【PC游戏】[UE学习笔记]材质之路（1）：什么是材质？材质在游戏里是如何呈现的？

什么是材质

什么是材质，这对于游戏爱好者来说其实是比较陌生的概念，那放在现实生活中，什么是材质呢？

仔细观察你身边的一切，你会发现，手机有手机的材质，关掉手机，看一看漆黑的屏幕，你会看到屏幕上有一些污渍和指纹，以及屏幕带来的一些反光。

再打开手机继续读下去吧。接着看看你的手，你能看到你手上的指纹，还有杂乱的褶皱，这些，就是真实的材质，你看着它，会意识到它是什么东西，木头、塑料、皮肤、金属....而在游戏中，材质所需要做到的，就是让我们看着这个物体，意识到它是什么。

在官方文档的解释中，材质是：定义了场景中对象的表面属性。

一个普通的Box，赋予它一个材质使它看起来是一块木头

什么是PBR

PBR即Physically based rendering，基于物理的渲染。PBR这东西其实看不见也摸不着，因为它实质上是一系列的理论、公式等等，其最终目的就是为了得出一套能模拟现实运转的渲染理论，Unreal Engine的材质系统便是基于PBR开发的，在我们以后会不断提到PBR，而如果对PBR有更浓厚的兴趣，可以自己看一看理论基础等等，这里就暂时先说材质。

材质之路第一步：创建材质

学习材质，就先简单的创建一个材质，并认识材质的各个节点设定。

安装UE的话，用EPIC客户端就可以安装，打开新建一个工程即可，这里不再赘述。

首先点击左下角的内容侧滑菜单，右键空白处---新建文件夹---取名"Materials"。

做好整理和命名规范非常重要，这极大的有助于我们的游戏开发。

进入文件夹后，右键空白处，点击材质。

创建一个材质

材质这一子菜单中，不仅有材质，还有：材质参数集、材质函数、材质实例、材质图层、材质图层混合、次表面面数文件，这些会在之后逐步了解和使用，目前我们仅需要创建一个材质。

材质的命名也需要注意一下，材质的命名通常会使用"M_"开头，这也是比较通用的一个命名方式，M代表Material，因此在找寻文件的时候，一看“M_Wood"就知道，这是一个木头的材质，”M_Water"就是水的材质，所以说命名非常重要。

打开材质之后，便能进入我们的材质编辑器。

材质编辑器

材质编辑器打开后会是这个样子的，我们根据图中框选的123逐个说明。

1：材质编辑面板，这个面板占据了屏幕的大部分空间，我们日后的大部分操作也都会在面板中进行。

2：展示面板，这里的球体可以暂时展示我们的材质是什么样子的，我们可以点击右下角的小图标将它更改成正方体、圆柱体、平面等。

3：详细设置面板，这里会有一些设置是针对整个材质的，在我们需要的时候会在这里调整。

这三个部分便是材质编辑器主要的三个板块，除此之外，在正上方还有一些按钮，以及左下方还有一些按钮，这些按钮都非常浅显易懂，把鼠标指上去停住一会儿就会显示说明，我们会经常用到左上角的“保存”按钮。

OK，我们打开了空荡荡的材质编辑器后，我们来看看处于画面中心的这一排面板吧。

从上往下以此看，首先M_New是我们材质的名字，接着你会看到基础颜色、Metallic（金属度）、高光度、粗糙度等等。

那么，这里就是用到我们PBR的地方了，基于物理的渲染定义了我们在修改材质的时候，会从金属度、高光度、粗糙度这些方向去定义修改，这是符合我们认知的，比如金属度越高，那它就越像是金属，粗糙度越高，则说明其表面越不平滑，这极大的方便了我们去制作材质，举个例子，UE3并非使用PBR，因此你想要让这个东西呈现金属的质感，那你就需要调整很多名称奇奇怪怪的参数，从而达到我们的效果，这非常不方便我们去理解和记忆。

基础颜色：这个很好理解，就是物体呈现什么样的颜色，红色蓝色紫色绿色，那么怎么给它上一个颜色呢？

右键空白处

这里我们就可以右键空白处，搜索“Color”。

怎么样？找得到color吗？是不是有一堆奇奇怪怪的color但是就是没有最简单的color？

要赋予材质一个颜色，我们需要搜索“constant3vector”这个东西。你可以先按住横向数字键3，再左键点击空白处，快速创建这一节点。

接着，你可以双击它，选取一个你喜欢的颜色。

我选取了一个我喜欢的蓝色，然后我们点击确定，将小方块右上方的节点，左键按住，拖动到基础颜色节点。

这时，你就会看到，我们左边的球已经变成蓝色了，这说明我们成功的创建了一个可用的材质。

这个时候，你就会感到很奇怪，因为你会发现，constant3vector这个东西的翻译是：常数3向量。这个东西和颜色没有半毛钱关系，难道虚幻引擎工程师都是**？

其实并不是，材质实现的本质是通过代码进行的，电脑可认不得花里胡哨的颜色，那么，我们在材质编辑器完成操作后，编辑器会将我们的命令编译成着色器语言，着色器语言再转化给电脑看。

高级着色器语言，High Level Shader Language，通常简称为HLSL，HLSL有很多，比如windows平台的DirectX，这个大伙肯定很熟悉了。

UE的材质编辑器的好处在于，你可以不去真正的敲代码来实现功能，但是这玩意的本质还是代码，你可通过点击上方菜单的 窗口---着色器代码---HLSL代码来查看项目的HLSL代码。

所以说，这个时候你就明白，一个颜色，RGB三个值，刚好对应了constant3vector的三个值。

Metallic：金属度，字面意思，定义了这个物体像不像是一个金属，默认的值为0。

如何调节金属度呢？我们右键空白处，搜索constant，就能拿到一个常数框框。

快捷的方式，是按住横向键盘1，左键任意空白处创建。

我们左键点击选择它，然后在右侧就可以修改它的值了。

我们先保持默认的0，连接至Metallic节点，你会神奇的发现！

它没有任何变化！

对呀，因为默认值也是0。

我们将默认值更改为1，此时左侧的小球已经呈现出了金属的光泽，变成了一颗金属小球。

看起来很棒，那我们改成100试试呢？

并没有什么变化。

实际上，对于金属度的调节，值的范围你可以看成百分比，0就是没有，1就是百分百的金属。

并且，通常情况下，金属度的值要么是0，要么是1，0就不是金属，1就是金属。

如果把金属度改成0.7

如果你选取的值在0-1中间，那么这玩意看起来就既不像是金属，也不像是非金属，这玩意就会像是某种奇奇怪怪的外星材料，并不是说你不可以取中间的数值，只是在取值的时候你要想明白，这玩意这么搞，最终得到的效果是不是你想要的？

高光度：高光度突然又抽象起来了，似乎我们在生活中很难去定义一个高光，高光在编辑器中的默认值为0.5，它与金属度相同，同样是百分比调节，0是没有，1是百分百。

高光度其实更偏向于一些艺术性的修饰，我们可以创建一个常数，对比一下0高光度的效果，和1高光度的效果。

0高光度，跟一张图片一样

1高光度，亮堂堂的

粗糙度：粗糙度，顾名思义，指这玩意粗糙不粗糙，粗糙像是泥地里的石头，还是光滑的像太空望远镜的镜片。默认值同样是0.5。

同样设定一个常数，我们观察一下0和1的取值。

极致光滑，可以看到反射的背景

极致粗糙，有一种磨砂的质感

各项异性：难以理解的词汇！什么是各向异性？这个词汇似乎难以理解，我们可以暂时先了解到，各向异性通常用于制作头发的材质，为什么是头发？因为真实的头发是一根一根的，所形成的高光与一块平面并不相同，因此我们需要达到相同的效果，这时候就需要各向异性。

各向异性为0时

各向异性0.5

这个时候你就会发现，白色发亮的地方，变成一个环状的。

头发上的高光

自发光颜色：又好理解了，自发光颜色嘛，就是说这玩意会不会发亮，很简单，0就是不亮，1就是亮，对不？

所以我们试一试，你就会神奇的发现。

这玩意怎么发白光？

为什么会是白光呢？

因为这是颜色嘛，给定一个1，那就是代表RGB都是1，那就是最亮的白色咯。

所以我们再次创建一个constant3，给一个红色。

就可以看到，这颗球冒着一种粉色的光。

接下来，我们看到了不透明度和不透明蒙版都是暗的，无法选择，这是为什么呢？

我们暂时先搁置在这里，后续会再进行讲解。

我们先保存一下材质，点击左上角的保存，此时引擎会编译着色器代码。

接着关闭材质编辑器，看到我们的关卡。

选择一个你喜欢的物体，点击选择到它，然后将内容浏览器里，你创建的材质拖上去，OK，大功告成。

同时，你也可以拖到右侧的材质菜单里，这样也能完成材质的替换！

我们创建的第一个材质就完成了。