【PC遊戲】[UE學習筆記]材質之路（1）：什麼是材質？材質在遊戲裡是如何呈現的？

什麼是材質

什麼是材質，這對於遊戲愛好者來說其實是比較陌生的概念，那放在現實生活中，什麼是材質呢？

仔細觀察你身邊的一切，你會發現，手機有手機的材質，關掉手機，看一看漆黑的屏幕，你會看到屏幕上有一些汙漬和指紋，以及屏幕帶來的一些反光。

再打開手機繼續讀下去吧。接著看看你的手，你能看到你手上的指紋，還有雜亂的褶皺，這些，就是真實的材質，你看著它，會意識到它是什麼東西，木頭、塑料、皮膚、金屬....而在遊戲中，材質所需要做到的，就是讓我們看著這個物體，意識到它是什麼。

在官方文檔的解釋中，材質是：定義了場景中對象的表面屬性。

一個普通的Box，賦予它一個材質使它看起來是一塊木頭

什麼是PBR

PBR即Physically based rendering，基於物理的渲染。PBR這東西其實看不見也摸不著，因為它實質上是一系列的理論、公式等等，其最終目的就是為了得出一套能模擬現實運轉的渲染理論，Unreal Engine的材質系統便是基於PBR開發的，在我們以後會不斷提到PBR，而如果對PBR有更濃厚的興趣，可以自己看一看理論基礎等等，這裡就暫時先說材質。

材質之路第一步：創建材質

學習材質，就先簡單的創建一個材質，並認識材質的各個節點設定。

安裝UE的話，用EPIC客戶端就可以安裝，打開新建一個工程即可，這裡不再贅述。

首先點擊左下角的內容側滑菜單，右鍵空白處---新建文件夾---取名"Materials"。

做好整理和命名規範非常重要，這極大的有助於我們的遊戲開發。

進入文件夾後，右鍵空白處，點擊材質。

創建一個材質

材質這一子菜單中，不僅有材質，還有：材質參數集、材質函數、材質實例、材質圖層、材質圖層混合、次表面面數文件，這些會在之後逐步瞭解和使用，目前我們僅需要創建一個材質。

材質的命名也需要注意一下，材質的命名通常會使用"M_"開頭，這也是比較通用的一個命名方式，M代表Material，因此在找尋文件的時候，一看“M_Wood"就知道，這是一個木頭的材質，”M_Water"就是水的材質，所以說命名非常重要。

打開材質之後，便能進入我們的材質編輯器。

材質編輯器

材質編輯器打開後會是這個樣子的，我們根據圖中框選的123逐個說明。

1：材質編輯面板，這個面板佔據了屏幕的大部分空間，我們日後的大部分操作也都會在面板中進行。

2：展示面板，這裡的球體可以暫時展示我們的材質是什麼樣子的，我們可以點擊右下角的小圖標將它更改成正方體、圓柱體、平面等。

3：詳細設置面板，這裡會有一些設置是針對整個材質的，在我們需要的時候會在這裡調整。

這三個部分便是材質編輯器主要的三個板塊，除此之外，在正上方還有一些按鈕，以及左下方還有一些按鈕，這些按鈕都非常淺顯易懂，把鼠標指上去停住一會兒就會顯示說明，我們會經常用到左上角的“保存”按鈕。

OK，我們打開了空蕩蕩的材質編輯器後，我們來看看處於畫面中心的這一排面板吧。

從上往下以此看，首先M_New是我們材質的名字，接著你會看到基礎顏色、Metallic（金屬度）、高光度、粗糙度等等。

那麼，這裡就是用到我們PBR的地方了，基於物理的渲染定義了我們在修改材質的時候，會從金屬度、高光度、粗糙度這些方向去定義修改，這是符合我們認知的，比如金屬度越高，那它就越像是金屬，粗糙度越高，則說明其表面越不平滑，這極大的方便了我們去製作材質，舉個例子，UE3並非使用PBR，因此你想要讓這個東西呈現金屬的質感，那你就需要調整很多名稱奇奇怪怪的參數，從而達到我們的效果，這非常不方便我們去理解和記憶。

基礎顏色：這個很好理解，就是物體呈現什麼樣的顏色，紅色藍色紫色綠色，那麼怎麼給它上一個顏色呢？

右鍵空白處

這裡我們就可以右鍵空白處，搜索“Color”。

怎麼樣？找得到color嗎？是不是有一堆奇奇怪怪的color但是就是沒有最簡單的color？

要賦予材質一個顏色，我們需要搜索“constant3vector”這個東西。你可以先按住橫向數字鍵3，再左鍵點擊空白處，快速創建這一節點。

接著，你可以雙擊它，選取一個你喜歡的顏色。

我選取了一個我喜歡的藍色，然後我們點擊確定，將小方塊右上方的節點，左鍵按住，拖動到基礎顏色節點。

這時，你就會看到，我們左邊的球已經變成藍色了，這說明我們成功的創建了一個可用的材質。

這個時候，你就會感到很奇怪，因為你會發現，constant3vector這個東西的翻譯是：常數3向量。這個東西和顏色沒有半毛錢關係，難道虛幻引擎工程師都是**？

其實並不是，材質實現的本質是通過代碼進行的，電腦可認不得花裡胡哨的顏色，那麼，我們在材質編輯器完成操作後，編輯器會將我們的命令編譯成著色器語言，著色器語言再轉化給電腦看。

高級著色器語言，High Level Shader Language，通常簡稱為HLSL，HLSL有很多，比如windows平臺的DirectX，這個大夥肯定很熟悉了。

UE的材質編輯器的好處在於，你可以不去真正的敲代碼來實現功能，但是這玩意的本質還是代碼，你可通過點擊上方菜單的 窗口---著色器代碼---HLSL代碼來查看項目的HLSL代碼。

所以說，這個時候你就明白，一個顏色，RGB三個值，剛好對應了constant3vector的三個值。

Metallic：金屬度，字面意思，定義了這個物體像不像是一個金屬，默認的值為0。

如何調節金屬度呢？我們右鍵空白處，搜索constant，就能拿到一個常數框框。

快捷的方式，是按住橫向鍵盤1，左鍵任意空白處創建。

我們左鍵點擊選擇它，然後在右側就可以修改它的值了。

我們先保持默認的0，連接至Metallic節點，你會神奇的發現！

它沒有任何變化！

對呀，因為默認值也是0。

我們將默認值更改為1，此時左側的小球已經呈現出了金屬的光澤，變成了一顆金屬小球。

看起來很棒，那我們改成100試試呢？

並沒有什麼變化。

實際上，對於金屬度的調節，值的範圍你可以看成百分比，0就是沒有，1就是百分百的金屬。

並且，通常情況下，金屬度的值要麼是0，要麼是1，0就不是金屬，1就是金屬。

如果把金屬度改成0.7

如果你選取的值在0-1中間，那麼這玩意看起來就既不像是金屬，也不像是非金屬，這玩意就會像是某種奇奇怪怪的外星材料，並不是說你不可以取中間的數值，只是在取值的時候你要想明白，這玩意這麼搞，最終得到的效果是不是你想要的？

高光度：高光度突然又抽象起來了，似乎我們在生活中很難去定義一個高光，高光在編輯器中的默認值為0.5，它與金屬度相同，同樣是百分比調節，0是沒有，1是百分百。

高光度其實更偏向於一些藝術性的修飾，我們可以創建一個常數，對比一下0高光度的效果，和1高光度的效果。

0高光度，跟一張圖片一樣

1高光度，亮堂堂的

粗糙度：粗糙度，顧名思義，指這玩意粗糙不粗糙，粗糙像是泥地裡的石頭，還是光滑的像太空望遠鏡的鏡片。默認值同樣是0.5。

同樣設定一個常數，我們觀察一下0和1的取值。

極致光滑，可以看到反射的背景

極致粗糙，有一種磨砂的質感

各項異性：難以理解的詞彙！什麼是各向異性？這個詞彙似乎難以理解，我們可以暫時先瞭解到，各向異性通常用於製作頭髮的材質，為什麼是頭髮？因為真實的頭髮是一根一根的，所形成的高光與一塊平面並不相同，因此我們需要達到相同的效果，這時候就需要各向異性。

各向異性為0時

各向異性0.5

這個時候你就會發現，白色發亮的地方，變成一個環狀的。

頭髮上的高光

自發光顏色：又好理解了，自發光顏色嘛，就是說這玩意會不會發亮，很簡單，0就是不亮，1就是亮，對不？

所以我們試一試，你就會神奇的發現。

這玩意怎麼發白光？

為什麼會是白光呢？

因為這是顏色嘛，給定一個1，那就是代表RGB都是1，那就是最亮的白色咯。

所以我們再次創建一個constant3，給一個紅色。

就可以看到，這顆球冒著一種粉色的光。

接下來，我們看到了不透明度和不透明蒙版都是暗的，無法選擇，這是為什麼呢？

我們暫時先擱置在這裡，後續會再進行講解。

我們先保存一下材質，點擊左上角的保存，此時引擎會編譯著色器代碼。

接著關閉材質編輯器，看到我們的關卡。

選擇一個你喜歡的物體，點擊選擇到它，然後將內容瀏覽器裡，你創建的材質拖上去，OK，大功告成。

同時，你也可以拖到右側的材質菜單裡，這樣也能完成材質的替換！

我們創建的第一個材質就完成了。