二次元卡通角色渲染技术概述

Posted 2022-12-04 海洋_

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概述

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好久没写博客了，最近一直在学习二次元卡通渲染技术，自从崩坏三，闪耀暖暖等二次元游戏出来后，作为程序员对他们使用的渲染技术很感兴趣，二次元卡通目前主要分为欧美卡通和日式卡通，我们以日式卡通为例给读者分享做卡通渲染主要运用哪些技术。二次元游戏在角色渲染和场景渲染方面跟我们以前开发的次世代游戏或者RPG游戏中的渲染还是有区别的。我们以前做RPG游戏或者次世代游戏，主要是Shader的编写，美术材质这块只需要把高光，法线，反射以及环境映射等等这些贴图制作好就完事了，而二次元卡通渲染就不一样了，它不仅体现在shader的编写上，而且对贴图的也是有要求的，尤其是一些细节需要美术在贴图上做文章，做一些细节的刻画，原理大家都明白，但是很多公司出来的效果并没有达到比较完美的程度，这个跟细节有很大关系，当然Shader渲染也是很重要的。总之，做二次元游戏必备的两个条件是：强大的美术团队+强大的图形渲染团队。下面我们主要从技术角度给读者分享二次元次世代卡通渲染需要掌握哪些技术？
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二次元次世代核心技术

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有想成为技术美术TA或者想学习二次元渲染技术的，我将核心技术点给读者列举一下：

下面给读者介绍一下上面提到的二次元核心技术点，先介绍主纹理，主纹理也是就通常说的Diffuse贴图，该帖图在以前制作时我们一般只制作一张贴图，而在卡通渲染时，通常会制作多张，为的是将纹理进一步细化，如下所示：

在介绍一下阴影，卡通渲染的标配，每个角色都会有阴影渲染，这个阴影是针对模型自身的，不是我们说的实时阴影。设置如下所示：

在Unity引擎的效果如下所示：

在上图中红色方框内的有明暗相间的就是我们说的阴影。再看一下Rim光的实现，在编辑器中的效果如下所示：

渲染效果如下所示：

在模型的边上有红色的Rim光实现，在介绍MatCap，MatCap简单的说就是用贴图实现高光，反射等效果，因为使用MatCap使用空间换时间，尤其在手机端还是非常适用的。我们这里就不掩饰效果了，只把编辑器中的设置给读者介绍如下：

最后介绍自发光和轮廓线，在编辑器中的设置如下所示：

引擎渲染效果如下所示：

最后介绍各向异性高光渲染效果如下所示：

上图头发白色的就是各向异性高光实现的效果，它会根据灯光方向发生变化的，只是一个简单的演示，市面上的卡通渲染效果，大部分都是通过贴图实现的，比如下面所示的：

各向异性是根据切线计算的，所以这里面会涉及到法线的修正，我使用的模型只是给读者介绍一下它们实现的效果，并没有真正的去修正法线。另外，各向异性还可以用于丝绸的渲染以及金属渲染。在这里只是给读者把二次元游戏开发涉及到的渲染技术做了一个汇总并没有涉及到具体的实现。另外，Unity官方提供了一个二次元渲染的案例，大家可以学习此案例并且在此基础上做一些修改。网址：
二次元渲染代码下载
各项异性技术文档

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总结

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作为二次元卡通渲染，本篇只是给读者列举了卡通渲染需要的技术点，满足这些就可以实现出比较酷炫的渲染，当然还需要美术的配合，二者缺一不可。本篇文章并没有涉及到具体的算法，以上列举的技术网上都有现成的算法实现，拿过来使用就可以，关键的问题是要知道渲染方法。除了角色的渲染，特效，场景后处理也是必须滴，这样三者结合起来才能达到想要的最好效果。