UE Toon渲染半影着色实现指南：纯色法与Ramp法详解

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一、前言

在动画或者卡通渲染存在一个很常见的效果，光源的边界染上一个饱和度较高的颜色，这个效果业内一般称作半影着色：

《吹响吧！上低音号》

《别当欧尼酱了》

《绝区零》

在HDRP中也有类似的效果：

Unity里的实现非常简单，就是拿一个纯色来给半影染色：

除了Unity的这种实现方式，还有一种常见的实现方法是用阴影来采样Ramp：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/588991753

https://zhuanlan.zhihu.com/p/688482736

二、实现思路

2.1 纯色法
首先在光源组件上添加新的参数：

LightComponent.h

接下来正常把这些参数传给Shader就行，半影颜色的计算直接抄HDRP：

ToonLightCommon.ush

在光照计算的时候调用ComputeShadowColor：

DeferredLightingCommon.ush

接下来就能看到效果了：

半影着色_1

效果还挺不错的，多光影也可以完美兼容：

不过，有一个尴尬的问题，从上面的视频效果图可以发现，主光的半影着色并没有作用在Toon角色上，这也正常，毕竟Toon角色的主光是在ToonLightPass里单独计算的。

按照正常的逻辑，我们应该把染过色的Shadow传给ToonLightPass，但是，这样需要再用3个通道来存储阴影，之前的ToonShadow已经满了，这样得新创建一张，有些浪费了。

所以我干脆还是把半影的参数传到ToonLightPass，然后在ToonLightPass自己去计算。

这样做还有个好处，如果觉得半影颜色在角色上有点太强了，很容易可以调节强度：

半影着色_2

2.2 Ramp法
同样的，在光源上添加新的参数：

传参方式和以往有所区别，如果把Ramp贴图放到FLightShaderParameters里的话会报错：

SceneManagement.h

所以我把贴图放到FDeferredLightUniformStruct里，FToonLightUniformParameters也一样：

LightRendering.h

ToonLightPassRendering.h

采样贴图的时候由于不同Pass里Buffer的名字不一样，所以在Shader上添加宏来区分：

LightRendering.cpp

ToonLightPassRendering.h

ToonLightCommon.ush

在材质编辑器里也使用相同的函数来计算半影：

看看效果：

三、参考和链接

3.1 链接
本文的修改都上传GitHub了，对应下图的提交记录：

https://github.com/Yu-ki016/UnrealEngine/tree/YK_Engine

示例工程：
https://github.com/Yu-ki016/YKEngineExampleProject

3.2 参考

[1] Unity URP 8Cascade+PCF/PCSS 阴影+Compute Shader屏幕空间shadowmap+阴影渐变

[2] 图形引擎实战：8级风格化级联阴影

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这是侑虎科技第1990篇文章，感谢作者Yu-ki016供稿。欢迎转发分享，未经作者授权请勿转载。如果您有任何独到的见解或者发现也欢迎联系我们，一起探讨。（QQ群：793972859）

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