场景美术师的“无限画板”:UE5中非破坏性的材质混合(Material Blending)工作流

摘要

本文旨在解决3D游戏场景美术师在创作复杂地表或建筑时,面临的"为每一个独特物件制作独立贴图"而导致的效率低下、资源冗余、且修改困难的核心痛点。我们将深入探索 Unreal Engine 5 中强大但常被忽视的**"材质图层(Material Layering)"**系统,结合 Adobe Substance 3D SamplerPhotoshop,构建一套非破坏性的、高度灵活的材质混合工作流。通过本指南,你将学会如何像在Photoshop中操作图层和蒙版一样,在UE5引擎内实时地、艺术化地混合多种基础材质(如砖块、石膏、青苔),从而用极高的效率创造出无限丰富的细节变化。

一、问题背景

最近我们团队在为一个次世代场景项目做预研,我想制作一面饱经风霜的古老墙壁。我的构想是:这面墙的基础是老化的红砖,但大部分区域被一层剥落的白色石膏所覆盖,而在墙角和砖缝里,因为潮湿,还生长着一些青苔。

按照老办法,我得在Substance Painter里,为这面墙单独画一套复杂的4K贴图,用遮罩把这几种材质小心翼翼地混合在一起。这样做不仅耗时,而且一旦美术总监走过来说:"Anna,我觉得青苔的高度可以再往上蔓延一点",我就得回到SP里,重新画遮罩、重新调整、重新导出几十张贴图......这个迭代过程,想一想就让人觉得很烦躁。

我就想,有没有一种可能,把Substance Painter的"图层"和"蒙版"概念,直接搬进UE5引擎里?让我在引擎里,就能像在PS里用画笔一样,去自由地"刷"出我想要的材质混合效果?

经过一番研究和实验,UE5的"材质图层(Material Layering)"系统,完美地实现了我的这个想法。今天,我就把这套能让场景美术师拥有"无限画板"的工作流,分享给大家。

二、核心技术与工具栈
  • 核心材质混合与渲染平台: Unreal Engine 5.4

  • 基础材质制作: Adobe Substance 3D Sampler 2026

  • 自定义遮罩绘制: Adobe Photoshop 2026

三、详细技术实现流程
3.1 准备"颜料":在Substance Sampler中制作可平铺的基础材质

在混合之前,我们得先准备好我们的"颜料"------也就是几种高质量、可平铺的基础材质。

  1. 从照片到材质: 打开Substance 3D Sampler。这个工具最神奇的地方在于它的"Image to Material (AI Powered)"功能。

  2. 一键生成: 你只需要在网上找一张高质量的砖墙照片,拖进Sampler里。AI会自动分析图片,然后一键为你生成一整套PBR贴图(颜色、法线、粗糙度、高度、AO等),并且会自动处理成无缝平铺。

  3. 重复操作: 用同样的方法,快速制作出石膏 (Plaster)青苔 (Moss)的基础材质,并将它们各自的贴图导出。

3.2 搭建"材质图层"系统:引擎内的Photoshop

这是整个工作流最核心的设置环节。

  1. 打包"颜料"------创建材质函数:

    • 在UE5的内容浏览器中,右键创建一个 材质函数 (Material Function) ,命名为 MF_Brick

    • 打开它,把刚才导出的砖墙贴图都拖进来,然后将它们连接到一个 MakeMaterialAttributes 节点的对应引脚上。最后,将MakeMaterialAttributes连接到输出结果

    • 师傅的提醒: 材质函数的作用,就是把一整套PBR贴图,"打包"成一个干净的、可复用的节点。对石膏和青苔也重复这个操作,创建 MF_PlasterMF_Moss

  2. 创建"画布"------设置主材质:

    • 新建一个普通的 材质 ,命名为 M_Wall_Master

    • 双击打开,在左侧的细节面板中,找到用法分栏,勾选 使用材质属性 (Use Material Attributes)。这个选项至关重要!

  3. 开始"混合":

    • 将我们打包好的 MF_Brick, MF_Plaster, MF_Moss 三个材质函数,拖拽进 M_Wall_Master 的图表中。

    • 像PS图层一样,MF_Brick 在最底层。

    • 创建一个 MatLayerBlend_Standard 节点(这是一个材质函数),将MF_Brick连接到它的Base Material输入,将MF_Plaster连接到Top Material输入。这个节点的作用,就是把石膏"叠"在砖墙上。

    • 再创建一个MatLayerBlend_Standard节点,把上一个节点的结果,连接到Base Material,再把MF_Moss连接到Top Material

    • 最终,将最后一个混合节点,连接到材质的输出节点上。

现在,你的材质图表看起来就像一个PS的图层面板:底层是砖,中间是石膏,顶层是青苔。而控制它们之间如何混合、哪里显示哪种材质的,就是每个MatLayerBlend_Standard节点上的 Alpha 输入。

3.3 绘制"遮罩":混合逻辑的艺术

如何为Alpha提供信息?这正是美术师发挥创造力的地方。我们有无数种方法来"画"这个遮罩。

  1. 程序化遮罩------让青苔"智能"生长:

    • 我们希望青苔只长在物体的"朝上"的表面。

    • 创建一个 WorldAlignedBlend 节点。将它的Blend To Normals输出,连接到"青苔"混合节点的Alpha上。

    • 魔法发生了: 现在,你把这个主材质应用到任何一个模型上,无论你怎么旋转它,青苔都只会智能地出现在朝上的那一面,模拟了真实世界里雨水和尘埃的堆积效果。

  2. 顶点色遮罩------像笔刷一样"手绘"石膏:

    • 我们希望石膏的剥落,是我们可以手动控制的。

    • 在UE5的主编辑器中,进入 网格体绘制 模式,选择绘制标签页。你可以像刷油漆一样,直接在模型上绘制顶点颜色。比如,用红色通道,来画出你希望石膏出现的位置。

    • 回到材质编辑器,创建一个 VertexColor 节点,把它R通道的输出,连接到"石膏"混合节点的Alpha上。

    • 现在,你在模型上刷了红色的地方,就会显示出石膏材质,没刷的地方,就还是砖墙。你获得了像素级的、手绘的控制力!

  3. 外部贴图遮罩------最精细的控制:

    • 如果你希望遮罩的精度不受模型布线的影响,可以在Photoshop里,为你模型的第二套UV,手绘一张R/G/B通道分别代表不同材质分布的黑白遮罩图。

    • 在材质编辑器里,用一个TextureSample节点读取这张图,然后用它的不同通道,去驱动不同的Alpha

  • 师傅的提醒: 这几种遮罩方式完全可以组合使用!比如,我先用"程序化遮罩",让青苔只长在朝上的地方,然后再用一个"手绘遮罩",去'擦除'掉一些我不希望有青苔的区域。这种程序化和手绘结合的方式,能达到效率和艺术性的完美平衡。
四、成果展示与分析

最终,我们只用了一套主材质和三套可平铺的基础材质,就实现了一个极其丰富的、细节各异的墙面效果。当总监再次提出"青苔再高一点"时,我只需要在引擎里,调整一下程序化遮罩的参数,或者用顶点色笔刷多刷几下,效果就实时更新了。整个过程,完全没有"重新导出贴图"这个步骤。

  • 灵活性与非破坏性优势: 整个混合过程都在引擎内实时发生,美术师可以随时随地、所见即所得地调整任何一种材质的分布、范围和混合强度。

  • 节省资源优势: 避免了为每个物体创建独特的、巨大的混合贴图。多套可平铺的基础材质+几张小尺寸的遮罩贴图,就可以组合出无限的变化,极大地节省了游戏包体和内存。

  • 艺术创作优势: 将美术师从繁琐的贴图导出导入流程中解放出来,让他们能像真正的"画家"一样,直接在最终的场景和光照下,进行艺术创作和微调。

五、总结与展望

现代次世代场景美术的核心,正在从制作"孤立的资产",转向构建"智能的、可复用的材质系统"。而UE5的材质图层工作流,正是实现这一转变的最强有力的工具之一。

这套工作流的起点,也就是那些高质量的基础材质,现在用Substance Sampler就能从一张照片快速生成,而更精细的手绘遮罩则离不开Photoshop。我们工作室使用的 Kingsman 组织的Adobe Substance 3D Collection和Creative Cloud企业版全家桶订阅,让我们的场景美术师能够构建一个强大的、覆盖从现实扫描到最终混合的全链路材质库。 拥有一个丰富的、高质量的"颜料库",是我们敢于在引擎里进行复杂材质实验和创新的底气。

(多说一句,有别于代购的个人全家桶订阅,个人订阅因为支付方式等种种原因被风控时,全家桶的订阅会被取消(并且不退款,太惨了,大家小心),企业订阅就不会出现这个问题,当订阅出现风控问题时,重新加入企业就可以重新获取订阅,不仅方便,更得到了保障。)

展望未来,随着UE5的PCG(程序化内容生成)等技术与材质系统的深度结合,我们或许能实现更智能的场景构建:不仅材质是程序化混合的,连石头、树木、杂草的摆放,都可以由我们设计的材质"驱动"生成。那将是场景美术师真正成为"世界构建师"的时代。

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