AI 程序化建模 让一朵花从网页开进 Unreal

在蘑菇云案例中，我们尝试让 AI 把复杂形态拆成数学规则，做成可以交互、可以导出模型的网页。这一次，问题又往前走了一步：网页里生成的形体，能不能进入游戏引擎，继续随着一个参数变化？

“双生共鸣花”提供了一个具体的尝试。它需要停在任意开放程度，也需要让花脉跟着花瓣一起弯曲。只做好一张盛放画面还不够，模型必须有完整的中间状态。AI 在这里参与的是几何生成、网页预览和材质代码的编写，最终效果仍要回到程序与场景中检查。

先把花开变成一个可以调节的数

我们先为开合程度定义一个数，记作 Bloom，范围从 0 到 1。0 对应收拢的花苞，0.5 是半开，1 是盛放。接下来的工作，就是描述这个数改变时，花瓣上的每个点应该移动到哪里。

可以把一片花瓣想成一张可弯曲的纸：沿长度找到一个位置，再沿宽度找到一个位置，数学函数就能算出这个点的空间坐标。把许多采样点连成三角面，花瓣的表面就出现了。

这朵花共有四层，片数分别为 13、13、8、8，总共 42 片。同层花瓣围绕中心排布，相邻层稍微错开。程序又给各层设置不同的展开进度，让它们依次舒展，同时改变半径、宽度和弧度。

这些数字是为当前造型调整的美术参数。改变花瓣长度、层间错位或末端弯曲，就可以得到不同的花形；每次调整后，仍要检查轮廓是否合适、层与层之间是否穿插。

让花脉跟着花瓣一起生长

有了主要轮廓，还需要能经得起近看的一些细节。我们把主花拆成花瓣、花脉、花心和根须四部分，让它们分别承担形体、线条、视觉中心和支撑结构的作用。

花脉的处理尤其关键。主脉沿花瓣中线延伸，侧脉向两边分叉，再继续分出更细的枝脉。每一级都沿用相似的规则，最多递归分叉两级，逐渐缩小宽度。这里有限的自相似分枝，就是这朵花的“分形”特征。

花脉上的点也使用花瓣的位置函数，再略微抬离表面。因此，调整开合进度时，花脉会随同一张曲面一起运动，不必为它另做一套动画。

花心则采用另一种排布方法：144 枚小晶粒按照近似黄金角向外排列，并逐步增大到中心的距离。这让晶粒在中心与外圈之间保持较均匀的分布。黄金角解决的是排布问题，与花脉的递归分枝各有用途。

先在浏览器里检查所有中间状态

为了方便试形，我们把几何数据和绘制代码放进一个独立网页。它通过 WebGL 2 显示花朵，提供花苞、半开、盛放按钮，也可以拖动滑杆、播放开合、旋转和缩放视角。

滑杆让一些问题变得容易发现。例如，两个端点都好看，半开时却可能出现花瓣交叉；正面看轮廓完整，侧面看又可能显得太薄。把动画停在发生问题的位置，再调整参数，比只看几张最终效果图更有针对性。

网页样机把最频繁的造型试错放在浏览器中。它与游戏中的操作页面各有职责：样机用来研究花形，游戏页面则负责显示互动状态、发送控制指令。

本次保留的样机把几何数据和代码打包在一个约 6.5 MB 的 HTML 文件中，可以用支持 WebGL 2 的浏览器离线打开。文章末尾附有入口，可以直接拖动进度，观察形状是否连续变化。

把同一套数学规则带进 Unreal

形体确认后，Python 根据相同的规则采样，分别导出花瓣、花脉、花心和根须四份 OBJ。进入 Unreal 后，这四个部件仍保持独立，便于分别调整形变、发光、颜色和根部质感。

仅仅导入 OBJ，得到的还是一套静态网格。让它继续开合，需要把“每个顶点原本属于哪里”的信息一起带过去。本项目利用 UV 记录花瓣的层号、片号，以及点在花瓣表面的位置。材质读回这些信息，就能重新计算当前进度下的位置。

可以把这个过程写成一句话：

当前形态 = 盛放基准网格 + 当前状态相对盛放状态的位移。

Unreal 材质通过 World Position Offset，也就是顶点位置偏移，实现这一步。网页着色器和引擎材质使用同一套数学定义，便能从同一份盛放网格得到花苞、半开以及它们之间的连续状态。

这些数量对应主花的四份网格，不包含花盆、站位、角色和森林背景。约 6.8 万个三角形只是当前造型的实现规模，是否适合其他设备和场景，还需要结合实际渲染开销判断。

迁移过程中也有返工。早期尝试在编辑器中直接重建并合并网格时，遇到了渲染资源问题，后来改用标准 OBJ 导入和独立组件。单位、轴向、UV 精度和网格包围盒同样需要核对：数学公式一致，并不意味着导入后的显示会自动正确。

让互动进度驱动花开

到了运行时，花的材质只需要读取 Bloom。它不必知道两位参与者此刻做的是同步举臂、镜像动作，还是轮替接续；把这些活动转成进度，是游戏逻辑的职责。

当前实现把五段互动的阶段序号与阶段内进度合并，映射到 0 到 1。只要继续使用这个进度约定，后续调整互动内容时，就可以保留花的几何与开合方法。

场地嵌线的亮度、青紫两路光流的强度由另外的参数控制。光流还需要独立的暂停和恢复逻辑：把流速降到零，与真正暂停粒子系统并不是同一回事。当前接线设计在可靠的双人输入丢失时暂停计时和光流，并保留已经达到的花开进度。

这样，花朵就成为一种可连续调节的视觉反馈。它在正式双人体感活动中的表现，仍需要通过真实设备与参与者的现场测试来确认。

这次实验做到了哪一步

本次已经生成网页数学样机和四类网格，并在 Unreal 场景中验证了闭合、半开、盛放预览及四路光流的暂停、恢复。我们得到了一套能继续调整的形体和动画方法，而不是几张无法操作的效果图。

阅读和复用时，也需要保留这些边界：

• 花的形态来自美术参数和数学曲面，没有模拟真实植物的生长过程。
• OBJ 承载基准几何与 UV；连续开合依赖目标引擎中的材质位移逻辑，单独复制 OBJ 不会带走完整动画。
• 主花以外的森林、角色等沿用已有资源，不能把整幅场景都归为此次程序化建模的成果。
• 三状态美术预览不代表双人课程已经完成。真实双人体感、正式身份与报告流程仍需独立验收。

这个案例提供了一条可以继续尝试的路线：先为形体找到清楚的状态参数，用网页检查变化过程，再把网格和同一套规则送入引擎。它也可以作为贝壳张合、羽翼舒展或机械结构展开的实现思路，具体造型与性能则要按项目重新调整。

AI 在这条流程中的价值，可以从交付物里检查：代码是否能运行，参数是否能改变形状，导出的网格是否能进入引擎，画面在中间状态是否仍然成立。把这些环节逐个落实，才让一个建模想法成为可以继续使用的作品。

支持 WebGL 2 的浏览器可离线运行；拖动旋转、滚轮缩放，或用滑杆观察开合。该页面是独立数学样机，不是 Unreal 实机。

实验说明：本文依据双生共鸣项目的数学建模文档、场景交付记录与现有源代码整理。配图来自网页样机和 Unreal 场景的实际画面。参数曲面、递归分枝、黄金角排布及材质顶点位移均为已有技术，本文记录的是它们在本项目中的组合与实现。