UE4 材质学习笔记10（程序化噪波/覆雪树干着色器/岩层着色器）

一.程序化噪波

柏林噪波是一种能生成很好的随机图案的算法，它是一个无限的、不重复的图案，可以采用这种基础图案并以多种方式对其进行修改，

将它缩放并进行多次组合，就可以创建一个分形图案。这些组合的缩放等级称为一个Octave

这是产生柏林噪波基础图案的核心公式（优化版本）

当这段代码被编译时，会产生下面的消耗，并且这只是核心图案，你通常把这个东西循环三到四次 甚至多达八次，所以你可以使用多达488个指令和64个纹理采样，所以这是非常耗能的

有一个解决办法是在3D空间中渲染一系列的噪波切片，并创建一个体积纹理，这将61个指令和8个纹理采样分解为1个纹理采样

这种技术耗能很低，但也有一些缺点，我们必须让它在三个维度都进行平铺，所以它也不再是一个无限不重复的图案了

在虚幻引擎的噪波节点里面附带有函数“快速渐变-3D纹理，选择这个就是在采样柏林噪波体积纹理

这个节点需要绝对世界位置作为 生成噪波的种子，图案非常小可以乘上一个小数值放大图案

接着我们设置Function为3D纹理，它们在3D空间中对噪波切片进行采样，并将这些切片组合成一个体积纹理，并不是做大量的计算，下面的等级越大，就越消耗性能，默认六级，所以它仍然在做6个纹理采样和96个指令，每个等级1个纹理采样和16个指令，然后还可以设置最小和最大的输出值

function的Voronoi(沃罗诺伊)创造了这种类似细胞的结构，某些情况很有用

程序化噪波可以是体积的(或者说可以是三维的)，当球体在场景中移动时，它就是在噪波的体积当中移动，因此噪波是存在于世界空间中的，当我的模型表面与它相交时，在世界空间中特定位置的噪波图案是什么样子的，就会跟着应用到模型的表面上，所以移动模型时就得到了不同的图案

二.覆雪树干着色器

我们的目标是创造一个白雪皑皑的森林，如果你想让森林中的每一棵树都不一样，需要单独打开每棵树并设置独特的纹理，这显然不太现实，但是程序化噪波可以为每一棵树生成不同的外观。

首先将绝对世界位置连接噪波节点，图案并没有发生变化，因为这是默认使用的内容，所以要乘上一个值得到合适的大小。然后将噪声的level设置为3，并且不需要湍流，并且设置乘3D纹理，然后限制到0-1之间，用power提高对比度。

然后就可以根据噪波纹理进行插值，设置一个雪的颜色，比白色深一点，因为PBR的颜色值不会一直上升到白色，然后在这再加一点淡淡的蓝色，这只是因为雪会反射天空

然后修改一下世界位置的缩放和树皮的平铺

但是我想确保树干的底部总是有雪，我可以乘以世界空间位置的Z分量，如果我想让融化的雪在树干的某一面出现，我可以用雪的蒙版乘以法线的Y分量。

如果放置一棵树在场景中，雪的位置就会根据世界位置改变，所以每一棵树都会有不同的雪的图案。

三.岩层着色器

需要用这个纹理来模拟岩层。

我想让这些岩石在任意方向旋转的同时，仍然能投射出地质岩层并且保持它的一致性。所以我需要使用绝对世界坐标来采样纹理。

接下来加入噪波，将噪波乘上一个常量以后与z值相加。现在就好像不同岩层的岩石互相混合了

但我认为混合的比例仍然是不合适的，还要修改一下噪波的大小，所以将绝对世界位置乘上一个常量以后连接到噪波

ok，现在可以把这个纹理与采样的岩石纹理进行混合，无论怎么旋转，都会有一种统一感。并且可以无限叠加创造不同的岩石资产