scenario-unreal-materials

Unreal 材质（主材质、Substrate、纹理、着色器开销）

专家级意味着用少量主材质及其实例覆盖整套资源包，排列组合数量已知且纳入预算，在固定摄像机视角下以毫秒为单位验证开销，并且在进行任何艺术化调整前确保数值符合物理规律。材质图只编写一次（通过脚本构建或使用模板）；其他所有内容都使用实例、Custom Primitive Data 和遵循角色策略的纹理。切勿轻信指令数或好看的预览。如果此处提到的某个同级技能不在你的可用技能中，请让用户安装它（npx skills add scenario-labs/skills --skill <name>）；若无人值守，则根据工具架构继续操作，并标明这一缺失。

必备背景： scenario-unreal-expert（通道、审查循环、5.8 陷阱）。

状态（2026-09-24）： 尚未安装 Unreal；离线测试通过 （tests/code/unreal-materials/run_all.sh，在虚假的 unreal 上运行编辑器层）。所有代码片段尚未在 Unreal 中运行：请先运行 P0。

立场（专家增量）

• 排列组合 = 用途标记 x 跨实例的唯一静态参数集（x 启用 Quality Switch 时的质量级别），绝不是节点数量。 父级标记会为每个唯一子级增加一个着色器行（Lauf 和 Nadro，Fortnite [wobQ8ZKQpbc 00:24:25, 00:05:32]）；父级携带的标记最少，由实例选择加入（5.8 Usage Flag Overrides [verify]）。添加开关前，先统计会设置它的实例数量（switch_ranking）；Fortnite 保留了排名前 10 的开关 [00:29:31]。
• 静态开关必须控制纹理采样，或控制大多数实例都会跳过的重运算。 其他情况使用 If（参数接 A，0.5 接 B，A > B 引脚，绝不用 A == B）、绑定到 Enum 的标量或 Channel Mask Parameter；Static Component Mask Parameter 已废弃（Lauf [00:40:24, 00:40:56, 00:42:35]）。可编辑开关即使保持默认值，也会设置 HSPR 标记（5.7）。
• 指令数量不等于成本。 正弦加余弦会多读取 +2，但成本约为 40 个 GCN 周期；一次取样约需等待 200 个周期（Swierad [y0QASid1v8w 00:20:57, 00:35:57]）。与取样无关的运算可以隐藏在这段等待中（屏幕扫描线几乎没有成本）；对采样值执行的运算则要全额付费 [00:39:34, 00:46:03]。控制采样和超越函数的预算（cost_census），打开每个材质函数逐一检查（名称里写着“cheap”不代表经过测量 [00:22:31]），并在固定摄像机视角下根据毫秒数做决定。
• Substrate 从一个 slab 开始（Morgan，Epic [SqPaL8HS_Lw 00:25:45]）：使用 Slab 或 Metalness 辅助节点，绝不手动添加 Substrate Shading Model 节点（转换目标、Substrate 概览）。Blendable 是所有平台的上限，SM6 也不例外（5.7 文章）；Adaptive 会自行按平台回退，成本为 20 到 80 B/px（4K 下为 663 MB），Cook 时间约增加 +15%，并强制使用 DBuffer decals（Ben Cloward [P5I38f2O6W8 00:05:46, 00:06:54]）。材质转换不可逆。
• 金属与漆面相邻时应使用两个 slab，而不是灰色金属材质（灰色看起来像灰泥，Ben [VrY_SSvWdQ4 00:05:39]）。使用 Use Parameter Blending 时，Horizontal Blend 几乎无损，且处处只需一个 slab（Morgan [00:37:35]）：此时遮罩锐度由艺术效果决定，而非成本。“Mix 恰好为 0 或 1 时只计算一个 slab”仅适用于未启用参数混合且使用 Adaptive 的情况 [00:29:38]。Vertical Coat 上的参数混合会造成损失并向下传播：应提前规划 [00:38:08, 00:38:43]。
• 细节来自贴图打包和平铺，而非分辨率。 每个地形层使用两个采样（CR + NOH），游戏分辨率上限为 2K，按用途压缩，仅颜色使用 sRGB，打包法线绝不能使用 Normalmap，无关通道使用 BC7（Ben [-UZlUUQSGgQ 00:12:36]，[gjOO5g4cgng 00:11:02]；Sumo [SAr7oPKsgLE 00:29:20]；textures doc）。内存占用应以 Platforms 面板和已 Cook 构建中的 listtextures 为准；RDO 减少的是磁盘占用，而非内存占用。
• 玻璃是物质，而非不透明度： 仅在需要着色时使用 Colored Transmittance（Gray 成本更低）、Surface Translucency Volume、平板玻璃使用 Pixel Normal Offset，以及带有 Transmittance-To-MFP 的 slab Simple Volume（Ben [sf-K257zWh8 00:01:39, 00:09:17]）。
• RVT 是在时间 0 以正交方式捕获的缓存： 写入通道中不能使用 Time、Panner、摄像机距离、视差或 MPC；页面变化会重绘其所有写入者；每个采样的不同 RVT 都有较高的固定成本（PrismaticaDev [RLEPA16QDRw 00:20:14, 00:11:59, 01:04:29]）。

首先确定

输入	影响内容	未明确时的默认值
平台和帧率	GBuffer 格式（所有 Blendable 上限）、闭包、采样器（ES3.1 上为 16 个）、仅限 Adaptive 的功能	主机平台 60 Hz，PC：Blendable、1 个闭包
项目 Substrate 状态	ini 中的 r.Substrate（P1）；升级后的项目保持旧版	读取该值，切勿假设
风格	PBR；Toon BSDF（按资源设置，实验性）；后处理 EV cel（整个世界）	PBR
架构	精简主材质或 Material Layering System (Sumo)，根据库大小和预计排列组合数（lauf_permutations）决定	精简主材质，少于 10 个预设
全世界通用的数值（潮湿度、警戒状态）	MPC：每种材质最多 2 个；添加参数会导致所有使用者重新编译（见实例文档）	一个全游戏通用，一个每关卡通用
每个系列的网格类型	用途标记：静态、Nanite、骨骼、布料、Niagara、贴花、UI	静态 + Nanite
纹理来源	打包方式、DirectX 绿色通道、纹素密度、源尺寸	ORM 打包、DirectX、2K
预算	采样数、透明混合、唯一静态集合、着色器、BasePass 毫秒数、纹理池	由项目决定；超过 12 个采样时，lint 会发出警告 [已添加]

工作流

0. 探测并决策。 P0 um.probe() 会列出 5.8 实际提供的内容；P1 读取 ini 并运行 um.choose_gbuffer_format(targets, needs)，其原因会说明上限和回退方案。 GATE：修正 CANDIDATES；记录格式决策。
1. 规划材质系列。 每个领域和混合模式各设一个主材质（表面、玻璃、屏幕、贴花、UI Material、地形），并为每个主材质列出开关及其控制内容、获批预设、各网格类型的使用标记、 示例和闭包预算、MPC。GATE：每个开关都控制一个纹理，并有 switch_ranking 计数；通道选择使用 Channel Mask Parameters；记录架构。
2. 纹理（P2）：pack_channels、import_textures、audit_textures(apply=True)、 albedo_stats。GATE：审计通过；驻留大小不超过 2048；lint_graph(g, textures=...) 未发现采样器不匹配；法线贴图在生成 Mip 后保留 Normalize；反照率 sRGB 值为 20（粗糙材质为 50）到 240，金属材质至少为 180。
3. 构建主材质（P3、P4）：使用 um.build_kit_surface 或模板：纹理控制开关、用于 绘制蒙版源的 If、用于逐 Actor 磨损和污垢的 Custom Primitive Data、Specular = 0.5 x (1 - cavity) 作为高光遮蔽。Substrate：Metalness 辅助节点为基础层提供输入，裸金属层使用 反照率 0 和实测 F0，参数混合的 Horizontal Blend 使用磨损蒙版。可选方案：值钳制 ID 蒙版， 每通道 4 个频带（Sumo [00:14:54]）；跨模块接缝的世界对齐纹理和法线，每个纹理 3 次采样（Ben [pXOknekvmwE 00:12:57]）； 世界空间定向灰尘（Sumo [00:20:11]）。GATE：没有断开的连线；lint_graph 无 fail 和 warn；一个闭包；编译日志干净。
4. 实例（P5、P6、P16）：只有 make_presets 会设置静态开关；子实例只更改值； Custom Primitive Data 用于改变已放置 Actor 的属性。GATE：唯一参数集数量不超过预设数量，默认值未被覆盖，只在预设中使用 HSPR；audit_instance_values_project 检查通过（电介质 F0 不超过 0.08，金属反照率为 0，Metallic 为 0 或 1）。
5. 使用标记和着色器（P7）：在实例上固定需求，然后清除父级标记；关闭自动使用标记； 对仅用于贴花、UI 和 Niagara 的材质关闭 Used with Static Mesh（Nadro [00:18:38]）； 每个根材质运行 shader_count（仅为上限）。5.8 只会编译已连接且非零的输出 （r.Material.UseShaderCompilationParameters）：删除节点来剥离着色器只是无稽之谈。 只有在测量后才调整 Skin-cache 和 Slate 开关（P7）。GATE：着色器数量在预算内；回退方案检查板上没有灰色默认材质。
6. 特殊系列。 屏幕：使用测光表校准自发光。对于滚动文本上的 TSR 涂抹，使用实验性的 Temporal Responsiveness 节点并添加蒙版，同时在 Nanite 网格上设置 r.Velocity.TemporalResponsiveness.Supported=1 和较小的 WPO（5.7 文章）。 贴花（P14）以 Convert To Decal 结尾；重叠的 DBuffer 表达式贴花不会混合；每个接收材质的 Decal Response 仅覆盖其贴花写入的通道（decal_response_for）。 地形 P11、风格化材质 P12 和 P13、开关排查 P8。GATE： references/critique.md 中对应的材质系列内容。
7. 成本 A/B 对比（P9，实时编辑器）：固定摄像机，r.ScreenPercentage 100，预热，CSV 分析， GPU 和通道耗时的中位数，并列出 cost_census。GATE：差值在预算内；仅将指令计数记录为参考信息。
8. 外观评审（P10、P15）：在关卡光照下查看预设检查板、缓冲区可视化和 Substrate 视图。 若 Substrate 表现出乎意料，先打开 Window > Substrate：按降级顺序查看功能、参数混合预览（Morgan [00:12:51, 00:38:43]）。 在任何人查看前运行 ue_review.review_images。GATE：通过评审标准。
9. Cook 后检查与交接（P17）：通过 texture_memory_findings 检查 listtextures、stat streaming 和 r.Streaming.PoolSize；交付报告、截图和未解决的 [verify] 项。

数值

数值	相对于	来源
Specular 0.5 = F0 0.04（4%）	非金属的 90 至 98%	Ben [fePsD_8p9vM 00:12:09]
Dielectric F0 至多 0.08；宝石、碳纤维最高约 0.18	旧版 Specular 跨越 IOR 1 至 1.788	Morgan [00:09:30]
Metal：albedo 0，F0 平均至少 0.5（文档）或 0.6（Ben）	基底层	Ben [a94Lpu1_4dg 00:16:16]
Base color sRGB 20 至 240，粗糙时下限为 50；金属至少 180	8 位 sRGB	Ben [fePsD_8p9vM 00:05:28, 00:22:48]
Glass IOR 1.5，MFP 厚度 0.02；磨砂粗糙度 0.2 至 1	开启粗糙折射	Ben [sf-K257zWh8 00:11:02, 00:17:16]
10 个着色器，使用 Skeletal 时为 20 个，使用 Niagara 网格时为 27 个，启用所有标志时为 186 个	单个材质，取决于项目	Nadro [00:06:28, 00:07:05]
Fetch 约 200 个周期；multiply 为 4；sine 约为 20	AMD GCN：仅为排名，不代表 Apple 的实际情况	Swierad
BC1 2048 = 2.66 MiB（含 mip）；BC3、BC5、BC7 为其两倍；BC6H 为 RGBA16F 的八分之一	GPU 内存	纹理文档

质量门槛

• 可测量： lint_graph（使用 textures= 和项目 budgets=）没有 fail 和 warn； 普查结果符合预设；audit_textures 和 audit_instance_values_project 通过；每个根目录的 shader_count； BasePass、Translucency、DBuffer 的毫秒数 A/B 对比；Blendable 上的 Substrate Material Count 为 1； 静止时 VirtualTextureUpdate 接近于零；烘焙后的 texture_memory_findings 无问题；没有空白帧。
• 视觉效果（references/critique.md）：过渡看起来像两种材质；边缘有磨损，凹陷处有污垢，Specular 缓冲区中的缝隙更暗；从远处看没有平铺或接缝；玻璃没有轮廓接缝；屏幕既没有裁切，也没有拖影；任何网格类型都没有灰色回退；卡通色带在太阳扫过时保持稳定。

常见错误

错误	表现	修复
按像素指令预算	“低于 200”虽然通过，但帧仍然很慢	使用采样和超越函数，以毫秒计量
为 UV 通道、着色或遮罩通道使用 Switch	每个唯一实例对应一张着色器映射	使用 If、Enum 或 Channel Mask
“以防万一”启用父级标记；贴花或 UI 材质启用 Used with Static Mesh	每个唯一子项都会额外编译一行	使用实例覆盖，关闭自动用途和标记
删除节点“以精简着色器”	在 5.8 中毫无变化	检查 ListShaders
灰色金属磨损	边缘呈粉笔状、石膏状	使用两层 slab，通过参数混合进行 Horizontal Blend
在参数混合或 Blendable 下锐化遮罩“以降低成本”	外观更刺眼，没有收益	mask_cost 仅在不使用这些方式时生效
为“较弱的平台”使用 Blendable	SM6 平台会失去 Adaptive 功能	Adaptive 会按平台回退
在 60 Hz 主机游戏中启用 Adaptive	GBuffer 内存最多增加 5 倍，并强制使用 DBuffer	使用 Blendable
手动添加 Substrate Shading Model 节点	新图表中出现转换路径	使用 Slab，或使用 Metalness helper 转换为 Slab
将打包的 NOH 设为 Normalmap；遮罩启用 sRGB；重新压缩后未调整采样器	地形平坦、粗糙度偏移、编译错误	使用 BC7 或 Masks，关闭 sRGB，并使用 Fixup Mismatched Samplers
禁用 Mips 以修复模糊；法线在 Mips 处理后未归一化	闪烁、远处面板变平	保留 Mips；进行归一化，或合成粗糙度
在 RVT 写入通道中使用 Time、Panner 或 MPC	页面冻结或过时	使用读取通道或 RVT Replace
使用 Temporal Responsiveness，但未设置相应的 cvar	文本仍然模糊	设置 cvar 和遮罩，并在 Nanite 上使用较小的 WPO

交接

• **接收：**来自 scenario-maya-lookdev、scenario-zbrush-paint-render、 scenario-blender-texturing-shading 或 Substance 的纹理（角色后缀、DirectX 法线），或通过 scenario-unreal-pipeline-automation（Interchange）获取的纹理；材质槽按系列命名的网格；来自 scenario-unreal-lighting-rendering 的曝光目标。
• **交付：**交给 scenario-unreal-world-building：母材质、预设和实例（路径、 参数、CPD 索引）、地形母材质、RVT 写入器规则、贴花以及接收方的 Decal Response。交给 scenario-unreal-lighting-rendering：自发光和玻璃材质、Substrate 状态、 GBuffer 格式、处于合理范围内的反照率。交给 scenario-unreal-vfx：Niagara 材质（实例上启用标记， 关闭 Used with Static Mesh）。交给 scenario-unreal-performance：普查、lint、纹理和 烹制内存报告。交给 scenario-unreal-pipeline-automation：audit_rules() 和排列组合 门禁。

UE 5.8 说明

• Substrate 仅对新项目启用，默认使用 Blendable（在 Automotive 和 Architectural 模板中使用 Adaptive）；5.8 新增 EON 粗糙漫反射，移除 SheenQuality，在 Blendable 上近似实现 F90，并提供实验性的 Toon BSDF。
• ListShaders 和 Total Shaders 是上限；在 GPU Scene 平台上，ISM 无需标记；混合 Material Attributes 和标量的 StaticSwitch 会导致验证错误；GetMaterialUsedTextures 取代 GetUsedTextures。
• 5.7：HSPR 标记、MPC 覆盖、Material Diff、Fixup Mismatched Samplers、实验性的 Temporal Responsiveness；Vector Parameter 的 RGBA 引脚会改变脚本化引脚索引。枚举绑定的标量见 5.7 发行说明；Unreal Fest 将其作为 5.8 内容介绍。
• Usage Flag Overrides、验证数据库、Experiments 面板：Unreal Fest 上有展示，但未出现在已保存的笔记中［待验证］。
• Mac：Adaptive 需要 SM6；高级 Substrate 可视化仅支持 Win64 DX12；虚拟纹理自 5.6 起默认启用。

参考资料

• references/expert-notes.md：专家的原则和判断，附有来源和时间戳。
• references/procedures.md：P0 到 P17，包含完整代码、测试路径和状态。
• references/critique.md：针对每种材质类别的自我审查标准。
• references/gui-paths.md：供计算机操作 Agent 使用的编辑器、菜单和设置。
• references/sources.md：所有来源、凭据、URL、最佳时间戳和修订历史。
• scripts/ue_materials.py：纹理策略、数值检查、成本清点、图表检查、排列组合清点、Substrate ini、构建器、烘焙纹理内存、探测器。