【知识学习】阐述Unity3D中动画渲染的概念及使用方法示例

Unity3D中的卡通渲染（Cartoon Rendering）是一种渲染技术，它模仿传统手绘动画或漫画的视觉效果。这种渲染风格通常具有鲜明的颜色、清晰的轮廓线和简化的光影效果，常用于制作动画、游戏和其他视觉媒体。

卡通渲染的基本概念

轮廓线：在物体的边缘绘制线条，以区分不同的形状和表面。
颜色风格化：使用有限的、饱和的颜色调色板，避免渐变和复杂的光影效果。
光影简化：使用简化的光照模型，如赛璐珞（Cell Shading）或Toon Shader，来模拟手绘动画的光影效果。

使用方法示例

在Unity中实现卡通渲染通常需要自定义Shader。以下是一个简单的卡通渲染Shader示例，它展示了如何实现基本的轮廓线和颜色风格化效果：

Shader "Custom/CartoonShader" {
    Properties {
        _MainTex ("Texture", 2D) = "white" {}
        _Color ("Color", Color) = (1,1,1,1)
    }
    SubShader {
        Tags { "RenderType"="Opaque" }
        LOD 100

        Pass {
            CGPROGRAM
            #pragma vertex vert
            #pragma fragment frag
            #include "UnityCG.cginc"

            struct appdata {
                float4 vertex : POSITION;
                float4 color : COLOR;
            };

            struct v2f {
                float4 pos : SV_POSITION;
                float4 color : COLOR;
            };

            sampler2D _MainTex;
            fixed4 _Color;

            v2f vert (appdata v) {
                v2f o;
                o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vertex);
                o.color = v.color * _Color;
                return o;
            }

            fixed4 frag (v2f i) : SV_Target {
                // 应用颜色风格化
                fixed4 col = tex2D(_MainTex, i.pos.xy) * i.color;
                col = round(col * 255) / 255; // 量化颜色值

                // 应用轮廓线（简化示例）
                float4 outlineColor = fixed4(0, 0, 0, 1);
                float2 screenPos = i.pos.xy / _ScreenParams.xy;
                float dist = length(screenPos - _ScreenParams.xy * 0.5);
                float outline = smoothstep(0.49, 0.51, dist);
                col = lerp(outlineColor, col, outline);

                return col;
            }
            ENDCG
        }
    }
    FallBack "Diffuse"
}

这个Shader示例中，我们首先对颜色进行了量化处理，使其看起来更加风格化。然后，我们使用了一个简化的方法来模拟轮廓线效果：通过计算像素在屏幕上的位置与屏幕中心的距离，当接近屏幕边缘时，使用黑色轮廓线替换颜色。

在Unity编辑器中，你可以将这个Shader应用到一个Material上，然后将Material应用到场景中的物体上，以实现卡通渲染效果。

请注意，这只是一个基础示例，实际的卡通渲染Shader可能会更复杂，包括更精细的轮廓线处理、光照模型、颜色分级等技术。此外，Unity Asset Store上也有许多现成的卡通渲染Shader和工具包，可以作为学习和使用的参考。

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