从零开始的UE5卡通渲染【一】:理论基础

发布网友发布时间：2024-10-13 11:50

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热心网友时间：2024-10-24 14:34

研究基于UE5的卡通渲染，我发现这个领域充满挑战和乐趣。在与同事的闲聊中，我们讨论了知乎上的内容，我意识到知乎上充斥着各种非正式的信息，而我总是忙于日常生活，很难抽出时间撰写正式的内容。因此，我决定利用编写Shader代码的空闲时间，记录学习笔记、心得与分享。

卡通渲染虽然知识体系相对较少，但在UE5环境下，涉及到大量源码的改动。这让人不禁怀念起相对自由的Unity开发环境。尽管如此，我决定将UE5卡通渲染学习分为多篇文章，以此来充实自己的知识体系。

我的计划大致如下：

在这篇文章中，我将详细介绍卡通渲染与NPR（Non-Photorealistic Rendering）的区别。NPR是一个广泛的概念，不仅包括卡通渲染，还包括油画、水墨风等特殊渲染风格，而卡通渲染只是NPR的一个分支。卡通渲染领域内还有多种流派，如日式赛璐璐风格、Cel Shading和Tone based Shading，以及结合PBR的次世代卡通渲染。

在流派选择方面，我将专注于罪恶装备（GGX）作为研究对象。作为卡通渲染领域的代表作，GGX材质模型非常简洁，主要依赖于三张贴图：BaseColor、ilm和SSS。ilm贴图最为关键，其RGBA通道分别存储了高光强度、阴影阈值、高光范围与内描边信息。

高光强度和阴影阈值的作用相对明确，而高光范围则决定了高光区域的大小。内描边信息即所谓的“本村线”，用于描绘角色轮廓。除此之外，GGX卡通渲染方案还可能涉及到其他贴图，如角色的伤痕等，但这些对于ShadingModel而言并不关键，我们暂不深入探讨。

关于卡通渲染的算法部分，我原本打算在此详细解释，但考虑到实际操作与代码结合更为直观，我决定将这部分内容留给实现部分进行详细讲解。如果只是构建一个简单的卡通渲染模型，实际上并不需要复杂的算法。

本文作为序言系列的第一篇，下一篇文章将开始探讨在UE5内部通过修改源码实现第一个卡通渲染模型。敬请期待。