【Unity URP】PBR框架下的NPR 角色渲染以《少女前线2：追放》为例

一、前言

前一段时间在看PBR X NPR结合的渲染，恰好前一段时间又猛猛给我推少前2 Vepley渲染的视频和文章，没玩过这个游戏，但感觉这个渲染效果挺独特的，本着效果可以烂大街，但是我不能没有的原则，拿这个练练手。灵感来自于很久以前在Github上看到过的一个项目

madumpa/URP_StylizedLitShader: Madumpa's URP Stylized Lit Shader Repositoryhttps://github.com/madumpa/URP_StylizedLitShader

在这个项目里，作者巧妙的在URP Lit的框架下使用各种SmoothStep来形程色阶，达到了PBR和NPR结合的效果。在使用的时候，发现两个问题，一个是使用手动Ramp映射难以控制。另外一个，如果一直在Lit框架下这么改，灵活性大大受限，Lit的框架本身很冗长，中间又各种封装，想改一点就要牵一发动全身。

因此，我在URP里重写了一套Lit，保留关键部分，删掉多余部分（如ClearCoat，因为目前用不到）。然后自己使用Ramp图去控制色阶，至于融合方式，和上面的项目差不多，都是映射漫反射和高光部分。

由于少前2的模型没有类似崩铁那种ID灰度图去区分角色部位，因为这样可以一下子去采样所有部位的RampColor。我就直接图省事，每个部位单独给一张图了（实际项目这么做肯定不太好）。

二、PBR与NPR的融合方式

PBR x NPR或者说，PBR框架下的NPR，它本质上仍然是NPR，因此它就不可避免的有NPR的一些特点。比如：主观性这个东西，也就是说PBR和NPR如何结合本质上仍然是风格的问题，可能PBR占比多一点或者NPR占比多一点，或者是涂鸦风，线条风，水墨风，素描风，那就更需要一些特殊的处理。

PBR框架下的NPR好处是，提供了一个能量守恒的框架，防止某些trick失控。另外就是提供了更多样的材质表达，比如金属，在纯NPR是比较难表现的。

回归到NPR本质，我认为还是色阶的减少，因此选择了用Ramp去映射PBR中间步骤的方法。其它诸如两者lerp或其它方式，日后再细究。

如何画Ramp其实也是一个值得思考的问题，不过其实最终还是以效果为导向，想要什么样的效果就画什么样的Ramp，色阶少一点，Ramp色阶就少一点，反之多一点。

没有刻意去还原游戏里的样子，纯平感觉，反正效果还勉强算凑合吧hhh。

三、其它常见Feature

这部分都是卡渲的常见Feature，想必大伙基本上都烂熟于心了，我这里就简单罗列一下，除了一些自己的小trick，其它的跟常规做法没什么不同。

1.描边

采用平滑法线外扩模型然后剔除正面的做法，很常见的做法，没什么特殊的。

FOV的获取是用脚本传参的，据说现算会很慢，外扩在View空间，z拍扁。

其次就是Face的Zoffset加一个bias，让眼眶没描边，不然变成熊猫了。刚开始学习卡渲的时候用过一张自己画的Mask图来控制面部的眼眶描边。貌似崩铁的SDF的a通道自带一张mask也是这种做法。反正哪种都行，因人而异吧。

2.边缘光

边缘光也是常见做法，屏幕空间深度采样偏移，确定阈值step

阈值还可以作为强度细节给个小小的渐变，视角和光的夹角，菲涅尔等也可以决定RimLight的强度。

3.面部阴影

SDF阴影，光方向和脸朝向夹角计算ctrl去step那张SDF脸图。当然为了看起来柔和一点，可以用smoothstep，然后和其它计算一样去ramp就好了。

3.绒毛

就是一个普通的URP多Pass Feature，没做什么特殊的细节处理。想做更好的，这里有一个不错的参考。Multiple Pass Fair Rendering - Yoko的博客 | Yoko Bloghttps://yokowave.github.io/2020/09/08/multiple-pass-fur/