作业一笔记2：对大佬的模仿和总结

2023-03-19 12:25 作者:绝剑结城 0人读过 | 我要投稿

看大佬们的作业，真是太卷了，不过也学习到了很多，于是自己尝试模仿大佬作业并自己做一些尝试。

首先是这个有点偏水晶材质的模仿，第一步是半兰伯特光照的映射，这里注意的一点就是映射图的绘制。首先它的亮部是暗的而暗部是亮的，同时最右边的高光处又要亮一点。

然后是两个小高光点的制作，首先把光照方向加上一个vector4进行偏移，然后归一化防止出问题，然后再点乘法向，然后用step把想要的高光范围截出来，最后用max混合在一起后使用clamp钳制，因为点乘的时候出现负数了。

然后以这个作为alpha值，lerp一个高光颜色和上面的半兰伯特光照映射。

然后接下来制作菲涅尔效果。（现在看来我当初自制描边的步骤有很多可以优化的地方，比如这里有菲涅尔，比如if函数和step函数可以直接截取等等）菲涅尔节点乘以颜色就可以改变菲涅尔描边的颜色。

最后把上面两个成果混合，这个混合节点我还不太懂他的原理。

最终成品

下面是第二个纹理材质的模仿。首先我测试了下屏幕坐标节点的使用，感受了一下不乘深度和乘了深度的区别。

我靠，看了下别的大佬的笔记，感觉人家好屌，我这笔记真肤浅。不过还是记录下吧。

首先是直接连屏幕位置到纹理上去，这时候会把整个屏幕分为一个-1到1的范围。这也是为什么会出现四个图。（虽然看起来像两个，那是因为上下连起来了）（不过screen uvs模式则只有一个图）

Depth节点，输出该点到摄像机的距离，越远则值越大（而且通常都很大，只有挨得很近才会小于1），将Depth和屏幕位置相乘，就会有纹理大小会随着缩放改变的感觉（不懂怎么形容，自己去试就懂了），经大佬解释，原理应该是这样的，比如最基础的坐标是-1到1的范围，而乘以depth后，离得远的时候，depth变大，-1到1会变成-10到10，显示图片从4张变成400张，而离得近则相反，这样子，采样的贴图就会近大远小了。

到这里的下一步本来要用上step节点，但我在那上面那个黄色渐变图测试的时候发现一个问题。

把它和兰伯特光照step后的结果竟然是这样，中间有蓝色出现。首先白色和黑色的地方可以理解，因为从贴图采样的数值只在0到1之间，而兰伯特的范围是-1到1，所以会出现黑和白的地方。但中间的蓝色是怎么来的呢？我搜了一下，看到了一个大佬对step节点的解释后才恍然大悟。

这里不多解释了，直接放链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/342055482

然后通过这个理解，我来尝试解释下为什么会出现上面的结果。

首先A是刀口，B是待切割的兰伯特光照。

以R通道为刀口，如果我给的贴图是纯色，那么R通道也是一个单一数值（0-1之间的），而我这里给的贴图是纹理，因此他的R通道也是纹理，那么，纹理怎么做刀口呢，其实也是简单的比大小问题，把两个图重叠，B上比A颜色深（数值小）的部分，全部为黑，比A颜色浅（数值大）的部分，全部为白。

同理切割其他三个通道，再组合起来，即可获得结果。

然后接下来是导入条纹纹理图片，我自己在ps做了一个，但是导入后出现了个问题，条纹不重复了。研究了一下才搞懂，纹理图片的Wrap Mode要设置成repeat（之前导入映射图片都习惯改成clamp了）。

然而在解决好纹理后又出现一个问题，我step出来的材质是这样的，逆光半球一片黑，而面光半球则还是规则的黑白条纹，根本看不出高光。

我研究了半天，才弄明白怎么回事，首先还是用上面的刀片和被切割物体来解释，step就是把被切割物体分为比刀片亮（值大）的部分（全白）和比刀片暗（值小）的部分（全黑）。对于被切割物体来说，逆光的半球小于0，都比刀片暗（刀片的值是黑色条纹为0，白色条纹为1）。所以逆光的被切割物体全黑，这是没问题的。而到了面光半球，对于黑色条纹刀片来说，被切割物体的范围是0到1，都比他亮，所以切割后黑色条纹部位变全白；对于白色条纹刀片来说，被切割物体都比他暗，所以切割后白色条纹部位变全黑。

最后，我换了黑白直接有渐变的纹理，终于达到了我要的效果。

然后以此为alpha，lerp明暗颜色，然后之前的光照模型再利用，乘以一个颜色后加到lerp的结果后面。然后再加描边。

接下来是第三个材质，首先要了解这个frac节点。他说是取小数的节点。以屏幕坐标的u为例，直接输出u的时候，左边是小于0的全黑，右边是0到1的渐变（可看上面屏幕坐标的解释）。

而加入frac节点后，左边-1到0的颜色也变成0到1的颜色了（我印象中其实在ue里面用过这个节点，不过忘了是什么时候了，好像是之前学过一个多重颜色的后处理雾效不过我没做笔记），其实我感觉这不算是真正意义上的取小数，-0.9你取小数怎么是0.1呢，不过大致懂这个意思就行了，就是让0到1不断重复。

然后把屏幕位置乘以一个值后再frac，就会有下面的结果。因为原本是-1到1，四个格子，然后乘以10变成-10到10，但看上去还是四个格子，因为uv轴都是负为黑正为白，但加上frac节点后，就会以1为单位划分格子了。

然后接下来使用一个remap映射节点在上面的每个格子中，横轴纵轴取值都是0到1，而remap节点可以把这0到1的映射改到其他范围，这里改成-0.5到0.5，也就是变成每个格子是以原点为中心uv轴范围都是-0.5到0.5。

然后再通过一个length节点，生成一个程序化点阵。length节点的作用是获取向量的模长，上面那个图中，中心为（0,0）模长就是0，所以是黑色，其他点以此类推。

这时候看另外一边，这一部分是熟悉的兰伯特光照，但乘了一个投影节点，可以让材质接受自身和其他物体的投影。

然后接下来这一步就很重要，它把1到0remap成-0.5到2。这是为什么呢？

首先了解下power节点，其实就是求val的exp次幂。val是上面我们求的屏幕空间点阵，我们现在想把他变成亮处的点变小，暗处的点变大。这些点阵的值的范围是0到1，小数求幂有几种结果：负数幂时，结果肯定大于1，都为白；小数幂时，结果会变大，幂越小值越大但始终小于1大于它自身；大于1的幂时，幂越大，值越小，且范围是0到它自身。得到这个规律后，我们想看，点变小，也就是黑色范围变小，也就是值变大，如果从亮部过渡到暗部我们给她power一个0到1的渐变，是不是就符合要求了。