一、卡通渲染
（1）基础表现——光照：
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对Diffuse进行修改
有两种方式：
Step/Smoothstep函数
RampMap
Lambert采样Ramp图
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边缘光RimLight
两种方式：
Fresnel
金属的边缘光可以由NdotV获得
DepthOffset
可以获得等宽的硬边缘，对转折比较少的模型，比如正方体比较好一点。不过原神的人物边缘光有一个trick，只在屏幕左右法线方向进行深度偏移（减少头顶的边缘光），场景则是全向，法线方向。
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明暗交界线（SSS夸张）
确定明暗交界线的范围就行，ramp图或者用函数计算
（2）基础表现——描边
分割结构，补充轮廓信息，因此早期也叫轮廓边。
动画的场景中大多以亮线的高光形态来表示，人物则一般用深色：
现在的描边一般是风格化的特征了，比如无主之地。
常见的描边方式：
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RimLight: 基于观察角度和表面法线、基于深度的。
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Backface：过程式几何轮廓线渲染
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边缘检测：图像后处理轮廓线渲染
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基于轮廓边检测
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本村线uv
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Backface
通常存一份平滑法线到切线数据中
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边缘检测
不同场景下的消耗统一。
对卡通渲染来说，一般需要整洁的边缘线，这种方法会出现多余的边缘信息，常见的技巧是在边缘检测区域进行不同的纯色填充，这样可以得到干净的结果。
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基于模型拓扑轮廓边检测
离线渲染，消耗高，可以获得很风格化的表现
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本村线
制作周期长，一般不考虑
（3）基于PBR的卡通表现
PBR基于物理的渲染，对现实的还原。NPR/卡通渲染非真实感的渲染，名称上对立，但是为了效果的提升可以各取相关的特征进行缝合。
使用PBR的优势；
艺术导向，能让美术用直观的参数，标准化的工作流，快速实现大量材质的真实感渲染。把NPR的特征迁移到PBR中并保留这种易用性是其目标。
标准化工作流
高级质感
真实环境光照
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材质质感
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环境光照
间接光照计算可以方便地适配不同环境中的表现。
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典型PBR光照材质示例：
4.将卡通渲染特征插入PBR材质示例：
实际项目中肯定不会用shadergraph来搞这个。
数据初始化的处理：
主要是对N法线进行了操作，NdotL和相关阴影计算都可以在这里进行重新映射和合并，比如：二值化光照，面部阴影、头发投影、阴影贴图等相关操作合入到NdotL的结果之中。同时NdotV也可改变一部分菲涅尔的效果。
DFG项目：
主要更改D项目，比如对GGX高光的范围进行重新映射，或者计算各项异性高光，并加入遮罩偏移之类的。
Direct Diffuse计算：
这部分进行的操作基本上可以当做自发光emission来添加，对于卡通渲染来说一些色彩混合操作在这里加入。比如头发高光要以颜色方式加入到计算结果中，就像柔光、线性光这种操作。
Indirect Diffuse + Specular：
间接光会显著提升模型的质感和立体感，对卡通渲染来说立体感提升不一定是好事，所以这里对不同的部分减少间接光的权重，比如说皮肤、面部这些需要平面表现的部分去减少间接光的比例。其他做法比如蓝色协议使用整体向上的法线来计算统一的间接光。
Other Eye Matcap Rim：
这部分计算是直接当做自发光来添加的。比如：眼睛的高光、matcap反射、边缘光等。
经过魔改PBR之后的表现：
和默认PBR对比起来：
因为自定义了阴影颜色和一些自发光的原因，所以整体看起来会更加明亮一点。
（4）为不同区域定制shading model
分成头发、眼睛、皮肤这些区域：
题外话，3D还原2D的难点：
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高度概括的边界：对传统的卡通角色来说简洁且高度二分的交界边缘是灵魂，但3D中平滑且锐利的边界是很难还原的。
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不同视角的造型：不同的视角下卡通夸张与形变。
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违背物理的特征：一直存在的高光，恒暗的阴影。
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高饱和度倾向：色彩高饱和度，纯净。但不同设备之间有HDR与LDR的转换，都会使用到ToneMapping，这就会导致卡通渲染的色彩问题。
接下来介绍不同部位的shading model：
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面部
光影修正：
修正的原因在于二值化导致阴影的边缘杂乱。
修正的方法有法线、拓扑、SDF
包裹体法线
模型拓扑 + 法线修改
罪恶装备方式，可以调整出理想的形状，但是法线的调整比较繁琐、耗时。还会导致阴影的跳变。
有向距离场SDF
这种方式可以方便的定义阴影的过度，不过为了边缘阴影信息的准确，这张图需要的精度是比较高的。并且缺少光照Y轴的变化，只有单向的光照信息，用多张SDF混合可以解决这个问题，但是这样制作就比较繁琐了。
其他
暗部的鼻尖高光，一般是为了暗部面部不至于过平才加上的。可以使用一张Mask（SDF）补光
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头发
头发的重要表现就是阴影和高光了。
阴影比较简单，一般来说就是绘制影贴图加光照计算来表达。
主要来说高光：
各项异性
下图左边GGX，右边是各向异性的：
KK模型
最核心的计算就是将BlinnPhong中NdotH中的法线N改为了切线T，将切线加入到光照的计算中，从而得到各向异性的环状高光。注意图中的切线方向是沿着发丝方向的，一般制作时通常是垂直发丝的，所以通常是使用副切线来计算的。
Marschner模型
左边kk，中间M，右边真实，可以看出这个模型更加物理。这不细讲了。
但要注意这里将光路分成了三条光路：反射、透射反射透射、透射透射。
它们贡献了头发高光的主要特征，分别是主要镜面反射高光、次要镜面反射高、透光。
前两个特征就是卡通渲染中叠加计算头发高光的来源。
上述计算的结果
这里提亮了第一层的高光强度。kk中有一个smoothstep函数，可以控制成单向的渐变过度，就能变成左图的样子
切线修正
整洁的效果要修正切线，各向异性的计算依赖于顶点切线，在头发上渲染出连续的各向异性高光需要连续的切线信息。
修正的方式有两种：打直UV、绘制FlowMap来指定切线方向。
另外，如果头发是一个球体的形状也可以虚拟一个球心，然后通过计算来确定切线方向。
另外基于UV的绘制高光
直接贴到模型上，但是没有动态反馈会比较死板，要加入相对应的动态变化。比如蓝色协议中会先画高光，通过预先烘焙的贴图计算高光的中心，最后根据视角去缩放高光的大小。樱花大战游戏中，把UV排列整齐，高光贴上去，通过高光的上下移动来表现动态变化。
总之，头发高光主要为两点：好看的形状、动态的反馈。
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眼睛
卡通中的眼睛比较随心所欲，但大体上还是遵循着真实眼睛的折射和焦散体现。
眼睛的结构
制作终点在瞳孔和虹膜，和主体的眼白区域。前方的空腔要注意有透射折射
为了表现透射和折射，制作上可以有两种结构：
主体内陷的复合结构
可以自然地将眼睛的结构关系表达清楚。高光可以分成左边的点状高光模型或者右边的片状高光的模型
外轮廓的单层结构
就是凸出来的，单层的轮廓模型+视差计算：
眼睛的表面还可以制作动态的高光反馈：
折射计算
可以用视差或者物理折射两种方式：
都是对uv偏移采样，视差根据相机的位置去偏移UV，基于物理的是计算折射光线向量，用折射光线去偏移UV。
眉眼遮挡
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皮肤
主要和前面说的光照计算有关，明暗交界线的计算也是皮肤的特征之一。这里主要说一下SSS。
对于皮肤来说次表面散射和高光会显著提升皮肤的质感。
次表面散射：
主要分为两类：鹿鸣、闪耀暖暖这种偏写实的。另一种就是蓝色协议、罪恶装备这种卡通风格，会做整体阴影颜色的改变。
整体阴影颜色的改变：
动画中阴影偏色来源一般是皮肤的SSS和环境结合的夸张表现。罪恶装备中使用了一张纹理来影响阴影的着色景象。对整体阴影颜色的处理会提升卡通化的观感，并且不仅限于皮肤上，衣服上头发上也有体现。
另外如果用ramp计算光照，可以直接把影色添加到ramp中。
SSS：
LUT的y轴是模型表面的曲率决定的。曲率越大效果越强。
fwidth(v)=abs(ddx(v))+abs(ddy(v))
高光：
高光不可或缺。
双镜叶高光：将不同粗糙度下GGX进行混合，用于模拟真实皮肤表面的反射效果。
将前面说的这两个表现结合起来就是类似于18年崩三分享的做法：diffuse ramp对应SSS，specular ramp对应镜面高光。
二、其他游戏角色渲染
（1）原神
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lightmap
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Matcap
view空间采样，加张图模拟高光反射表现，阴影处也有。
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PackedShdowRamp
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此外还有顶点色r控制Ramp偏移值，用于控制在特定光照角度下那些区域更容易受光。
（2）深空之眼
同样对金属做了特殊处理
概要设计
按照渲染表现材质分类：
金属
布料
皮革
皮肤
头发
眼睛
面部
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