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 Sampler 与 Photoshop,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
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核心材质混合与渲染平台: Unreal Engine 5.4
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基础材质制作: Adobe Substance 3D Sampler 2026
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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。
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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。
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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。
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重复操作: 用同样的方法,快速制作出
石膏 (Plaster)
和青苔 (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。
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打包"颜料"------创建材质函数:
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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_Plaster
和MF_Moss
。
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创建"画布"------设置主材质:
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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!
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开始"混合":
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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。
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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。
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程序化遮罩------让青苔"智能"生长:
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我们希望青苔只长在物体的"朝上"的表面。
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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。
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顶点色遮罩------像笔刷一样"手绘"石膏:
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我们希望石膏的剥落,是我们可以手动控制的。
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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!
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外部贴图遮罩------最精细的控制:
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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。
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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
。
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- 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。
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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。
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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。
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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。