Unity中二次元渲染算法總彙

Unity在5.0版本升級了基於物理的着色器，能很大程度的提升遊戲開發者在寫實類遊戲中的畫面效果，可是在國內強力遊戲廠商都有自己的一套特殊渲染方式，比如知名的《崩壞3》。本篇文章就總結了博毅創爲教育集團在二次元渲染上的所有成就。

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1.Ramp Map

原理，講Dot(Normal,LightDirection)從(-1,1)的範圍重映射到(0,1)之間。使用重映射的值對貼圖進行採樣。Shader Forge實現如圖。除了在Dot(Normal,LightDirection)上可以採樣，我們還可以將邊緣光的值也納入考量，這樣就可以完整對一個2D貼圖進行採樣。

主要使用範圍。將漫反射從純粹的黑白變化到具有風格化感覺的貼圖上。

《軍團要塞2》

使用的Ramp Map

 

2.外輪廓線

使用特殊的Pass繪製一遍物體。這個Pass不進行背面剔除而是進行正面剔除。

ShaderForge實現

輪廓線繪製代碼

1. Tags {
2. "RenderType"="Opaque"
3. }
4. Pass {
5. Name "Outline"
6. Tags {
7. }
8. Cull Front
9.  
10. CGPROGRAM
11. #pragma vertex vert
12. #pragma fragment frag
13. #include "UnityCG.cginc"
14. #pragma fragmentoption ARB_precision_hint_fastest
15. #pragma target 3.0
16. uniform float _OutLineWidth;
17. uniform float4 _OutLineColor;
18. struct VertexInput {
19. float4 vertex : POSITION;
20. float3 normal : NORMAL;
21. };
22. struct VertexOutput {
23. float4 pos : SV_POSITION;
24. };
25. VertexOutput vert (VertexInput v) {
26. VertexOutput o = (VertexOutput)0;
27. o.pos = UnityObjectToClipPos( float4(v.vertex.xyz + v.normal*_OutLineWidth,1) );
28. return o;
29. }
30. float4 frag(VertexOutput i) : COLOR {
31. return fixed4(_OutLineColor.rgb,0);
32. }
33. ENDCG
34. }

粘貼到subshader即可使用。

3.邊緣光RimLight

max(0,dot(viewDir, normal))^Strength在物體邊緣增加一層光效或用於對人物照明的補充。

Shader Forge實現

效果

4.Tone Based Shading

   

公式中α,β,Kblue,Kyellow,kd都是可調節參數。主要使用在接近插畫類的渲染中，用於創建過渡自然的場景，比如《紀念碑谷》一類的

 

1. 日式賽璐璐着色

模擬日式賽璐璐畫法中陰影中的色彩和普通色彩分離的一個效果。色彩分爲高光部，亮部，影部三部分。

現在資料中，GUILTY GEAR Xrd算實現得最好的。片元着色器部分僞代碼如下

dark = dot(normal,lightDir)*AO*Shadow;

Color_shadow = Color_Light*ShadowAdjust;

LightTerm = dark<threshlod?Color_shadow:Color_Light;

Shadow來源於陰影貼圖,Color_Light來源於底色貼圖.ShadowAdjust來源於底色處於陰影環境中的調整。

完整Color =LightTerm+Specluar;

Specular使用標準的Blinn-phong光照模型。

 

博毅創爲VIP課程實踐中會將上述所有內容整合起來完成GGXRD中的二次元渲染