庄懂的技术美术入门课(美术向)——05~06学习笔记

于 2022-10-16 14:50:22 发布
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分类专栏： 庄懂的技术美术入门课程 学习笔记 文章标签： 技术美术 学习 photoshop 着色器
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Lecture 05

1) 漫反射（Diffuse Reflection）和镜面反射（Specular Reflection）

2) 实际操作

a) Phong模型

b) Blinn-Phong模型

c) 代码实现

3) 作业

Lecture 06

1) 作业点评

2) 作业批改

a) Lambert+Phong

b) 创意作业

3) 答疑

4) BRDF（双向反射分布函数）

Lecture 05

1) 漫反射（Diffuse Reflection）和镜面反射（Specular Reflection）

漫反射常被用在电影荧幕上，因为要保证电影院内不同位置的观众都能看到相同的画面；镜面反射则是不均匀的反射

下面是一些英文缩写

因为漫反射是均匀散射，所以反射亮度与我们的观察角度无关（即与vDir无关），当光照方向和法线方向重合时，反射的亮度最大

镜面反射的范围是一个圆锥体，光照方向越靠近法线方向，反射亮度越低

  • Phong模型：反射方向和观察方向夹角越大，反射亮度越低，当两者重合时亮度最高
  • Blinn-Phong模型：法线方向和半角（光照方向和观察方向的夹角的一半）方向夹角越小，反射亮度越高，两者重合时，亮度最高

2) 实际操作

a) Phong模型

我们首先将光照方向反向，获得实际的光照方向，再将其与法线方向做一个反射，获得光照的反射方向，将反射方向与观察方向点积，并对负值进行处理就得到了镜面反射的高光，后面再使用Power节点进行处理相当于对高光进行了Photoshop中的正片叠底，Power取的次方值（Exponent）就是正片叠底的次数

上面的光照模型还有简单的实现方式，我们直接获取观察方向的反射方向与光照方向点积，根据光反射的性质，得到的效果与上面相同

b) Blinn-Phong模型

两种镜面反射的模型在性能开销和效果上都是有一定的区别的

c) 代码实现

3) 作业

Lecture 06

1) 作业点评

一组创意题中的葡萄后面会讲解

二组左下角给高光加了颜色，右下角有例子会讲

三组左下角做了一个类似透明的，但实际上是将主体颜色调成和背景色一样，同样有例子会讲

2) 作业批改

a) Lambert+Phong

连连看部分

代码部分

b) 创意作业

首先是FakeEnvReflect

在Phong高光的基础上加了Remap节点,改变了高光的范围

然后对一个RampTexture进行采样，调整强度等参数，再加上一个普通的Phong高光就完成了

下面是葡萄

首先是Lambert模型，重映射到0->1（这里老师做了修改，后面贴图的颜色也要随着修改）后，和强度作为UV坐标去采样，并与基础的颜色进行插值减淡

下面是Phong高光模型

这里老师对贴图的绿通道进行了一个处理，再将贴图的G通道与两个明暗范围不同的高光进行插值

将插值结果作为高光Power的幂，得到高光的结果，最后高光结果与上面Lambert部分的结果相加即可

~这次截图比较糊，只能凑合看了orz

最后是这只遍布斑纹的猴子

首先是Phong高光（这里用到的指数项会在下面获得）与一个菲涅尔相加

下面使用了屏幕UV采样一个纹理并使用step节点对其进行一个二元遮罩，遮罩的结果用于插值两个Specular Power，然后将插值获得的指数用于Phong高光中

最后是Lambert漫反射部分，利用上面的插值结果分别对Lambert结果添加两个颜色

为Lambert的底色添加高光后，再与表面锈迹颜色根据二元遮罩进行插值就得到了最终效果

3) 答疑

4) BRDF（双向反射分布函数）

BRDF在104的笔记中有提到过

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我们知道，模型上点的法线方向就代表这这个点的朝向，当一个点的法线是完全竖直朝上的时候（0，1，0），也就说明这个点只能受到顶部方向的光的照射，而当一个点并非完全朝上时，那么这个点就能受到侧边光和顶部光两种光的照射，这时我们就用法线的y分量的大小来表示受顶部光照射的强度，而由于y分量正方向范围是[0,1]，所以我们用1-受顶部光照射的强度来表示受到侧边光照射的强度（例如一个法线完全朝上的点，它的法线的y分量就是1，此时受到侧边光照射的强度就是1-1=0，也就是完全没有侧边光照）。1.三色混合的环境光。
庄懂的技术美术入门课(美术向)——学习笔记05
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【课程笔记】庄懂技术美术入门01
weixin_43809524的博客
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ue5材质基础
最新发布
06-07
<think>嗯，用户需要了解UE5材质的基础知识或教程。用户引用的几个来源中，[1]讨论了在UE4中集成边缘检测算法的材质教程，[2]是BenCloward材质教程的学习笔记，[3]则涉及UE4.26水系统的新特性。不过用户明确要求UE5材质基础知识，可能需要聚焦在UE5特有的Nanite、Lumen等技术对材质系统的改变。用户可能是个刚接触UE5的开发者或技术美术，需要系统性的入门指导。ta特意强调“basicstutorial”，说明需要从最基础的节点使用、材质属性讲起，而不是高级特效实现。虽然引用内容偏重特效（边缘检测、水系统），但用户当前需求更基础，应优先推荐核心概念教程。注意到上次我回复了UE5材质系统的四个核心路径（物理材质、主材质、材质实例、材质函数），这次需要更聚焦“教程”这个关键词。官方文档永远是最新最权威的，但epic官方教程往往不够直观，所以必须补充BenCloward等知名作者的视频教程——他的教学以“用ShaderGraph拆解效果原理”著称，特别适合初学者建立直观认知。用户引用[2]里提到的GitHub仓库（Dafenyuyu/Shader_BenCloward）其实是个宝藏资源，但用户似乎没意识到它的价值。这个仓库用ShaderGraph复现了Ben的案例工程，比纯视频更便于实操参考，应该在回复中突出强调。技术要点上必须提三件事：1）UE5新引入的材质层系统（分层材质制作地形时比旧版Blend更高效）2）Lumen对材质反射属性的新要求3）双端兼容问题（移动平台对复杂材质函数的限制）。不过用户当前只需掌握基础，这些进阶点放在“相关扩展”里更合适。</think> 了解UE5材质系统的基础知识，以下是精选的学习路径和核心概念指南： --- ### 一、UE5材质系统核心知识 1. **节点式材质系统** UE5延续UE4的**材质编辑器**（Material Editor），通过连接数学节点（如`Multiply`、`Lerp`）、纹理采样节点和参数节点构建材质逻辑。 **基础结构示例**： ``` [Texture Sample] → [Base Color] [Constant] → [Metallic] [Time Node] → [Rotator] → [Emissive] ``` 2. **物理材质（Physical Materials）** 定义物体表面属性（摩擦力、弹力），用于物理模拟交互，需与材质实例关联。 3. **材质实例（Material Instances）** 基于主材质（Parent Material）创建的可动态调整参数的轻量化实例，避免重新编译。 --- ### 二、官方学习路径 1. **Epic官方教程** - [UE5材质文档](https://docs.unrealengine.com/5.0/en-US/materials-in-unreal-engine/) - **视频教程**：[UE5初学者材质教程](https://www.youtube.com/watch?v=Z9L9l4NcuHg)（官方频道） 2. **必学核心模块** | 功能 | 用途 | 常用节点 | |------------------|------------------------------|-------------------------| | **基础属性** | 颜色、金属度、粗糙度 | `TextureSample`, `Constant` | | **法线贴图** | 表面凹凸细节 | `Normalize`, `FlattenNormal`| | **UV动画** | 流动纹理、旋转效果 | `Panner`, `Rotator` | | **蒙版混合** | 材质混合（如草地+泥土） | `Layer Blend`, `HeightLerp` | --- ### 三、推荐第三方教程（附实践案例） 1. **Ben Cloward高级材质教程** - [官网资源](https://www.bencloward.com/tutorials) - **案例实践**：从水材质到动态冰雪覆盖效果 ```glsl // 冰雪覆盖伪代码 SnowMask = WorldNormal.Z > 0.7 ? 1:0; FinalColor = Lerp(RockTexture, SnowTexture, SnowMask); ``` 2. **GitHub实操项目参考** - [Dafenyuyu/Shader_BenCloward](https://github.com/Dafenyuyu/Shader_BenCloward)：复刻Ben的ShaderGraph工程 --- ### 四、UE5新技术整合 1. **Nanite与材质** - 无需LOD材质优化，但需注意**虚拟纹理（Virtual Textures）** 的使用[^3]。 2. **Lumen全局光照** - 材质**反射率**和**粗糙度**的物理准确性显著影响光照效果。 --- ### 五、调试技巧 - **材质统计面板**：检查Shader复杂度（避免指令数超标） - **Preview视窗**：切换UV/光照等预览模式（快捷键：`E`+鼠标拖动旋转） ---
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