Twinmotion材质包

详细介绍Twinmotion材质包中包含的资产以及使用它们的方式

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Twinmotion材质包可在虚幻引擎的虚幻商城中获得,它收集了许多建筑可视化相关的基于物理的材质 材质,可以在虚幻引擎4(UE4)中使用。这个材质包立足于Twinmotion资产库,具有以下特点:

  • 497个材质实例,由10个主材质驱动。所有材质均基于PBR最佳实践编写而成。

  • 基于Twinmotion中的热门材质,使用Quixel Megascans的手动扫描2d和3d资产库。

  • 支持使用对象UV和三平面映射,即使在模型有不完善的UV映射时也是如此。

  • 利用最新的视差遮挡映射(POM)技术,以程序化的方式生成材质,例如砖块、混凝土块、天花板瓦块和鹅卵石。

  • 支持所有光照模式,包括光线追踪。

概述

Twinmotion材质包向3d可视化专业人员提供最先进的主材质和内容示例集合,以创建出色的室内外空间。每种材质均遵循基于物理的渲染最佳实践,此类实践旨在便于使用。视差遮挡映射用于通过程序生成砖块和瓦块材质。 最后,每种材质都已针对各种照明解决方案优化,并且支持光线追踪。

主材质和材质实例

在虚幻引擎4(UE4)中,可使用材质实例更改材质的外观和属性,而无需成本高昂的重新编译。此类材质实例通过主材质创建,主材质包含多个被指定为参数的属性。材质实例可看到此类参数,并允许你快速创建主材质的多个变体。

在UE4中创建和使用主材质是一种高级工作流。有关材质及其使用的更多信息,请阅读以下文档:

在Twinmotion材质包内,你会发现以下材质类型(此类锚点的链接):

基于物理的渲染

Twinmotion材质包中的所有主材质均采用原创设计,旨在通过虚幻的基于物理的渲染系统实现最逼真、最准确的结果。例如,这意味着:

  • 在实际场景中,几乎所有表面都呈现为金属或非金属(非传导性)表面。同样,此材质包中的所有材质均为全金属感或非金属感材质。这由主材质中的节点决定,它作为单个 IsMetallic 复选框向Material实例公开。这确保了所有表面都反射物理精确比例的镜面光和漫反射光。

  • 镜面 输入不在任何材质中公开,以免引入任何不能准确匹配现实世界中的光行为的反射。高光度值通常保留为默认值0.5。

  • 粗糙度 贴图控制表面的光泽度。表面越光滑,粗糙度贴图越接近黑色,则反射越清晰、越集中。表面越粗糙,粗糙度贴图越接近白色,则反射越模糊、越不清楚。

有关什么是基于物理的渲染以及如何在UE4中使用它的详情,请参见基于物理的材质文档

三平面映射

此材质包中包括执行有效三平面映射的材质函数。三平面映射是向对象应用纹理贴图的方式,它并不使用UV映射来将对象的3D表面映射到2D纹理空间。相反,三平面映射将纹理贴图映射应用到三个正交平面,然后将这三个平面投影到对象表面。

这是此材质包中所有材质的默认行为。这意味着,你可在没有UV的对象上成功使用所有材质,对于CAD应用程序中的部件,情况常常如此。

此三平面映射函数具有以下几项有用的功能:

  • 它使用局部空间位置,以免纹理滑过对象表面。

  • 缩放对象时材质保持相同的纹素比率。

下图演示三平面映射如何使用沿X(红色)、Y(绿色)、Z(蓝色)轴投影的平面图来创建含最小接缝或拉伸的完整UV投影:

三平面映射工作原理图

由于三平面映射基于位置,因此每个材质均可使用对象的实际物理尺寸。这确保了材质尺寸一致性,并提供准确的平铺值:

Each Material can use the actual size of the object

编号

对象

尺寸

1

地板

4m x 4m

2

木板

2m x 1m

3

瓷砖

0.25m x 0.25m

每种材质均能正确处理UV旋转。对象的法线将在切线空间中接受修正对象,以确保它们遵循适当的UV旋转:

The bricks have been rotated at a 45 degree angle with proper UV rotation

视差遮挡映射

视差遮挡映射(POM)是通过移动对象的UV,并模拟纹理平面内的深度来在材质中创建清晰度的技术。在UE4中,高度贴图用于确定像素的高度或深度(白色为零深度,黑色为最大深度)。然后,此信息用于根据摄像机角度确定像素是否被遮挡或视角被阻挡。结果是在为材质增加细节感的裂缝和接缝中增加了清晰度:

Stone wall with POM on

Stone wall with POM off

光线追踪支持

通过使用 RayTracingQualitySwitchReplace 节点在第二次反弹时执行材质图表的不同分支,设置所有主材质以优化光线追踪的性能。

The RayTracingQualitySwitchReplace node

对于第二次反弹,所有表面法线被视为平坦,而表面粗糙度被视为完全粗糙或完全反射。

常见公开参数

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

包括颜色(RGBA)、颜色贴图和着色选项的选项。

金属感(Metalness)

包括金属感设置的选项。开启IsMetallic将应用统一纹理来控制材质的金属感属性。你可应用不同金属感贴图来区分同一对象上的金属感和非金属感表面。

粗糙度(Roughness)

包括调整材质粗糙度的设置。粗糙度贴图可应用于创建特定磨损模式。最小值和最大值可用于随机化粗糙度程度。粗糙度可用于确定材质的光泽度。

法线(Normal)

将所选法线贴图应用于材质。法线强度利用值来控制效果。

UV

允许使用对象自己的UV贴图。默认启用三平面映射。

主材质

贴花

用于在场景中创建道路线、灰尘散射和其他类似细节的通用材质。此主材质的工作原理是将自己投射到表面,并会根据轮廓进行调整。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

颜色贴图控制显示的贴花。着色选项控制贴花的最终颜色。

遮罩(Mask)

允许应用额外遮罩以进一步自定义贴花形状。

粗糙度(Roughness)

应用表面不规则性和物理变化。可用于控制材质的光泽度。

法线(Normal)

将所选法线贴图应用于材质。法线强度利用值来控制效果。

UV

允许使用对象自己的UV贴图。默认启用三平面映射。

在这里,我们可看到部分贴花材质示例,系统正在使用沥青02材质将它们应用于街道。人行道、黄线、树叶、停车标志全都是贴花。秋叶贴花额外应用了遮罩属性,这让它看起来更富于变化:

玻璃

玻璃是一种用途广泛的主材质,也是建筑可视化中最常用的材质之一。此材质可用于创造透明玻璃、磨砂玻璃、砂玻璃或纹理玻璃。它还支持带贴花的玻璃来形成特定的窗户图案。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

玻璃(Glass)

支持调整玻璃颜色和不透明度来创建各种玻璃类型。调整粗糙度将表现出玻璃的次表面不规则性,可用于控制光泽度。你可调整玻璃折射量和变形实现进一步变化。

贴花(Decal)

允许应用贴花。它可用于应用各种遮罩和效果,如橱窗广告。

在下面,你可看到玻璃主材质示例,它使用了一张贴花来创建带磨砂玻璃效果的茶几:

光源

光源主材质用于任何发光的物体。此材质灵活多变足,以创建从荧光灯到霓虹灯招牌等任何光源。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

使用颜色贴图和着色选项控制光的颜色。强度控制光的亮度(以坎为单位)。可用于创建任何自发光物体,例如荧光灯、霓虹灯或LED灯泡。

平移(Panning)

将运动应用于光源以创建移动图案。

在这里,你可看到立式台灯采用了自发光主材质来创建红色霓虹灯效果:

遮罩

遮罩主材质可用于创建各种栅栏或格栅。遮罩纹理保存在底色贴图的阿尔法通道中,它负责控制图案,并且有多种金属感选项使你能够在多种材质中挑选。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

向材质应用颜色贴图或颜色着色。阿尔法通道用于保存遮罩纹理。

金属感(Metallic)

控制材质是否为金属感。金属感贴图可用于区分同一表面上涂漆或生锈金属和原始金属。

粗糙度(Roughness)

粗糙度的最小值和最大值应用表面不规则性和物理变化。

在下面,我们可看到遮罩材质,它首先应用于平面,然后用作窗户的安全栅栏:

不透明

作为此材质包中最灵活的材质之一,不透明主材质用于金属、塑料、混凝土、墙壁等任何基本材质。此添加物或着色遮罩可用于控制颜色,以便提高通用性。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

向材质应用颜色贴图或颜色着色。着色遮罩可用于对颜色应用附加控制。

金属感(Metalness)

控制材质是否为金属感。金属感贴图可用于区分同一表面上涂漆或生锈金属和原始金属。

粗糙度(Roughness)

应用表面不规则性和物理变化。可用于控制材质的光泽度。粗糙度贴图可用于通过颜色贴图增强应用于材质的图案。粗糙度贴图可以用来加强通过颜色贴图应用到材质上的图案。

在下面,我们可看到几乎完全从使用不透明主材质的材质创建的场景:

不透明POM

许多含裂纹或凹槽的材质都得益于视差遮挡映射(POM)。此技术通过程序利用高度信息来移动对象的UV坐标并模拟深度。此版本的不透明主材质将POM包括在内,以向砖块、瓦块、石头、屋顶瓦块等材质提供更高的清晰度。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

向材质应用颜色贴图或颜色着色。着色遮罩可用于对颜色应用附加控制。

金属感(Metalness)

控制材质是否为金属感。金属感贴图可用于区分同一表面上涂漆或生锈金属和原始金属。

粗糙度(Roughness)

应用表面不规则性和物理变化。可用于控制材质的光泽度。粗糙度贴图可用于通过颜色贴图增强应用于材质的图案。

高度(Height)

视差遮挡映射需要。向法线和凹凸贴图增加了更多深度和真实感。

在这里,我们可看到砖块示例,它利用了不透明POM主材质。注意裂缝和接缝的清晰度:

织物

作为地毯、布料和皮革的首选材质,织物主材质使用颜色和柔软度设置创建各类材质。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

使用颜色贴图和着色选项控制材质的图案和颜色。

粗糙度(Roughness)

应用表面不规则性和物理变化。可用于控制材质的光泽度。粗糙度贴图可用于通过颜色贴图增强应用于材质的图案。

柔软度(Softness)

应用类似天鹅绒的模糊阴影效果。此类阴影设置包括核心暗度、边缘亮度以及对光线漫反射到材质中时看到的次表面颜色的控制。

在下面,我们可看到柔软度设置在此地毯样本上的效果:

柔软度指数为0.15的地毯示例

柔软度指数为2.0的地毯示例

木质

木材主材质提供创建各类木制品材质的设置,例如拼花地板、单板、厚木板、油漆木材。胶合板或旧木板原始木质材质使用不透明主材质。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

底色(Base Color)

颜色贴图控制材质的颜色和图案。

粗糙度(Roughness)

应用表面不规则性和物理变化。可用于控制材质的光泽度。

透明涂层(Clear Coat)

向材质应用一层影响光泽度的透明涂层。此效果强度可调整。

划痕(Scratches)

向材质应用划痕以表示磨损。划痕强度可调整。

在这里,我们可看到几种不同材质,它们显示了此主材质的通用性:

使用木头主材质创建的各种地板纹理

窗户

窗户主材质专为室外环境的外窗设计,可在逼真地体现室外环境的同时显示虚拟的室内效果。此材质使用立方体贴图确定室内效果,还可包括百叶窗和变形效果。

参数类别(Parameter Category)

设置(Settings)

窗户(Window)

向玻璃应用颜色。粗糙度设置可用于控制光泽度。变形设置允许在观看室内时操纵鱼眼效果。

虚拟室内(Fake Interior)

应用内部立方体贴图来模拟玻璃后面的房间。百叶窗将被自动应用,且此参数值将控制它们的下拉距离。

窗户主材质适合用于大型建筑的外饰。这个示例中我们可以看到玻璃畸变以及虚拟的室内效果:

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