UE5でリフォームプランをシミュレーションした話

Unreal Engine (UE) Advent Calendar 2022 の13日目の記事です

はじめまして！Qiitaへの投稿は初めてなので読みにくい部分あるかもしれませんがお付き合いください。
少し技術的な話とは趣が異なりますが、リフォームの経験を経て現実世界でUEが活用できたことを記事にしています。

家を買った！

会社まで10分少々という好立地さにひかれ新築を契約。
引き渡し後に即リフォームするんですけど、CGで準備したことやその前後の流れ、反省点などを記載します。
これから家を購入する予定のある方、今の家をリフォームしようと考えている方への参考となれば幸いです！
ではいきましょう

きっかけ

建設地は当時まだサラ地で、竣工まで数年間待つことに…
その間、やることないので家具なんかのカタログを見て暇を潰すことになるのですが……カタログ写真を見ているとふつふつと湧き上がるのが 「背景が派手！」「白一色の壁紙の写真あんまない！」 という気持ち。

(左からKARE、FrancFranc、CrashGate)
見れば見るほど 「こんなイカす部屋にしたい！！」 という感情が芽生えます。

単に家具だけ買ってもこんな雰囲気出ないんじゃ……せや！リフォームしたろ！
ということで、壁紙や床を変えるだけのいわゆる 『表層工事』 というプランを考え始めます。

リフォームプランを練るにあたって

いざリフォームといっても専門外なので何も分からない…俺たちゲーム屋は雰囲気でCGを作っている。
しかし私もものづくりを生業にしている身、
「ここはこんな雰囲気で～、なんかいい感じにしてください♪」 という指示が伝わらないことは分かっています。言われたら困りますもんねコレ。後で絶対具体的に修正返してくｒ
あとこの指示は、無難な素材の使用に限られちゃう気がします。別の言い方をするなら雑誌とかでよく見る量産型の雰囲気。

リフォームは高額なイメージがあるし、いざ作ってもらってイメージと違った時に現実では何故かCtrl+Zで戻せないので、3DCGでプラン作成することを強く決意しました。決意理由は金です。
正確な間取りを作って模様替えもして説明すれば、見積もり金額も本番と大きなズレなく着地するのではという予想のもと3DCG制作を始めます。

なお、建設業界で馴染み深い 「３Dパース」 を意識して作る必要性は一切ありませんでした。
それらしい寸法を概ね守って作っていれば業者さんに全然伝わります。
堅苦しく考えて作る必要はないので気軽に作ってみてください。

製作は業者さんとの話し合い期間もあるので、遅くとも竣工の半年前くらいには準備にとりかかることを強く推奨します

■３DCG作成編

1. 間取り図をスキャナーで取り込む

下敷きとなる間取り図がずれていると作ったもの全部がずれるので正確にスキャンを行い、できればズレはPhotoshop等で更に直してから次の工程に進んだ方がよいです。
売り主からPDFとかのデータでもらえるならデータでもらいましょう。もらったデータが紙をスキャンしたPDFだったらすぐに投げ捨ててください。

2. ３Dツールで作成

MAYAやBlender等の3D作成ツールを使って、下敷きの間取り図を元に3Dを作成していきます （UV展開不要）
３D作成ツールが使えない人は、UEに標準で入っている立方体を使えばOK。スケールに値を入れていけば大丈夫。
UEで標準で入っている立方体はスケール 「1.0」 で 「1m」 。つまり 「0.01」 で 「1cm」 となるので、これを目安に間取り図記載の寸法に合わせていきます。

この時点での寸法の正確性が大事です。間取り図に載っている数字を正確に打ち込んでいきます。
窓の幅なんかは窓枠幅分を入れると竣工前じゃよくわからんので、モデルルームのイメージを元にそれっぽく作っておけば大丈夫です。細かいことは気にしなくてOK。大事なのは「壁の幅、高さの正確性」
正確な寸法を入れる理由は後で家具アセットを入れる時に、そこに入るかどうかチェックするためです。高精度で作っておけばきっと助けになることでしょう。

角面や部屋の境界、別パーツ部分はマテリアルを分けておきましょう。

UEで作る方は、部屋ごとにキューブを分けましょう。部屋の壁と廊下の壁が１キューブで作れそうでも、分けましょう。

▲ gifで中心にある壁は一つの立方体で作れそうですが、裏表で使用素材が異なります。
こういった用途が想定される場所は単一キューブだと１マテリアルしか割り当てられないため、キューブをAlt押しながら横移動させて複製し、隣に並べてください。

3. テクスチャ作成

テクスチャはループができるように作ることが大事ですが必須ではありません。SubstanceDesignerの使用が望ましいですがPhotoshopとかでもOK。
Designerはとっつきにくいイメージがあると思いますので、下記のスクショの通り作ってもらえれば必要なことはだいたいできます。
カタログ画像を流用する想定の作りです

イメージを合わせるため、なるべくカタログの画像を引っ張ってきて作るようにしてください。
私は当初、Substanceのノードを組み合わせて似たようなイメージを自分で一から作る作戦をしていたんですがやっぱりイメージが異なり全くもって役に立ちませんでした！

下記はよくリフォームで使われる素材系メーカーサイト

• ショールームは必ず訪れて写真を撮影してください。特にADVANサイトのサンプル画像の色は全く実物と異なります。えっ！てなります。
• 実物のカタログは業者さんとのやり取りの中でもらえますので、必ずもらってください。
• カタログのサンプルは、クロス等は経年劣化で変色している可能性もアリ。（部屋でもどうせいつかは変色するので新品との色差はスルーしてもいいかも）
• ADVANのサンプルは通販サイトから無料請求できるので通販でもらってください。石材サンプルはショールームでもらうと重すぎて帰り道で腕が死にます。

会社名	概要
サンゲツ	壁紙でお馴染みのメーカー。多分一番お世話になります。
東リ	壁紙や床材中心。カーペットの質もよく、カーペット買う時にもお世話になる。超大手なのに伊丹市という梅田のベッドタウンに本社がある
リリカラ	壁紙や床材等。サンゲツとはまた少し趣が異なる。
LIXIL	水周りのイメージが強いがエコカラットという壁面タイルがオススメ
３M	素材系の会社。ダイノックシートという超イケてるシールがかっこいい
ADVAN	石材大手商社。色味確認のためショールームは必ず訪れてください。天然石とタイルの違いは、タイルは表面にインクでプリントしているため立体感がない。天然石は石英などの透明素材が入っていると立体感が出る
アイカ工業	+Wonder、セラールというパネルボードがオススメ。タイルはかっこいいが厚みが最低10mm～。パネルなら～3mm程度で圧迫しない上軽量で加工が容易で使い勝手がいい。ただし床には使えない。
ToolBox	ビンテージ系をやるなら履修必至のメーカー。レンガ類はADVANよりかっこいい物が手に入る
キープ	自分から選ぶことは基本ないが、物件の標準仕様でよく使用されているメーカー

タイル系テクスチャはタイル枚数を統一して作ると各インスタンスでパラメーターをいちいち調整しなくて済むので楽です。
一個目のインスタンスのパラメーターを調整し終えたら、Ctrl+Wで複製してテクスチャ差し替えるだけで同じ寸法にできます。

2:1の横長タイルは正方形テクスチャに入れ込む関係上4x2などで作成。
今回は後から増えちゃったので仕方ないですが、正方形タイルも4x4で作っておけばもっと統一できてもっと楽でした。

「目地材」をタイルの淵に入れるのを忘れないようにしましょう。石同士がピタッとくっついた感じで仕上がっちゃいますからね。

4. 親シェーダー作成

シェーダーの構成はなんでも良いですが、下記をそのままコピーして作ってもらえばとりあえず必要最低限動きます。

UVはワールド座標で自動的に展開されるので、スケールや微妙なズレはマテリアルインスタンスのパラメーターで調整する算段です（後述）
親シェーダーへのDiffuseテクスチャは単色テクスチャを適当に貼り付けておけばOK。無地の素材などはインスタンスでこれの色を変えるだけで成立しちゃうからお手軽です。
MaskテクスチャはUEで標準的な、Rチャンネル：AO、Gチャンネル：Roughness、Bチャンネル：Metallic　で作成しますが、よく分からなければ無くても全然大丈夫です。パラメーター調整で間に合います。
Normalも正直なくても困りません。なぜなら作るのは凹凸が1mmもないクロス面か、磨かれたタイル素材ですから。作れる方はSubstanceDesignerでDiffuseを加工して作りましょう。艶出し木目とかで効いてきます。

ベーステクスチャは下のやつを流用してくれても構いません。単色なので最低値の8x8サイズです。
MaskテクスチャだけsRGBのチェックをOFFにしましょう。

※Qiitaに乗せるため.jpgになっていることだけご留意ください

Diffuse	Mask	Normal

5. マテリアルインスタンスを作成

親シェーダーからインスタンスを作成し、さっき作った間取り３D素材をUEにインポートしてきて割り当てます。
まずは白い壁紙、木目素材、玄関タイルなどを各所割り当ててリフォーム前の、売り主が標準仕様としている家を作っていきましょう。

タイル1枚のサイズは40センチ角が多いですが、売り主に問い合わせて正確なサイズを聞くかモデルルームのタイル幅を測っておきましょう。
正確なサイズが分かったら、UEで立方体を出してサイズをタイル幅に調整します。40センチ角なら0.4,0.4です。高さはなんでもOK。
タイル部分にそれを差し込んで、マテリアルインスタンスのパラメーターを調整してテクスチャサイズを差し込んだガイドモデルに合わせます。
これでリフォームレベルなら問題ない正確なサイズになります。

リフォーム後のテクスチャを既に作っている方は、インスタンス作成などは一旦後回しにして次に進みます

6. UEでライトを配置していく

SunSky,PostProcessVolumeなどを手始めに配置
間取り図を元にダウンライトのモデルを適当に円柱などで作って天井に埋め込んでいきます。こだわり派はエミッシブのシェーダー作りましょう。
間取り図のダウンライトは○か◎で描かれています。 　　参考サイト：https://www.madori-seisaku.com/kigou/d-downlight/

埋め込んだ位置にスポットライトを置いて、カラーと強度などを設定した後、モデルとライトを一緒に選択してAltを押しながら複製して標準仕様でダウンライトがある場所全てに配置しきります。
強度なんかはモデルルームの記憶を頼りになんとなく設定する程度でOKです。

ダウンライトを完璧に正確な位置に仕込むにはカンタンな裏ワザがあります。
MAYA等の３Dモデル作成ツールでダウンライトの位置に円柱をぶっ刺しまくった位置ガイド用モデルを作成し、位置0,0,0で正確に刺さるfbxを書き出します。
あとはこの円柱にめり込む位置にダウンライトのアセットを持ってくるだけで終わりです。位置合わせが終わったらガイドには退場して頂きましょう。

物が増えてくると影がパカパカする現象が起き出します

これはLumenの仮想シャドウ描画メモリがオーバーフローした結果なので、
下記を入力してメモリ領域を増加します。

r.Shadow.Virtual.MaxPhysicalPages 4096

確か標準で2048が割り当てられていて、4096で倍です。これなら大丈夫だと思いますが、これでもだめなら6000とか8192とか入れて徐々に増やして様子を見ましょう。
上げると重くなるのでクラッシュする可能性が上がります。入力前に保存しておきましょう
なお一度UEを閉じるとまた2048に戻るので起動したら再度入力してください。

ここまでやれば標準仕様のお家が出来上がってるはずです。　下準備は完成です

理想の家に模様替えしていく

各社カタログを見て目星をつけた素材をテクスチャ化し、マテリアルインスタンスに割り当て。

繰り返しになりますが、大事なのはちゃんとカタログ見本などからテクスチャを作ることです。
品番を押さえておくと予算見積もりの段階で正しい数字が出ます。
私はマテリアルインスタンスの名前の末尾に品番名を入れて、後ですぐ分かるようにしていました。

インスタンスをドラッグアンドドロップでレベル上で割り当て

模様替えしたいアセットの面にマテリアルインスタンスをドラッグアンドドロップします。
ここでちゃんと3Dツールでマテリアルを切り分けた効果が発揮されます。過去の自分を褒め称えましょう。
UEの立方体で作った方はそのまま必要な面ごとに割り当てていきます。横着して廊下と裏面の部屋の壁を１キューブで作っちゃった方は部屋までそのクロスになってしまっているはずです。修正しましょう。

レベル上でやるのは、スタティックメッシュ自体は売り主が標準仕様にしているシェーダーを割り当てたままにしておきたいからです。
シェーダーの横にある矢印を押せば標準仕様に戻せるので、一旦考えをリセットしたい場合に楽です。

標準仕様でタイリング数など設定したインスタンスパラメーターをそのまま活かしたいので、標準仕様タイルのインスタンスをCtrl+Wで複製してリネームし、テクスチャを差し替えます。
タイル類は各社で仕様がほぼ同じ40センチ角か60センチ角なので、標準仕様とサイズが一緒ならそのままテクスチャを差し替えるだけでOKとなります。

クロスに関しては種類ごとにリピートサイズが異なります。
例えばサンゲツならカタログサイトにサイズが記載されています。

この画像を元に正方形テクスチャを作って・・・
（色味が上記カタログと異なるのは、現物とカタログ画像のカラーが異なったためです。ショールームに行って現物の色味を撮影してきましょう。）

サンゲツの寸法サイズに合わせて、タイルと同様にUEでスケール調整したキューブを差し込んで１リピートサイズを合わせます。カタログ画像の四隅や特徴的なパターンを目印にUV_Yパラメーターを調整し、だいたいで良いので伸ばして合わせます。

テクスチャ比率をあわせる手順ですが、
1. UVscalesで全体のサイズ感をまず一致させる
2. その上でUV_XかUV_Yいずれか片方のパラメーターを調整して縦横比を合わせる

の手順でだいたいいけます。
※手順２をより正確にやるなら （大きいサイズ）÷（小さいサイズ） で出た数値を入力します。

正直めちゃくちゃ面倒くさいですが、リフォームは一回やるとやり直しが大変だしお金もかかるので必ずイメージ合わせは行っておいたほうが良いです。

インスタンスをドラッグアンドドロップしながらイメージを固めていきます。

家具配置後のイメージも掴んでおきたかったので、家具もモデリングしました。

こっちのほうが大変でしたが、その分イメージをつかむための効果は絶大です。まだ竣工まで時間があるならチマチマ作っていきましょう。
作ってみたけど合わなくて没になったモデルも大量にあります。家具は家に置いたイメージをお店では掴めないので個人的には必須工程だと思います。

後はカタログからお好きなものを見繕って素材を作っていきます。

■現実世界編

リフォーム業者の選定

理想のお部屋が整ったら、それをスクショを撮影して仕様書のようなものを数枚用意します。
使いたい品番を記載しておくことで後の予算見積もりで正しい金額が出やすくなります。

こういった画像を作ったら、選定した施工業者のサイトのメールフォームから『作成した仕様書』および『間取り図』の画像付きでメールをばしばし送ります。
相見積もりのため何社か送りましょう。

選定基準はお世話になっている業者さんがいらっしゃればそこがベストだと思います。
私はGoogleMapで建設地近隣をアップで表示してから検索に「リフォーム」と入れて出てきた、口コミ評価が高い会社さんを一つ一つ調べて選定していきました。
結果的にメールを出すにまで至ったのは５社でした。

そのうち２社から何日かしてお断りのメールが返ってきました。
理由としては共に「天然石の施工経験がなく職人を探せない。」でした。
相見積もりに抵抗がある方もいらっしゃると思いますが、こういうこともあるため数社に出しましょう！

口コミで好評の業者さんを選定したこともあり、どの会社さんもとても反応が丁寧で早かったです！オススメの方法かもしれません。

見積もり

時期的なものもあり、業者さんも今はZOOMミーティングが主流です。
UEで作成した身からすればこれは好都合です。
画面共有を行いながら、レンダリング待ちの必要がない画面を見せることで、めっっっっっっっっっっちゃくちゃ話がスムーズに進む進む！
業者さんと話し合いを行う中で、CGプランが家の構造上できない部分、売り主に事前確認をとっておく部分が段々分かってきます。

このミーティング後すぐに修正を行い、それを業者さんに共有することで見積もり工期、金額を出してもらいました。

工期が確定したら終了日に合わせ、今住んでいる賃貸物件の退去手続きを進めます。
引っ越し業者は戸建て、中古マンション物件の場合はご自身で、新築マンションの場合なら引っ越し幹事会社がいるのでそこと日程調整を進めます。
施工業者さんとの詰めがギリギリだとここで間ができて賃料などの無駄金が発生してしまうので早いうちにCGを作り始めるに越したことはありません。

施工直前～開始

施工直前になると自分がやらないといけないことが業者さんから連絡されます。
主に

• 売り主に確認しておくこと（標準仕様のクロスやタイル、木目シートなどの品番は必須でした。予め早いうちから聞いておきましょう）
• タイルなどの発注。ADVANは業者さんと一般顧客とで注文方法が同じだそうです。同じなら自分で注文してもらったほうが安く済むと提案あり
• （マンション）遮音等級がこの段階で分かるなら必ず聞いておくこと。ただし新築は竣工後じゃないと分からないことが多いので、「旧L-40相当でお願いします。」と業者さんにお願いするのが一般的か。

竣工後、引き渡し後翌日から早速作業開始です。ものすごい勢いで作業が進んでいきます。
作業期間中もやっぱりできなかったこと、追加で必要となる部材の連絡などがどんどん来ます。

工期はケツが決まっているので、言われた日のうちにCGを作り直して素材選定を行い、翌日注文完了と進めます。
遅れると一般的にはそこだけ後日対応となってしまうため、引越し後その場所が使えないので難儀するようです。

あ、あとCGで実在家具を作ったならその家具を引越し直後に届く日程指定で注文していきましょう。

完了！

引越しの荷物が片付けば全て終了です！

振り返ってみて

CG上と現実との乖離で起きがちな問題や、やってよかったリフォーム、特に無くてもよかったリフォーム（私感）を記載します。

• やっぱりUEで作っておいて正解だった

  • 今回の作成物はクオリティではなくプランニング重視なので、レンダリング待ちがないというのは大きな利点でした。ポンポン差し替えてイメージを膨らませていけることは大変便利。　

• 見積もり価格との誤差ほぼなし

  • 品番の選定や必要な平米数など細かに伝えられたこともあり、最初の見積もり価格からの誤差はほとんどなし。
  • 発生したのは廊下の大理石をやってみたら高さが2mmずれて『框(かまち)』を追加発注したくらい。

• 間取りを正確に作っておくと、サイズ誤差がほぼ無く済んだ

  • 正確に作ってもCG空間ではずっと半信半疑で不安でしたが、すっぽりCG通りに家具が現実世界でハマると、まぁ当たり前っちゃ当たり前なんですがそれでも「マジか…」ってなった。

• タイルの厚み差を忘れがち

  • それぞれのタイルには厚みがあります。壁に貼った場合、その幅分部屋が狭くなります。間取り図寸法で家具がギリギリ配置できるくらいだった場合、入らなくなるので計算しながら選定しましょう。シェーダーをポンポン差し替えながら試行錯誤しているとこのことを忘れちゃいがちです。パララックスでも入れてない限り、シェーダーでは厚みが反映されませんからね。

• 目を引く素材は統一したほうがカッコいい

  • 土間、キッチン壁、部屋の壁にFlorimのDream Arabesqueというタイルを使っており、視覚的に一緒に目に入りやすい場所は同じ素材に絞っています。結果的にデザインがすっきりして「デザインは引き算」という理由がよくわかりました。このタイルはADVANでも売っているため気軽に購入可能です。Florimはセンスがいいタイルが多いので見ているだけでも楽しいですよ。ただ、国内に取り扱い店舗がなければ個人輸入になっちゃいます。

• 家の"顔"には天然石を！

  • 実はそんなに大理石や御影石自体は高くないです。施工場所の下地作りがとても高いんです。工事なく貼れるのであれば是非天然石を使ってみてください。よく見ると立体感があり、Bump offset好きな人はたまらない一品です。
  • 億ションは全面大理石貼りの物件があるが、絶対に大理石がいいならリフォームよりその物件買ったほうが結果的に安くつく。フローリングを天然石に変えるのは多額の費用がかかり、全面やると下地工事だけで４桁超えも。
  • 二重床の家はタイル目地に軟性のものを使いましょう。管理が悪いとカビが生える可能性がありますが、歩行時の床の沈み込みで硬性の目地は確実に半年もしないうちにヒビだらけになります。

• やる順番は大きい面積順がいいかも

  • 素材に強いこだわりがなければ、照明＞壁＞天井≧床　の優先度がいいかも。上下より左右の方が人間の目に効く気がします。光り物は一番効きます。　

• ミラーはいいぞ！

  • ミラーは安価で掃除も楽なのでどんどんつけましょう。オススメは玄関に幅広(150cmとか)の全身ミラー、リビングの梁や壁にミラーをつけると錯覚で広く見えます。水回りはコーキングできない場所だとミラーの端が劣化しやすいです。

• ダウンライトはオススメ

  • 引っ掛けシーリングを除去してダウンライト換装するのは、費用も安くとても効果があるのでオススメ。照明の段差が一つないだけで天井が一層高く見える不思議。照明にこわだりがなければ全部屋ダウンライト化でも良いくらい。
  • ダウンライトは施工費がとても安いです。電気工事士の免許があれば作業自体は自分でもできるレベルの簡易工程ですが、丸い穴を開ける特殊な工具がいるのとタテヨコ綺麗に並べられないかもしれないので不安なら任せちゃったほうがいいかも。

• 間接照明もオススメ

  • 配線や光源が見えると途端に残念な感じになっちゃうのが間接照明。リフォームで壁内に隠してもらいましょう。間接照明用のバーライトは安価なので、このリフォームも高くないです。隠すためのアゴ造作とかには少し費用かかります。

• ピクチャーレールは壁絶対穴開けたくないマンにはオススメ

  • 私です。壁に穴を開けることに抵抗がある場合、上から吊りましょう。吊ったアイテムは震災時に揺れて壁に当たる想定で裏面にフェルトシールを貼っておきましょう。
  • ピクチャーレールは下地材がないと固定されません。石膏ボードは引張力に対しての強度は０に等しいので、天井面に素人判断で後から自分で付けることはオススメできません。

• レンガなどの立体感がある系のクロスはダサく見える

  • 木目調やファブリック調など元素材に凹凸が1ミリ程度しかないものならクロスでOKですが、レンガなど1cmくらいあるモチーフをクロスにしてるものは部屋を却ってダサくちがち。施工費はちょっと高額ですが、薄く切ったレンガを貼り付けましょう。ダウンライトやアッパーライトを当てると陰影が浮かび出て良いですよ。ゲームの世界だとライトマップガビガビで悲鳴上がるやつです。

• 玄関足元の関節照明はいらなかったかも（個人的感想）

  • 正直無くてよかったかな…？　一応、玄関部のダウンライトの人感センサーと連動して自動On/Offできるようにしています。にしても別に不要だった。あとセンサー連動は電気工扱いになるので意外と高く付きます。

事前にCGで見繕っていたこともあり、不要そうなものを排除できた結果、後から要らなかったかなぁといった物はほぼありませんでした！

最後にCGと現状との比較画像を数点アップして終了とさせていただきます。

左がCG,右が写真です
お読み頂きありがとうございました！