潮濕效果

物體表面是如何變濕的？

• 物體表面吸水使顏色變深
• 潮濕的顏色會(huì)變得暗淡且飽和

實(shí)現(xiàn)

• 增加飽和度且變暗

  

潮濕的物體表面的特點(diǎn)

• 當(dāng)水作用在材質(zhì)表面，材質(zhì)表面的specualr會(huì)略微變?nèi)跚?mark>粗糙度會(huì)大幅降低
• 對(duì)于積水的表面，我們?cè)O(shè)置它的roughness = 0.07, specualr = 0.3，一個(gè)value = 1用于控制潮濕程度，最后進(jìn)行l(wèi)erp即可

實(shí)現(xiàn)

• 潮濕程度為1的效果
  

• 潮濕程度為0的效果
  

• 加入多孔性

  多孔性也就是吸水性，多孔性越高，顏色越暗
  

表面水珠(Rain Drop)效果

本節(jié)展示如何實(shí)現(xiàn)雨滴效果

雨滴紋理

為了實(shí)現(xiàn)表面水珠，我們需要一個(gè)雨滴紋理，它的RG通道表示雨滴法線；B通道表示時(shí)間偏移mask(使得雨滴在不同時(shí)間出現(xiàn))；alpha通道表示靜止和動(dòng)態(tài)的雨滴

• 雨滴法線
  

• 時(shí)間偏移
  

• 動(dòng)靜雨滴

  黑點(diǎn)表示靜止的雨滴，白色表示動(dòng)態(tài)雨滴
  

實(shí)現(xiàn)

處理normal

因?yàn)樵诩y理圖中normal的范圍為[0,1]，而歸一化normal范圍為[-1,1]，因此我們需要進(jìn)行一個(gè)轉(zhuǎn)化

處理時(shí)間偏移

這里重點(diǎn)在于Frac()，因?yàn)镚通道值大多各不相同，這樣減去時(shí)間的增量并取小數(shù)部分限制在[0,1]即可實(shí)現(xiàn)如下的閃爍效果

動(dòng)態(tài)雨滴

只需將時(shí)間offset用于A通道即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)雨滴效果

• 無(wú)normal
  "Multiply" "subtract" 是因?yàn)檫@里想提取time offset的白色雨滴(大雨滴)
  
  

• 有Normal

  
  

靜態(tài)雨滴

• 因?yàn)樵贏通道中，黑色是靜態(tài)雨滴，白色是動(dòng)態(tài)雨滴，在處理動(dòng)態(tài)效果時(shí)只處理了白色的值，那么在處理靜態(tài)效果時(shí)進(jìn)行一個(gè)反轉(zhuǎn)即可

  注意，這里使用power()是因?yàn)槲覀冎幌胍玫桨咨突疑男Ч⒉幌胍疑?，但此時(shí)范圍是[-1,1]，因此需要控制一下范圍
  
  

控制雨滴效果方向

• 在現(xiàn)實(shí)中，雨水來(lái)自天空，肯定只有上面才有雨滴效果，整個(gè)物體都有雨滴效果是不科學(xué)的，因此我們需要控制雨滴效果的方向——normal方向

  
  

控制水滴的粗糙度

• 目前已知表面偏向0，雨滴偏向1，而我們想要的效果是雨滴光滑表面粗糙，因此可以將之前得到的值進(jìn)行反轉(zhuǎn)然后作用域roughness即可

  
  

流淌雨滴(Rain Drip)效果

流淌雨滴紋理

和雨滴效果相同，流淌雨滴紋理由法線貼圖(RG)、mask(B)、time offset(A)組成

映射到世界空間

• 為了應(yīng)對(duì)物體從局部空間變化到世界空間的狀況，需要將紋理映射到世界空間，這樣無(wú)論物體進(jìn)行任何矩陣運(yùn)算，雨滴的流淌總是正確的

• 使用世界空間的位置作為采樣的紋理坐標(biāo)，只需提取RB

  這里的Multiply()是為了正確的比例，乘以的value越小，采樣得到的圖像越大；value越大，采樣得到的圖像越小

  為什么還有負(fù)號(hào)呢？因?yàn)檫@樣可以對(duì)采樣方向取負(fù)
  

• 采樣側(cè)面

  這里改變正負(fù)號(hào)是為了讓物體的側(cè)面和正面不再相同
  

• 混合正側(cè)面

  采樣兩次紋理進(jìn)行合并是很簡(jiǎn)單的，但只采樣一次又該如何實(shí)現(xiàn)呢？

  在這里采用世界空間的法線作為物體面的判斷基準(zhǔn)
  
  
  

制作動(dòng)畫(huà)的mask紋理

它的rgb通道都是相同的，a通道沒(méi)有使用

實(shí)現(xiàn)流淌雨滴

• 將mask紋理映射至世界空間

  下圖中，可以將白色部分視為雨滴，基于這個(gè)實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)即可
  

• 初步雨滴動(dòng)畫(huà)

  
  

• 控制雨滴速度

  雨滴在不同物體上的滑落速度是不一樣的，因此我們還需要讓這些雨滴的速度有所差異

  
  

• 雨滴法線
  
  

• 將雨滴效果控制在物體側(cè)面

  3.5用于控制正方向的白色范圍，-1，5用于控制負(fù)方向的白色范圍
  
  

雨滴漣漪(Rain Ripple)效果

本節(jié)將展示如何實(shí)現(xiàn)雨滴打到水面產(chǎn)生的波紋效果

紋理

• 動(dòng)畫(huà)mask紋理(漸變紋理)

  用該紋理可以實(shí)現(xiàn)圓從無(wú)到有，從小到大，最后漸漸消散
  

• 法線紋理
  該紋理的R通道是動(dòng)畫(huà)mask紋理，GB通道是法線信息

  
  
  

• 多個(gè)漣漪紋理

  alpha通道包含time offset
  
  

波紋效果

• 實(shí)現(xiàn)紋理動(dòng)畫(huà)都需要Time節(jié)點(diǎn)。很容易實(shí)現(xiàn)以下內(nèi)容
  
  

• 控制波紋邊緣的銳度(讓波紋邊緣不再是漸變色)
  
  

• 初步實(shí)現(xiàn)波紋

  因?yàn)樗y屬于正弦函數(shù)，因此在這里我們使用一個(gè)sin，并讓他在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生五個(gè)波紋(因?yàn)閁E5的sin函數(shù)默認(rèn)周期為1)
  
  

• 標(biāo)準(zhǔn)的sin函數(shù)

  UE5中的sin函數(shù)并不是標(biāo)準(zhǔn)的sin函數(shù)(一個(gè)周期為2Π)，它的默認(rèn)周期為1，因此我們需要將其改為6.283185
  

• 放大淡出效果

  目前我們實(shí)現(xiàn)的效果是到最大然后消失，但我們希望的是放大淡出。目前的效果是因?yàn)槟芰渴菑?到1，而放大淡出的效果應(yīng)該是從1到0

  
  

法線

多個(gè)漣漪

• 為每個(gè)漣漪賦予單獨(dú)的Time
  
  

多個(gè)漣漪相互疊加

• 目前的效果只是在固定位置不同時(shí)間段產(chǎn)生波紋，但沒(méi)有展現(xiàn)波紋的疊加效果

• 首先，我們需要對(duì)"1-x"進(jìn)行修改，添加力的因素

  • "Multiply 0.8"是因?yàn)樾枰紤]力的因素，讓漣漪的初始能量不為1
  • "Add 0.2"是因?yàn)樾枰紤]雨滴重量不能為0的情況

  

• 漣漪的疊加

  總體思路是使用四個(gè)不同的漣漪效果——不同的時(shí)間，不同的漣漪強(qiáng)度，對(duì)采樣結(jié)果進(jìn)行疊加

  • 求取四個(gè)不同的時(shí)間

    

  • 求取四個(gè)不同的uv

    

  • 求取四個(gè)不同的雨滴重量
    

  • normal混合
    

最終效果

水坑(Rain Puddle)效果

紋理

• 扭曲紋理，
  對(duì)于扭曲紋理，我們將該紋理設(shè)置為"Linear Color"且無(wú)"sRGB"，因?yàn)樗话叶戎怠５诙堉?，我們把該圖的黑色部分視為水坑，部分有水坑部分沒(méi)有符合現(xiàn)實(shí)常理(后面處理會(huì)進(jìn)行"1-x"運(yùn)算，將白色部分看成水坑)

  
  

映射至世界空間

• 初步映射
  

• 控制水坑大小

  這是一個(gè)灰度圖，通過(guò)做減法即可放大水坑，但這里采用一種更加靈活的方式——lerp
  

• 控制水坑位置

  讓上圖可以看到水坑的紋理延申到了其他面，但正常來(lái)說(shuō)應(yīng)該只有上面才會(huì)出現(xiàn)水坑，因此需要想辦法讓水坑只出現(xiàn)在物體上面
  

• 確保水坑只有白色
  
  從上圖可以得知，有些部分是灰色的。因此我們需要再"Multiply"確保只存在白色和黑色
  

normal

• 水坑的漣漪不僅僅在水滴落下時(shí)會(huì)產(chǎn)生，當(dāng)被風(fēng)吹時(shí)也會(huì)產(chǎn)生。水滴落下的效果在之前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，對(duì)于風(fēng)吹的漣漪我們采用UE5提供的紋理
  
  

• 

  
  

• 控制漣漪位置
  本小節(jié)的實(shí)現(xiàn)是水坑，那肯定是在水坑處產(chǎn)生漣漪??！
  
  

融合所有效果

• 將以上所有效果融合即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的雨天shader
• 你可能不是很清楚，這里的mask究竟代表什么含義。仔細(xì)觀察下圖，不難發(fā)現(xiàn)mask其實(shí)就是我們所實(shí)現(xiàn)的效果
  
  
  

normal 混合

混合表面水珠normal 和流淌雨滴normal

• 采用Rain Drip作為alpha的原因：假定我們只考慮alpha為1/0的情況，若alpha為1，我們希望只有RainDrip效果沒(méi)有RainDrop，以Lerp效果來(lái)說(shuō)確實(shí)如此；若alpha為0，我們希望只有RainDrop效果沒(méi)有RainDrop，從Lerp效果來(lái)說(shuō)確實(shí)如此。但若以RainDrop作為alpha則不符合我們的條件

混合外部normal

• 因?yàn)槟壳斑@兩個(gè)normal只是內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的material function的normal，還需要與欲使用的材質(zhì)的normal進(jìn)行blend
  

水坑

濕度控制

• max()：因?yàn)檫@三個(gè)效果是各自獨(dú)立的材質(zhì)函數(shù)，如果分開(kāi)運(yùn)算會(huì)使得這三效果不一致，我們需要求得以這三之一的max以達(dá)到最好且一致的效果

吸水性

reference

Rustling Leaves Shader - UE4 Materials 101 - Episode 12 - YouTube文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-482184.html

到了這里，關(guān)于UE5 材質(zhì) 雨滴shader的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！