Unreal丨浅谈UE新材质系统Substrate

Substrate不透明材质粗糙折射(Substrate opaque material rough reflection)

启用后，覆盖在其他材质上的粗糙表面能够以物理上可行的方式模糊较低层。

Substrate高级可视化着色器(Substrate advanced visualization shaders)

启用此选项后，将生成高级调试视图模式所需的着色器。这些着色器会影响性能，应仅在需要调试Substrate材质拓扑时启用。

漫反射反照率

(Diffuse Albedo)

定义从表面进行漫反射的光线百分比。这类似于介质的局部基础颜色。默认值为0.18。

F0

定义表面与摄像机垂直的高光度高光的颜色和亮度。对于非传导性材质（塑料和其他非金属材质），这个数值通常在0到0.08的范围内。对于金属材质，它的范围最高可以达到1。宝石的范围最高可以达到0.16左右。

F90

定义表面法线与摄像机成90度夹角的高光度高光的颜色。换言之，在相对于摄像机视图的切线角。仅会感知到色调和饱和度，因为亮度固定为1.0。随着F0降至0.02以下，这会淡入淡出为黑色。

粗糙度(Roughness)

控制材质的粗糙程度。表面粗糙度的范围是从0到1。为0（光滑）时，粗糙度是镜面反射。为1（完全粗糙）时，粗糙度是完全哑光或漫反射。使用各向异性时，会使用切线轴上的粗糙度值。

各向异性(Anisotropy)

控制材质的各向异性方向（-1：高光与双切线对齐，1：高光与切线对齐）。

法线(Normal)

取表面法线为输入。法线根据Material Root节点上的空间属性被视为切线或世界空间。此输入逐像素定义着色法线。

切线(Tangent)

取表面切线为输入。法线根据Material Root节点上的空间属性被视为切线或世界空间。此输入逐像素定义着色切线。

SSS MFP

次表面散射平均自由程（MFP）。这控制材质的密度，并影响材质对光源的吸收和散射。更准确地说，它定义光子与物质粒子相互作用的平均距离。这个距离由每个颜色通道控制。

此输入仅在没有向Material Root节点指定次表面轮廓资产时使用。

SSS MFP缩放

(SSS MFP Scale)

次表面散射平均自由程（MFP）。这控制材质的密度，并影响材质对光源的吸收和散射。更准确地说，它定义光子与物质粒子相互作用的平均距离。这个距离由每个颜色通道控制。

此输入仅在没有向Material Root节点指定次表面轮廓资产时使用。

SSS相位各向异性

(SSS Phase Anisotropy)

正值沿光线方向延长相位函数，导致前向散射。负值沿光线方向的反方向延长函数，导致后向散射。

自发光颜色(Emissive Color)

控制材质表面上的自发光颜色。

第二粗糙度

(Second Roughness)

控制次要高光度波瓣的粗糙度。为0（光滑）时，粗糙度是镜面反射。为1（完全粗糙）时，粗糙度是完全哑光或漫反射。

此输入不影响漫反射粗糙度。

第二粗糙度权重

(Second Roughness Weight)

主要和次要高光度波瓣之间的混合因子。使用粗糙度的第一高光度的权重为(1 – SecondRoughnessWeight)。值等于0时，仅渲染主要波瓣。值为0.5时，主次各占50%，值为1.0时，仅渲染次要波瓣。

绒毛粗糙度(Fuzz Roughness)

控制绒毛层的粗糙程度。粗糙度为0的绒毛为光滑（更有光泽），粗糙度为1的绒毛为完全粗糙（哑光）。

如果没有值连接到此输入，将改用粗糙度输入。

绒毛量

(Fuzz Amount)

在界面上添加类似绒毛的层，从而引发彩色逆反射。这控制应用于表面层上的绒毛量。通常用于创建织物材质。

绒毛颜色(Fuzz Color)

定义绒毛层的颜色。

闪光密度(Glint Density)

材质表面上的微面片密度的对数表示。

需要在ConsoleVariables.ini配置文件中设置 r.Substrate.Glints=1 。

闪光UV

(Glint UVs)

控制材质表面上闪光的位置和比例。

需要在ConsoleVariables.ini配置文件中设置 r.Substrate.Glints=1 。

混合模式

说明

半透明(Opaque)

定义了光线既不能通过也不能穿透的表面。覆盖范围是1的不透明表面。这与旧版不透明混合模式相同。

遮罩(Masked)

用于需要以二元（开/关）方式选择性控制可视性的材质。覆盖范围是1或0的不透明表面。这与旧版遮罩混合模式相同。

半透明灰色透射率(
TranslucentGreyTransmittance)

一种具有彩色表面和覆盖范围，但透射率减少为灰阶的半透明材质。这可以加快速度，因为它可以防止将后景深半透明额外渲染成调制通道。这是退却混合模式，适合不支持硬件彩色半透明度（称为双源颜色混合）的平台。这类似于旧版半透明混合模式。

叠加(Additive)

将材质颜色添加到背景颜色，其中最终颜色 = 源颜色 + 目标颜色。

仅限彩色半透明

(ColoredTranslucencyOnly)

仅使用材质的透射率。表面相互作用减少到0。这与旧版乘混合模式相同。

Alpha复合（预乘的Alpha）

(AlphaComposite (Premultiplied Alpha))

此混合模式用于更精细地控制材质的哪些部分以叠加方式混合，哪些部分使用不透明度输入以半透明方式混合。工作方式与旧版Alpha复合（预乘的Alpha）混合模式相同。

Alpha维持

(AlphaHoldout)

此混合模式将维持Alpha，以便给对象打孔，露出后面的对象。工作方式与旧版AlphaHoldout混合模式相同。

半透明彩色透射率

(TranslucentColored

Transmittance)

一种具有彩色表面、覆盖范围和彩色透射率的全功能半透明材质。在景深后期处理时使用单独半透明的开销更大，因为必须在单独的缓冲区中渲染透射率分量，类似于旧版薄半透明（ThinTranslucent）着色模型。

光照模式

说明

体积非定向

(Volumetric NonDirectional)

将针对体积计算照明，且照明没有方向性。此设置用于烟雾和灰尘等粒子特效。这是最经济实惠的逐像素光照方法。但是，没有考虑材质法线。

体积定向

(Volumetric Directional)

将针对体积计算照明，且照明具有方向性，因此材质法线也被纳入考虑范围。请注意，默认粒子切线空间面向摄像机，因此，启用”生成球体粒子（Generate Spherical Particles）”可获得更有用的切线空间。

体积逐顶点非定向

(Volumetric PerVertex NonDirectional)

与体积非定向相同，但光照仅在顶点处求值，因此像素着色器开销低得多。请注意，光照仍然来自体积纹理，因此范围有限。定向光源在远处无阴影。

体积逐顶点定向(Volumetric PerVertex Directional)

与体积定向相同，但光照仅在顶点处求值，因此像素着色器开销低得多。请注意，光照仍然来自体积纹理，因此范围有限。定向光源在远处无阴影。

表面半透明体积(Surface Translucency Volume)

将为表面计算光照。光线会在体积中累积，因此结果比较模糊，距离也有限，但逐像素开销非常低。可在半透明表面（如玻璃和水）上使用。仅支持漫反射光照。

表面前向着色(Surface ForwardShading)

将为表面计算光照。可在半透明表面（如玻璃和水）上使用。这使用前向着色来实现，因此支持来自局部光源的高光度高光，但不支持许多纯延迟功能。这是开销最大的半透明光照方法，因为每个光源的贡献量逐像素计算。