Рабочий процесс с материалами в Unreal Engine 4.27: практическое руководство

В этом руководстве собраны рабочие процессы с Material Function, Material Parameter Collection и Pivot Painter, описанные в официальной документации для Unreal Engine 4.27. Цель — упорядочить настройку материалов в архитектурной визуализации и сценах реального времени: вместо изменения общих значений на каждом объекте управлять ими с помощью повторно используемых компонентов. Ниже рассматриваются только инструменты и значения, описанные в документации.

1. Перенесите повторяющиеся графы в Material Function

1. Щёлкните правой кнопкой мыши в Content Browser и выберите New › Materials & Textures › Material Function, чтобы создать Material Function. Название, отражающее назначение функции, поможет быстрее находить её в проекте.

2. Откройте функцию и добавьте в граф необходимые узлы. В примере Fresnel из документации используются узлы Constant 3 Vector, Vector Transform, Dot Product, Camera Vector WS, Clamp, OneMinus, Power и Multiply.

3. В примере функции синий канал узла Constant 3 Vector задаётся равным 1.0; Vector Transform преобразует пространство Tangent Space в World Space. Результат Dot Product ограничивается диапазоном от 0 до 1, а затем инвертируется с помощью OneMinus.

4. С помощью узлов Function Input задайте значения, которые можно будет менять извне. В примере из документации входы Fresnel Exponent и Fresnel Intensity подключаются к узлам Power и Multiply. Подключите результат к Output Result и выполните компиляцию, нажав Apply.

Главное преимущество Material Function — возможность повторно использовать общий фрагмент графа вместо того, чтобы заново собирать его для каждого материала. Это может упростить внесение изменений в поверхности с одинаковым визуальным поведением и обеспечить единый подход к созданию материалов. Однако при редактировании функции нужна осторожность: документация предупреждает, что ошибка в используемой функции или удаление её возможностей может нарушить работу связанных материалов.

2. Добавьте функцию в материал и проверьте пример

1. Создайте новый Material в Content Browser и перетащите Material Function в граф.

2. Подключите входы функции к соответствующим параметрам материала. В примере Fresnel выход функции передаётся в Emissive Color, а Constant 3 Vector подключается к Base Color.

3. Начать с примерных значений удобно, чтобы проверить, работает ли граф как задумано. Настройки из примера официальной документации приведены в таблице ниже.

4. Скомпилируйте материал и протестируйте его на меше в сцене. Если функция используется и в других материалах, изменения могут повлиять сразу на несколько ресурсов. Перед применением изменений в проекте проверьте все связанные материалы.

Эти числа следует рассматривать как пример настройки из документации Unreal Engine 4.27, а не как универсальные значения, которые обеспечат лучший результат в любом проекте.

3. Управляйте общими значениями с помощью Material Parameter Collection

1. Щёлкните правой кнопкой мыши в Content Browser и выберите Materials & Textures › Material Parameter Collection, чтобы создать коллекцию.

2. Откройте коллекцию и добавьте параметры в раздел Scalar Parameters или Vector Parameters. Для каждого параметра задайте имя и значение по умолчанию.

3. Добавьте в граф материала узел Material Collection Parameter, чтобы использовать значение из коллекции. В официальном примере скалярный параметр Global_Desaturation подключается к входу Fraction узла Desaturation.

4. Изменение значения от 0 до 1 демонстрирует работу общего управления, которое меняет цвет объектов, использующих этот материал. Значения также можно менять через Blueprint: в документации для этого используются узел Set Scalar Parameter Value и Timeline. В Float Track узла Timeline заданы два ключа: значение 0 в момент времени 0 и значение 1 в момент времени 1.

Один материал может ссылаться максимум на две разные Material Parameter Collection. В документации отмечено, что одну коллекцию можно использовать для общих значений, а другую — для значений, относящихся к конкретному уровню. Изменение количества параметров приводит к повторной компиляции материалов, ссылающихся на коллекцию; если требуется много параметров, может оказаться быстрее добавить их заранее на пустой карте. Переименование параметра сохраняет ссылки из материалов, но может нарушить соединение Blueprint, в котором используется это имя.

4. Рассмотрите Pivot Painter для растительности

Pivot Painter — это MAXScript для 3ds Max, который записывает данные о pivot и вращении модели в vertex-данные. Эти данные можно считывать с помощью функций материалов Unreal и использовать для анимации ветвей, листьев или травы в реальном времени. В официальной документации указано, что движение вычисляется в vertex shader; размер модели в памяти на 18 процентов больше, чем у стандартного Static Mesh.

При подготовке модели проверьте положение pivot вращения и ориентацию осей. Например, если лист травы должен вращаться от основания, pivot должен находиться у основания, а ось X — идти вдоль модели. Для моделей с иерархией, например деревьев, следует использовать Hierarchy Painter, а для отдельных элементов травы — Per Object Painter; применять оба инструмента к одной модели не следует. Также нужно выбрать функцию материала, соответствующую обработанным данным: PivotPainter_HierarchyData для Hierarchy Painter и PivotPainter_PerObjectData для Per Object Painter.

В документации указано, что скрипт тестировался в 3ds Max 2010 и 2012. Также требуется установить сантиметры в качестве мировых единиц 3ds Max и не менять масштаб при экспорте. На странице Pivot Painter также говорится, что версия 2.0 предлагает упрощённый рабочий процесс для интерактивной растительности.

Влияние на архитектурный процесс и визуализацию

Если в интерьере или архитектурной сцене множество поверхностей использует одни и те же параметры, Material Function позволяют повторно использовать общую структуру графа, а Material Parameter Collection — совместно менять значения для всей сцены или конкретного уровня. Когда одинаковый визуальный контроль нужен нескольким материалам, можно использовать общие параметры вместо того, чтобы редактировать каждый материал отдельно. В документации отмечается, что такой подход эффективнее, чем задавать значения разным экземплярам материалов по отдельности.

В презентациях в реальном времени с растительностью Pivot Painter можно рассматривать как вариант, при котором движение вычисляется во время выполнения, а не хранится в виде скелетной анимации. Тем не менее командам следует заранее проверить совместимость: документация относится к Unreal Engine 4.27, а для скрипта Pivot Painter указаны тесты в 3ds Max 2010 и 2012. Перед сдачей также необходимо проверить масштаб модели, расположение pivot, выбор иерархии и имена параметров Blueprint.

Частые ошибки

• Одновременное использование Hierarchy Painter и Per Object Painter на одной модели.

• Изменение единиц измерения на сантиметры в 3ds Max или масштаба при экспорте.

• Переименование параметра Material Parameter Collection без обновления связи Parameter Name в Blueprint.

• Игнорирование того, что редактирование используемой Material Function может повлиять на связанные с ней материалы.

• Неучёт того, что добавление большого количества параметров потребует повторной компиляции связанных материалов.