【UE4 009】江河海洋水体材质

使用方法较为简单，作者已经将大部分重要参数可视化，直接在Detail面板中修改数值即可。

例如Heightmap栏中的参数：Scale决定海浪的范围大小，Speed决定流速，Displacement决定水量高度。

实现原理及方法

在计算机图形学中，流体仿真的其中一种做法是基于网格绘制，通过物理模拟（波动方程）来计算网格点位置，达到动态效果。此项目将这种思路简化，根据坐标计算每个点的位置及其渲染所需的参数。

此项目通过蓝图实现，较为重要的资源如下：

BP_Ocean类蓝图：用于初始化参数，并实例化材质。

• MPC_Ocean材质参数集：保存渲染所需的参数，供多个材质使用。

• MF_Gerstner_Wave材质函数：根据Gerstner Wave计算公式，计算偏移值和法线，用于模拟出水波尖锐的波峰效果。

   

  
  

• MF_Gerstner_Wave_Set材质函数：根据MF_Gerstner_Wave材质函数传入不同的数值创造出8中不同的Gerstner Wave波形。

• MF_Pannner材质函数：用于计算产生一个位移向量，模拟流动。

• SSS材质函数：用于计算产生一个向量，模拟次表面散射效果。

• Motion_4WayChaosShared材质函数：用于产生一个混合的材质，模拟海面气泡。

  

• Motion_4WayChaos_NormalShared材质函数：用于产生一个混合的法线，用来做线性插值，参与颜色的计算。

不同的材质采用根据需要输入不同的参数，选择材质函数进行计算得到相应的功能。

例如M_Ocean材质的实现：

步骤一：使用Motion_4WayChaos_NormalShared产生两种法线向量：Medium Wave Normal与Detail Wave Normal。

步骤二：使用MF_Gerstner_Wave_Set得到Gerstner Wave Normal与Gerstne Wave Displacement。

步骤三：将三种法线经过运算后作为参数赋予SSS材质函数得到次表面反射效果。

步骤四：依据世界坐标、摄影机位置以及一些自定义参数进行透明度计算。

步骤五：依据次表面反射效果、透明度、海洋自定义基础颜色、自定义折射率等参数进行计算得出当前位置颜色。根据此像素与其后像素之间的距离，在基础颜色与场景颜色之间进行插值。

步骤六：使用此颜色，添加泡沫效果、进行Cubemap Reflection 与Fresnel Reflection计算，得到的颜色作为材质的基础颜色。

步骤七：材质的金属度、高光度、多边形细分乘数均为自定义变量。

步骤八：自定义Roughness、DepthTest与粗糙度纹理进过计算进行插值得到材质粗糙度。

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