分解： UE4 中的动画雨滴材质

Harry “deBug” Emelianov 好心地准备了他在UE4 中制作的动画雨滴不透明和透明材料的逐步分解。

介绍

你好！我的名字是Harry “deBug” Emelianov，我是一名来自莫斯科的自学艺术家。

CG 成为我 14 岁时的爱好。我一直在做 ArchViz 和高多边形建模，但我对电脑游戏的热爱使我选择了 Gamedev。那时，我开始学习游戏引擎（当时的 UE3 和 Unity4），并学习 C#、C++ 以及如何使用 GLSL 和 HLSL 编写着色器。有一段时间，我外包给了TraceStudio 和Fox3D，参与了很多有趣的项目，比如使命召唤：无限战争、北极星 1、瘟疫传说：无罪等等。现在我是一名自由职业者，并在莫斯科的ScreamSchool教授环境设计和游戏纹理课程。

UE4 中的动画纹理

虚幻引擎非常适合创建简单好看的动画着色器和效果，因为它不需要很强的编程技能，只需要基本的数学知识。您需要两个参数来调整动画材质：会改变纹理的时间相关坐标，以及您可能已经猜到的时间。

雨滴材质

动画水滴的工作流程几乎相同。我开始制作一些包含材质所需信息的静态纹理。

它需要创建一些地图：

• 静态滴的法线贴图和打包的蒙版。

• R，一个时移掩码，负责水滴在正确的时间出现和消失。

• G，用于将液滴与表面混合的蒙版。

• B，一个噪音遮罩，使水滴看起来更混乱。

• 用于移动水滴和包装蒙版的法线贴图。

• R，滴本身的掩码。

• G，滴路径的掩码，不允许其他静态滴出现在运行滴的路径上。

• 以及影响液滴如何在表面上流动的方式的扭曲的法线贴图，使其更加不规则。

然后，我用所有必要的信息和逻辑制作了两个过滤器。它们分为两组：静态液滴随时间出现和消失，以及流过表面的动画液滴。

工作流程

首先，我们需要获取纹理的坐标并开始在必要的方向上移动它们。稍后，我们将使用这些坐标对扭曲的法线贴图进行采样，并在水滴的纹理坐标中添加轻微的扭曲。有了关于失真和纹理坐标位移的信息，我们可以对法线和蒙版进行采样。然而，为了让不仅仅是简单的水滴流动，我使用了面具的红色通道，并使其强度随时间变化。此外，我还通过添加一些简单的数学函数，让水滴在一段时间内出现和消失。

与第二个过滤器相同。它包含置换纹理坐标和扭曲，但略有不同。当我制作流动水滴的纹理时，我只为它制作了一个水滴和一套面具。为了填充滴，我不得不添加一个循环，其中滴被复制、置换、具有不同的速度（每个滴唯一），最后相互混合。为了使失真更有趣，我使用了两次失真贴图：用于大的失真和不太密集的失真。然后，它们沿着轴以不同的强度混合在一起。假设，可以在一张地图中使用多个水滴或一张地图用于所有水滴，但在这种情况下，所有水滴将以相同的速度相互平行移动，因为您将无法影响单滴的速度和时间。

我还有一个自定义节点，其中包含有关最大滴数的信息，并使用滴的当前位置和速度设置了一个静态数组。它可以手动或在 Unreal 中完成，但我使用了3ds Max的旧脚本。  

此脚本获取有关编辑器中所选对象的位置和大小的信息，并将其返回到定义的数组中。在我的例子中，我只使用了 XY 坐标和一个下落速度的索引。同样，我们可以创建一个包含有关液滴大小信息的数组，并将其添加到材料中。

当过滤器准备好后，我调整了它们的输出参数。我还创建了一些可以在材质中更改的输入参数，例如，动画速度、平铺、下降失真强度、法线贴图强度和使用过滤器的纹理。

之后，这些过滤器可用于任何材料，无论其类型如何。材料的参数可以在其遮罩的帮助下进行调整。   

作为示例，我制作的第一个基础材质是哑光不透明表面，它是混合必要蒙版和设置水滴的颜色、粗糙度和法线等参数的起点。

如果我们将材质类型更改为透明并类似地添加透明度和扭曲，我们将得到一个简单的玻璃材质。

为了使物体更加有趣和复杂，我们可以通过模糊玻璃后面的背景来添加冷凝效果。此技巧仅适用于透明材料和后期处理。我们还必须降低透明度，仍然保持材质类型透明。之后，是时候给材质添加模糊效果了。

然后您可以添加一个遮罩以避免在平行于地面的表面上移动水滴。

以同样的方式，我们可以将其与现有纹理混合，例如，水滴从其上落下的屋顶的纹理，或任何其他材料。

以下是在后处理中使用过滤器的示例：

结论

不幸的是，所有这些效果都非常苛刻，这意味着它们更适合不占用屏幕太多空间的小表面。例如房间的窗户。

使用的纹理、混合和复杂的数学越多，渲染材质就越困难。  

为了优化，我们可以简化纹理，例如，如果我们不想要这样或那样的效果，可以减小它们的大小或去掉一些数学运算。在这个过滤器的情况下，我没有针对某些特定的结果，而是试图制作一些可以在必要时简化的多用途东西。