Unity自带卡通shader（toon shader）分析
发表于2018-04-17
Unity Standard Assets中自带4个卡通相关的shader，可以通过导入Effects Package导入：
然后我们可以在Assets->Standard Assets/Effects/ToonShading/Shaders中找到这四个shader
首先来看一下ToonBasic这个shader，我从asset store上下载了一个名叫Tiger的免费模型，下面就用这个模型来做实验。下图是刚放进场景的prefab：
然后我们使用ToonBasic替换Tiger身上的原材质，效果如下：
可以发现，ToonBasic并没有描边，但是模型的色彩产生了明显的变化，色块之间的边界更为明显了。
ToonBasic的代码如下所示：
// Upgrade NOTE: replaced 'mul(UNITY_MATRIX_MVP,*)' with 'UnityObjectToClipPos(*)'
Shader "Toon/Basic" ｛
Properties ｛
_Color ("Main Color", Color) = (.5,.5,.5,1)
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" ｛｝
_ToonShade ("ToonShader Cubemap(RGB)", CUBE) = "" ｛ ｝
｝
SubShader ｛
Tags ｛ "RenderType"="Opaque" ｝
Pass ｛
Name "BASE"
Cull Off
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#pragma multi_compile_fog
#include "UnityCG.cginc"
sampler2D _MainTex;
samplerCUBE _ToonShade;
float4 _MainTex_ST;
float4 _Color;
struct appdata ｛
float4 vertex : POSITION;
float2 texcoord : TEXCOORD0;
float3 normal : NORMAL;
｝;
struct v2f ｛
float4 pos : SV_POSITION;
float2 texcoord : TEXCOORD0;
float3 cubenormal : TEXCOORD1;
UNITY_FOG_COORDS(2)
｝;
v2f vert (appdata v)
｛
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos (v.vertex);
o.texcoord = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex);
o.cubenormal = mul (UNITY_MATRIX_MV, float4(v.normal,0));
UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);
return o;
｝
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
｛
fixed4 col = _Color * tex2D(_MainTex, i.texcoord);
fixed4 cube = texCUBE(_ToonShade, i.cubenormal);
fixed4 c = fixed4(2.0f * cube.rgb * col.rgb, col.a);
UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, c);
return c;
｝
ENDCG
｝
｝
Fallback "VertexLit"
｝在这里先忽略雾效相关代码，我们发现，该材质需要两个贴图，一张老虎原来的贴图和一张控制色彩变化的cubemap贴图，分别对应
_MainTex ("Base (RGB)", 2D) = "white" ｛｝
_ToonShade ("ToonShader Cubemap(RGB)", CUBE) = "" ｛ ｝： 然后让我们来看一下顶点函数：
v2f vert (appdata v)
｛
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos (v.vertex); -- 将顶点从模型空间转化到裁剪空间
o.texcoord = TRANSFORM_TEX(v.texcoord, _MainTex); -- 获取贴图uv
o.cubenormal = mul (UNITY_MATRIX_MV, float4(v.normal,0)); -- 获取控制toon的cubemap的法线
UNITY_TRANSFER_FOG(o,o.pos);
return o;
｝然后是片元函数：
fixed4 frag (v2f i) : SV_Target
｛
fixed4 col = _Color * tex2D(_MainTex, i.texcoord); -- 获取2D贴图上对应uv处的颜色
fixed4 cube = texCUBE(_ToonShade, i.cubenormal); -- 获取cubemap上对应的颜色（控制颜色块）
fixed4 c = fixed4(2.0f * cube.rgb * col.rgb, col.a); -- 用2倍的toon控制色乘上源颜色
UNITY_APPLY_FOG(i.fogCoord, c);
return c;
｝可以得出结论，ToonBasic的原理其实就是用一个cubemap来控制色彩边界的变化，使色彩块之间有明显的界限。
来自：https://blog.csdn.net/rickshaozhiheng/article/details/73442369