Unity仿站双渲染—_PBR混合

Unity 关于“战双帕弥什”中的PBR混合

最近由于工作原因接触到了渲染这方面的东西，效果中需要实现到“战双帕弥什”中的卡通渲染混合了PBR这样类似的效果。故也忙里偷闲，写了这篇文章。

其实可以从这张图上看出来，人物武器上的金属和身上的金属有很明显的PBR效果。而且不只是金属PBR也体现在了人物服装的漫反射上，基本可以说是在服装上高光，漫反射，和金属度都是PBR的渲染。

再来看一下Unity URP内部提供的PBR Lit材质。

这是一个默认状态下的URP PBR 效果，其核心函数为UniversalFragmentPBR() 包含在Lighting.hlsl的文件中，具体内容如下

它接受的数据主要就是InputData这个结构体，还有关于PBR的一段参数，就能用这个函数直接计算出PBR的表面。那么InputData中到底给了函数哪些内容呢。这个内容被包含在了Input.hlsl文件中，如下。

这样就知道了我们需要为UniversalFragmentPBR()函数输入准备哪些东西了

我们先准备一个函数，让这个函数返回这个结构体，并初始花结构体里的值都为0。我们可以直接在这个函数里计算InputData结构中所拥有的所有内容

这就是InputData中的全部参数，当然这一部分也可以直接在顶点着色器上完成，后续直接传入这个结构中即可。有了这个之后其实就可以直接开始使用了后面只需要将对应的参数传入后面即可。这边另外做了一个surfaceData来存放其他数据

接下来我们就可以在片元着色器中开始调用UniversalFragmentPBR()函数了。

cpp

float4 PBRcolor = UniversalFragmentPBR(inputData, surfaceData.albedo, surfaceData.metallic, surfaceData.specular, surfaceData.smoothness, surfaceData.occlusion, surfaceData.emission, surfaceData.alpha);

这个函数输出其实就是输出的最后的PBR着色。

但是因为我们需要做的是混合PBR中的高光，和金属度部分，有的时候也需要单独的漫反射通道。所以我们并不能直接使用UniversalFragmentPBR()函数。所以这个时候就需要回头去看看函数中的源码。可以看到这样一段内容。

cpp

half3 color = GlobalIllumination(brdfData, inputData.bakedGI, occlusion, inputData.normalWS, inputData.viewDirectionWS);
color += LightingPhysicallyBased(brdfData, mainLight, inputData.normalWS, inputData.viewDirectionWS);

这两个函数一个计算了在PBR着色计算中的mesh颜色信息，mesh表面的光照信息。所以只要我们把它区分开，就能实现PBR的混合了。故如下

cpp

//InitializeBRDFData(albedo, metallic, specular, smoothness, alpha, brdfData);
BRDFData brdfData;
InitializeBRDFData(float3(1,1,1), surfaceData.metallic, surfaceData.specular, 0, surfaceData.alpha, brdfData);
float3 PBRLightDiffuse = LightingPhysicallyBased(brdfData, light, inputData.normalWS, inputData.viewDirectionWS);//PBR Lighting
BRDFData brdfData2;
InitializeBRDFData(float3(0,0,0), 0, surfaceData.specular, surfaceData.smoothness, surfaceData.alpha, brdfData2);
float3 PBRLightSpec = LightingPhysicallyBased(brdfData2, light, inputData.normalWS, inputData.viewDirectionWS);//PBR Lighting

BRDFData brdfData3;
InitializeBRDFData(surfaceData.albedo, 1, surfaceData.specular, surfaceData.smoothness, surfaceData.alpha, brdfData3);
float3 PBRmetallic = LightingPhysicallyBased(brdfData3, light, inputData.normalWS, inputData.viewDirectionWS);
float3 MetalicBase = GlobalIllumination(brdfData3, inputData.bakedGI, surfaceData.occlusion, inputData.normalWS, inputData.viewDirectionWS);//MetalBaseCOlor
smoothnessMask = step(0.1,smoothnessMask);

float3 PBRDiffuse = smoothstep(0,_PbrDiffuseSmooth,PBRLightDiffuse.r);
PBRDiffuse = lerp( DarkSide,BrightSide,PBRDiffuse).xyz;

首先，要使用LightingPhysicallyBased()函数需要有一个BRDFData类型的结构输入，先跟着Lighting.hlsl中的内容把BRDFData中的数据储存好。另外，我们需要分离高光和漫反射，为了做到唯一变量，先把颜色变量变为白色输入BRDFData中，这样我们LightingPhysicallyBased()得出的结果就能用于最后的混合。同理，高光和金属度也一样。最后将结果lerp一下漫反射即可获得我们需要混合的三个通道，然后用这些通道进行卡通渲染上的叠加就可以了。

Unity 关于“战双帕弥什”中的PBR混合 ​

Unity 关于“战双帕弥什”中的PBR混合