研究崩坏3人物渲染
之前看到崩坏3的渲染，看起来效果很好，也看了网上一些对于崩坏3人物渲染的解析，不过并没有详细代码参考。今天就在这里分享下自己还原崩坏3的渲染，不能说100%还原，不过也达到80-90%,供大家参考。好了，不多说，上代码。
Shader "Custom/benghuai"
{
Properties
{
_MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
_LightMapTex("LightMapTex", 2D) = "white" {}
_MainColor("MainColor",color) = (1,1,1,1)
_FirstShadowArea("FirstShadowArea",range(0,1)) = 0.5
_FirstShadowColor("FirstShadowColor",color) = (0.5,0.5,0.5,1)
_SecondShadow("SecondShadow", range(0,1)) = 0.2
_SecondShadowColor("SecondShadowColor",color) = (0.5,0.5,0.5,1)
_Shininess("Shininess",range(0,1)) = 0.2
_SpecIntensity("SpecIntensity",range(0,1)) = 0.7
_LightSpecColor("LightSpecColor",color) = (0.5,0.5,0.5,1)
_DitherAlpha("DitherAlpha",float) = 0
_Outline("Thick of Outline",range(0,0.1)) = 0.03
_Factor("Factor",range(0,1)) = 0.5
_OutColor("OutColor",color) = (0,0,0,0)
}
SubShader
{
pass
{//处理光照前的pass渲染
Tags{ "LightMode" = "Always" }
Cull Front
ZWrite On
CGPROGRAM
#pragma multi_compile_fog
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "UnityCG.cginc"
float _Outline;
float _Factor;
fixed4 _OutColor;
struct v2f
{
float4 pos:SV_POSITION;
UNITY_FOG_COORDS(0)
};
v2f vert(appdata_full v)
{
v2f o;
float3 dir = normalize(v.vertex.xyz);
float3 dir2 = v.normal;
float D = dot(dir,dir2);
dir = dir * sign(D);
dir = dir * _Factor + dir2 * (1 - _Factor);
v.vertex.xyz += dir * _Outline;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
UNITY_TRANSFER_FOG(o, o.pos);
return o;
}
float4 frag(v2f i) :COLOR
{
float4 c = _OutColor;
UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, c);
return c;
}
ENDCG
}
Pass
{
Tags{ "RenderType" = "Opaque" }
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fog
#include "lighting.cginc"
#include "UnityCG.cginc"
#include "AutoLight.cginc"
sampler2D _MainTex;
float4 _MainTex_ST;
sampler2D _LightMapTex;
//float4 _ProjectionParams;
//float4 _WorldSpaceLightPos0;
float _UsingDitherAlpha;
float _DitherAlpha;
float _SecondShadow;
fixed4 _SecondShadowColor;
fixed4 _FirstShadowColor;
half _FirstShadowArea;
float _Shininess;
float _SpecIntensity;
fixed4 _LightSpecColor;
float _BloomFactor;
fixed4 _MainColor;
float4 imm[4];
struct appdata
{
float4 vertex : POSITION;
float3 normal: NORMAL;
float4 uv : TEXCOORD0;
float4 color : COLOR0;
};
struct v2f
{
float4 vertex : POSITION;
float4 color : COLOR0;
float2 uv : TEXCOORD0;
float color1 : COLOR1;
float3 normal : TEXCOORD1;
float3 viewDir : TEXCOORD2;
float4 vstex3: TEXCOORD3;
UNITY_FOG_COORDS(4)
};
v2f vert (appdata v)
{
v2f o;
float4 worldPos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
o.viewDir = normalize(WorldSpaceViewDir(v.vertex));
o.vertex = worldPos;
o.color = v.color;
o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv.xy, _MainTex);
float4 worldNormal;
worldNormal.xyz = normalize(UnityObjectToWorldNormal(v.normal));
o.normal.xyz = worldNormal.xyz;
//计算半lambert光照
float lambert = dot(worldNormal.xyz, normalize(-_WorldSpaceLightPos0));
lambert = lambert * 0.5 + 0.5;
o.color1 = lambert;
//目前vstex3再片源着色器里面使用是在opengles3.0中做一些特殊处理，目前不清楚这部分特殊处理是在做什么
//worldPos.y = worldPos.y * _ProjectionParams.x;
//worldNormal.xzw = worldPos.xwy * float3(0.5, 0.5, 0.5);
//worldPos.xy = worldNormal.zz + worldNormal.xw;
//o.vstex3.xyw = worldPos.xyw;//smoothstep(float3(0.0, 0.0, 0.0), worldPos.xyw, ises3);//mix(vec3(0.0, 0.0, 0.0), worldPos.xyw, vec3(bvec3(ises3)));
//o.vstex3.z = _DitherAlpha;// ises3 ? _DitherAlpha : float(0.0);
UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);
return o;
}
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
{
imm[0] = float4(1.0, 0.0, 0.0, 0.0);
imm[1] = float4(0.0, 1.0, 0.0, 0.0);
imm[2] = float4(0.0, 0.0, 1.0, 0.0);
imm[3] = float4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
float4 mainColor = float4(1,1,1,1);
//opengles3.0里面做了一些特殊处理，目前不清楚处理了什么
// bool ises3;
//#ifdef UNITY_ADRENO_ES3
// ises3 = !!(float4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0) != float4(_UsingDitherAlpha, _UsingDitherAlpha, _UsingDitherAlpha, _UsingDitherAlpha));
//#else
// ises3 = float4(0.0, 0.0, 0.0, 0.0) != float4(_UsingDitherAlpha, _UsingDitherAlpha, _UsingDitherAlpha, _UsingDitherAlpha);
//#endif
// if (ises3) {
//#ifdef UNITY_ADRENO_ES3
// ises3 = !!(i.vstex3.z<0.949999988);
//#else
// ises3 = i.vstex3.z<0.949999988;
//#endif
// if (ises3) {
//float2 temp = i.vstex3.yx / i.vstex3.ww;
//temp.xy = temp.xy * _ScreenParams.yx;
//temp.xy = temp.xy * float2(0.25, 0.25);
//
//float2 tempvec2 = float2(max(temp.x, -temp.x), max(temp.y, -temp.y));// greaterThanEqual(temp.xyxy, (-temp.xyxy)).xy;
//temp.xy = float2(abs(temp.x) - floor(abs(temp.x)), abs(temp.y) - floor(abs(temp.y)));//fract(abs(temp.xy));
//temp.x = (tempvec2.x) ? temp.x : (-temp.x);
//temp.y = (tempvec2.y) ? temp.y : (-temp.y);
//temp.xy = temp.xy * float2(4.0, 4.0);
//float2 tempvec2_t = float2(temp.xy);
/*mainColor.x = dot(hlslcc_mtx4x4_DITHERMATRIX[0], imm[int(tempvec2_t.y)]);
mainColor.y = dot(hlslcc_mtx4x4_DITHERMATRIX[1], imm[int(tempvec2_t.y)]);
mainColor.z = dot(hlslcc_mtx4x4_DITHERMATRIX[2], imm[int(tempvec2_t.y)]);
mainColor.w = dot(hlslcc_mtx4x4_DITHERMATRIX[3], imm[int(tempvec2_t.y)]);*/
/* temp.x = dot(mainColor, imm[int(tempvec2_t.x)]);
temp.x = i.vstex3.z * 17.0 + (-temp.x);
temp.x = temp.x + 0.99000001;
temp.x = floor(temp.x);
temp.x = max(temp.x, 0.0);
int u_xlati0 = int(temp.x);
if ((u_xlati0) == 0) { discard; }*/
//}
//}
fixed3 lightMapColor = tex2D(_LightMapTex, i.uv.xy).xyz;
mainColor.xyz = tex2D(_MainTex, i.uv.xy).xyz;
//采样的图的g通道乘以顶点r值
float vrCr = lightMapColor.g * i.color.r;
//阈值，关于第二层暗面的颜色，如果lColorG = 0,就是用第二层暗面颜色，否则使用第一层暗面颜色
float lColorG = max(floor((vrCr + i.color1)* 0.5 + (-_SecondShadow) + 1.0), 0.0);
half3 secondShadowColor = mainColor.xyz * _SecondShadowColor.rgb;
fixed3 firstShadowColor = mainColor.xyz * _FirstShadowColor.rgb;
secondShadowColor.rgb = (int(lColorG) != 0) ? firstShadowColor.rgb : secondShadowColor.rgb;
//阈值，关于普通颜色与第一层暗面的阈值，如果lColorGx = 0 就是用第一层暗面，随光的方向进行移动
float lColorGx = max(floor((-i.color.r) * lightMapColor.g + 1.5), 0.0);
float2 tempXY = vrCr.rr * float2(1.20000005, 1.25) + float2(-0.100000001, -0.125);
vrCr = (lColorGx != 0) ? tempXY.y : tempXY.x;
vrCr = max(floor((vrCr + i.color1) * 0.5 + (-_FirstShadowArea) + 1.0), 0);
lColorGx = int(vrCr);
firstShadowColor.rgb = (lColorGx != 0) ? mainColor.rgb : firstShadowColor.rgb;
vrCr = lightMapColor.g * i.color.r;
//阈值，关于第一层暗面与第二层暗面的阈值，如果lColorGz = 0 就使用第二层暗面，固定暗面
float lColorGz = max(floor(vrCr + 0.909999967), 0.0);
half3 color = (lColorGz != 0) ? firstShadowColor.rgb : secondShadowColor.rgb;
//计算高光
float3 normal = normalize(i.normal.xyz);
float3 viewDirection = i.viewDir;
float3 lightDirection = normalize(-_WorldSpaceLightPos0.xyz);
float3 H = normalize(viewDirection + lightDirection);
half spec = pow(max(dot(normal, H), 0.0), _Shininess);
//阈值，关于高光颜色选择，如果lColorGy = 0, 使用高光颜色，否则，无高光
float lColorGy = int(max(floor(2 -spec - lightMapColor.b), 0.0));
float3 specColor = lightMapColor.r * _LightSpecColor *_SpecIntensity * spec;// float3(_SpecIntensity * _LightSpecColor.x, _SpecIntensity * _LightSpecColor.y, _SpecIntensity * _LightSpecColor.z);
specColor = (lColorGy != 0) ? float3(0.0, 0.0, 0.0) : specColor.rgb;
color.rgb = color.rgb + specColor;
color.rgb = color.rgb * _MainColor.rgb;
fixed4 col;
col.xyz = color.rgb;
col.w = _BloomFactor;
return col;
}
ENDCG
}
}
}
代码部分注释已经写的特别详细了，整个渲染颜色是3部分，diffuse+第一层暗面+第二层暗面，分别有阈值进行控制，是使用光照阴影贴图的G通道 * 顶点颜色R进行阈值控制，我个人在解释贴图的时候并没有去管顶点颜色，仅仅希望贴图就控制这三种颜色区分。来解释下光照阴影贴图：
如图：为一张阴影光照贴图
此贴图为角色使用shader的阴影光照贴图，以每个通道进行说明。
r通道：
用来控制高光颜色，整个的高光颜色值 = R通道值 * 高光颜色参数 * 高光强度系数；（ 高光颜色参数 与 高光强度系数 在unity材质球可进行修改）下图为高光颜色为 纯白色 ，高光强度系数为0.5；
左图为单纯输出高光颜色值，右图为加上原有其他效果（高光颜色参数调成了紫色）。
通俗解释：R通道颜色值越接近1，最终高光颜色就是正常参数控制的高光颜色，R值通道颜色越接近0，最终高光颜色值会比较暗淡。也就是说，这张图黑色的地方高光会比较若，白色的地方高光会比较强。
G通道：
因为角色shader分为了3部分主要颜色，第一部分，diffuse的正常颜色，第二部分，可随光方向移动的第一层阴影颜色， 第三部分，固定的第二层阴影颜色。G通道算是一个diffuse，第一层阴影，第二层阴影的一个阈值。
从左到右依次为diffuse原有颜色， diffuse加第一层阴影， 第一层阴影加第二层阴影， diffuse加第一层阴影加第二层阴影（此图与第二张图类似，因为阈值关系，第二层阴影并未显示出来，这里的原因是我并未对模型顶点颜色进行修改，所以控制第二层阴影的只有B通道）
下图为修改了G通道后的渲染，第二层阴影颜色为蓝色，方便观察
此贴图对应的渲染，崩坏3中，可以看见，胸部下面，胯下，背后等有固定阴影的地方，其实就是G通道颜色深的地方，也就是第二层固定阴影。也就是如何旋转都会发现第二层阴影一直存在。
通俗解释：G通道，颜色值在0-0.5属于第二层固定阴影，颜色值在0.5-1之前属于第一层阴影，纯白色代表这个地方不会有阴影。
B通道：
B通道代表了高光范围，如图纯输出B通道 1，正常，0高光：
从左到右依次是，B通道全白，正常，B通道全黑图，很明显能看出来，B通道控制了高光的范围，哪个地方更容易出现高光。
通俗解释：B通道越接近0，代表这个地方不会出现高光，越接近1，代表这个地方有高光。
正常渲染加Bloom。
大家也可以参考下这篇文章，对于细节问题写的比较详细：https://blog.csdn.net/liumazi/article/details/78858811