如何用UE4制作假透明冰块材质

作者：admin
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时间：2021年09月22日
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分类：厚积薄发

冰块是大家生活中必不可少的东西，但是要在引擎中还原出冰块的质感和物理属性却是比较困难的，我这边也只是用了些简单的方法进行模拟，下面就给大家讲下制作流程。先给大家看几张近距离的图片。

较为透明的冰

透明度低的冰

冰随视角的变化

整个Shader采用的是无光照Mask的Shading Model，主要制作可以分为下面几部：

内部体积，表面反射，半透明模拟，折射，半透阴影以及一些颜色的变化。

内部体积制作

内部的体积制作和我这篇《如何在UE4中用raymarch实现面片水体（采样贴图）》对贴图采样进行水体模拟的文章方法一样，这里就不赘述了。

实在看不懂代码的同学就用Parallax Occlusion Mapping来实现吧，虽然性能会多消耗一些，但也没关系，效果是一样的。

Raymarch Perlin Noise之后的效果

参数设置

内部体积节点图可参考文章《如何在UE4中用raymarch实现面片水体（采样贴图）》，把贴图换成了Perlin Noise。

半透明模拟

本文最重要的部分来了，因为是用的无光Mask模式，所以半透明模拟我们采取的方法是用一个Cubemap贴到物体上，参考了下面这篇文章，但是他是通过改底层实现的，我们这边实现的方法更上层一点，原理都差不多。下面是文章链接，有兴趣的小伙伴可以看下。

《UE4中低成本的折射效果》

如果是实时的Cubemap，我们则需要用一个Scene Capture Cube来抓取，如果是静态的就直接把场景做成Cubemap然后贴上去就可以了。新建一个BP Actor后新建相机然后创建一个Cube Render Target，将Cube Texture插到相机的插槽上。

Cube相机

相机插槽

回到材质里面，我们先将Cube贴图（就是刚才新建的Cube Render Target）放进材质编辑器，然后UV口连上Camera Vector，最后输出到自发光，我们可以看到下面反着的效果。

Camera Vector作为UV

Z轴反的效果

所以我们先将Camera Vector的b轴反一下看看效果：

反向Camera Vector B轴

B轴反向的效果

看着差不多是吧？但是角度不是很对，所以我们得旋转一下这个Cubemap，我这里用RotateAboutAxis对其进行旋转，旋转轴是0，0，1（z轴），position就是Camera Vector，转完之后再加回Camera Vector（因为是在Camera Vector的基础上进行的旋转），最后Normalize（UV空间为0-1），然后对Z轴取反后连到Cube Texture 的UV就可以了，旋转角度我这边是270度（材质编辑器里是以弧度计算，所以除以360来转换成度数）。

模拟透明

模拟透明的效果

看着还可以，但是由于是Cubemap，肯定不能完全匹配上，所以只适合高折射的物体。但是还有一个问题，如果用相机抓Cubemap，他会把自身也抓上去，怎么剔除我们最后再讲。

反射

反射很简单，同样用我们的Cube Texture（就是刚才新建的Cube Render Target）然后用Reflect Vector连到UV，最后用Lerp控制反射和透明的混合比就可以达到透明度控制。

混合反射和半透

通过Lerp控制混合比

颜色混合

有了内部体积和上述效果后，我们将它们混合起来。以内部体积为Mask混合两种不透明度（其实就是内部体积和模拟透明的Lerp值，只不过我们需要两个Lerp，反射效果最后混合），然后用菲涅尔控制远近的不透明度，近处透，远处不透。

用模拟半透和内部体积进行透明度混合

透明度混合

透明度和内部体积混合后的结果

参数设置

做出上述效果后我们继续混合上反射的效果，并用菲涅尔控制反射强度变化（其实就是roughness的变化）。

混合反射效果我这边设置的反射值为0.9

混合反射后的效果，高光出现了

最后在颜色上混合上一层菲涅尔就可以了。

颜色的菲涅尔

颜色菲涅尔的效果

折射

折射很简单，原理就是扰乱半透的Cube Texture，我们只需要将一张贴图乘到半透UV的RG轴就可以了。当然为了匹配内部体积，我们可以将内部体积的UV作为折射贴图的UV。

折射效果（这张噪波贴图不是很好）

基本的效果已经实现了，我们现在做一个假的半透影子。

半透阴影

半透阴影我们采取的方法是Dither Mask，然后用Shadow Pass Switch来替换它当前的影子（其实就是用Dither过后的模型作为它投射影子的模型）。取Pixel Normal在ViewSpace中的B轴（也就是模型在地面的投影），然后abs去掉负数之后取反可以得到类似菲涅尔的效果，但是不会像菲涅尔一样随着视线变化很大。用Power可以控制范围最后输出到Dither，连上Shadow Pass Switch，再输出到Opacity Mask就可以得到假的半透阴影了（Dither阴影）。