Substrate材质系统-01-Setup

虚幻 > 引擎功能 UE5 Substrate 材质

发布时间 : 2023-12-18 10:00

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1 启用SubStrate
2 处理Substrate
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Substrate 是虚幻引擎5中的材质创建方法，它取代了原有的固定类型的着色模型和混合模式，例如”Default Lit” 和 “Clear Coat”，转而提供了一个更具表现力和模块化程度的框架。

和UE的旧版材质系统有区别，主要体现在旧版材质是单层进行lerp，Substrate更好表现多层材质，例如混合金属、玻璃、塑料。

Substrate是由若干层Slab组合起来的。

本文是对官方文档的总结。（UE5.3才有文档，本文基于UE5.2）

1 启用SubStrate

项目设置 - 渲染 - Substrate启动！

单向转换：旧材质会通过SubstrateLegacyConversion节点转为Substrate材质，Substrate材质不能转换为旧材质。

2 处理Substrate

2.1 Root

启用后创建材质，即为Substrate材质：

所有Substrate材质图表必须连接到前方材质（Front Material）上。

2.2 Slab

Slab是用来组装Substrate的基本模块，由界面和介质组成。

界面：粗糙度、法线、散射反照率（DiffusedAlbedo）、F0、F90…
介质：平均自由程（MFP）（SSS）

Substrate Slab BSDF节点的输入：

漫反射反照率（Diffuse Albedo）
F0：定义表面法线与相机垂直的高光度高光的颜色和亮度
- 塑料、非金属：0~0.08
- 金属：~1
- 宝石：~0.16
F90：定义表面法线与相机成90度的高光度高光的颜色。因为在相机视图的切线角，仅会感知到色调饱和度，亮度固定为1.0
粗糙度（Roughness）
各向异性（Anisotropy）
- -1：高光与双切线对齐
- 1：高光与切线对齐
法线（Nromal）
切线（Tangent）
SSS MFP：次表面散射平均自由程，控制材质的密度，影响材质对光源的吸收和散射。定义光子与物质粒子相互作用的平均距离，由每个颜色通道控制
SSS MFP缩放（SSS MFP Scale）
SSS相位各向异性（SSS Phase Anisotropy）：正值沿光线方向延长相位函数，导致前向散射。负值沿光线方向的反方向延长函数，导致后向散射
自发光颜色（Emissive Color）
第二粗糙度（Second Roughness）：控制次要高光度波瓣的粗糙度，不影响漫反射粗糙度
第二粗糙度权重（Second Roughness Weight）：主要和次要高光度波瓣的混合因子
绒毛粗糙度（Fuzz Roughness）：0绒毛光滑（更有光泽），1绒毛粗糙
绒毛量（Fuzz Amount）：在界面上添加绒毛，引发彩色逆反射。通常用于创建织物
绒毛颜色（Fuzz Color）
闪光密度（Glint Density）：表面的微面片密度的对数表示。需要在ConsoleVariables.ini中设置r.Substrate.Glints=1
闪光UV（Glint UVs）：控制表面上闪光的位置和比例

2.3 材质节点

BSDF
- Slab：只有这个可与其他Slab叠层，其他都是专用的需要单独使用
- Water
- Volumetric-Fog-Cloud
- Simple Clear Coat：简单快速渲染顶部有透明图层的材质
- Hair
- Eye
- Unlit
运算符：用于混合与分层多个Substrate Slab BSDF
- Coverage Weight：和Vertical Layer一起用，控制覆盖量
- Horizontal Blend：背景和前景
- Vertical Layer：顶层和底层。适合车漆、涂漆木材、潮湿表面
- Add：相加。物理上不正确，避免使用
- 参数混合：降低开销
构建块：一组材质函数，为常见用例提供了转换。
- Coated Layer：创建由彼此叠加的两块Slab构成的涂层材质。
- Standard Surface Opaque：使用不透明表面的友好参数来创建类似于Uber着色器的Substrate材质。参数化使用行业的标准词汇和概念。
- Standard Surface Translucent：同上，但是半透明。
- UE4 Default Shading
- UE5 Unlit Shading
额外：指定它提供的材质和函数类型，他们必须单独使用，不兼容Substrate运算符
- Convert To Decal
- Light Function
- Post Process
- UI
辅助：执行一些转换，或实现旧版材质能够执行的功能。
- Flip Flop
- Haziness-To-Secondary-Roughness：根据基础表面粗糙度和浑浊度计算次要高光度波瓣粗糙度？
- IOR-To-F0：将非传导性IOR转换为F0值？
- Metalness-To-DiffuseColorF0：将金属度参数化（基础颜色/高光度/金属度）转换为散射反照率（DiffuseAlbedo）/F0参数化。
- Rotation-To-Tangent：将旋转角度转换为切线向量。
- Thin-Film：薄膜。
- Transmittance-To-MeanFreePath：转换透射率颜色。
- View-Dependent-Coverage：基于入射视角调整覆盖范围，适用于混合足够厚的层，厚到效果会随视角发生变化。