はじめに

UnrealEngine5上でPytorchを使う方法を紹介します．
様々な方法ありますが，今回はUE5上でPythonコードが書ける方法を紹介します．
PyTorchに限らずPythonのサードパーティーパッケージ何でも可能だと思います(試してはない)．
もちろんnumpyのような標準ライブラリもUE5上で利用可能です．

1.UnrealEnginePythonをダウンロードする

まずUE5上でPythonを実行するのに以下のGithubからUnrealEnginePythonをダウンロードします．
友人に頼んで5.3に対応してもらいました．

githubのリポジトリから緑のCodeボタンを押して

Download ZIPでダウンロードできます．

ダウンロード出来たら解凍しておいてください．

2.Python環境を構築するプロジェクトを作成する

新しいプロジェクトを作成します．この際C++を選んでください．
※余談ですがPathに日本語含まれるとエラー吐きますので全てアルファベットにするのが推奨です．

作成しましたらプロジェクトのフォルダに

Pluginsフォルダを作成し

先ほど解凍したUnrealEnginePythonをPluginsフォルダに移動します．

プロジェクトを起動するとリビルドを促してくるのでYesを押します．

3.PythonをUE5で実行する

リビルドが終わったらブループリントクラスを作成し，すべてのクラスから「PyActor」を選んでください．

今回は「BP_PyActor」と命名しました．

では，Pythonのコードを書くためにウィンドウからPythonEditorを開きます．

PythonEditorを開いたらNewから新しいPythonファイルを作成します．

今回は「PythonFunction」と命名しました．
右下に「再インポートを行いますか？」と表示されるので，インポートを押してください．

「PythonFunction」に今回のサンプルコードを書きます．
単にTickでZ軸移動しているだけのコードです．

PythonFunction

import unreal_engine as ue
from unreal_engine.classes import KismetSystemLibrary

ue.log('Hello i am a Python module')

class PyActor:

    # this is called on game start
    def begin_play(self):
        KismetSystemLibrary.PrintString(InString = "PyActor BeginPlay", Duration = 5.0)
        
    # this is called at every 'tick'    
    def tick(self, delta_time):
        # get current location
        location = self.uobject.get_actor_location()
        # increase Z honouring delta_time
        location.z += 100 * delta_time
        # set new location
        self.uobject.set_actor_location(location)

では，「PythonFunction」で書いたコードを実行します．
先ほど作成した「BP_PyActor」を開きます．

今回わかりやすいように，Sphereを追加しておきます．

それではクラスのデフォルトから詳細タブのPythonタブが追加されていますので，

PythonModuleにPythonファイルの名前のPythonFunction，
PythonClassにPythonクラスの名前のPyActorを入力します．

では今作成した「BP_PyActor」をレベル上に置いてみましょう．

それでは実行しますと，SphereがZ軸に移動しました．
またPrintStringも実行したので，左上に文字が出力していることもわかります．

PythonFunction

#PrintSting
KismetSystemLibrary.PrintString(InString = "PyActor BeginPlay", Duration = 5.0)

PrintStringではなくue.logの出力は左下の「出力ログ」を押すと

ログを確認することができます．

4.PyTorchをUE5で実行する

では最後にPyTorchを実行できるようにPyTorchをインポートします．
今回はこちらを参考にさせていただきました．同じようにするとnumpyをインポートできます．

まずUEのpython.exeのpathを確認します．
特に設定していなければ
C:\Program Files\Epic Games\UE_5.3\Engine\Binaries\ThirdParty\Python3\Win64
にあると思われます．

ではcmdを立ち上げます．
Win+Rで検索画面がでるので「cmd」を入力しますと

cmdが立ち上がります．

これから，PyTorchをインポートをします．
PyTorchを使ったことがある人は知っていると思いますが，通常は以下の公式からインポートするコマンドをコピーします．

しかし，pip3はないとエラーを吐くので

今回のコマンドはpip3をpipに変えた以下のコマンドを使用します．
""内のpathは先ほど確認したpathです．

"C:\Program Files\Epic Games\UE_5.3\Engine\Binaries\ThirdParty\Python3\Win64\python.exe" -m pip install torch torchvision torchaudio --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu117

コマンドを入力すると，ダウンロードが始まります．

インポート終わったら「PythonFunction」を書き換えます．
ここでPyTorchが使えているかどうかを見るために

torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')

を追加しPrintStringで出力しています．

PythonFunction

import torch
import unreal_engine as ue
from unreal_engine.classes import KismetSystemLibrary

DEVICE = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
ue.log('Hello i am a Python module')

class PyActor:

    # this is called on game start
    def begin_play(self):
        KismetSystemLibrary.PrintString(InString = str(DEVICE), Duration = 5.0)
        
    # this is called at every 'tick'    
    def tick(self, delta_time):
        # get current location
        location = self.uobject.get_actor_location()
        # increase Z honouring delta_time
        location.z += 100 * delta_time
        # set new location
        self.uobject.set_actor_location(location)

それでは実行すると，左上に「cuda」と出力されればPyTorchが実行していることがわかります．

さらに具体的なコードを書くには

Pythonの部分はPythonですが，UEに関する関数はUnrealC++と少し異なるので他に関数など使いたい場合は

UE5.3改良前のGithubに具体的な手法が載っているのでこちらを参照してください．
Pythonで書いた関数を呼び出す方法など知ることが出来ると思います．