Blender 水墨材质实现过程剖析01
Posted 九九345
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Blender 水墨材质实现过程剖析01相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
写在前面
想把Blender一位大佬演示的Blender水墨材质过程，在Unity用Shader重现，过程中会拿能拿到的节点代码举例（ShaderGraph或者UE的都会有）。第一步当然是要跟着人家做一遍！我会尽可能地分析一下每一步的原理~
1 描边效果+内部颜色
节点一览：
Fresnel节点
这个节点其实实现的是菲涅尔效果，严格遵守“入射角越大，反射光越多”，直接拿n和v来判断（跟BRDF里的F项关系不大，F项是微观的vh），几乎都是用来计算视角边缘区域——以实现边缘光或者描边的效果。
UE里蓝图也有相似节点——Fresnel节点，节点代码：
half Fresnel(half Exponent, half BaseReflectionFraction)
half NoV = max(dot(N, V), 0.0f);
half Fres = pow(abs(1 - NoV), Exponent);
Fres = Fres * (1 - BaseReflectionFracetion) + BaseReflectionFraction;
return Fres;
其中F0是基础反射率，相当于(Exponent为5的情况）：
ShaderGraph也有对应的Fresnel Effect节点，节点代码：
void Unity_FresnelEffect_float(float3 Normal, float3 ViewDir, float Power, out float Out)
Out = pow((1.0 - saturate(dot(normalize(Normal), normalize(ViewDir)))), Power);
输入的Power相当于UE里的Exponent，用以控制边缘强度。
但是Blender只有IOR项。
IOR影响的是什么
我们先看看这张图，是把Fresnel放在自发光层为了让反射率可视化，Fresnel节点输入的IOR值越大，意味着每个像素的反射率越高（像素点越白），那么颜色过渡的范围就会缩小，IOR大到一定程度，菲涅尔效应就几乎没有了。
ColorRamp节点
你会发现虽然是ColorRamp，但输出的值仅仅是一个数Factor，去参与混合Shader，所以！这里的ColorRamp实际上只是在用黑白两个色去规范取值，原始的Fresnel值输出是这样的：
所以需要Ramp一下让边缘别这么太过渡，边缘硬一点、交界明显一点。
然后拿这个硬一点的结果，MixShader一下，两个Emission材质仅仅是用来给定内颜色和边缘颜色的。
那么第一部分，边缘，如果在Unity里实现，直接以nv判断边缘再ifelse条件去硬化边缘就行！
当然，实际上ColorRamp远不止这样，有时候还会有多个Factor+多个Color同时组成一个Ramp图，TA意识觉醒——要是能用代码方式实现一个ColorRamp
有大佬在Unity Shader实现了Color Ramp：[技术美术Demo]-小工具制作Ramp图
知乎上也发现了一篇：实现Unity 后处理特效 (3) _渐变 Ramp
以及：【Unity工具】使用Shader快速实时生成复合Ramp图
完美！后期复刻一个出来吧，作为实现水墨风小Demo的一个小分支，丰富自己作品的工作量。
2 滤波纹理添加勾线细节
节点一览：
这部分简单，就是用噪声纹理当作一张Bump Texture，然后连给Fresnel节点的Normal通道，相当于改变dot(n,v)计算的n，单独输出影响之后的Fresnel：
因为我们看到的东西中间都是纯色的、再加上水墨风格需要的颜色比较淡、所以说这里仅仅算是给描边做了一个细节遮罩，让他有一种笔触感，当然在实现的时候可以直接传入笔刷Texture，采样这张Texture后，改变worldNormal就行。
3 丰富内颜色
节点一览
单独预览Mix后的效果：
Layber Weight 层权重
这就是个神奇的节点！很多效果都有它的身影，我们一点一点看。
骨骼的权重
在骨骼动画里，权重值越高，该节骨骼对相应网格的影响便越大，由于存在多节骨骼对相同网格存在影响，此时便要通过权重值来决定优先级。所以骨骼绑定也叫做刷权重。（ 解释参考自Unity骨骼动画的总结）
Shader中的权重
权重在Shader里指——两个系数A和B谁占比更多，比如Mix Shader：
权重就是Factor参数——Factor越小，代表Color1在输出中的占比越小。代码表示的话可以是：
float4 MixShader(float Fac, float4 Color1, float4 Color2)
return Fac * Color1 + (1 - Fac) * Color2;
层的权重-Fresnel
Layer Weight本身节点如下：
Fresnel输出效果有点类似Fresnel？如果把上面实现描边的Fresnel换成Layer Weight看看有什么不同，
惊，只要参数正确，效果是一样的，且Blender参数在（0,1），调整起来比IOR更容易一些。
层的权重-Facing
面朝向输出，我们如果单独输出Facing值：
对于球来说，越到边缘越白（亮），中间越黑（暗），事实上由于球的表面是平滑过渡的，法线也是平滑的，中间相当于视线垂直于面（n和v夹角为0），边缘相当于掠射（夹角为90°）。
啊，这时候就有疑问了——感觉和菲涅尔输出差不多意思，掠射为白，垂直为黑？
球简直是个个例，我们给球法线扰动一下，然后加上ColorRamp去对比一下输出Fresnel和输出Facing的区别：
左为Fresnel，右为Facing，为了对比更明显Blend参数都设置为0.5，给了噪声贴图传入Bump作为Normal输入，测试节点大概长这样：
对比下来你会发现，Facing更贴近于通过n去影响最终的占比，v越是掠射，越是贴近ColorRamp的最后一个色值，v越是垂直，越贴近第一个色值，而角度处于中间部分，就开始在色值上面均匀取色。
而Fresnel很大程度就是在扮演菲涅尔效应的角色，变化永远围绕着那个菲涅尔效应的光环去实现影响：
想看更加清晰的对比，我们把ColorRamp提升到三个色值变化（啊啊颜色随便取的，意在做测试，有点丑orz）：
仍旧是左边Fresnel右边Facing，这样差别就超级明显了！！Fresnel边缘一点，Facing是全局的变化。
可以参考这篇文章，相信你会对面权重节点有更加清晰的认识：Blender着色器节点教程 —— Layer Weight
层权重-Facing节点其实在Blender是很常用的，怎么在代码里用函数表示呢？实际上就是一个将n*v值原原本本作为一个影响因子输出了，比较下来Fresnel输出公式需要有额外的乘法去拟合菲涅尔效应。感兴趣的话可以关注我后面的uniyt shader实现篇！
接着回到我们的水墨节点部分。
擅用Noise和ColorRamp
首先，层权重输出面朝向+ColorRamp：
和NoiseTexture，
二者Add一下：
这很好理解吧，白的通道都是1，黑的0，0+0=0，0+1=1，所以中间白起来了！
接着ColorRamp一下，给他边缘颜色加深，当作遮罩：
接着又老操作，NoiseTexture+ColorRamp搞了两个颜色：
用上面的遮罩Mix这两个效果Color，暗一点的作为第一个Color，亮一点的第二个，效果的话就会是遮罩黑色部分（0）完全取第一个Color，白色部分完全取第二个Color，中间的取二者mix的过渡，最后的效果就会是：
和描边效果混合
还记得最开始的两个Emission，一个是内色、一个是秒变色：
把上面实现的颜色作为内色，最后的效果就是：
有那味儿了有那味儿了！
4 加内描边
再次复用菲涅尔节点，拉个ColorRamp一下，内描边就有啦：
这其实才是整个视频的前3min半，后面还涉及到了着色，打算先在Unity里做一遍看看！再继续。
Blender材质贴图入门图文教程
推荐：将 NSDT场景编辑器 加入你的3D开发工具链
大家好，今天跟大家分享Blender材质贴图入门图文教程，一套blender的PBR材质包，和HDRI环境纹理贴图，在文末领取，希望能助到大家更高效完成场景练习。
据我了解，越来越多人开始学习了blender这款软件，很多是想学而没有时间学，我这次将带大家了解和学习，简单给模型上材质的过程。先来康康最终渲染好的贴图，然后进入过程讲解。
1、创建平面
（1）.双击打开blender；
（2）删除中间的box，使用快捷键shift+a创建一个平面；
2、创建视窗
为了分开方便操作，我们把底部再拖出一个窗口。在左边的编辑器类型里，选择着色编辑器，并点击新建。这样就得到了两个操作视窗。
3、链接材质
接着我们打开下载好的材质包，选择一个材质文件夹，往里面拖入贴图，可以先拖入三张贴图，分别是颜色，法线及光滑度贴图。
点击小黄点，把节点连接起来，这样就算给模型附上材质了。举一反三，其他模型也可以像这样，给没有材质的模型附上材质。
4、渲染预览
根据上述，材质节点已经链接好了，我们来看看效果，打开视窗右上角的渲染预览，默认的渲染引擎是eevee，它能实时预览视窗中的效果，除非面数过多，不然是非常流畅的。
5、添加环境
在右边的世界属性中，点击颜色旁边的小圆圈，然后选择环境纹理后，点击打开，找到存放HDRI环境纹理的文件夹，并选择一张天空打开。
如果环境光太亮，这里可以调整天空的光源强度
6、添加节点
我们得到这样一个渲染效果后，可以发现，现在的水面太光滑了，我们可以降低一点高光，并在空白处按shift+a，在转换器里添加一个颜色渐变，来进一步调整水面的效果。
添加了颜色渐变这个节点后，我们下一步要把它连接上去，拖住颜色渐变的顶部蓝色位置，移到光滑度贴图和糙度连接的线之间，它会自动连接上去。然后左右拖动中间的黑白条，达到想要的效果。
7、添加灯光
在场景中按shift+a，添加一个点光或聚光都可，
想要暗一点的环境，还可以在颜色添加一个伽马节点，把数值1改为1.3，伽马节点控制着场景的亮度。
这就是最终呈现了贴图了，大家动起来试试吧。
好啦，这次分享就到这里了~分享若有不足之处还望大家海涵，贴图在下方链接获取。
链接：https://pan.baidu.com/s/1XJF0CvonvlPpb5esG4R6Dg
提取码：tg03
以上是关于Blender 水墨材质实现过程剖析01的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章