03-虚幻引擎4：材质教程

在UE4中，几乎所有视觉元素都使用了**Material/材质**，材质可以应用于各种内容，例如网格、例子和UI元素

• 学习目标：
  • 操作纹理以更改其亮度和颜色
  • 使用材料示例快速创建变体
  • 使用动态材质在玩家收集物体时更改头像的颜色

1.操作纹理

• Texture/纹理是图像，而图像是像素的集合。在彩色图像中，像素的颜色由**R(红色)**、**G(绿色)**和**B(蓝色)**通道决定。
• 在虚幻引擎中，**RGB通道**的范围是(0.0 ~ 1.0)，但是在大多数其他应用中，RGB通道的范围是 (0~255)，但这只是显示相同信息的不同方式，而非实际色彩范围的差异。
• 纹理操作的工作原理是对纹理的每个像素执行操作，操作可以向通道添加值一样简单。

• 调整物体的亮度可以操纵其纹理，使用乘法节点调整其纹理亮度。

  1.乘法节点

• 乘法节点：将一个输入乘以另一个输入

• 使用乘法节点，可以更改像素的亮度，而不会影响其色调或饱和度。对每个像素执行该操作，就可以更改整个纹理的亮度。
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• 将乘法节点与蒙版纹理结合使用。使用蒙版，可以指定基础纹理的哪些区域变更暗）
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• **遮罩**之所以有效，是因为灰度表示 **0(黑色)到1(白色)范围**，白色区域具有全亮度，因为通道乘以1。灰色区域更暗，因为通道乘以小于1的值。黑色区域没有亮度，因为通道乘以0

2.调整纹理亮度

• **Alt + LMB**即可断开纹理与基色引脚之间的链接。
• 快速操作：长按 **1**或**M**键，在空白处单击**LMB**快速创建**常量节点**和**乘法节点**
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• 此设置将循环访问每个像素，并将每个通道乘以**Constant/常量**节点的值。最后生成的纹理随后输出为基色。
• 选择**常量**节点，在**细节**->**材质表达式常量**->**值**进行常量的修改以完成对亮度的修改。

• 创建**Material Instance/材质实例**比为每种颜色创建新材质更简单快捷。

  2.材质实例

• Material Instance/材质实例是材质的副本，在基材中所作的任何更改也会在材质实例中进行。而材质实例无需重新编译即可对其进行更改。使用材质实例的情况：

  • 材料复杂，想要快速进行更改
  • 想要创建基础材质的变体(更改颜色、亮度甚至纹理本身)

• 在创建材质实例之前，需要在基础材料中创建参数，这些参数将显示在材质实例中，并允许调整材质的属性。

  1.创建参数材料

• 添加**HueShift/材质函数调用**节点，并完成与**Multiply/乘法节点**->**HueShift-Texture(3)**，**Result**->**Base Color**的连接

• 创建一个**标量参数**节点，此节点包含单个值，并且可以在**材质实例**中进行编辑，创建后将其连接到**HueShift**节点上的**Hue Shift Percentage(S)**引脚。快捷指令：**长按S + LMB**
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• 将标量参数节点重命名为HueShiftPercentage(色相偏移百分比)，将常量节点转换为参数，再重命名为_Brightness_

• 完成基础材料的实例化，应用后关闭材质编辑器，然后进行材质实例的创建。

  2.创建材质实例

• **RMB+基础材料**->**创建材质实例**->**命名**，**双击RMB+材质实例**进入材质实例编辑器

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• **Instance Parents/实例父项**：显示实例的父材质列表。
• 更改**Preview Mesh**
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• 在Parameter Groups->Scalar Parameter Values勾选参数旁边的复选框激活使参数可编辑。

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  3.应用材质实例

• 单独编辑放置在场景中的Actor，需要进行Details/细节->StaticMesh/静态网格组件

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• 细节面板将静态网格组件的属性进行更新，将材质更新为MI_Banana_Green
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2.材料动态变化

• 材料不必完全是装饰性的，也可以用它们来帮助游戏设计。
• **Constant3Vector**节点非常适合选择颜色，因为其具有红色、绿色和蓝色通道。快速指令：**3 + LMB**

• 要将颜色从白色更改为红色，需要一种在这两种颜色之间平滑过渡的方法。执行此操作的一种简单方法就是使用**线性插值**

  1.线性插值

• 线性插值是一种查找 A和B之间的值的方法

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• 控制**Alpha**时，线性插值就会发生变化，Alpha即是 A和B之间的百分比，0的Alpha将返回A,而1的Alpha将返回B
• 线性插值可以与时间绑定，也可以使用某种物品的数量来控制Alpha

2.使用线性插值节点

• **线性插值**节点的快速指令：**L + LMB**
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• 线性插值节点将输出A输入的值，这是因为**alpha**的初始值为0。当**alpha**接近1时，输出接近B输入的值。要使立方体更改颜色，需要编辑**ColorAlpha**参数

• 在Play运行时，材质实例的参数无法被编辑，只能使用**动态材质实例**进行操作

  3.动态材质实例

• 与常规实例不同，**动态材质实例**在**play**运行时也可以进行编辑，使用 **C++**或**蓝图**进行操作。

• **动态材质实例**可以单独进行编辑

  4.创建动态材质实例

• 当虚幻引擎生成Actor，优先创建一个动态实例并将其应用于立方体网格

• 添加一个 **Create Dynamic Material Instance(StaticMesh)/创建动态材质实例(静态网格)**节点，此节点将同时创建动态材质实例并将其应用于立方体网格
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• 为了便于引用该材料，应当将其存储在变量中，RMB + Return Value—>Promote to Variable，将其升级为变量。在My Blueprint选项卡中，将变量New Var 0重命名为_**CubeMaterial**_
• 将Event BeginPlay节点链接到Create Dynamic Material Instance(StaticMesh)
• 该系列操作为 目标创建一个新的动态材质实例，并将其应用于**StaticMesh**组件，然后将材质存储在名为CubeMaterial变量中。

  5.创建香蕉计数器

  

  • **On Component Begin Overlap(StaticMesh)**节点将在立方体与另一个执行组件重叠时执行
  • **Cast To BP_Banana**节点将检查重叠时间中有无香蕉参与
  • 如果Actor是香蕉，那么DestroyActor节点会将其销毁，使其从游戏中消失。

接下来创建一个用于存储收集香蕉数量的变量，之后每次立方体与香蕉重叠时，都会将变量递增1

• 创建一个float变量命名为BananaCounter
• 添加**Increment Float**节点，使计数器递增1
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• 因为线性插值节点的值在 0 ~ 1之间，因此需要规范化将计数器转化为0 ~ 1的范围
• 添加一个**Float / Float**节点，**Banana Counter**将作为输入值进入**Float / Float**节点，底部即为自行设定的分母
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• 使用**Clamp**节点，将**alpha**保持在 **0 ~ 1**的范围内

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  5. 更新材料

• CubeMetarial变量拖放到Event Graph，并Get其属性

• 添加**Set Scalar Parameter Value**节点，此节点将为提供的值设定指定的参数
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• 将该节点的参数指定为ColorAlpha，也就是立方体材质中创建的参数
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• 完成链接

  6.总结步骤

1. **On Component Begin Overlap (StaticMesh)**: 当立方体与另一组件重叠时开始执行
2. **Cast To BP_Banana**：检查重叠的参与者是否是香蕉
3. **DestroyActor**: 将重叠事件中的香蕉销毁
4. **Increment Float**：使Banana Counter变量递增1
5. **Float / Float**：将传递过来的变量Banana Counter除以指定的数字以规范其范围
6. **Clamp(float)**：限制除法的结果，使其处于0 ~ 1的范围
7. **Set Scalar Parameter Value**：将立方体**ColorAlpha**设置为参数，其参数的变量取值是经过处理后范围为0 ~ 1的值