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File metadata and controls

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Raw

img JTRP (Jason Ma Toon Render Pipeline)

这是我业余时间开发的基于Unity HDRP并支持DX12 RayTracing的卡通渲染工具集，定位于实时生产影视级质量卡通渲染CG。

基于UTS二次开发：https://github.com/unity3d-jp/UnityChanToonShaderVer2_Project

专栏：https://www.zhihu.com/people/blackcat1312/posts

B站：https://space.bilibili.com/42463206

邮箱：[email protected]

Works

https://www.bilibili.com/video/BV1wD4y1w7oU?spm_id_from=333.999.0.0

https://www.bilibili.com/video/BV1Bq4y1r7bn?p=3

Installation

  1. 使用Unity 2021最新版本创建一个新项目（或使用你自己的项目）

  2. 确保安装了Blender，以及双击.blend文件可以直接打开Blender，否则示例模型将无法导入

  3. （需要代理）Window > Package Manager > Add > Add package from git URL 输入https://github.com/JasonMa0012/JTRP.git

    • 你也可以选择手动从Github下载Zip，然后从Package Manager > Add package from disk添加Local Package
    img

  4. 在Project面板中找到Packages > JTRP，同时打开Edit > Project Settings > Graphics，将JTRP\RenderPipelineResources\JTRP_RenderPipelineAsset分配给SRP Settings

    img

  5. 打开Window > Rendering > HDRP Wizard（一般会自动打开），点击Fix All，重启编辑器

  6. 双击JTRP\Samples\JTRP_Samples.unitypackage导出示例场景，打开Assets\JTRP_Samples\SampleScenes中的场景，检查渲染结果是否与截图一致，若渲染结果异常，请重新检查安装过程或提交Issue

Getting Started：三渲二入门视频教程

JTRP教程

教程：https://www.bilibili.com/video/BV1AA411A7RR/

模型配布：https://www.bilibili.com/video/BV1a7411i7js/

视频中你会学到：

版本控制

前置知识

JTRP

Usages

由于JTRP是在UTS的基础上扩展而来，因此你应该先了解UTS的基本功能：https://github.com/unity3d-jp/UnityChanToonShaderVer2_Project/blob/release/legacy/2.0/Manual/UTS2_Manual_en.md

JTRP Custom Pass

主要控制场景内所有Toon Shader物体的渲染，若丢失则回退到灰模状态。

另可控制Outline的全局设置，若使用BackFace Outline需要先打开开关。

PostProcess Outline可以使用，但处于预览状态，功能不完善，主要用于场景描边，通过配置材质球更改颜色。

Geometry Outline只开发了一半，设置较为复杂，不推荐使用。已经有优化思路，但是没有时间继续开发，有缘人可以一起开发，效果参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV1vp4y1r7sF

Pencil+ Outline 4 Unity

视频教程里有使用方法，官方文档：https://docs.psoft.co.jp/pus400w/jp/4.1.2/index.html

如要去除水印和范围限制请购买正版，官网：https://www.psoft.co.jp/jp/product/pencil/unity/。

Material Parameters

如有遗漏，可以参考视频教程和UTS文档，这里只列出JTRP相对于UTS的新增部分。

img HDRP/Toon
Workflow Mode 优先使用ShadingGradeMap，否则不保证功能完全
img Shadow
Shading Grade Map 通过一张灰度图控制阴影的范围。阴影是通过光线方向与法线方向的点积（Gradient）计算，通过影响Gradient使某些区域更容易变亮/变暗。贴图颜色默认0.5灰色，越接近白色越容易变亮，为1时常亮，反之亦然。
img JTRP Features
Is Face / Hair 头发和脸的开关，如需使用发影、脸影功能则须正确设置。
对于脸材质打开Is Face，对于头发材质打开Is Hair，普通材质保持默认关闭即可。
Hair Shadow …… 在脸材质上对发影进行调整，Width控制宽度，Ramp控制宽度的距离衰减，Bais控制裁剪距离
Hair Z Offset 在头发材质上调整，控制发影渲染时在视线方向上的偏移
Face Shadow Bias 在脸材质上调整，打开脸接受阴影的选项（System Shadows Self Shadows Receiving）时调整脸的阴影在光线方向的偏移，可以裁剪掉一些近距离不想要的阴影
Spherical Shadow…… 高级选项，控制球面化法线，需要配合脚本使用，参考视频教程
Anti-Perspective 高级选项，控制反透视强度，为1时模型在视线方向压扁，从而抵消透视畸变。在3D中，FOV越大，透视畸变越大，视角越广，而三渲二追求还原手绘感，所以需要尽可能减小透视畸变，此功能适合在单独展示模型时使用，否则会与3D场景穿插造成穿帮。
img Outline
Outline Width Ramp 通过Ramp控制描边在不同距离下的粗细
img Environmental Lighting
Built-in Light Direction 该功能可以手动指定光线方向，从而控制脸影、发影等。可以搭配脚本实现更智能的光线方向控制，参考视频教程
img Hair HighLight（先点击Show All properties切换UI）

看视频吧，实在没时间写了，欢迎好心人提交RP
img Screen Space Rim Light（同上）

Scripts

如有疑问参考视频教程

img Spherical Hair High Light Helper
Hair Center 头发中心的代理，将头发整体视为一个球，在头骨下新建一个空物体放在球心处，然后在头发上新建该脚本，将球心赋给Hair Center
Renderers 选择使用该功能的Renderer
img
Center / Renderer 原理同上
Project Light Dir 将光线方向投影到2D圆环上。光源方向通常不可控，但三渲二中对脸影的要求又相当严格，通过这些设置可以将光线方向限制在一个与头顶方向相切的圆环上，防止光源乱跑。
1. 在脸材质上开启Built-in Light Direction
2. 把场景中的Directional Light赋给Light
3. 在ForwardDir中选择脸的正面方向是FaceCenter的哪根轴向，Forward是+Z，Up是+Y，Right是+X
4. 调整Y Offset，旋转光源查看效果
5. （可选）通过Dot Power重映射Y Offset，横轴是光线与Forward点积（可以理解为夹角），竖轴是该夹角下的Y Offset值
img Camera Sync

在编辑器和Timeline中同步Scene View和Game View相机，方便预览渲染效果和制作相机动画。
Game To Scene / Scene To Game 字面意思，手动复制一个View的相机状态到另一个View的相机
Mode Game To Scene / Scene To Game：自动复制相机状态
Automatic：适用于Timeline中预览/修改相机动画
1. 选择场景中的Timeline组件赋给Timeline Playable Director
2. 选择相机的Transform赋给Root
3. 在Timeline中播放相机动画，此时Scene View的相机会跟随Game View相机
4. 时间轴定位到要修改的相机动画关键帧处，移动Scene View相机，此时Game View相机会跟随Scene View相机
5. 使用Update Create Key (Shift+Q)保存相机关键帧

Real Time Style Transfer

https://www.bilibili.com/video/bv1FY4y1h7Vm

image-20220506162404333

参考：https://blog.unity.com/technology/real-time-style-transfer-in-unity-using-deep-neural-networks

6-8ms on RTX3070 1080P

DXR Sample (Removed)

image-20210111010551810image-20210111010608857

Video：https://www.bilibili.com/video/BV1Tr4y1F7Pv

Light Weight ShaderGUI

一个轻量, 灵活, 强大的Unity Shader GUI系统.

使用简洁的MaterialPropertyDrawer语法实现功能复杂的Shader GUI, 节省大量开发时间, 易于使用和扩展, 有效提升美术的使用体验.

https://github.com/JasonMa0012/LWGUI

Model Outline Importer（Legacy）

导入流程已经失效，详情可以参考此文章。

如要对硬表面生成平滑法线建议借助DCC工具或NormalMap，UTS文档中也有对应介绍。

Future Works

UTS3已经被收录于Unity官方Package：https://github.com/Unity-Technologies/com.unity.toonshader

未来，在UTS3推出稳定版本并支持ShaderGraph之后，我计划将JTRP重构为一个灵活、轻量的插件，使用CustomNode或CustomPass等方式对UTS3进行非破坏性扩展。