PCG 程序化内容生成框架

是什么

官方：程序化内容生成框架 (Procedural Content Generation Framework, PCG) 是在 UE 内创建程序化内容与工具的工具集，面向技术美术、设计师和程序员，规模从资产工具（建筑、生物群落）到整个世界。需启用 PCG 插件；在静态网格上采样点还需 Geometry Script Interop 插件。（Procedural Content Generation Overview）

核心模型：点流

flowchart LR
  C["PCG 组件 / PCG Volume
采样关卡空间数据"] --> G["PCG 图"]
  G --> S["Sampler 采样: 生成点"] --> F[Filter / Density / Point Ops] --> SP["Spawner: 生成网格/Actor"]

• 点 (Points)：3D 位置，带变换、包围盒、颜色、密度、陡度 (steepness)、种子 (seed)，可附加用户属性。
• 点密度 (Point Density)：点存在于该位置的概率，调试视图中 0 黑 1 白。
• 程序化节点图：格式类似材质编辑器；空间数据从关卡中的 PCG 组件流入图，生成点，经一系列节点过滤和修改，结果实时更新，最后用点生成资产。（Procedural Content Generation Overview）

节点分类包括 Sampler（从体积、表面、网格采样生成点）、Filter、Density、Point Ops、Metadata、Spatial、Spawner、Control Flow、Subgraph、Hierarchical Generation、Blueprint（执行派生自 PCGBlueprintElement 的蓝图）等。（Procedural Content Generation Overview）

属性与元数据

样条数据可直接读写控制点属性（$Position、$ArriveTangent、$LeaveTangent 等），控制点上的元数据在采样时插值。（Procedural Content Generation Overview）样条本身的数学见 埃尔米特与 Kochanek-Bartels 样条 和 贝塞尔曲线。

复用：参数、实例、模板

图参数 (Graph Parameters) 与材质参数类似；图实例 (Graph Instances) 类似材质实例，可作为子图并通过覆盖引脚改参数；图还可标为模板。（Procedural Content Generation Overview）概念对照见 材质系统。

运行时与世界分区

PCG 组件既能在编辑器中也能在运行时管理生成。当 PCG 资产被分配到某个世界分区数据层 (Data Layer) 和 HLOD 层时，生成的 Actor 会被分配到同一数据层和 HLOD 层。（Procedural Content Generation Overview）见 世界分区。

例子：森林体积

Get Landscape Data → Surface Sampler（Points Per Square Meter 0.15、Point Extents 50、Looseness 1.0）→ Transform Points（Z 旋转 0–360、Absolute Rotation、缩放 0.5–1.2）→ Static Mesh Spawner（多个网格条目按权重随机：概率为条目权重占总权重的比例）。（Procedural Content Generation Overview）

官方原文描述为「把所有权重相加再除以各自权重」，按字面应为 $p_i = w_i / \sum_j w_j$，这里按概率含义改写。

调试：选中节点按 D 切换调试渲染、E 启用/禁用、A 检查 (Inspect) 在属性列表中查看点。（Procedural Content Generation Overview）

取舍

生成模式：分区、分层与运行时生成

（UE 5.8「Using PCG Generation Modes」，Using PCG Generation Modes）生成模式会把 PCG 组件的生成范围切成网格，每个格子有自己的本地 PCG 组件。共四种：不分区（默认）、分区 (Partitioned)、分层 (Hierarchical Generation, HiGen) 和运行时生成 (Runtime Generation)。

分层的数据流规则：大网格生成的数据会作为缓存供小网格使用，只能从大到小传递，不能反过来；一个节点的输入来自多个网格时，输出用最小的那个网格。很贵的操作（如对整个体积做 Mesh Sampler）应放在 Unbounded 网格上只执行一次，而不是每格执行一次。坑：数据从大网格传到小网格时，每个小格都会复制一份大网格的点，导致重复点、严重拖慢性能，可用 Cull Points Outside Actor Bounds 节点去掉格外的点。

flowchart LR
  U["Unbounded：只执行一次<br/>（昂贵的采样）"] --> L["大网格：树、巨石"]
  L -->|"缓存数据向下传递"| S["小网格：草、石子"]
  G["生成源<br/>玩家/视口/流送源"] -."按各级生成半径调度".-> L
  G -.-> S

图中数据只从 Unbounded 流向大网格再流向小网格；生成源按每一级网格的生成半径，决定哪些格子需要生成或清理。

运行时生成调度：生成源包括编辑器视口（需在 PCGWorldActor 上打开）、玩家控制器、世界分区流送源和 PCG Generation Source 组件。每级网格各有生成半径 (Generation Radii)，超出半径乘以 Cleanup Radius Multiplier 后的范围就会清理。官方建议半径随网格变大而递增，不要让小网格的半径比大网格还大。默认调度策略按距离和视线方向确定优先级；可开启视锥剔除，并用 Bounds Modifier 让组件在进入视野前提前生成，避免对着镜头突然冒出来。调试命令：pcg.RuntimeGeneration.Enable、pcg.RuntimeGeneration.EnableDebugging。

GPU 执行（Beta）

（UE 5.8「Using PCG with GPU Processing」，Using PCG with GPU Processing）部分节点（Copy Points、Static Mesh Spawner、Custom HLSL）可以在 GPU 上执行，相连的 GPU 节点会合并成一个计算图 (Compute Graph)，按 计算着色器 派发。取舍：CPU 与 GPU 之间传数据、准备计算图都有 CPU 开销，只有点数足够多、能用满 GPU 时才划算。所以官方建议把 GPU 节点放在一起，尽量减少上传/下载（节点上的黄色上下箭头标记），并用分层生成把共享工作放在大网格或 Unbounded 上。GPU 节点接 GPU 版 Static Mesh Spawner 是生成网格体的快速路径。