UE4描边材质制作方法与实现详解
在卡通风格游戏或需要高视觉辨识度的交互场景中，你是否曾为角色“融”进背景而苦恼？一个简洁有力的描边，往往能让目标瞬间脱颖而出。Unreal Engine 4 虽然没有内置描边功能，但通过CustomDepth与后处理材质的组合拳，我们可以实现一套高效、灵活且非侵入式的轮廓渲染方案。
这套技术的核心思路并不复杂：先标记出想描边的对象，再在屏幕空间里“找边界”。听起来像图像处理中的边缘检测？没错，正是如此——只不过我们用的是引擎提供的深度通道，而不是原始像素颜色。
Custom Depth 是什么？它为何适合做描边？
CustomDepth是 UE4 中一个可选的渲染通道，允许开发者控制哪些物体写入特殊的深度信息。默认情况下，所有物体都会参与主深度（Scene Depth）的计算，但CustomDepth是独立的，只有显式开启的对象才会被记录。
关键点在于：你可以选择性地让某些模型“留下痕迹”。比如只给玩家角色或可交互物体开启Render CustomDepth Pass，它们就会在SceneTexture:CustomDepth中留下非零值，而其他物体则保持默认背景值（通常是1.0）。
这就为我们提供了“标记-检测”的基础条件。想象一下，在一张白纸上用铅笔轻轻画几个形状——这些就是开启了 CustomDepth 的模型。接下来我们做的，就是在屏幕上扫描每一个像素，看看它的周围有没有“被画过”的区域，而当前点本身却是空白的。一旦发现这种情况，就说明这里处于轮廓边缘。
描边实现流程：从标记到输出
整个过程可以拆解为五个关键步骤，全部在材质编辑器中完成：
第一步：获取正确的屏幕坐标与像素尺寸
很多初学者直接使用ScreenPosition做偏移，结果发现描边粗细随分辨率剧烈变化。问题出在没有归一化像素单位。
正确做法是结合SceneTexelSize来获得单个像素的实际大小。例如在 1920×1080 分辨率下，每个像素宽约1/1920 ≈ 0.00052。我们将这个值乘以一个自定义参数OutlineWidth（比如设为 2），就能实现稳定的两像素宽度描边。
float2 PixelOffset = TexelSize * OutlineWidth;这样无论运行在 720p 还是 4K 屏幕上，描边视觉宽度都保持一致。
第二步：构建四方向采样 UV
我们要判断当前像素上下左右四个邻域是否存在 CustomDepth 数据。为此需要生成四组偏移后的 UV 坐标。
| 方向 | X 偏移量 | Y 偏移量 |
|---|---|---|
| 上 | 0 | -PixelOffset.y |
| 下 | 0 | +PixelOffset.y |
| 左 | -PixelOffset.x | 0 |
| 右 | +PixelOffset.x | 0 |
每组 UV 都基于原始ScreenPosition加上对应方向的偏移向量。注意这里的ScreenPosition输出的是裁剪空间坐标（[-1,1]范围），需通过SceneTextureSamplingData正确采样。
第三步：采样并对比，生成边缘掩码
对中心点和四个方向分别采样SceneTexture(CustomDepth)，得到五个浮点值。通常未写入的对象返回接近 1.0 的值，而标记对象返回较小的正数（如 0.1~0.5，具体取决于渲染顺序）。
我们关心的是：邻居有数据，但我没有。这说明当前像素位于描边外侧。
常用判断逻辑如下：
float center = SceneTexture(CustomDepth, UV_center); float sample = SceneTexture(CustomDepth, UV_offset); // 如果 sample 明显小于 1.0，则认为该位置有对象 bool hasNeighbor = sample < 0.5; // 当前点无对象，但邻居有 → 边缘成立 float edge = (center >= 0.5 && hasNeighbor) ? 1.0 : 0.0;在材质图中，可用Step(0.5, x)模拟阈值判断，并用减法+饱和化处理得到干净的 0/1 掩码：
EdgeMask = saturate(step(0.5, NeighborValue) - step(0.5, CenterValue));将四个方向的结果相加，得到最终轮廓强度图。你可以进一步用Clamp(0,1)或Saturate控制最大值，避免过曝。
第四步：混合原图与描边色
有了边缘掩码后，只需将其作为 Alpha 通道，混合原始画面与描边颜色即可。
Lerp(PostProcessInput0, OutlineColor, EdgeMask)其中：
-PostProcessInput0是输入的原始渲染结果
-OutlineColor可设为参数（如红色(1,0,0)）
-EdgeMask即前面计算出的轮廓强度
如果你想实现更高级的效果，比如描边渐变、脉动动画，可以在OutlineColor上叠加时间函数（Time * PulseSpeed）来驱动颜色变化。
第五步：优化与进阶技巧
✅ 添加轻微模糊提升观感
硬边描边容易产生锯齿感，尤其在低分辨率设备上。建议对EdgeMask先做一次轻量级模糊，比如使用简单的盒式模糊（Box Blur）结构：
Sample at (-1,-1), (-1,+1), (+1,-1), (+1,+1) Average all four samples with center虽然 UE4 材质中不能直接调用“Blur”，但可以通过手动多点采样模拟。控制模糊半径不要过大，否则会影响轮廓清晰度。
✅ 支持多层级描边
有时候你需要区分不同类型的描边：队友蓝色、敌人红色、高亮黄色。这时可以借助CustomStencil Buffer配合不同的 Stencil Value 实现分层检测。
不过更简单的方式是在蓝图中动态切换Render CustomDepth的启用状态，配合多个后处理权重控制，实现按需描边。
✅ 性能注意事项
- 仅对必要对象开启 CustomDepth：全局开启会显著增加 GBuffer 写入带宽，尤其在移动平台。
- 控制描边宽度上限：过大的
OutlineWidth会导致多次纹理采样，影响填充率。 - 考虑降分辨率后处理：可在项目设置中将后处理降为 ½ 或 ¼ 分辨率，大幅提升性能。
实际应用案例解析
这类描边方案已在多种项目类型中验证其价值：
| 应用场景 | 实现方式 | 效果说明 |
|---|---|---|
| 角色选中反馈 | 鼠标悬停时，蓝图中启用RenderCustomDepth | 即时视觉响应，增强交互感知 |
| 敌人仇恨提示 | 受击时激活描边，并通过动态参数控制颜色闪烁 | 玩家快速识别威胁来源 |
| 卡通渲染管线 | 结合 Cel Shading 主色调 + 此描边作为轮廓线 | 构成完整 Toon Shader 风格 |
| 新手引导高亮 | 对任务相关道具临时添加描边 | 引导注意力，降低学习成本 |
| 多人协作标识 | 不同队伍使用不同描边颜色 | 团队协作中快速分辨身份 |
甚至在一些 AR/VR 项目中，这种屏幕空间描边也被用于突出虚拟物体与真实环境的边界，帮助用户聚焦。
常见问题及调试建议
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 完全看不到描边 | 未在组件上开启Render CustomDepth | 检查静态网格体或骨骼网格体属性面板 |
| 全屏泛红或噪点严重 | 全局启用了 CustomDepth 渲染 | 关闭不需要的对象的 CustomDepth 输出 |
| 移动端帧率下降明显 | 后处理分辨率过高或采样过多 | 降低后处理分辨率或简化算法 |
| 描边闪烁或跳动 | 动画变形导致边缘抖动 | 使用世界坐标偏移时注意精度补偿 |
| 多个物体描边互相干扰 | 所有对象共用同一 depth 层 | 尝试结合 CustomStencil 分通道处理 |
一个小技巧：在调试时，可以临时将SceneTexture(CustomDepth)直接输出到屏幕，查看哪些物体真正写入了数据。如果全是黑或全白，说明标记环节出了问题。
更多可能性：从描边出发的特效拓展
掌握了这套机制后，你会发现它不只是用来“画圈”的工具，而是一个通用的屏幕空间对象检测框架。由此可延伸出一系列高级效果：
✅ 发光轮廓（Glow Outline）
对原始边缘掩码进行多级扩散模糊（pyramid blur），然后叠加回画面，形成柔和的辉光效果。适合用于魔法选中、稀有物品高亮等氛围营造。
✅ 内描边（Inner Outline）
反转逻辑：检测“中心有点，四周没点”的情况，即可得到内轮廓。适用于强调内部结构或制作腐蚀边缘效果。
✅ 动态宽度描边
根据物体距离相机远近调整OutlineWidth参数。近距离描边细，远距离自动加粗，确保远处目标依然可见。
float distance = length(WorldPosition - CameraPosition); OutlineWidth = lerp(3.0, 1.0, saturate(distance / 1000));✅ 骨骼动画兼容性
该方案对 Skinned Mesh 同样有效！因为CustomDepth是在顶点变换后写入的，即使模型在做复杂动画，边缘仍能准确跟随。
写在最后：为什么这个方案值得掌握？
在众多描边实现方式中，基于CustomDepth的后处理方案之所以广受青睐，是因为它具备几个难以替代的优势：
- 完全非侵入式：无需修改模型拓扑、UV 或基础材质，仅靠组件开关即可控制；
- 集中管理：所有描边逻辑集中在单一材质中，便于统一维护和风格调整；
- 跨平台可用：从前向渲染到延迟渲染，从 PC 到移动端均可运行；
- 易于扩展：支持颜色、宽度、模糊、动画等全方位参数化调节。
更重要的是，它教会我们一种思维方式：利用专用渲染通道传递语义信息，在后期阶段进行智能识别与反馈。这种“标记-检测-响应”的模式，正是现代实时渲染中许多高级特效的基础。
🎯动手试试看吧！
打开你的 UE4 项目，按照以下几步快速验证效果：
- 创建一个新关卡，放入一个 Cube 和一个 Sphere；
- 选中其中一个，进入 Details 面板，找到其 StaticMeshComponent；
- 勾选Render CustomDepth Pass；
- 创建一个新的 Post Process Material，搭建上述节点逻辑；
- 将该材质拖入 Post Process Volume 并启用；
- Play 查看结果！
当你看到那个熟悉的红色轮廓稳稳地包覆在模型边缘时，你就已经掌握了通往高级视觉表现的一把钥匙。
别忘了，真正的渲染艺术不在于炫技，而在于如何用最稳健的方式解决问题。而这套描边方案，正是这一理念的完美体现。
