[Unity卡通渲染悦读笔记]UTS2-卷〇：概述

RhinoFreak

本文是基于Unitychan Toon Shader 2.0.9，即UTS2的shader阅读笔记。由于笔者在C#、unity、shaderlab等部分也是萌新，如有疏漏错误还请各路大佬斧正。
引言

卡通渲染Toon Rendering是比较热门的话题，属于风格化的分支。相比图形api，这个题目在图形学中属于比较高阶的技能点，所以笔者遇到的第一个问题是到底如何入手。
如果说学习vulkan、dx12这样的api属于削皮、切菜、腌制这种做菜基本都会遇到的流程（只是想做菜的话直接买处理好的预制原料可能是更好的选择，指使用引擎等），卡通渲染估计可以算做成一盘红烧肉，可以加冰糖成甜口，也可以加大料成咸口，撒不撒葱花，加不加干豆角，配不配酒都行，关键是用户爱吃就行（looks right）。
于是笔者想到，先不从某个具体trick入手，而是找一个相对完整的解决方案（一盘大家都说好的菜），在其中自上而下地阅读理解，学习trick原理包括他们的组合思路。于是笔者选择了UTS2——Unitychan Toon Shader ver2尝试研究。
shader文件架构

先通过官方文档看看UTS2的文件框架，如下图。



shader分类目录

可以看到根据feature不同shader被分为许多目录，包括根目录、NoOutline（无描边）、transparent（透明）、AngelRing（天使环特效）、Mobile、Tessellation（细分）、Helper等。
先阅读文档大致了解每个目录的feature。
根目录
此目录下是相对基础的shader。文档中介绍道，UTS2的shader可以分为两大类：相对传统的DoubleShadeWithFeather和更加先进的ShadingGradeMap。两者均能实现接近的效果，总体来说前者更适合颜色分明的场景，而后者更适合颜色互相融合交融的情况。
大类下的shader又会根据某些小feature设置不同tag，其中主要tag及其含义如下：

• Clipping: 应该是直接裁掉某些texture。
  
• TransClipping: 对texture并非完全裁掉而是考虑α透明度
  
• StencilMask: 使用stencil buffer标记不被其他模型遮挡的部分，比如动漫中常见的不会被挡住的眉毛，必须和StencilOut shader一起使用。
  
• StencilOut : 和StencilMaskshader一起使用实现上述功能。
  

NoOutline目录
NoOutline直接来说是无描边，当只需要绘制颜色或想用其他描边技术（比如PSOFT Pencil+ 4 Line for Unity）替换时选择使用，所以名称如上图前缀是ToonColor。效果如下图。



无描边透明Toon shader

AngelRing目录
天使环效果如下图，仅有ShadingGradeMap类的shader支持。



天使环shader

Mobile目录
为了适应移动端等平台作出性能妥协的shader，主要特点在支持的实时平行光和点光数量减少或需要用trick替代方案。
Tessellation目录
细分目录的shader支持DirectX 11的Phong Tessellation功能，可以让low poly模型得到更好平滑。
Helper目录
此目录中的shader允许单独把描线作为一种material添加到mesh。
小结

本文对UTS2——Unitychan Toon Shader ver2的文件框架进行简单梳理，下一篇计划开始阅读shader代码。