unity shader渐变纹理卡通化着色效果

本文主要是介绍unity shader渐变纹理卡通化着色效果，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

有时纹理贴图的作用不仅仅是给模型贴上一层“外衣”，一些其他的效果也可以使用贴图来完成，比如使用渐变纹理来使物体有一定的卡通化效果。

回想一下看过的一些动画就可以知道，动画里人物的绘制的明暗区域的过渡非常直接，如下图，可以看到几乎不是纯黑就是纯白。
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那么我们也可以在unity shader中实现大致的效果，主要思路就是制作一张渐变纹理。
然后使用phong光照模型中的漫反射公式，即法线点乘光照方向，来得到一点的亮度信息。此时如果直接使用此亮度信息，就会得到一个过渡十分均匀的效果，那么为了得到动画中几乎没有明暗过渡区域的那种效果，我们需要用亮度值在渐变纹理上做一次映射。

我们使用的渐变纹理如下,此时进行映射，就可以得到诸如亮度值大于多少，都变成一个固定的值，这样就可以得到几乎没有明暗过渡的效果。
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主要代码就是先计算出世界坐标下的法线和光照方向，然后进行点乘。
还要做一个映射，因为单位向量点乘结果范围是[-1,1]，而uv坐标范围是[0,1]

 fixed value = dot(worldNormal, worldLightDir)/2+0.5;

最后用这个亮度值在渐变纹理上进行重新映射，再乘上原本的纹理颜色
主要代码基本就是这样，非常的简单

fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);
float3 diffuse = tex2D(_RampTex,fixed2(value, value)) * col

完整代码如下

Shader "Test/cartoon"
{Properties{_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}_RampTex ("Ramp Texture", 2D) = "white" {}}SubShader{Tags{"RenderType"="Opaque"}LOD 100Pass{CGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag// make fog work#pragma multi_compile_fog#include "UnityCG.cginc"struct appdata{float4 vertex : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;float3 normal : NORMAL;};struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;UNITY_FOG_COORDS(1)float4 vertex : SV_POSITION;float3 worldPos:TEXCOORD2;float3 worldNormal:TEXCOORD3;};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;sampler2D _RampTex;v2f vert(appdata v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);UNITY_TRANSFER_FOG(o, o.vertex);o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);o.worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{// sample the texturefixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);// apply fogUNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);float3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz * col.rgb;float3 worldLightDir = normalize(UnityWorldSpaceLightDir(i.worldPos));float3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);fixed value = dot(worldNormal, worldLightDir)/2+0.5;float3 diffuse = tex2D(_RampTex,fixed2(value, value)) * col*0.6f;return fixed4(ambient + diffuse, 1);}ENDCG}}
}

上图是使用unity自带的标准着色器的效果，下图是使用我们刚刚包括渐变纹理的着色的的效果，可以看到在明暗过渡上我们的着色器更加直接，更加像动画的明暗绘制手法。
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当然，一个完整的卡通化效果单靠一个渐变纹理是不行的，在游戏中往往还需要添加描边等多种效果。而且还需要和模型师合作，做出来的模型本身就需要比较卡通，比如我们刚刚随便找的这个模型，人脸明显就是写实的绘制手法，包括衣服纹理的绘制也是比较写实的，而且衣服上也已经本身绘制上了很多褶皱和阴影。这样即使添加了卡通化的着色器，看上去效果也不是那么的理想。

我又找了一个本身就比较卡通的模型，这个时候再用两种着色器进行对比，可以发现效果明显了很多
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