pozę do końca sekwencji lub następnej animacji.

character = scene.skeletal_model(
    PROJECT / "source_assets/character/creature/Maw J Laygo.fbx",
    name="Creature", height=200, location=(150, 0, 0),
)
shot.animation(character, "mutant_walking")

shot.animation(character, "mutant_walking", start=0, end=48, speed=0.8) odtwarza klip w zakresie [0, 48) z prędkością 80%. Następny klip może zacząć się w klatce 48. Nakładające się klipy tej samej postaci automatycznie tworzą płynne przejście przez cały wspólny zakres. Helper ustawia narastanie wagi nowego klipu i zanikanie poprzedniego; nie trzeba podawać dodatkowego parametru:

shot.animation(character, "mutant_idle", start=0, end=60)
shot.animation(character, "mutant_walking", start=48, end=120)

Przy 24 FPS przejście na klatkach 48–60 trwa 0,5 sekundy. Dodawaj klipy w kolejności odtwarzania; naraz mogą mieszać się dwie animacje tej samej postaci. Klipy stykające się końcami przechodzą bez blendu. Nie trzeba ponownie importować animacji. Przy kolejnych przejściach środkowy klip zachowa zarówno wejście, jak i wyjście. Pełne zawieranie jednego klipu w drugim oraz identyczne zakresy są odrzucane. shot.animation(character) wybiera jedyny klip zawarty w modelu. Każda postać zachowuje swój szkielet; automatyczny retargeting między różnymi postaciami nie jest wykonywany.

W Mixamo pobierz FBX With Skin, aby mieć model, szkielet i animację w jednym pliku. Kolejne klipy pobieraj dla tej samej wybranej postaci; mogą być Without Skin. Umieść je obok pliku modelu — są wykrywane automatycznie, pod nazwami plików. Opcjonalne animations={"mutant_idle": path1, "mutant_walking": path2} ogranicza wybór do konkretnych klipów. Puste animations={} pomija animacje z folderu i pozostawia tylko klipy zawarte w pliku modelu. Jeśli samodzielnie animujesz trasę przez transform_key, wybierz In Place, gdy jest dostępne, aby animacja kości nie dodawała własnego przesuwania.

Importy szkieletowe trafiają do Content/Workshop/Generated/Skeletal. Przy REIMPORT=True aktualizowane są te same assety. Pivot jest na środku podstawy pozy referencyjnej; podczas animacji obrys i pozycja stóp mogą się zmieniać. Dla statycznego GLB, FBX, OBJ lub .blend ustaw MODEL="file", SKELETAL=False. Dotychczasowe scene.model(...) zachowuje statyczny przepływ importu. Wybrany model działa zarówno w edytorze, jak i przez my_shot_headless.py.

Mixamo → Blender → Unreal

Zaimportuj do Blendera FBX ze szkieletem i animacją. Zmieniaj geometrię, zachowując Armature, wagi wierzchołków i modyfikator Armature. Siatki umieść w kolekcji Character; muszą być przypisane do jednego Armature. Wybierz aktywną akcję i ustaw zakres klatek sceny obejmujący animację. Zapisz .blend, a w ćwiczeniu ustaw:

MODEL = "file"
MODEL_FILE = PROJECT / "source_assets/character/my_animated_character.blend"
SKELETAL = True
ANIMATION_FILE = None

Python uruchomi Blendera w tle, wyeksportuje siatki, szkielet i aktywną animację do FBX, a następnie zaimportuje je w UE. Eksport obejmuje aktywną akcję w zakresie sceny; nie eksportuje osobnych akcji i pasków NLA jako wielu klipów. Materiały FBX przenoszą podstawowe kolory i obsługiwane tekstury. Proceduralne materiały wypal do tekstur; statyczne modele z pełniejszym PBR nadal eksportuj do GLB.

Blender potrzebuje binarnego FBX 7.1 lub nowszego. Dołączone fighter i creature są w starym FBX 6.1: UE importuje je bezpośrednio, ale Blender 5.1 ich nie otworzy. Do edycji w Blenderze pobierz współczesny wariant FBX albo wyeksportuj SkeletalMesh i animację z UE do nowego FBX.

Blender → UE → film

Własną kopię wybierzesz też bezpośrednio w my_shot.py:

MODEL = "file"
MODEL_FILE = PROJECT / "source_assets/character/character_custom.blend"
SKELETAL = False  # ten przykład to statyczne siatki bez Armature

Zapisz zmiany w Blenderze i uruchom ćwiczenie z REIMPORT=True. Plik jest eksportowany w tle i aktualizuje ten sam asset CustomCharacter w UE. Nie trzeba ręcznie usuwać poprzedniego modelu. Eksport obejmuje kolekcję Character. Na Windows biblioteka wykrywa też standardowe instalacje w Blender Foundation, jeśli Blender nie jest w PATH; WORKSHOP_BLENDER pozwala wybrać inną instalację.

Przykładowy model znajduje się w source_assets/character/character.blend. Można go też odtworzyć (generator nie nadpisuje istniejącego pliku):

blender --background --python-exit-code 1 --python tools/create_character.py

Otwórz model w Blenderze, powiększ obiekt Head, zmień kolor materiału i zapisz. Uruchom examples/blender_character.py w UE albo:

python tools/run_workshop.py examples/blender_character.py

Skrypt uruchamia osobny proces Blendera, eksportuje kolekcję Character do GLB, aktualizuje model i materiały w UE, buduje sekwencję i renderuje MP4. Blender nie musi być otwarty. Eksport czyta ostatni zapis z dysku.

Umowa dla modelu: statyczne siatki w kolekcji Character, metry w Blenderze, stopy na Z=0, przód w +X. Modyfikatory są uwzględniane, obiekty łączone do jednej siatki z zachowaniem slotów materiałów. Origin eksportu to zero świata. Podstawowe PBR: Principled BSDF, kolory, roughness, metallic, obsługiwane tekstury. Tekstury PNG/JPEG są wyciągane z GLB i aktualizowane w wydzielonym katalogu WorkshopTextures. Parametry PBR synchronizujemy jawnie, ponieważ standardowy reimport siatki w UE zachowuje wcześniejsze materiały. Zmiany w tych importowanych materiałach wykonuj w Blenderze; skrypt nadpisuje wspierane parametry ich źródłem. Dowolne grafy proceduralne, włosy i shader skóry nie są przenoszone w tym przepływie. Materiały proceduralne należy wypalić do tekstur. Modele z Armature obsługuje scene.skeletal_model(...), opisane wyżej.

Układ i zasady

• Content/Python/ue_workshop/ — biblioteka, automatycznie dostępna w Pythonie UE.
• exercises/basics.py — pokaz podstaw na własnym modelu z Blendera.
• exercises/animation_starter.py — plik startowy zadania z dwiema animacjami.
• exercises/my_shot.py — rozbudowany wariant z wyborem postaci.
• examples/ — dodatkowa kamera i Blender; ćwiczenie startowe jest też rozwiązaniem bazowym.
• tools/ — launcher, eksport/generator Blendera i testy integracyjne.
• docs/ — ściąga API i scenariusz spotkania.
• Content/Workshop/Generated/ — mapy, sekwencje, importy i materiały generowane w UE.
• build/, renders/ — pliki pośrednie i wyniki, pomijane przez Git.
• archive/legacy_python/ — stare skrypty; poza ścieżką importu UE.
• DemoAssets/ — zachowane źródłowe modele z poprzedniego projektu, opcjonalne.

Scene("MyShot") zarządza mapą /Game/Workshop/Generated/MyShot/Map. Ponowne wykonanie usuwa w niej tylko aktorów z tagiem Workshop, a sekwencję odbudowuje. Własną scenę nazwij inaczej, np. Scene("AniaShot"). Generowana sekwencja jest w całości zastępowana: ręczne zmiany zachowaj w jej kopii. Mapy spoza warsztatu nie są czyszczone; przy niezapisanej obcej mapie skrypt prosi o zapis. Nie usuwaj całego folderu Generated podczas pracy — zawiera aktualnie używane assety.

Weryfikacja

python -m unittest discover -s tests -v
python tools/run_workshop.py tools/smoke_scene.py
python tools/run_workshop.py tools/smoke_blender.py
python tools/run_workshop.py tools/smoke_renderer.py
python tools/run_workshop.py tools/smoke_skeletal.py --render
python tools/run_workshop.py tools/smoke_workshop_files.py

Pierwszy test integracyjny wykonuje ćwiczenie dwa razy, sprawdza duplikaty, renderuje dwie klatki i koduje MP4. Drugi wymaga Blendera i sprawdza powtórny import zmienionej geometrii oraz materiałów i render. Opis sprawdzonego środowiska: docs/validation.md.