Материалы и шейдеры в UE5 - полное руководство

Материалы и шейдеры — основа визуальной составляющей любой игры в Unreal Engine 5. Система материалов UE5 использует node-based Material Editor для создания сложных шейдеров без написания кода, что делает её доступной даже для художников.

В этом руководстве мы рассмотрим все аспекты создания материалов: от основ PBR (Physically Based Rendering) до продвинутых техник с использованием Blueprint и оптимизации для достижения максимальной производительности.

Unreal Engine 5 предоставляет мощную систему материалов, которая поддерживает современные технологии рендеринга включая Nanite и позволяет создавать фотореалистичные поверхности любой сложности.

Material Editor - основы работы

Интерфейс Material Editor

Graph Panel

Основная рабочая область с нодами

Details Panel

Свойства и настройки материала

Palette

Библиотека доступных нодов

Viewport

Предпросмотр материала на примитивах

PBR - Physically Based Rendering

PBR — современный подход к созданию реалистичных материалов, основанный на физических свойствах света и поверхности:

Основные свойства PBR

• Base Color - базовый цвет/альбедо
• Metallic - металличность (0-1)
• Roughness - шероховатость (0-1)
• Normal Map - карта нормалей
• Ambient Occlusion - затенение

Дополнительные свойства

• Specular - отражательная способность
• Emissive - свечение материала
• Opacity - прозрачность
• Refraction - преломление света
• Subsurface Scattering - рассеивание

Создание базового PBR материала

Создадим стандартный PBR материал с текстурами для металлической поверхности:

Основные ноды для PBR материала:

1. Texture Sample - для загрузки текстур
   - Base Color (RGB) → Base Color
   - Roughness (R) → Roughness  
   - Metallic (G) → Metallic
   - Normal (RGB) → Normal

2. Constant - для числовых значений
   - Metallic: 0.0 (неметалл) или 1.0 (металл)
   - Roughness: 0.0 (гладкий) до 1.0 (шероховатый)

3. LinearInterpolate - смешивание текстур
   - Используется для сложных поверхностей

Продвинутые техники материалов

Material Functions

Переиспользуемые ноды для сложных операций:

• Custom Rotator - вращение UV координат
• World Aligned Texture - проекция на мир
• Fresnel - эффект Френеля
• Object Position - позиция объекта в мире

Dynamic Materials

Материалы с параметрами для изменения в runtime:

Material Instance Dynamic:
- Создается из Material Instance
- Позволяет менять параметры в коде
- Идеально для интерактивных объектов

Decal Materials

Материалы для декалей (накладок на поверхности):

• DBuffer Decal - для сложных эффектов
• Normal Decal - только карты нормалей
• Emissive Decal - эффекты свечения
• Translucent Decal - прозрачные декали

Оптимизация материалов

Правильная оптимизация материалов критически важна для производительности:

Избегайте

• Слишком сложных нодных сетей
• Избыточных texture samples
• Ненужных математических операций
• Сложных ветвлений в материалах

Используйте

• Material Instance для вариаций
• LOD для сложных материалов
• Texture streaming
• Material complexity view

Пример: реалистичный водный материал

Создадим продвинутый водный материал с волнами и преломлением:

Водный материал - ключевые компоненты:

1. Движение воды:
   - Panner node для анимации волн
   - Noise texture для вариаций
   - Time node для анимации

2. Поверхностные эффекты:
   - Fresnel для отражений
   - Roughness variation для пены
   - Normal map для ряби

3. Прозрачность и преломление:
   - Refraction node
   - Opacity с вариациями
   - Subsurface scattering для глубины

Работа с текстурами

Оптимизация текстур

📐 Используйте степени двойки для размеров текстур (512, 1024, 2048)
📦 Комбинируйте карты в одну текстуру (Roughness/Metallic/AO)
🎯 Настраивайте Mip Maps и Streaming
⚡ Используйте правильные форматы сжатия

Заключение

Unreal Engine 5 предоставляет невероятно мощную систему материалов, которая позволяет создавать визуально потрясающие эффекты. От простых PBR поверхностей до сложных procedural материалов — возможности практически безграничны.

Ключ к успеху — баланс между визуальным качеством и производительностью. Используйте Material Instances, оптимизируйте текстуры и тестируйте на целевых платформах. Для достижения максимальной производительности изучите оптимизацию производительности в UE5.

Материалы и шейдеры