Unity-两个简单的油画渲染方法

资源大湿 · 发表于 2021-5-11 09:03

本文主要介绍两个简单的油画渲染方式，不会涉及代码，只讲基本思想和结构~
后处理方式渲染油画

首先是一种传统的后处理渲染的方式，算法基本来自论文（Oil Painting Style Rendering Based on Kuwahara Filter），论文流程图如下。
而我基本是按照论文的步骤来的。用Kuwahara Filter(之前水彩画文章也提过，参考知乎呆晒晒的UE4卡通渲染基础教程 Part4：Paint Filter）代替Saliency Map；然后算出ETF图（参考知乎alpacasKing的在Unity中实现基于GPU的线积分卷积（LIC）），将此图当作Paper混合到图上；最后把轮廓线检测当作法线贴图。非常简单~OVER~
最后的效果如下：

笔触方式

另外一个方式则是基于unity asset的一个油画插件，这个方法最终的效果是为了模拟每一笔油画笔触的效果，先上最终效果图吧~
其中最主要的思想是，首先自建一个mesh数据，该mesh数据的顶点是6的倍数。这样设置的目的是在后处理的顶点着色器里把每6个顶点扩展成一个quad，然后就可以用预先设置的笔触贴图渲染这些quad了。简单的说，该mesh数据有6*100个顶点，最后就可以生成100给quad。
最后将这些笔触quad平铺到整个屏幕上，在映射相应的屏幕的颜色值即可。是一个用顶点着色器代替几何着色器的妙招~
上图是仅仅显示quad的图像了。不过这里还进行了一个步骤，首先，把原始的所有笔触quad分层平铺到屏幕射；然后通过颜色的偏移值（ddx、ddy）来控制笔触的大小和显示，也就是说让颜色密度大的地方用大的笔触，反之亦然。
其中每个笔触还有其光照渲染（其实也就是简答的法线光照），旋转（可以根据ETF图来定方向）等等，就不赘述了。

根据此方式稍微的改进

以上就是原始asset的基本思想。但是这样的方式有个弊端，就是画面抖动会非常剧烈。因此考虑直接在模型上用这种方式，算是一种改进吧。思想也非常简单，就是根据模型生成单独的mesh数据。先写个小插件，在原始模型上均匀采样点，此采样点则是生成mesh的顶点，记住要重复6次哟；然后每个顶点根据其密度赋值一定的顶点色，用于后期控制笔触的大小。最后再与背景的笔触合并，即可。如下图，可看到右边是根据自己生成的mesh重新覆盖了一层笔触渲染，这样笔触可以根据模型旋转而旋转。最终效果图也能看到，右边的模型旋转时候的闪烁效果好了许多~

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