Fenglvv's Toon Shader
主观渲染的日式风格角色。模型来自 少女前线2 MMD.
介绍
这个着色器展示了渲染日式卡通角色的部分过程。该着色器基于Unity URP，并利用URP RenderFeature 来定制渲染管线。
Shader 特性
- 外描边：使用脚本平滑法线并转化到tangent空间，记录到顶点色rgb中，使用alpha控制描边粗细
内描边：屏幕空间比较模型深度和周围深度，超过阈值则画为外描边
基本着色：使用 Lambert 二分 + GGX 高光 + 环境 CubeMap + 暗部叠加渐变贴图
- SDF面部阴影：使用角色前向和光线的夹角计算step值，将SDF贴图二分为阴影和非阴影区域
眉毛穿过头发：将头发和面部写入模板，眉毛在最后绘制，绘制在面部和头发上方
屏幕空间刘海阴影：将面部写入模板，将头发沿着光线方向偏移，以阴影颜色在模板区域绘制
- 使用顶点色alpha通道控制外描边粗细，修整角色头发和面部描边
- 法线重映射来优化高光形状
将头发法线映射到近似球形，避免刘海亮暗二分细碎，得到平滑的头发明暗分布
- 沿高光流动方向为头发绘制 Flow Map, 转化到 Tangent 空间，存储到贴图中
使用kajiya-kay方法绘制双层高光
- 使用视差方法绘制眼球，让眼球看起来具有深度
- 使用与 Directional Light 相同方向的阴影相机单独记录特定tag物体的深度，在shader中比较阴影相机深度实现高精度的角色自投影
借物表
Unity 工具开发： 法线平滑工具