إنشاء تأثير Fresnel قابل لإعادة الاستخدام باستخدام Material Function في Unreal Engine

ما الذي ستتعلمه في هذا الدليل؟

بدلًا من إنشاء شبكة العقد نفسها مرارًا في مواد مختلفة في Unreal Engine، يمكنك جمعها داخل Material Function. وبذلك يمكن استخدام جزء معقد من الشبكة على شكل استدعاء وظيفة واحد يُضاف إلى مواد أخرى. سنتبع مثال Fresnel من Epic Games لإنشاء تأثير يبرز عند الحواف، ويمكن ضبط شدته وطريقة تلاشيه.

يمكن استخدام تأثيرات شبيهة بـ Fresnel لإبراز حواف الأسطح بحسب زاوية الرؤية، ولجعل الصورة الظلية أكثر وضوحًا في الإضاءة المنخفضة. التطبيق هنا ليس محاكاة فيزيائية للإضاءة، بل طريقة لإضافة معلومات مرئية إلى المادة. والهدف الأساسي هو وضع الحساب داخل الوظيفة، بحيث لا يحتاج المستخدم إلى التعامل إلا مع الإعدادات اللازمة.

المتطلبات

أُعد شرح Fresnel خطوة بخطوة في المصادر لـ Unreal Engine 4، وهو وارد في صفحة توثيق الإصدار 4.27. لذلك، عُرضت أسماء القوائم وواجهة المثال وفقًا لهذا الدليل. ولا تذكر المصادر أي متطلبات لإنشاء حساب أو شروطًا للأجهزة أو سعرًا للمنتج.

يتطلب سير العمل استخدام Content Browser وMaterial Editor، وإنشاء Material Function وMaterial. والعقد المستخدمة في المثال هي: Constant 3 Vector وTransform وCamera Vector WS وDot Product وClamp وOneMinus وPower وMultiply. ولجعل الوظيفة قابلة للضبط، سنستخدم عقدتَي Function Input، كما سنستخدم Function Output لإخراج النتيجة.

إنشاء Material Function لتأثير Fresnel خطوة بخطوة

1. أنشئ أصل الوظيفة. انقر بزر الفأرة الأيمن في Content Browser، ثم اختر New > Materials & Textures > Material Function. امنح الوظيفة اسمًا يوضح ما تفعله. والاسم Custom_Fresnel المستخدم في المثال يوضح وظيفة العنصر.

2. أنشئ الجزء الأول من حساب الزاوية. افتح Material Function وأضف عقد Constant 3 Vector وTransform وCamera Vector WS وDot Product إلى المخطط. اضبط القناة الزرقاء في عقدة Constant 3 Vector على 1,0. صِل مخرج هذه العقدة بمدخل Transform، واضبط عقدة Transform لتحويل Tangent Space إلى World Space. صِل مخرج التحويل بمدخل A في عقدة Dot Product، ومخرج Camera Vector WS بمدخل B. يستخدم هذا الحساب العلاقة بين اتجاه السطح واتجاه الكاميرا.

3. قيّد النتيجة واستخرج تأثير الحواف. صِل مخرج Dot Product بعقدة Clamp، وأبقِ القيمة ضمن النطاق من 0 إلى 1. بعد ذلك، صِل مخرج Clamp بعقدة OneMinus. تعكس هذه العملية القيمة التي ستُمرر إلى المرحلة التالية، وتساعد على إبراز التأثير عند الحواف كما في المثال.

4. عرّف مدخلات ضبط الوظيفة. أضف عقدتَي Function Input. سمِّ إحداهما Fresnel Exponent والأخرى Fresnel Intensity؛ ويمكن لحقول الوصف أن توضح للمستخدم ما الذي يتحكم فيه كل مدخل. اضبط نوع كلتا العقدتين على Scalar. تتيح عقد Function Input للوظيفة استقبال قيم من الخارج، ويمكن توصيل هذه القيم لاحقًا في المادة التي تستخدم الوظيفة.

5. صِل التحكم الأسي والشدة. أضف عقدتَي Power وMultiply. صِل مخرج OneMinus بمدخل Base في عقدة Power، ومدخل Fresnel Exponent بمدخل Exp. صِل مخرج Power بمدخل A في عقدة Multiply، ومدخل Fresnel Intensity بمدخل B. وبذلك تتحكم قيمة الأس في توزيع تأثير الحواف، بينما تتحكم قيمة الشدة في مستوى التأثير.

6. عرّف المخرج ثم قم بالترجمة البرمجية. صِل مخرج Multiply بعقدة Function Output. ثم اضغط Apply في شريط الأدوات لترجمة Material Function برمجيًا. يذكر الدليل المصدر أن زر Apply يصبح غير نشط عند نجاح الترجمة. إذا ظهر خطأ، فتحقق أولًا من التوصيلات وأنواع المدخلات.

7. اختبر الوظيفة في مادة. أنشئ Material جديدة وافتحها من Content Browser، ثم أضف وظيفة Custom_Fresnel إلى المخطط. يمكنك توصيل عقدة Constant 3 Vector، كما في المثال، بمدخل Base Color واستخدام اللون الأحمر: R 1,0؛ G 0؛ B 0. استخدم أربع عقد Scalar Parameter للإعدادات الأخرى، إلى جانب اللون الأساسي في المثال. اضبط Metallic على 1,0 وRoughness على 0,5؛ وFresnel Intensity على 1,0 وFresnel Exponent على 5,0. صِل مخرج الوظيفة بمدخل Emissive Color في المادة، ثم قم بترجمتها برمجيًا. هذه القيم إعدادات بدء للمثال، ويمكن تغييرها للحصول على نتائج مرئية مختلفة.

8. انشر الوظيفة في المكتبة اختياريًا. انقر في مساحة فارغة في مخطط Material Function لإلغاء تحديد العقد؛ وستظهر الخصائص الأساسية للوظيفة في لوحة Details. فعّل خيار Expose to Library، وأضف وصفًا وحدد الفئات المناسبة. وهكذا يمكن إدراج الوظيفة في Material Function Library داخل Material Editor. وقد يلزم إعادة تشغيل المحرر حتى تظهر الوظيفة الجديدة.

أخطاء شائعة

أول ما ينبغي التحقق منه هو توصيلات المدخلات والمخرجات: يجب أن تستقبل الوظيفة القيم عبر عقد Function Input، وأن تُخرج النتيجة المحسوبة عبر Function Output. ويجب أن تكون البيانات المتصلة باستدعاء الوظيفة متوافقة مع النوع المتوقع؛ فمثلًا، قد يؤدي توصيل نوع غير مناسب بمدخل يتوقع Scalar إلى خطأ في الترجمة البرمجية. لمعاينة نتيجة وسيطة للوظيفة، انقر بزر الفأرة الأيمن على عقدة واختر Start Previewing Node لمعاينة الشبكة حتى تلك النقطة.

ومن المخاطر الأخرى تعديل وظيفة مستخدمة في المشروع دون انتباه. فحذف عقدة Function Input قد يزيل المدخل المرتبط بها من المواد التي تستخدم الوظيفة. كما قد يؤثر حدوث خطأ في الوظيفة أو إزالة سلوكها الحالي في ترجمة المواد المرتبطة برمجيًا أو في عملها على النحو الصحيح. لذلك، من الأفضل مراجعة المواد التي تستخدم الوظيفة قبل تعديلها بعد نشرها، وتجربة التغيير على مادة نموذجية.

ما الفائدة في سير عمل العمارة والتصور المعماري؟

إذا تكررت تأثيرات متشابهة على الأسطح في مواد مختلفة ضمن التصور المعماري، فإن نقل شبكة العقد المشتركة إلى Material Function قد يسهل تنظيمها وصيانتها. وعند تعديل الحساب المشترك داخل الوظيفة، تقل الحاجة إلى تحديث عدد كبير من المخططات المنسوخة واحدًا تلو الآخر. ويمكن تجربة إبراز الحواف بصريًا، ولا سيما عند الرغبة في جعل الصورة الظلية لنموذج أكثر وضوحًا. لكن المصادر لا تقدم معلومات عن أداء الوظيفة في التصيير المعماري أو متطلبات الأجهزة أو التوافق مع إصدارات Unreal Engine المختلفة. لذا ينبغي للمكاتب اختبارها أولًا باستخدام الإصدار الحالي وبنية المواد لديها، ثم اعتماد الوظائف المشتركة بطريقة منضبطة.

الخطوات التالية

في تجربتك الأولى، غيّر قيمتي Intensity وExponent ولاحظ كيف تتغير النتيجة على السطح؛ ثم أضف الوظيفة نفسها إلى عدة مواد لترى كيف يعمل استخدامها المشترك من ناحية الصيانة. وإضافة اسم توضيحي ووصف للمدخلات ووصف موجز للمكتبة إلى الوظائف التي ستُشارك داخل الفريق تسهل العثور على الوظيفة المناسبة. وعند تحويل شبكات مواد أخرى إلى وظائف، اجعل المدخلات والمخرجات واضحة أيضًا؛ إذ ينبغي أن تكون شبكة العقد المخفية داخل الوظيفة قابلة للاستخدام عبر واجهة مفهومة من الخارج.

المصدر والترخيص

أُعد هذا الدليل بتكييف تركي استنادًا إلى المعلومات الواردة في وثائق Epic Games بعنوان Material Functions Overview وMaking Material Functions وCreating Material Functions. وتُتاح صفحات المصادر بموجب ترخيص حر؛ ويستند سير عمل Fresnel الوارد في المثال إلى وثائق Unreal Engine 4.27.