UE5 清漆与半透雨衣材质：从 UV1 接缝根因到透明物体描边

项目里做武器和角色装备材质时，集中在三个问题上：清漆质感怎么做得对、半透雨衣怎么不出排序问题、透明物体怎么描边。这三个问题看着不相关，实际串起来是一条线——都是"材质特性与引擎渲染管线的假设不匹配"。这篇按这条线记一下，包括那个查了挺久的 UV1 接缝问题。

一、清漆：UE 的 Clear Coat 是双法线模型

先搞清楚模型

很多人把清漆理解成"在普通 PBR 上再加一层高光"，在 UE 里这么理解会做错。UE 的 Clear Coat shading model 是两层独立 lobe：

$L_o = (1 - F_c) \cdot f_{base}(n_{bottom}) + f_{coat}(n_{coat})$

关键点：

项	说明
$n_{bottom}$	底层法线，走常规 PBR
$n_{coat}$	清漆层法线，独立输入，通常更平滑
$F_c$	清漆层的菲涅尔项，约 0.04 起，随视角上升
$(1 - F_c)$	能量守恒的关键：底层高光被清漆反射掉的部分要扣掉

最后这条最容易漏。不乘 $(1-F_c)$ 的结果就是：清漆越亮，物体整体越亮，能量凭空多出来，在强光下会明显"过曝"。

参数

参数	作用	经验值
`ClearCoat`	清漆强度	0–1，武器烤漆一般 0.6–1.0
`ClearCoatRoughness`	清漆粗糙度	新漆 0.03–0.08，磨损处上调
底层 `Roughness`	底漆粗糙度	0.3–0.6

两层法线分开给是清漆质感的来源：底层给细节法线（划痕、磨损），清漆层给一张很弱的大尺度起伏（或者直接用默认法线）。如果两层用同一张法线，清漆就退化成了"加了个高光"，没有那种"漆面浮在图案之上"的层次。

ORN 通道打包

项目里用的是 ORN 打包（Occlusion / Roughness / Normal），法线 XY 打包在 B / A 通道：

通道	内容
R	Ambient Occlusion
G	Roughness
B	Normal.X
A	Normal.Y

两个必须注意的设置：

采样类型设 LinearColor（sRGB 关闭）。法线的 XY 是 -1..1 的有符号数据，走 sRGB 转换会被 gamma 掰弯，法线直接废掉。
解包后要 Normalize。Z 是按 $\|n\| = 1$ 反解出来的，不归一化就等于把误差带进后续所有计算——这点看着基础，但正是下面那个接缝 bug 的一半根因。

// 解包：B/A → 法线
float2 nxy = Tex.rg * 2.0 - 1.0;        // 假设已取到 B/A 通道
float nz = sqrt(saturate(1.0 - dot(nxy, nxy)));
float3 N = normalize(float3(nxy, nz));  // <-- 这行不能省

二、UV1 接缝：一个查了两层原因的问题

现象

武器模型在 UV1 接缝处有一条明显的光照断线。不是贴图没对齐，是明暗本身不连续——同一条边，两侧的高光位置对不上。第一反应是"UV 展开问题"，但检查 UV1 是连续的。

第一层原因：解包函数末尾缺 Normalize

查材质函数 MF_UnPackNormal，末尾确实没有 Normalize。补上之后接缝变淡了，但没消失。

这说明：缺 Normalize 是放大器，不是根因。它让法线误差累积，但不产生接缝本身。

第二层原因：硬边导致的切线空间断裂

继续往下挖才找到真正的根因：模型在接缝处是硬边（split normal / 拆点）。

逻辑链是这样：

硬边 → 同一个位置拆成两个顶点，各自带不同法线
     → 两侧的切线空间（TBN）基准不同
     → 同一张切线空间法线贴图，在两侧解出的世界法线不一样
     → 高光位置突变 → 肉眼看到的"接缝"

这是几何层面的固有矛盾，不是材质参数能修好的。硬边是模型拓扑的有意选择（保住硬朗的转折），而切线空间法线贴图要求连续的切线空间——两者在硬边处天然冲突。

能缓解到什么程度

按"能做 / 不能做"分开：

手段	效果	代价
解包后 Normalize	消除误差累积，接缝变淡	几乎为 0，必做
接缝处切线空间平滑	缓解明显	需要在建模侧处理
用 MikkTSpace 统一切线算法	保证 DCC 与引擎一致	需统一烘焙/导入流程
完全消除	做不到	硬边 + 切线空间法线是固有冲突

最后一条要跟美术说清楚：UV 接缝 + 硬边 = 固有接缝，只能缓解，无法消除。这句话不是推卸责任，是物理事实。如果接缝位置很显眼，正确的解法是把接缝挪到不显眼的地方，而不是继续调材质参数。

5 秒验证：临时把材质切到 World Space Normal 显示（或者直接用无贴图的纯色 + 单一光源），如果接缝还在，就是几何/切线问题；如果消失，才是贴图问题。

三、半透雨衣：别直接上 Translucent

雨衣要的是"半透但看得见轮廓"的塑料/橡胶感。直接用 Translucent 会有三个老问题：

问题	原因
排序错误	半透明按物体中心排序，自身穿插时必然出错
不写深度	后续效果（DOF、描边）拿不到深度
overdraw	层数一多，移动端带宽直接爆

项目里的取舍是用 Dithered Opacity（抖动透明）替代真半透：

// Dithered Opacity：用屏幕空间抖动图案做二值化
// 配合 TAA 时，抖动在时间上被平均掉，看起来就是半透
float dither = DitherPattern(ScreenPosition.xy);   // 如 Bayer 4x4 / Interleaved Gradient
clip(Opacity - dither);

方案	排序	深度	成本	适用
Translucent	容易错	不写	高（overdraw）	必须真混合的场合
Masked + Dither	无问题	写	低	雨衣这类薄壳，首选
Thin Translucent	一般	不写	中	需要真实折射时

代价是需要 TAA 才能把抖动"抹平"，关掉 TAA 会看到明显的网点。项目有 TAA，所以这笔交易划算。

四、透明物体的高亮描边

透明物体描边难在一点：描边方案几乎都依赖深度，而透明物体不写深度。

方案对比

方案	原理	透明物体可用	成本
背面外扩（Backface Outline）	第二遍画放大的背面	可用	一次额外 draw
屏幕空间深度差	相邻像素深度突变处描边	不可用（无深度）	—
Fresnel Rim	视角掠射处提亮	可用	几乎为 0
CustomDepth + 后处理	单独渲一遍深度再描	可用	一次额外 pass

落地：Fresnel Rim 为主

对半透雨衣，最后用的是 Fresnel——因为它便宜，而且"边缘发光"本身就是想要的效果：

// Fresnel 描边
float3 V = normalize(CameraVector);
float fres = pow(1.0 - saturate(dot(N, V)), FresnelPower);

// 只在需要时高亮：Highlight 0..1 由游戏逻辑驱动
float3 outline = OutlineColor * fres * Highlight * OutlineIntensity;

// 加到自发光上，不要加到漫反射
EmissiveColor += outline;

要点：

加在 Emissive 而不是 BaseColor/Diffuse——描边是"发光"，混进漫反射会被光照二次调制，暗处就看不见了。
FresnelPower 控制描边粗细，3–5 比较自然；再大就只剩一圈硬边。
Highlight 做成参数，游戏逻辑（选中、受击、可拾取）直接驱动，不用切材质。

需要精确描边时

如果需求是"精确的外轮廓线"（不是发光感），Fresnel 就不够用了，改用 CustomDepth + 后处理：

物体勾 Render CustomDepth Pass，单独渲一遍深度
后处理里对 CustomDepth 做边缘检测
描边结果叠加回画面

好处是描边不受材质透明与否影响，坏处是多一个 pass，且描边是屏幕空间的，粗细会随距离变化。

性能预算

这套材质在移动端/主机上都跑过，几个值得记的数：

项	预算参考
清漆材质指令数	比默认 Lit 多约 15–25%，双法线是主要增量
半透明层数	控制在 3 层以内，超过就考虑 dithered
描边	Fresnel 方案几乎免费；CustomDepth 方案多一个 pass
纹理采样	ORN 打包后 3 张变 1 张，采样数省 2

清漆的开销主要来自双法线——每个像素算两遍 lobe。如果项目里清漆材质铺得很开，值得考虑在低 LOD 上降级成普通 PBR（LOD 切换材质）。

小结

这三个问题串起来其实是同一件事：引擎的渲染管线有一套默认假设（深度是连续的、法线是归一化的、切线空间是连续的），一旦你的资产或材质违反其中某一条，就会在看起来完全不相干的地方出问题。

所以排查这类 bug 的顺序我固定是：

先几何后材质——顶点焊接、UV 接缝、硬边切线空间，这些没排查干净之前不要动材质参数
确认数据本身对不对（通道、sRGB、归一化）
最后才是调参数

第 2 步和第 3 步最容易搞反。参数能调出"看起来还行"的效果，但根因还在，换个光照条件就原形毕露。