Building Worlds In Unreal 学习笔记——03-06 地形贴图/地形材质/修正重复/近景位移

Posted 2022-12-05 清清！

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Building Worlds In Unreal 学习笔记——03-06 地形贴图/地形材质/修正重复/近景位移相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Building Worlds In Unreal 学习笔记——03-06 地形贴图/地形材质/修正重复/近景位移

Lec03 地形贴图 Landscape Textures
Lec04 地形贴图 Landscape Materials
- 1 地形材质函数：单独→整体
- 2 绘制地形材质
Lec05 修正重复 Fixing Landscape Tiling
Lec06 近景位移贴图 Landscape Displacement
- 1 根据相机远近细分
- 2 实例调整

本系列学习资料来源，Ben Cloward大佬以及B站的搬运翻译

Lec03 地形贴图 Landscape Textures

推荐一个PureRef的软件用来保存参考图

注意到参考图中，溪流有断层的流水，边缘比较平缓的斜而不是陡峭，对之前的河床修改了一下

接下来，我们需要一些贴图，这是一些参考图，表示了我们可能使用的材质

1 Quixel Bridge安装、贴图下载导入

对于材质的获取，在UE中可以免费使用Quixel的材质，我们使用一下Bridge

这里列出三个安装教程
Quixel Bridge免费使用指南
 在UE4中添加Megascans插件（虚幻引擎）
在Windows上为UE4安装Megascans插件
安装成功会出现这个绿色的插件
在Bridge里找到Mossy Creek Stones，设置好下载和导出的图片，需要以下6份
(Cavity 贴图本质上是一个强调特别微小细节的灰度贴图，它会将模型的裂缝和细节展现出来)
导入UE后会自带一个材质球，和它的贴图，对landscape附上材质球后

近看还行，远看被拉伸的过离谱了，暂时先放着不谈，我们来处理六张图

2 SD进行贴图合并

6张图采样太多了，我们需要处理一下

在SD中处理
颜色RGB+粗糙度A—>CR图（color roughness）
法线RG+AO和cavity在blend里multiply占B+高度图存到A（NOH图，normal AO Height）
都存成TGA

导出成功

3 贴图压缩方式、拆分通道材质函数

注意法线那副图在UE里的压缩方式，因为只有两个通道是法线，所以不选择法线的压缩方式
也正是因为这样，我们要自己把法线图前俩通道的0-1变换到-1到1

接下来尝试分开这几个合并的图，做个小的测试材质试试

AO通常不用黑的值，所以黑的裁掉点也没事
AO和cavity部分用到这个节点去把它们分开，增大对比度，得到cavity图，乘上0.5充当镜面值

我们希望把拆分通道的方法做成函数，因为我们不是只处理这么一个石头的贴图，所有的贴图我们都想这么处理

构建材质函数

测试用法如下，height那个地方留着以后用

其他的贴图照样的操作

我们下载了这些材质的图，然后都变成cr和noh图

依次是
River Stones，Forest Roots 2x2 M，Mossy Ground，
Forest Ground，River Bank Rocks 2x2 M，
Stony Forest Ground（下载完名字变成了Moist Stone Surface）
以及最初的Mossy Creek Stones
把这些材质的贴图都合并成CR图和NOH图

Lec04 地形贴图 Landscape Materials

1 地形材质函数：单独→整体

在上一节，我们建立了这么一个纹理解包的测试材质

但是每个纹理都会用到纹理解包，所以我们创建这么一个材质函数方便使用

使用世界位置投影，除以一个系数，通过该系数可以控制贴图的大小或者tilling的倍数
CR和NOH后面的near是下节要讨论的内容，控制远近的纹理目前暂时放着

对于每一个种类的纹理，我们都可以进行其独特的设置
所以我们再次为每个纹理单独设置材质函数

River Stones为例，首先插入CR和NOH，然后设置缩放值，其他材质同理设置，一样的连法
一般quixel上下载的材质，都是用于1m*1m的
我们设置了83的NearUVScale，通过这个值可以控制纹理的tilling，该值是地形上显示的厘米数
每种材质的这个NearUVScale我们可以都设置的不一样
设置不一样之后，他们的tilling就不容易排列对齐到一起
并且我们可以把这个数设置成质数，这样他们无法被整除更加不会tiiling对齐到一起了
比如我们给Creek Mossy Stones设置89，Mossy Ground设置127，Moist Stone设置97，Forest Ground设置101，Forest Roots设置241

为了以后再细节调整时更加清爽，所以我们需要单独设置

在单独设置好后，我们把他们结合起来，到一个整体的地形的材质上

设置LayerBlend，河床是AlphaBlend，其他都是HeightBlend；拆分属性

2 绘制地形材质

应用以后发现场景变黑了，很正常，因为我们没画地形

进入Paint模式，发现左边一栏材质，同时我们的鼠标是红的
红色是因为我们没有建立Layer，所以点击材质右边的加号，建立权重layer

下面就要进入到怎么绘制地形了，这就要用到参考图

通过观察，我们得到一些结果
水底往往只有岩石，边缘可以有些Mossy石头，再边上可以有泥土

随意画画，得到丑丑的地形结果

Lec05 修正重复 Fixing Landscape Tiling

上节我们学习了如何将各种材料组合在一起来创造地形，虽然近处能看到细致的纹理，但是它们远了真的不太好看，很重复，非常不自然

在本节中，我们会研究四个技巧，在近处去打破纹理的简单tilling，在中程和远处，按顺序打破它们的简单tilling

根据项目需要，这些技巧在使用时不用全部都用上，可以用其中一两个

为了凸显效果，我们先使用一个简单的材质作为基底

1 旋转——解决近处

第一种技术是一种旋转技术，我们采样两次纹理

不过第二次采样的缩放比例有所不同，并且我们会把它转90度

这里用到一张mask，用PS的绘制云功能即可绘制
将base color连到mask上看看效果

在黑色区域是正常的材质，在白色区域，我们会有旋转了90度并缩放的纹理

我们看看效果如何

可以看到有更多的混乱模式，而不是一行一列的的简单重复
远方仍然是简单的tilling，但是近处是更好看的

我们还要把我们的Normal改回来，因为UV变化了，Normal采样就错位了

我们把NOH的前面俩通道换一下

2 再次放大采样——解决远处①

解决远处的有一种方法，就是采样相同的贴图，在远处以更大的纹理坐标再次采样

CamraDepthFade节点作为插值依据，输出物体表面深度和摄影机近平面之间的差，其值在0-1范围内
Fade Distance在视图坐标中定义0和1之间的淡入淡出值应出现的距离
Fade Offest定义视图坐标到相机近平面的偏移量，也就是0-1渐变要开始的地方

远方的纹理变的更大了

动图如下

但是这个技术简单的打破了tilling，并且没有消耗额外的纹理内存

但它混淆了我们的规模，我们的贴图是为了1米范围的大小正确，放大采样的倍数让贴图不太真实

3 多次平铺混合——解决远处②

单纯在远处采样相同的纹理会不好看，所以我们把远处的纹理做一下处理
我们会在SD中用到这个节点

节点说明

我们要给所有的贴图都用到这个节点，所以需要几个函数

（关于Ben佬本节提供的sd的文件，在sd2020的版本打开报错丢数据，怎么调都弄不出，所以去下了sd的2018版）
整体贴图操作步骤如下（远处的纹理就不需要4K大小了，所以用了1K的分辨率输出）
CR和NOH的函数如下（blend用multiply）
多采样如下
也就是每组都多了这俩图

对测试材质使用效果如下

更改如下
使用前
使用后，感觉重复感确实变少了

3-1 材质函数封装

在这么做之前，我们把我们的简单的测试材质，翻译成材质函数，这样方便运用到我们之前绘制的多层地形上。
我们修改MF_LandScape_Mat，这个所有材质都会用到的底层函数。

修改结果如图（屏幕太小截不下，就截了Ben佬视频的图），后面放自己的注释图
注释图1
注释图2
（注意！此时MF_LandScape_Mat其中所有的Texture Sample记得改成Shared:Warp模式）

此时回到各个材质，设置参数

参数示例，根据自己的实际情况设置，或者去Ben佬的视频里看看他的参数好不好用

感觉是好了一些

4 全局纹理

在整体上我们再加一个全局纹理去扰动，将0-1的颜色应用到整个地图上，示例如下
（下面会补充完整）

这张纹理长这样，基色是灰色0.5，可以自己从上到下看场景，根据场景绘制红绿蓝

我们将其应用到地图的base color上看看颜色

是随机的颜色噪声
补充完整是这样
参数解释一下
因为地图的XY是25200，所以是除以50400，因为UE4的UV默认在中间，所以加0.5把UV移到角落
因为基色是0.5，所以我们减去0.5后，0到1 变成了 -0.5到0.5 ，这样加上原本地图的颜色，就可以控制地形上的明暗