想学一下NPR渲染，话不多说，先搞一只芙再说，边做边学

一、资源整理

终于是把东西全都集齐了

1、纹理设置 

首先要把将Diffuse和Lightmap的压缩改成"无"或"高质量"。

法线贴图的纹理类型改成"法线贴图"。

除颜色图外其它贴图全部取消勾选sRGB。

如果最终的渲染结果，出现贴图不清晰，有锯齿，有杂色，颜色深浅不对等问题，那大概率是贴图设置有问题，建议先重新认真检查一遍贴图设置。 

2、纹理分析

body和hair的diffuse贴图的a通道存放了自发光的遮罩

face的a通道则存放了腮红的遮罩

hair和body的lightmap的4个通道分别存放了高光范围，AO，高光强度，ramp分层

Body

Hair

 两张ShadowRamp分别控制白天和晚上的阴影颜色

NoramlMap是正常的法线贴图

MetalMap控制金属高光

FaceLightMap是一张SDF面部阴影图。

ShadowMap控制了阴影区域的遮罩。

二、渲染设置

原神的角色实际上应该是渲染了三遍，第一遍用第一套UV渲染正面，第二遍用第二套UV渲染背面，第三遍渲染描边，这样可以做到单面片正反两面的贴图不一样，崩铁应该也是使用了这套技术。

RendererFeatures

URP使用多pass需要使用RendererFeatures，先设置一下RendererFeatures。在项目大纲找到UniversalRenderer，默认路径在Assets/Settings/UniversalRenderer。

然后在检查器找到RendererFeatures，点击Add RendererFeature添加一个RenderObjects，然后在LightModeTags添加三个元素，三个元素分别为“渲染正面pass、渲染背面pass和渲染描边pass”。

然后在LayerMask(图层蒙版)把角色对应的图层勾上，默认在Default层，勾上Everything会所有图层都显示。

三、Shader分析

1.Shader准备

正式开始前先把计算需要用到的变量和向量等数据准备好，先来准备面板参数，面板参数如下：

Properties

        [Space(20.0)][Toggle]_genshinShader("是否脸部", float) = 0.0

[Space(20.0)]
//Unity的自定义属性（Attribute），用于在Unity的Inspector面板中为后续的属性或字段添加垂直空间
//这里的20.0表示这个空间的高度为20个像素。这有助于组织Inspector面板中的属性，使其更易于阅读和管理

[Toggle]_genshinShader("是否脸部", float) = 0.0
//定义了一个名为_genshinShader的变量，但其实际类型被指定为float
//由于[Toggle]属性的存在，这个float变量实际上在Inspector面板中会被呈现为一个切换开关（Toggle）。

        [Space(20.0)][NoScaleOffset]_diffuse("Diffuse", 2d) = "white"{}_fresnel("边缘光范围", Range(0.0, 10.0)) = 1.7_edgeLight("边缘光强度", Range(0.0, 10.0)) = 0.02

[NoScaleOffset]
//[NoScaleOffset]: 这是一个自定义属性，通常在Shader中用于告诉Unity不要对纹理应用缩放或偏移（Scale或Offset）的默认参数。这通常用于那些不需要或不应该有额外变换的纹理。

_diffuse("Diffuse", 2D) = "white"{}
//_diffuse: 用于存储Diffuse纹理的引用。

_fresnel("边缘光范围", Range(0.0, 10.0)) = 1.7
//_fresnel: 用于存储与Fresnel效应（菲涅尔反射）相关的参数，通常用于控制边缘光的范围。

_edgeLight("边缘光强度", Range(0.0, 10.0)) = 0.02
//_edgeLight: 用于存储与边缘光强度相关的参数。

        [Space(8.0)]_diffuseA( "Alpha(1透明, 2自发光)" , Range(0.0, 2.0)) = 0_Cutoff( "透明阈值" , Range(0.0, 1.0)) = 1.0[HDR]_glow( "自发光强度" , color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)_flicker( "发光闪烁速度" , float) = 0.8

_diffuseA( "Alpha(1透明, 2自发光)" , Range(0.0, 2.0)) = 0
//用于控制材质的透明度（当值为1时）或自发光强度（当值为2时）。

_Cutoff( "透明阈值" , Range(0.0, 1.0)) = 1.0
//用于确定哪些像素是完全不透明的（高于阈值）和哪些像素是透明的（低于阈值）。

[HDR]_glow( "自发光强度" , color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
//[HDR] 是一个Unity的自定义属性，通常用于指示该属性支持高动态范围（HDR）颜色。这意味着该属性的颜色值可以超过常规的0到1范围。
//用于控制自发光的效果强度。

_flicker( "发光闪烁速度" , float) = 0.8
//用于控制某种发光效果的闪烁速度。

        [NoScaleOffset]_lightmap( "Lightmap/FaceLightmap" , 2d) = "white"{}_bright( "亮面范围" , float) = 0.99_grey( "灰面范围" , float) = 1.14_dark( "暗面范围" , float) = 0.5

_lightmap( "Lightmap/FaceLightmap" , 2d) = "white"{}
//用于全局光照或面部光照。

_bright( "亮面范围" , float) = 0.99
//用于控制材质中亮面部分的范围或强度。

_grey( "灰面范围" , float) = 1.14
//用于控制材质中灰色或中间亮度部分的范围或强度。

_dark( "暗面范围" , float) = 0.5
//用于控制材质中暗面部分的范围或强度。

        [NoScaleOffset]_bumpMap( "Normalmap" , 2d) = "bump"{}_bumpScale( "法线强度" , float) = 1.0

_bumpMap( "Normalmap" , 2d) = "bump"{}
//用于存储法线贴图（normal map）数据。

_bumpScale( "法线强度" , float) = 1.0
//整法线贴图产生的凹凸效果的强弱。

        [NoScaleOffset]_ramp( "Shadow_Ramp" , 2d) = "white"{}[Toggle]_dayAndNight("是否是白天" , float) = 0.0

_ramp( "Shadow_Ramp" , 2d) = "white"{}
//在Inspector中显示的属性标签。

[Toggle]_dayAndNight("是否是白天" , float) = 0.0
//显示为一个切换按钮

        _lightmapA0("1.0_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 1_lightmapA1("0.7_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 4_lightmapA2("0.5_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 3_lightmapA3("0.3_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 5_lightmapA4("0.0_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 2

_lightmapA0 到 _lightmapA4
//用于控制不同光照强度下的Ramp条数。Ramp通常用于创建渐变或层次效果。

        [NoScaleOffset]_metalMap( "MetalMap" , 2d) = "white"{}_gloss( "高光范围" , Range(1, 256.0)) = 1_glossStrength( "高光强度" , Range(0.0, 1.0)) = 1_metalMapColor( "金属反射颜色" , color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)

_metalMap( "MetalMap" , 2d) = "white"{}
//与_ramp类似，但这个是用于金属的贴图

_gloss 到 _metalMapColor

//_gloss: 高光范围。

//_glossStrength: 高光强度。

//_metalMapColor: 金属反射的基础颜色。

        _outline( "描边粗细" , Range(0.0, 1.0)) = 0.4_outlineColor0( "描边颜色1" , color) = (1.0, 0.0, 0.0, 0.0)_outlineColor1( "描边颜色2" , color) = (0.0, 1.0, 0.0, 0.0)_outlineColor2( "描边颜色3" , color) = (0.0, 0.0, 1.0, 0.0)_outlineColor3( "描边颜色4" , color) = (1.0, 1.0, 0.0, 0.0)_outlineColor4( "描边颜色5" , color) = (0.5, 0.0, 1.0, 0.0)

_outline 到 _outlineColor5

//_outline: 描边的粗细。

//_outlineColor0 到 _outlineColor5: 不同的描边颜色。

2.URP框架简单总结

（一）、Bulit-in管线到URP管线的部分改变

本次渲染复刻使用的是Unity的URP管线，与Bulit-in管线存在部分的改变：

1.在URP管线中，我们将原来的CG代码改为HLSL代码

原来为 CGPROGRAM
现在为 HLSLPROGRAM;原来为 ENDCG
现在为 ENDHLSL;

2.一些unity封装的函数名称，以及定义的宏发生了改变，例如：

原来为 UnityObjectToClipPos
现在为 TransformObjectToHClip;原来为 UNITY_DECLARE_TEX2D(name)
现在为 TEXTURE2D(textureName); SAMPLER(samplerName);;

3.引用的头文件发生了改变，例如：

导入库
原来为 #include "UnityCG.cginc"
现在为 #include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"//默认库
原来为 #include "AutoLight.cginc"
现在为 #include "Packages/com.unity.render-pipuniversal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"//光照库

 一个简单总结了Bulit-in到URP变化的blog ：From Built-in to URP (teodutra.com)

            //导入库#include "Packages/com.unity.renderpipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"  //默认库#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"  //光照库CBUFFER_START(UnityPerMaterial)  //常量缓冲区开头

#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl" 和 

#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"

• 这两行代码是预处理器指令，用于包含（或“导入”）其他HLSL文件。
• Core.hlsl 通常是URP的核心库，它包含了URP Shader中常用的基础函数和宏定义。
• Lighting.hlsl 是URP的光照库，它提供了与光照相关的函数和宏定义。
• 这两个库文件是URP Shader开发的基础，提供了许多便利的函数和工具。

CBUFFER_START(UnityPerMaterial)

• CBUFFER_START 是一个宏定义，通常用于声明常量缓冲区（Constant Buffer）的开始。
• 在URP和其他Unity渲染管道中，常量缓冲区是一种高效的方式，用于将大量数据（如材质属性）从CPU传递到GPU。
• UnityPerMaterial 是这个常量缓冲区的名称。这表示这个常量缓冲区中的数据是每个材质特有的，而不是每个实例或每个顶点特有的。
• 通常，在这个宏之后，你会看到一系列的变量声明，这些变量将存储在UnityPerMaterial常量缓冲区中。
• 当你完成常量缓冲区的变量声明后，你会使用CBUFFER_END宏来结束这个常量缓冲区的定义。

 （二）、整体框架

Shader "Furina"
{Properties{[Space(20.0)]                                      [Toggle]_genshinShader("是否脸部", float) = 0.0[Space(20.0)][NoScaleOffset]_diffuse("Diffuse", 2d) = "white"{}_fresnel("边缘光范围", Range(0.0, 10.0)) = 1.7_edgeLight("边缘光强度", Range(0.0, 10.0)) = 0.02[Space(8.0)]_diffuseA( "Alpha(1透明, 2自发光)" , Range(0.0, 2.0)) = 0_Cutoff( "透明阈值" , Range(0.0, 1.0)) = 1.0[HDR]_glow( "自发光强度" , color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)_flicker( "发光闪烁速度" , float) = 0.8[Space(30.0)][NoScaleOffset]_lightmap( "Lightmap/FaceLightmap" , 2d) = "white"{}_bright( "亮面范围" , float) = 0.99_grey( "灰面范围" , float) = 1.14_dark( "暗面范围" , float) = 0.5[Space(30.0)][NoScaleOffset]_bumpMap( "Normalmap" , 2d) = "bump"{}_bumpScale( "法线强度" , float) = 1.0[Space(30.0)][NoScaleOffset]_ramp( "Shadow_Ramp" , 2d) = "white"{}[Toggle]_dayAndNight("是否是白天" , float) = 0.0[Space(8.0)]_lightmapA0("1.0_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 1_lightmapA1("0.7_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 4_lightmapA2("0.5_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 3_lightmapA3("0.3_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 5_lightmapA4("0.0_Ramp条数" , Range(1, 5)) = 2[Space(30.0)][NoScaleOffset]_metalMap( "MetalMap" , 2d) = "white"{}_gloss( "高光范围" , Range(1, 256.0)) = 1_glossStrength( "高光强度" , Range(0.0, 1.0)) = 1_metalMapColor( "金属反射颜色" , color) = (1.0, 1.0, 1.0, 1.0)[Space(30.0)]_outline( "描边粗细" , Range(0.0, 1.0)) = 0.4_outlineColor0( "描边颜色1" , color) = (1.0, 0.0, 0.0, 0.0)_outlineColor1( "描边颜色2" , color) = (0.0, 1.0, 0.0, 0.0)_outlineColor2( "描边颜色3" , color) = (0.0, 0.0, 1.0, 0.0)_outlineColor3( "描边颜色4" , color) = (1.0, 1.0, 0.0, 0.0)_outlineColor4( "描边颜色5" , color) = (0.5, 0.0, 1.0, 0.0)}SubShader{Tags { "RenderType"="Opaque" }LOD 100Pass{HLSLPROGRAM#pragma vertex vert#pragma fragment frag//导入库#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"  //默认库#include "Packages/com.unity.render-pipelines.universal/ShaderLibrary/Lighting.hlsl"  //光照库CBUFFER_START(UnityPerMaterial)  //常量缓冲区开头//声明面板参数float _genshinShader;  //是否是脸部//diffusefloat _fresnel;  //边缘光范围float _edgeLight;  //边缘光强度float _diffuseA;  //diffuseAfloat _Cutoff;  //透明阈值float4 _glow;  //自发光强度float _flicker;  //发光闪烁速度//lightmap/FaceLightmapfloat _bright;  //亮面范围float _grey;  //灰面范围float _dark;  //暗面范围//normalfloat _bumpScale;  //法线强度//rampfloat _dayAndNight;  //是否是白天float _lightmapA0;  //1.0_Ramp条数float _lightmapA1;  //0.7_Ramp条数float _lightmapA2;  //0.5_Ramp条数float _lightmapA3;  //0.3_Ramp条数float _lightmapA4;  //0.0_Ramp条数//高光float _gloss;  //高光范围float _glossStrength;  //高光强度float3 _metalMapColor;  //金属折射颜色//描边float _outline;  //描边粗细float3 _outlineColor0;  //描边颜色1float3 _outlineColor1;  //描边颜色2float3 _outlineColor2;  //描边颜色3float3 _outlineColor3;  //描边颜色4float3 _outlineColor4;  //描边颜色5CBUFFER_END  //常量缓冲区结尾//声明贴图TEXTURE2D(_diffuse);  //DiffuseSAMPLER(sampler_diffuse);TEXTURE2D(_lightmap);  //Lightmap/FaceLightmapSAMPLER(sampler_lightmap);TEXTURE2D(_bumpMap);  //NormalSAMPLER(sampler_bumpMap);TEXTURE2D(_ramp);  //Shadow_RampSAMPLER(sampler_ramp);TEXTURE2D(_metalMap);  //MetalMapSAMPLER(sampler_metalMap);ENDHLSL           struct appdata{float4 vertex : POSITION;float2 uv : TEXCOORD0;};struct v2f{float2 uv : TEXCOORD0;float4 vertex : SV_POSITION;};sampler2D _MainTex;float4 _MainTex_ST;v2f vert (appdata v){v2f o;o.vertex = UnityObjectToClipPos(v.vertex);o.uv = TRANSFORM_TEX(v.uv, _MainTex);UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.vertex);return o;}fixed4 frag (v2f i) : SV_Target{// sample the texturefixed4 col = tex2D(_MainTex, i.uv);// apply fogUNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, col);return col;}ENDHLSL}}
}

3.正面Pass