Actor Demo (Dragonheir: Silent Gods)

 








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Shader - Fabric

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Demo 测试的材质表现了四种组合类型： 普通布料 普通布料 + 细节纹理 普通布料 + 细节纹理 + 绒毛纹理 各向异性丝绸 + 细节纹理 Workflow 设计布料Shader的工作流时，考虑到项目角色模型的美术风格。多数模型会混搭有布料材质和金属材质。 布料材质需要高光工作流， 但是金属材质需要金属工作流 。在不拆分Mesh的情况下，为了能同时表现这两种材质，就需要结合两种工作流和着色模型，再依赖贴图通道Mask来在像素级别区分材质类型。 这种设计能满足材质类型混搭的需要，但是也造成了Shader性能指标ALU的明显上升。 Detail Map 布料类材质表面通常具有高频细节。除了PBR需要的基础纹理外，还需要连续的细节纹理。通过对UV进行Tilling来调整其在材质表面的密集程度。 在细节贴图和基础贴图的混合方式中，其中比较特殊的是切线空间的法线，细节贴图只提供RG两个通道的法线信息，混合方式可以理解是二维方向矢量的偏移。 half3 detailNormal = UnpackNormalScale( half4(detailNormalTS.x, detailNormalTS.y, 1.0, 1.0), 1.0); detailNormal = half3(detailNormal.rg * detailNormalStrength,     lerp(1, detailNormal.b, saturate(detailNormalStrength)) ); normalTS = SafeNormalize( half3(normalTS.rg + detailNormal.rg, normalTS.b * detailNormal.b) ); 区别于常规的细节贴图，布料类的细节贴图AO会遮蔽基础贴图Albedo，材质表面的光照反射率会跟随细节变化，进而改变材质的整体亮暗表现。 half detailAlbedoOcclusion = lerp(1, occlusion, saturate(threadAlbedoStrength) ); albedo = albedo * detailAlbedoOcclusion; Silk & Satin & Nylon 高光工作流需要材质提供高光的颜色，丝绸类材质的高光颜色具有多样...
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一个Mesh的半透明类型

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根据渲染管线在渲染半透明时的设定，会提前对所有的Mesh（材质）进行排序，然后依次渲染，即“画家算法”。 不同于特效的半透明类型，角色模型是三维立体并且可以水平旋转的，就算把模型拆分成多个Mesh（材质），利用管线去对所有Mesh排序，也可能得不到理想的半透明效果（比如Mesh有弯曲或穿插等情况）。角色模型有着复杂而不规则的结构和多层嵌套，半透明渲染的排序要求已经达到三角面的精度了。 感觉如果用基于排序的渲染技术去处理半透明，那渲染角色模型这种复杂的半透明效果，还是比较局限。 本文只讨论一个Mesh（材质）的半透明类型，根据半透明最多叠加的层数，总结成下面的几种类型： 预深度写入 https://docs.unity3d.com/2020.1/Documentation/Manual/SL-CullAndDepth.html 这个半透明渲染的技术方案，在Unity官方文档中也有提及。 技术理论：第一个Pass只写入深度，第二个Pass开启深度测试并进行正常渲染。那么离相机较远的片段就会被近的片段通过深度测试给剔除掉，这可以解决半透明的排序问题。 优势：解决了排序问题，几乎适用于所有类型的半透明情况 劣势：半透明效果是“平面化”，没有真实的立体感 下面视频中的例子都是使用预深度写入的方案渲染：半透明的球和人，渲染的效果是“平面化”，没有三维的体积感。半透明的翅膀，当它们互相之间重叠时，渲染出了错误的效果（变成不透明了）。 如果使用这个方案渲染三维的角色模型，那劣势的影响将更加明显，模型的半透明效果会缺失三维体积感。并且在有些情况下，结果甚至是错误的。 单层 最简单的是只有单层的半透明，不管从什么角度去看，不会有片段重叠的情况，不会有半透明的排序问题。 Shader里也不用做什么特殊的处理，只需要一个Pass和关闭深度写入，就能满足半透明效果的需求。 角色模型上几乎不会出现只有单层半透明的情况 双层 如果是最多出现两层半透明的情况，有想到一个解决思路，既可以避免排序问题，又能渲染出立体感。 此方案的思路和预深度有点类似，也是基于两个Pass去实现的。 技术理论：第一个Pass渲染背面（Cull Front），第二个Pass渲染前面（Cull Back），每个Pass都是同样的着色计算。 半透明的球体有三维立体感了，半透明的翅膀发生重叠时也是正确的效果。 多层（双层以上）...
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Shader - Skin & SSS

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Demo Workflow 需要渲染出的特性： 毛孔造成细碎的高光现象 次表面散射造成的透光现象 金属工作流的高光参数只有光滑度，只能控制高光区域的聚集度。高光工作流的高光参数除了有光滑度，还有镜面反射率可以控制高光的反射量。渲染皮肤的方式适合使用高光工作流，可以更方便的控制高光的表现。 Specular Detail 毛孔需要有高精度的贴图来表现高频的反射凹凸变化。在限制了贴图尺寸的情况下，并且脸部通常会和身体放到一个贴图UV区域，脸部只占了其中的小部分区域。这些情况都会导致脸部的整体渲染精度不高，表达不出高频的毛孔凹凸的细节效果。 其中解决的一个思路是利用细节纹理的优势：Detail Map + Mask Map 细节纹理可以提供高频毛孔的镜面反射率，渲染出不规则凹凸的镜面反射高光效果。 上面从左往右的贴图分别是：Albedo Map，Smoothness Map，Specular Detail Map Direct Lighting & Specular Subsurface Scattering https://developer.nvidia.com/gpugems/gpugems3/part-iii-rendering/chapter-14-advanced-techniques-realistic-real-time-skin 实时次表面散射渲染技术主要分为纹理空间和屏幕空间，需要对贴图进行多次的高斯模糊处理和大量的贴图采样指令，这些都会在移动端造成很大的性能瓶颈。 下面介绍的两种散射实现方式，性能代价都是相对较小的，对于在移动端设备上的项目比较友好。 SSS Pre-integrated https://therealmjp.github.io/posts/sss-intro/ 预制作好散射的LUT贴图，将法线方向和光源方向的点积映射到贴图的U坐标，再添加一个曲线参数（Curvature）映射到贴图的V坐标。用映射后的UV坐标采样LUT贴图，替换BRDF中的漫反射项。 Direct Diffuse & Scattering SSS Back-facing 当观察的视角在模型的背光面时，散射会导致模型出现透光的效果，仿佛模型有略微的透明。 大白的身体出现略微的透光 从渲染微平面的角度分析，触发这个效果的条件是当光源和视角的方向相反，视线...
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