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卡通渲染开发总览	2023-12-08 09:59:57			⭐

目录

• 卡通渲染相关资料里面的有原神、碧蓝幻想、罪恶装备、赛马娘、黑丝指的参考。
  • 做完基础功能之后，再逐个寻找新的功能点与方向。
• 知乎FlashYiYi的卡通渲染分享里面有许多Fake技巧
• 参考对象分析
  • 星穹铁道
  • 破晓传说
  • 蓝色协议3.
  • 非人学园2
  • 少女前线2 追放
  • 明日方舟终末地

PS. 先实现一波Cel，之后再实现Thickly - Coated。

最近开发计划

1. 移植一波JasonMa的ShaderModel。
   1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/658700282
   2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/597568404
2. 添加Debug View https://zhuanlan.zhihu.com/p/668782106
3. UE5 Shader Print系统
4. GBufferView实现。
5. 实现一波Anti-Lut。
6. Toon曝光偏移、模仿李兄的暗处的ShadowColor适配。

渲染功能兼容的游戏

• 罪恶装备
• 原神
• 星穹铁道
• 绝区零
• 蓝色协议

卡通渲染引擎功能总览（按照渲染顺序进行排序）

• GBuffer For ToonShaderModel
  • GBuffer&Material&BasePass
• ShaderModel
  • Cel
  • Thickly - Coated
• 描边
  • 描边
  • !描边#实现功能

• 阴影

• 边缘光
• 其他特性
  • Toon眼睛渲染
  • Toon眉毛渲染

待实现功能

知乎提到的渲染功能：

• 发尖勾线 https://zhuanlan.zhihu.com/p/405518306
• SDF 描边
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/113190695
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/360229590
• 屏幕空间深度边缘光 Screen Space Depth Rimlight
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/139290492
• 原神实现
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/435005339
• 遮挡时的模糊网点效果
  • https://zhuanlan.zhihu.com/p/370140711

按照需求优先级进行排列：

• Anit-Lut功能

  • Anit-ToneMapping
  • 完整的Anit-Lut功能（虚拟拍摄也会用到）

• 描边改进

  • 后处理部分，使用蓝色协议的方案
  • MultiDraw BackFace部分
  • 绘制轮廓方法落地：本村线、SDF
  • 使用添加MeshDrawPass的方式实现比较完美的BackFace

• ToonData与ToonWorldSettings改进

  • 增加多个SSS 预积分贴图功能
  • 将材质以外的参数都集中到ToonWorldSettings类中，以方便调节

• 面部光影方案改进

  • 在GBuffer中添加额外面部自定义法线
  • SDF面光方案

• 角色面部Anit-Perspective 与 手指放大效果

  • 模仿VRM4U的参数
  • 参考AnimMaker
    • https://www.patreon.com/posts/56089741

• 后处理

  • 原神 辉光效果
  • TAA抗锯齿 => Responsive AA，解决Outline模糊问题
  • 影视级Bloom实现

• 眉毛效果

  • 可以考虑使用TranslucencySortPriority来解决
  • 通过MeshDrawPass实现眉毛最前显示效果
  • 实现眉毛描边效果

• 额发效果

  • 额发阴影效果（衣服阴影效果）
  • 实现半透明额发

• 天光与间接光处理

  • 为了防止环境光把角色照出立体感，所以计算环境光时，会把法线全部看作世界空间上方向来处理。同时增加了一些参数可以进行一些定制化调整。

• 使用顶点色与第二套UV来修改一些可以实时修改的效果

• 实现PBR <=> Cel 卡通渲染效果的参数切换

• 使用Kawaii插件实现柔体效果

• 后处理边缘光落地

• SSGI 卡通渲染适配？实现AnimMaker 中的一个效果

• 丝袜 https://zhuanlan.zhihu.com/p/636157482

厚涂风格研究与开发笔记

• ShaderModel
  • 分阶着色
    • 二阶化：
    • 多阶化：
    • 自定义次表面（暗部）颜色
    • 颜色过渡（羽化）：
    • lut：待讨论
  • 高光
    • 高光贴图
    • 高光颜色
    • 参数化高光形状
    • 多层高光
  • Shader内编辑法线
    • N=_scale * L + N
• 描边
  • 外描边：后处理描边 、 Mesh挤出 2种方式，原神采用了Mesh挤出。
  • 内描边：后处理、SDF描边、本村线 3种方式
  • 使用Mesh基础、后处理、模型绘制。（后处理传递Id贴图）
• 阴影
  • 自定义阴影颜色
  • 自定义阴影范围
  • 自定义阴影形状
  • 阴影过渡（sdf阴影）
• 边缘光
  • 边缘光是否受到光照影响
  • 多层边缘光
  • 边缘光衰减（入射角度更明显 or 背光角度更明显）
• 多光源支持
• 根据相机角度调整模型（非必要）
• 眼睛
  • 反射 环境反射或者matcap支持
  • 内阴影 AO实现或者画死的内阴影
  • 瞳孔 瞳孔缩放
  • 视差和效果 凹凸效果
  • 高光 自定义高光形状&位置
  • 高光流动效果
• 头发
  • 各项异性头发
    • 高光扰动
    • 高光贴图
    • 自定义高光属性
    • 高光天使环
  • 无各项异性头发
    • 自定义高光参数
    • 高光贴图
    • 高光天使环
• 特殊效果
  • 眉毛/睫毛不受遮挡
  • 自发光
  • 阴影内素描效果
• 后处理效果
  • 后处理 辉光效果
  • 之后提到了SunFlare，应该是那个屏幕后处理效果。卡通渲染很依赖体积光，所以自然会有好的效果，假也没关系，假才是对的。谷歌搜SNN Filter https://www.shadertoy.com/view/MlyfWd
  • 旁边的Kuwahara应该是个类似的算法，64采样。

动画技法

• 三维动画里的仿二维动画抽帧技法教程:https://www.bilibili.com/video/BV1154y1j7tD/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.8&vd_source=d47c0bb42f9c72fd7d74562185cee290