Unity中如何实现仿真丝袜渲染
这篇文章主要介绍了Unity中如何实现仿真丝袜渲染,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。
开始吧
既然基于PBR,新建一个Surface Shader文件,然后依据需求稍微删改一下:
Shader "Custom/NewSurfaceShader" { Properties { _NormalTex("Normal", 2D) = "bump"{} _Smoothness("Smoothness", Range(0,1)) = 0.5 } SubShader { Tags { "RenderType"="Opaque" } CGPROGRAM #pragma surface surf Standard fullforwardshadows #pragma target 3.0 sampler2D _NormalTex; struct Input { float2 uv_NormalTex; }; half _Smoothness; fixed4 _Color; void surf (Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) { o.Albedo = 1; o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_NormalTex, IN.uv_NormalTex)); o.Metallic = 0; o.Smoothness = _Smoothness; o.Alpha = 1; } ENDCG } FallBack "Diffuse" }
删除了金属度等一些不需要的属性,加入了法线。
我们就以此为基础,开始我们的丝袜探索之旅吧。
计算
对丝袜纤维的密集程度定义一个属性 疏密度(Density) ,取值范围0(几乎没有纤维)到 1(完全被纤维覆盖)。依据疏密度提供颜色给Albedo通道,疏密度越高显现更多丝袜颜色,越低则显现皮肤颜色。
计算疏密度需要三部步骤:
丹尼尔值对整体疏密度的影响。
受丝袜良好弹性影响,需要一张灰度贴图来控制不同区域的拉伸程度,拉伸越大疏密度越低。
受观察者视线的影响,丝袜平面与观察者视线角度越小时,疏密度越大。称其为边缘度影响。
对于这几点,我们定义几个属性:
Properties{ _Denier("Denier", Range(5,120)) = 25.0 _DenierTex("Density Texture", 2D) = "black"{} [Enum(Strong,6,Normal,12,Weak,20)] _RimPower("Rim Power", float) = 12 _SkinTint("Skin Color Tint", Color) = (1,0.9,0.8,1) _SkinTex("Skin Color", 2D) = "white" {} _StockingTint("Stocking Color Tint", Color) = (1,1,1,1) _StockingTex("Stocking Color", 2D) = "white"{} }
(1),(2) 丹尼尔值与拉伸程度贴图
float denier = (_Denier - 5) / 115; float density = denier * (1 - tex2D(_DenierTex, IN.uv_DenierTex));
将_Denier的数值进行归一化(Normalize)。_DenierTex是一张灰度贴图,越淡的地方表示丝袜被拉伸的程度越高,其纤维越稀疏相应会显示更多皮肤颜色。两者相乘。
如示例,一般情况下认为膝盖部分和大腿越靠根部的地方会拉扯的更加厉害。
_Denier 一般只在没有_DenierTex 贴图的情况下做调整用,使用_DenierTex 时请保证_Denier 值为最大(120)以正确还原贴图的效果。
(3) 边缘度的计算
有一种很常见的被称为 Rim Lighting 的效果,简单来说就是模型边缘的内发光效果,简单来说就是模型边缘的内发光效果,我们可以参考其中计算边缘程度的代码。相关代码在Unity官方文档的Surface Shader examples中就可以找到。
根据自己的需求改写:
float rim = pow(1 - dot(normalize(IN.viewDir), o.Normal), _RimPower / 10);
通过点乘(dot)计算视线方向和法线方向的数量积。视线方向与法线方向完全相反时,即丝袜最中心的部分,取得值为1;而最侧边视线方向与法线方向垂直时,取得值为0。因为我们定义的是边缘度,所以应该是越靠边缘值越大,用1与其相减获得正确的数值。最后对数值进行了(_RimPower / 10) 次方,实际应用时,依据效果调整_RimPower,使边缘度更符合现实的情况。
最终混合颜色
首先需要计算出皮肤颜色(SkinColor) 和 丝袜颜色(StockingColor),很简单不多解释。
float4 skinColor = tex2D(_SkinTex, IN.uv_SkinTex) * _SkinTint; float4 stockingColor = tex2D(_StockingTex, IN.uv_StockingTex) * _StockingTint;
依据疏密度对这两个颜色进行简单的混合,疏密度越高显现更多丝袜颜色,越低则显现皮肤颜色,很简单的lerp即可。
lerp(skinColor, stockingColor, density);
完整Shader
Shader "Custom/Stocking" { Properties{ _Denier("Denier", Range(5,120)) = 25.0 _DenierTex("Density Texture", 2D) = "black"{} [Enum(Strong,6,Normal,12,Weak,20)] _RimPower("Rim Power", float) = 12 _SkinTint("Skin Color Tint", Color) = (1,0.9,0.8,1) _SkinTex("Skin Color", 2D) = "white" {} _StockingTint("Stocking Color Tint", Color) = (1,1,1,1) _StockingTex("Stocking Color", 2D) = "white"{} _NormalTex("Normal", 2D) = "bump"{} _Smoothness("Smoothness", Range(0,1)) = 0.1 } SubShader{ Tags{ "RenderType" = "Opaque" } CGPROGRAM #pragma surface surf Standard fullforwardshadows #pragma target 3.0 struct Input { float2 uv_SkinTex; float2 uv_StockingTex; float2 uv_DenierTex; float2 uv_NormalTex; float3 viewDir; }; float _RimPower; float _Denier; float _Smoothness; float4 _SkinTint; float4 _StockingTint; sampler2D _DenierTex; sampler2D _SkinTex; sampler2D _StockingTex; sampler2D _NormalTex; void surf(Input IN, inout SurfaceOutputStandard o) { o.Normal = UnpackNormal(tex2D(_NormalTex, IN.uv_NormalTex)); float4 skinColor = tex2D(_SkinTex, IN.uv_SkinTex) * _SkinTint; float4 stockingColor = tex2D(_StockingTex, IN.uv_StockingTex) * _StockingTint; float rim = pow(1 - dot(normalize(IN.viewDir), o.Normal), _RimPower / 10); float denier = (_Denier - 5) / 115; float density = max(rim, (denier * (1 - tex2D(_DenierTex, IN.uv_DenierTex)))); o.Albedo = lerp(skinColor, stockingColor, density); o.Metallic = 0; o.Smoothness = _Smoothness; } ENDCG } FallBack "Diffuse" }
后处理
屏幕空间次表面散射 (SSSSS)
SSSSS你可能不知道,但是SSS你应该听过,就是常说的3S材质。这个是在Github上找到的,利用屏幕空间实现的SSS效果。
最后使用Unity官方的Post Processing Stack对画面进行调整也必不可少的。
链接:
Custom Phase Screen-Space Subsurface Scattering
Post Processing Stack
最终效果
感谢你能够认真阅读完这篇文章,希望小编分享的“Unity中如何实现仿真丝袜渲染”这篇文章对大家有帮助,同时也希望大家多多支持亿速云,关注行业资讯频道,更多相关知识等着你来学习!