Unity Shader学习：素描效果

这是乐乐大佬书里的非真实渲染，其中的算法还是挺有意思的，感兴趣的小伙伴可以试一试。

素描效果基本原理：先将物体进行描边画出轮廓，计算物体的漫反射部分，漫反射越暗表明颜色越暗，然后根据漫反射的值来设置采样贴图的权重。

采样贴图：

shader部分：

Shader "Unlit/Sketch"
{Properties{_Color("Color",Color) = (1,1,1,1)//贴图平铺系数_TileFactor("TileFactor", Range(0, 10)) = 1_Hatch0("Hatch0",2D)="white"{}_Hatch1("Hatch1",2D) = "white"{}_Hatch2("Hatch2",2D) = "white"{}_Hatch3("Hatch3",2D) = "white"{}_Hatch4("Hatch4",2D) = "white"{}_Hatch5("Hatch5",2D) = "white"{}//描边系数_OutlineFactor("OutlineFactor",Range(0.0,0.1))=0.01}SubShader{Tags{ "Queue" = "Transparent" }//描边使用两个Pass，第一个pass沿法线挤出一点，只输出描边的颜色Pass{//剔除正面，只渲染背面Cull Front//关闭深度写入ZWrite Off//控制深度偏移，描边pass远离相机一些，防止与正常pass穿插Offset 1,1CGPROGRAM#include "UnityCG.cginc"#pragma vertex vert#pragma fragment fragfloat _OutlineFactor;struct v2f{float4 pos : SV_POSITION;};v2f vert(appdata_full v){v2f o;o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);//将法线方向转换到视空间float3 vnormal = mul((float3x3)UNITY_MATRIX_IT_MV, v.normal);//将视空间法线xy坐标转化到投影空间float2 offset = TransformViewToProjection(vnormal.xy);//在最终投影阶段输出进行偏移操作o.pos.xy += offset * _OutlineFactor;return o;}fixed4 frag(v2f i) : SV_Target{return float4(0,0,0,1);}ENDCG}Pass{CGPROGRAM#include "UnityCG.cginc"#include "Lighting.cginc"//使用阴影需添加#include "AutoLight.cginc"#pragma vertex vert#pragma fragment frag//使主要平行光产生阴影#pragma multi_compile_fwdbasefloat4 _Color;float _TileFactor;sampler2D _Hatch0;sampler2D _Hatch1;sampler2D _Hatch2;sampler2D _Hatch3;sampler2D _Hatch4;sampler2D _Hatch5;struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float4 vertex : SV_POSITION;//6张依次加深的贴图float3 hatchWeights0:TEXCOORD1;float3 hatchWeights1:TEXCOORD2;//声明阴影SHADOW_COORDS(4)float3 worldPos:TEXCOORD3;};v2f vert (appdata_full v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);//平铺系数越大，显示的贴图越密集o.uv = v.texcoord* _TileFactor;float3 worldLightDir = normalize(WorldSpaceLightDir(v.vertex));float3 worldNormal = UnityObjectToWorldNormal(v.normal);//漫反射float diffuse = max(0, dot(worldLightDir, worldNormal));o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vertex).xyz ;//六张图片的权重o.hatchWeights0 = float3(0, 0, 0);o.hatchWeights1 = float3(0, 0, 0);//根据漫反射值计算权重，漫反射越暗，线条越密集float hatchFactor = diffuse * 7.0;if (hatchFactor > 6.0) {}else if (hatchFactor > 5.0) {o.hatchWeights0.x = hatchFactor - 5.0;}else if (hatchFactor > 4.0) {o.hatchWeights0.x = hatchFactor - 4.0;o.hatchWeights0.y = 1.0 - o.hatchWeights0.x;}else if (hatchFactor > 3.0) {o.hatchWeights0.y = hatchFactor - 3.0;o.hatchWeights0.z = 1.0 - o.hatchWeights0.y;}else if (hatchFactor > 2.0) {o.hatchWeights0.z = hatchFactor - 2.0;o.hatchWeights1.x = 1.0 - o.hatchWeights0.z;}else if (hatchFactor > 1.0) {o.hatchWeights1.x = hatchFactor - 1.0;o.hatchWeights1.y = 1.0 - o.hatchWeights1.x;}else {o.hatchWeights1.y = hatchFactor;o.hatchWeights1.z = 1.0 - o.hatchWeights1.y;}//把计算的阴影传到fragment中TRANSFER_SHADOW(o);return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{ float4 hatchTex0 = tex2D(_Hatch0, i.uv) * i.hatchWeights0.x;float4 hatchTex1 = tex2D(_Hatch1, i.uv) * i.hatchWeights0.y;float4 hatchTex2 = tex2D(_Hatch2, i.uv) * i.hatchWeights0.z;float4 hatchTex3 = tex2D(_Hatch3, i.uv) * i.hatchWeights1.x;float4 hatchTex4 = tex2D(_Hatch4, i.uv) * i.hatchWeights1.y;float4 hatchTex5 = tex2D(_Hatch5, i.uv) * i.hatchWeights1.z;//漫反射暗色部分权重越大，白色越少float4 whiteColor = float4(1, 1, 1, 1)*(1 - i.hatchWeights0.x - i.hatchWeights0.y - i.hatchWeights0.z - i.hatchWeights1.x - i.hatchWeights1.y - i.hatchWeights1.z);float4 hatchColor = hatchTex0 + hatchTex1 + hatchTex2 + hatchTex3 + hatchTex4 + hatchTex5+ whiteColor;//使物体接受阴影UNITY_LIGHT_ATTENUATION(atten, i, i.worldPos);return float4(hatchColor.rgb*_Color.rgb*atten, 1.0);}ENDCG}       }
}

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