UE4渲染目标使用

UE4的Render Target提供了渲染缓存功能,可以制作很多有趣的特效。

当前UE4版本4.15.1。

Render Target作为一种动态生成内容的方法,为材质系统提供了更加精细的控制。引擎本身提供的Scene Capture功能也是可输出到Render Target并连接到材质上作为摄像展示功能的。通过Render Target也能实现类似神秘海域里面的擦拭物体表面灰层的功能。

本文参照[官方文档]进行完成,由于官方文档的介绍并不详细,所以在这里记录下自己的经验和理解。

高度场绘制器

高度场绘制器是通过将玩家操作反映到Render Target,然后传入材质来提升World Position来实现的,是一个非常简单的示例,基本按照官方的指引操作即可。

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MAT_HeighfieldPainter

这个材质是最终应用到物体上的材质,Heightfield参数是Render Target的传入路径。可以看到,传入的高度场被拼接为(0,0,Z)的Vector输出到了World Position上,这就会导致被应用了材质的物体的对应位置向上偏移,同时传入的Render Target也到达了自发光颜色,使得升起的部分有了白色的效果。

MAT_ForceSplat

这个材质是用来绘制Render Target的,直观的讲,就是在指定的点生成一个由内向外的Gradient一样的效果,作用到高度场上就是上图中那样的锥形效果。材质在实现上,首先根据传入的Force Position,mask之后,让其与UV相减,之后再求取向量长度的话,那么自然就会成为一个由那个点向外扩散的圆了:

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这里要注意的是,UV在材质中是以左上角为(0,0)的,在材质蓝图中分别展示为R和G两个通道,但是负数全是黑色的。求出向量长度之后的操作就比较单纯了,通过减法和取整就可以得到目标的“圆点”了。

蓝图

蓝图的设置上比较方便,因为官方有提供在网页上复制蓝图脚步的功能,只要拷贝过去就可以了。基本上的功能也非常的直观。

在ConstructionScript中构建并指定材质,由于这里的功能比较简单,RenderTarget时在这里直接构建的;

在BeginPlay时打开Input交互,同时将RenderTarget设置给动态材质;

鼠标按下时标记MouseDown,此时Tick事件就会开始进行Trace操作;

整个蓝图的核心就是通过这个Trace给物体施加Damage事件,并在Damage处理中对进行RenderTarget的绘制。

绘制点的获取

需要注意的是,官方在获取绘制点的时候使用了一个简便的方法,这点官方也有给出注释说明。如果想要在所有的Mesh上都实现类似的效果,而不只是在例子中才能使用的话,需要使用Trace时获得的UV来进行计算。

而这个功能是4.13才有的新功能,要使用的话必须在项目设置>引擎>Physics中打开:

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使用时要注意勾选Trace Complex才行。

流体表面

其实就是一个水波纹的效果,会在用户点击和玩家碰撞的地方产生扩散衰减的水波纹效果。是比高度图稍微复杂一些的效果,也是非常实用的效果。

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由于需要的效果比较复杂,所以用到了三个缓存用Render Target以及一个绘制法线贴图的Render Target。

而相对的,绘制用材质ForceSplat可以采用高度场里面用到的材质,是一样的。

WaterMaterial

这个材质是应用于“水面”的材质,其本身的材质很简单,和通常的水面材质不同的是,将输入的Texture应用到了世界位置便宜与法线上。

其中Heightfield的应用方式与高度场的材质应用是相同的。

HeightSim

这个是计算水面波纹的核心材质,原理上,首先将PreviousHeight1分别朝四个方向进行TexelSize单位的移动,然后相互叠加后与原有的图形进行相减,就能得到一个向外扩散的外沿了。之后再减去可以算作完全消退的PreviousHeight2作进一步的修正,就是当前的Height了。

ComputeNormal

根据当前的绘制水面的高度图计算出法线贴图,使用的数学原理与HeightSim类似。

蓝图

蓝图实现上的整体逻辑和高度场示例中差不多,复杂之处在于使用tick函数来计算和更新了水波。其中最大的核心在这里:

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每次计算的时候通过交换3个Render Target,分别作为Current,Prev1, Prev2来进行水波扩散的更新模拟计算,而法线的运算反而简单,只是在“绘制”执行的时候对“当前”水波进行法线计算而已。

小心有坑

官方亲切的提供了在网页中复杂蓝图节点的功能,但是要注意的是,当前版本中有一个BUG,材质蓝图中的所有参数名被多次使用时复制后会被自动重命名,并且这个过程是没有提示的,最后材质中就会变成这样:

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此时材质参数无法正常传递,就会出现奇怪的特效。

源码

由于官方当前在文档中并没有提供一些必要的Mesh等资源,需要从Content Example中复制,为了方便大家研究,已经将完成的版本上传到了[GitHub]上,欢迎取用。

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