Unity边缘检测shader简介（一）
发表于2018-07-25
边缘检测在游戏开发过程中有很多运用，包括模型外发光、卡通风格渲染的描边等，在Real-Time Rendering一书中介绍了几种边缘检测技术，主要包括表面角获取轮廓、过程几何获取轮廓、通过图像处理生成轮廓。
先介绍一下通过表面角获取轮廓，其原理如下图，模型上的点，越接近边缘，其视角与法线的夹角越大(接近90度)。
下面通过一个边缘发光的shader，具体了解一下这个原理。shader代码如下，这个shader只简单的包括了环境光和漫反射光。
Shader "Unlit/Rim"
｛
Properties｛
_Diffuse("Diffuse", Color) = (1, 1, 1, 1)
_RimColor("RimColor",Color) = (1,1,1,1)
_RimPow("RimPow",Range(1,10)) = 2
_RimIdentity("RimIdentity",Range(0,10))=3
｝
SubShader｛
Pass｛
Tags｛ "LightMode" = "ForwardBase" ｝
CGPROGRAM
#pragma vertex vert
#pragma fragment frag
#include "Lighting.cginc"
fixed4 _Diffuse;
fixed4 _RimColor;
float _RimPow;
float _RimIdentity;
struct a2v ｛
float4 vert : POSITION;
float3 normal : NORMAL;
｝;
struct v2f ｛
float4 pos : SV_POSITION;
float3 worldNormal : TEXCOORD0;
float4 worldPos:TEXCOORD1;
｝;
v2f vert(a2v v) ｛
v2f o;
o.pos = UnityObjectToClipPos(v.vert);
o.worldNormal = mul((float3x3)unity_ObjectToWorld,v.normal);
o.worldPos = mul(unity_ObjectToWorld, v.vert);
return o;
｝
fixed4 frag(v2f i) : SV_Target｛
fixed3 ambient = UNITY_LIGHTMODEL_AMBIENT.xyz;
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldLightDir = normalize(_WorldSpaceLightPos0.xyz);
fixed3 diffuse = _LightColor0.rgb * _Diffuse.rgb * saturate(dot(worldNormal, worldLightDir));
fixed3 worldCamDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.worldPos.xyz);
half rim = 1.0 - max(0,dot(worldCamDir, worldNormal));
fixed3 rimCol = _RimColor.rgb*pow(rim, _RimPow);
fixed3 color = ambient+ diffuse+rimCol*_RimIdentity;
return fixed4(color, 1.0);
｝
ENDCG
｝
｝
FallBack "Diffuse"
｝
像素着色器中，通过如下代码获取同一坐标系下的归一化的视角方向及法线方向：
fixed3 worldNormal = normalize(i.worldNormal);
fixed3 worldCamDir = normalize(_WorldSpaceCameraPos.xyz - i.worldPos.xyz);
通过如下代码产生自放光，其中rim度量视角及法线的夹角大小，_RimPow可以控制边缘宽度，_RimIndentity控制自放光强度。
half rim = 1.0 - max(0,dot(worldCamDir, worldNormal));
fixed3 rimCol = _RimColor.rgb*pow(rim, _RimPow);
fixed3 color = ambient+ diffuse+rimCol*_RimIdentity;
效果如下：
来自：https://blog.csdn.net/dark00800/article/details/77504649