Материалы и шейдеры в UE5 - полное руководство

Материалы и шейдеры являются основой 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. Визуальное программирование материалов позволяет создавать сложные эффекты без глубоких знаний языков шейдеров, таких как HLSL, хотя понимание основ рендеринга значительно помогает в создании оптимизированных и реалистичных материалов.

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