类崩坏三NPR渲染分析(一)

2023-11-26 21:50
文章标签 分析 渲染 崩坏 npr

本文主要是介绍类崩坏三NPR渲染分析(一),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!

类崩坏三NPR渲染分析(一)

  • 使用MatCap实现空之律者的翅膀效果
    • 什么是MatCap
    • 实现组成
    • 描边效果
    • MatCap Shader
    • 完整代码

使用MatCap实现空之律者的翅膀效果

在这里插入图片描述

什么是MatCap

Material Capture(材质捕获),通常被简称为MatCap,在Zbrush、Sculptris、Mudbox等3D软件中有比较多的使用。

MatCap Shader的基本思路是,使用某特定材质球的贴图,作为当前材质的视图空间环境贴图(view-space environment map),来实现具有均匀表面着色的反射材质物体的显示。考虑到物体的所有法线的投影的范围在x(-1,1),y(-1,1),构成了一个圆形,所以MatCap 贴图中存储光照信息的区域是一个圆形。

基于MatCap思想的Shader,可以无需提供任何光照,只需提供一张或多张合适的MatCap贴图作为光照结果的“指导”即可。

实现组成

1.首先我们需要实现的描边效果
2.在描边的基础上我们加上MatCap效果来模拟PBR
3.在此基础之上再加上扭曲效果、菲涅尔反射和高光

描边效果

我们采用的是法线外扩的方法来实现描边效果
在这里插入图片描述
加了蓝色的描边效果

SubShader {Tags {"RenderType"="Opaque"}Pass {Name "Outline"Tags {}Cull FrontCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#pragma fragmentoption ARB_precision_hint_fastest#pragma multi_compile_shadowcaster#pragma multi_compile_fog#pragma only_renderers d3d9 d3d11 glcore gles #pragma target 3.0uniform float _LineWidth;uniform float4 _LineColor;struct VertexInput {float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;};struct VertexOutput {float4 pos : SV_POSITION;UNITY_FOG_COORDS(0)};VertexOutput vert (VertexInput v) {VertexOutput o = (VertexOutput)0;o.pos = UnityObjectToClipPos( float4(v.vertex.xyz + v.normal*_LineWidth,1) );UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);return o;}float4 frag(VertexOutput i, float facing : VFACE) : COLOR {float isFrontFace = ( facing >= 0 ? 1 : 0 );float faceSign = ( facing >= 0 ? 1 : -1 );return fixed4(_LineColor.rgb,0);}ENDCG}

MatCap Shader

在这里插入图片描述

 Pass {Name "FORWARD"Tags {"LightMode"="ForwardBase"}Cull OffCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#define UNITY_PASS_FORWARDBASE#include "UnityCG.cginc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows#pragma multi_compile_fog#pragma only_renderers d3d9 d3d11 glcore gles #pragma target 3.0uniform sampler2D _MainTex; uniform float4 _MainTex_ST;uniform float _FresnelPower;uniform float4 _FresnelColor;uniform float4 _MainColor;uniform sampler2D _MatCap; uniform float4 _MatCap_ST;uniform sampler2D _BumpMap; uniform float4 _BumpMap_ST;struct VertexInput {float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;float4 tangent : TANGENT;float2 texcoord0 : TEXCOORD0;};struct VertexOutput {float4 pos : SV_POSITION;float2 uv0 : TEXCOORD0;float4 posWorld : TEXCOORD1;float3 normalDir : TEXCOORD2;float3 tangentDir : TEXCOORD3;float3 bitangentDir : TEXCOORD4;UNITY_FOG_COORDS(4)};VertexOutput vert (VertexInput v) {VertexOutput o = (VertexOutput)0;o.uv0 = v.texcoord0;o.normalDir = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);o.pos = UnityObjectToClipPos( v.vertex );o.tangentDir = normalize( mul( unity_ObjectToWorld, float4( v.tangent.xyz, 0.0 ) ).xyz );o.bitangentDir = normalize(cross(o.normalDir, o.tangentDir) * v.tangent.w);o.posWorld = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);return o;}float4 frag(VertexOutput i, float facing : VFACE) : COLOR {float isFrontFace = ( facing >= 0 ? 1 : 0 );float faceSign = ( facing >= 0 ? 1 : -1 );i.normalDir = normalize(i.normalDir);i.normalDir *= faceSign;float3 viewDirection = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.posWorld.xyz);float3 normalDirection = i.normalDir;float4 _MainTex_var = tex2D(_MainTex,TRANSFORM_TEX(i.uv0, _MainTex));float3x3 tangentTransform = float3x3( i.tangentDir, i.bitangentDir, i.normalDir);float4 _BumpMap_var = tex2D(_BumpMap,TRANSFORM_TEX(i.uv0, _BumpMap));float3 normalLocal = _BumpMap_var.rgb;float3 normalDir = normalize(mul(normalLocal, tangentTransform )); // Perturbed normalsfloat2 _MatCaprg = (mul( UNITY_MATRIX_V, float4(normalDir,0) ).xyz.rgb*0.5+0.5).rg;float4 _MatCap_var = tex2D(_MatCap,TRANSFORM_TEX(_MatCaprg, _MatCap));float3 finalColor = ((_MainColor.rgb*_MainTex_var.rgb)+(pow(1.0-max(0,dot(normalDirection, viewDirection)),_FresnelPower)*_FresnelColor.rgb));finalColor = finalColor + _MatCap_var * _MainColor;fixed4 finalRGBA = fixed4(finalColor,1);UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, finalRGBA);return finalRGBA;}ENDCG}

完整代码

Shader "LightWings" {Properties {_LineWidth ("LineWidth", Range(0, 0.1)) = 0[HDR]_LineColor ("LineColor", Color) = (0.0895329,0.2127204,1,1)_MainTex ("MainTex", 2D) = "white" {}[HDR]_MainColor ("MainColor", Color) = (0.007352948,0.4660244,1,1)_FresnelPower ("FresnelPower", Range(0.1, 10)) = 1.201405[HDR]_FresnelColor ("FresnelColor", Color) = (0.6617647,0.944016,1,1)_MatCap ("MatCap", 2D) = "white" {}_BumpMap ("BumpMap", 2D) = "white" {}}SubShader {Tags {"RenderType"="Opaque"}Pass {Name "Outline"Tags {}Cull FrontCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#include "UnityCG.cginc"#pragma fragmentoption ARB_precision_hint_fastest#pragma multi_compile_shadowcaster#pragma multi_compile_fog#pragma only_renderers d3d9 d3d11 glcore gles #pragma target 3.0uniform float _LineWidth;uniform float4 _LineColor;struct VertexInput {float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;};struct VertexOutput {float4 pos : SV_POSITION;UNITY_FOG_COORDS(0)};VertexOutput vert (VertexInput v) {VertexOutput o = (VertexOutput)0;o.pos = UnityObjectToClipPos( float4(v.vertex.xyz + v.normal*_LineWidth,1) );UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);return o;}float4 frag(VertexOutput i, float facing : VFACE) : COLOR {float isFrontFace = ( facing >= 0 ? 1 : 0 );float faceSign = ( facing >= 0 ? 1 : -1 );return fixed4(_LineColor.rgb,0);}ENDCG}Pass {Name "FORWARD"Tags {"LightMode"="ForwardBase"}Cull OffCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#define UNITY_PASS_FORWARDBASE#include "UnityCG.cginc"#pragma multi_compile_fwdbase_fullshadows#pragma multi_compile_fog#pragma only_renderers d3d9 d3d11 glcore gles #pragma target 3.0uniform sampler2D _MainTex; uniform float4 _MainTex_ST;uniform float _FresnelPower;uniform float4 _FresnelColor;uniform float4 _MainColor;uniform sampler2D _MatCap; uniform float4 _MatCap_ST;uniform sampler2D _BumpMap; uniform float4 _BumpMap_ST;struct VertexInput {float4 vertex : POSITION;float3 normal : NORMAL;float4 tangent : TANGENT;float2 texcoord0 : TEXCOORD0;};struct VertexOutput {float4 pos : SV_POSITION;float2 uv0 : TEXCOORD0;float4 posWorld : TEXCOORD1;float3 normalDir : TEXCOORD2;float3 tangentDir : TEXCOORD3;float3 bitangentDir : TEXCOORD4;UNITY_FOG_COORDS(4)};VertexOutput vert (VertexInput v) {VertexOutput o = (VertexOutput)0;o.uv0 = v.texcoord0;o.normalDir = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);o.pos = UnityObjectToClipPos( v.vertex );o.tangentDir = normalize( mul( unity_ObjectToWorld, float4( v.tangent.xyz, 0.0 ) ).xyz );o.bitangentDir = normalize(cross(o.normalDir, o.tangentDir) * v.tangent.w);o.posWorld = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex);UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);return o;}float4 frag(VertexOutput i, float facing : VFACE) : COLOR {float isFrontFace = ( facing >= 0 ? 1 : 0 );float faceSign = ( facing >= 0 ? 1 : -1 );i.normalDir = normalize(i.normalDir);i.normalDir *= faceSign;float3 viewDirection = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.posWorld.xyz);float3 normalDirection = i.normalDir;float4 _MainTex_var = tex2D(_MainTex,TRANSFORM_TEX(i.uv0, _MainTex));float3x3 tangentTransform = float3x3( i.tangentDir, i.bitangentDir, i.normalDir);float4 _BumpMap_var = tex2D(_BumpMap,TRANSFORM_TEX(i.uv0, _BumpMap));float3 normalLocal = _BumpMap_var.rgb;float3 normalDir = normalize(mul(normalLocal, tangentTransform )); // Perturbed normalsfloat2 _MatCaprg = (mul( UNITY_MATRIX_V, float4(normalDir,0) ).xyz.rgb*0.5+0.5).rg;float4 _MatCap_var = tex2D(_MatCap,TRANSFORM_TEX(_MatCaprg, _MatCap));float3 finalColor = ((_MainColor.rgb*_MainTex_var.rgb)+(pow(1.0-max(0,dot(normalDirection, viewDirection)),_FresnelPower)*_FresnelColor.rgb));finalColor = finalColor + _MatCap_var * _MainColor;fixed4 finalRGBA = fixed4(finalColor,1);UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, finalRGBA);return finalRGBA;}ENDCG}Pass {Name "ShadowCaster"Tags {"LightMode"="ShadowCaster"}Offset 1, 1Cull OffCGPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag#define UNITY_PASS_SHADOWCASTER#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"#pragma fragmentoption ARB_precision_hint_fastest#pragma multi_compile_shadowcaster#pragma multi_compile_fog#pragma only_renderers d3d9 d3d11 glcore gles #pragma target 3.0struct VertexInput {float4 vertex : POSITION;};struct VertexOutput {V2F_SHADOW_CASTER;};VertexOutput vert (VertexInput v) {VertexOutput o = (VertexOutput)0;o.pos = UnityObjectToClipPos( v.vertex );TRANSFER_SHADOW_CASTER(o)return o;}float4 frag(VertexOutput i, float facing : VFACE) : COLOR {float isFrontFace = ( facing >= 0 ? 1 : 0 );float faceSign = ( facing >= 0 ? 1 : -1 );SHADOW_CASTER_FRAGMENT(i)}ENDCG}}FallBack "Diffuse"
}

这篇关于类崩坏三NPR渲染分析(一)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/426354

相关文章

关于MyISAM和InnoDB对比分析

《关于MyISAM和InnoDB对比分析》:本文主要介绍关于MyISAM和InnoDB对比分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录开篇:从交通规则看存储引擎选择理解存储引擎的基本概念技术原理对比1. 事务支持:ACID的守护者2. 锁机制:并发控制的艺

MyBatis Plus 中 update_time 字段自动填充失效的原因分析及解决方案(最新整理)

《MyBatisPlus中update_time字段自动填充失效的原因分析及解决方案(最新整理)》在使用MyBatisPlus时,通常我们会在数据库表中设置create_time和update... 目录前言一、问题现象二、原因分析三、总结:常见原因与解决方法对照表四、推荐写法前言在使用 MyBATis

Python主动抛出异常的各种用法和场景分析

《Python主动抛出异常的各种用法和场景分析》在Python中,我们不仅可以捕获和处理异常,还可以主动抛出异常,也就是以类的方式自定义错误的类型和提示信息,这在编程中非常有用,下面我将详细解释主动抛... 目录一、为什么要主动抛出异常?二、基本语法:raise关键字基本示例三、raise的多种用法1. 抛

github打不开的问题分析及解决

《github打不开的问题分析及解决》:本文主要介绍github打不开的问题分析及解决,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录一、找到github.com域名解析的ip地址二、找到github.global.ssl.fastly.net网址解析的ip地址三

Mysql的主从同步/复制的原理分析

《Mysql的主从同步/复制的原理分析》:本文主要介绍Mysql的主从同步/复制的原理分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录为什么要主从同步?mysql主从同步架构有哪些?Mysql主从复制的原理/整体流程级联复制架构为什么好?Mysql主从复制注意

java -jar命令运行 jar包时运行外部依赖jar包的场景分析

《java-jar命令运行jar包时运行外部依赖jar包的场景分析》:本文主要介绍java-jar命令运行jar包时运行外部依赖jar包的场景分析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作... 目录Java -jar命令运行 jar包时如何运行外部依赖jar包场景:解决:方法一、启动参数添加: -Xb

Apache 高级配置实战之从连接保持到日志分析的完整指南

《Apache高级配置实战之从连接保持到日志分析的完整指南》本文带你从连接保持优化开始,一路走到访问控制和日志管理,最后用AWStats来分析网站数据,对Apache配置日志分析相关知识感兴趣的朋友... 目录Apache 高级配置实战:从连接保持到日志分析的完整指南前言 一、Apache 连接保持 - 性

Linux中的more 和 less区别对比分析

《Linux中的more和less区别对比分析》在Linux/Unix系统中,more和less都是用于分页查看文本文件的命令,但less是more的增强版,功能更强大,:本文主要介绍Linu... 目录1. 基础功能对比2. 常用操作对比less 的操作3. 实际使用示例4. 为什么推荐 less?5.

spring-gateway filters添加自定义过滤器实现流程分析(可插拔)

《spring-gatewayfilters添加自定义过滤器实现流程分析(可插拔)》:本文主要介绍spring-gatewayfilters添加自定义过滤器实现流程分析(可插拔),本文通过实例图... 目录需求背景需求拆解设计流程及作用域逻辑处理代码逻辑需求背景公司要求,通过公司网络代理访问的请求需要做请

Java集成Onlyoffice的示例代码及场景分析

《Java集成Onlyoffice的示例代码及场景分析》:本文主要介绍Java集成Onlyoffice的示例代码及场景分析,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要... 需求场景:实现文档的在线编辑,团队协作总结:两个接口 + 前端页面 + 配置项接口1:一个接口,将o