Unity酱~ 卡通渲染技术分析

Posted 2020-11-25 lijiajia

前面的话

上一篇Unity酱~ 卡通渲染技术分析（一） 写了CharaMain.cginc，服装的渲染是怎么实现的。这篇来分析一下头发跟皮肤的实现

头发

本来以为unitychan的头发会有各向异性的实现，没想到她也是用的CharaMain.cginc实现的。我们来看看头发的材质

其他实现都一样，也是通过高光反射贴图来控制高光区域跟反射区域

计算法线跟视角向量的点积，这样的效果是越垂直于视角向量的高光越大，然后用RGB贴图来控制哪些区域更容易出高光

反射依然是用A通道来控制，越白的地方，反射的越强

如何实现皮肤效果

这么漂亮的皮肤，其实只用了两个效果就实现了

漫反射+边缘光

这一次我们来详细说一下漫反射的实现

    float_t normalDotEye = dot( i.normal, i.eyeDir );
    float_t falloffU = clamp( 1 - abs( normalDotEye ), 0.02, 0.98 );

还是用法线跟视角向量的点积，并且限制在了0.02到0.98的范围。
本来是夹角越小的值越大，夹角越大的值越小，用1 - 去点积的绝对值后，表示越靠近视角向量的，就越接近0。跟视角向量夹角越大，值也就越大，也就是边缘的部位值会越大

    float4_t falloffSamplerColor = FALLOFF_POWER * tex2D( _FalloffSampler, float2( falloffU, 0.25f ) );
    float3_t combinedColor = lerp( diffSamplerColor.rgb, falloffSamplerColor.rgb * diffSamplerColor.rgb, falloffSamplerColor.a );

用刚刚求出来的值，采样的这张衰减贴图，也就是反映出皮肤质感的重要一步了！值越大，采样出的颜色就越接近肉色。也就是越边缘越接近肉色

FALLOFF_POWER 是一个衰减系数，skin shader中的值为1，也就是不衰减

再加上边缘高光

总结

unity chan的技术分析差不多完了，主要的技术特点如下：

1. 漫反射是用N.V的值去采样一张衰减贴图实现的，这张贴图还可以用来实现皮肤效果
2. 通过一张高光反射贴图来控制高光的细节，以及哪些区域要显示反射
3. 边缘光没用菲涅尔反射，而是采样rim贴图后去乘以漫反射值得到的边缘高光
4. 描边不是纯色的，采样了纹理颜色，再做了暗化处理

最后再来两张照片吧~~ 这套渲染效果其实还是蛮不错的