文章目录
- 前言
- 一、UV
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- 1.uv
- 2.案例：扭曲着色器
- 二、三个向量
- 三、*各种空间
- 四、其他常见节点
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- 1、min max clamp saturate
- 2、length distance
- 3、ceil floor round
- 4、*ddx ddy
- 5、 sine cosine
- 6、power
- 7、smoothstep
- 五、混合法线贴图
- 六、细节法线着色器
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- 1、普通的
- 2、高级的
- 总结
前言
这门课比我想象的要快得多。
一、UV
1.uv
uv是纹理坐标，将三维模型的皮肤扩展到二维平面。 我也很熟悉这一块，内容不多。
2.案例：扭曲着色器
做法线我没有噪音云的图，干脆直接拿ben的用来讲解好了 
二、三个向量
三个向量如下：
- 表面法线，存储在模型每个顶点的向量，单位长度，通常由建模软件自动生成
- 相机矢量是从相机位置指向每个渲染点的向量。当我们开始观察它时，它被渲染成从每个点到相机之间的距离。当它与表面法线相结合时，可以得到面向相机的哪些部分和背向相机。为了便于计算，我们通常将相机矢量集成
- 光向量，定向光，光向量是常值；点光源，从光源的位置到当前渲染点。同样，光强也可以根据表面法线的夹角来计算。
在UE可以选择世界顶点法线
- 需要注意的是，在同一空间坐标系下，比较使用的两条法线应该是相同的
- 在ue里面， CameraVector已归一化，顶点法线也归一化
很酷的案例：
随着摄像机拉近拉远，可以做出不同的效果
一些ue和unity的不同：
- uez轴向上，unityy轴朝上，注意这个动作需要改变
- ue和unity的Camera Vector方向相反，unity需要先翻转，然后点击等等
三、*各种空间
绿色：y轴 蓝色：z轴 红色：x轴
四个空间:世界空间(以世界坐标系原点为中心)、物体空间(以物体为中心)、相机空间(以相机为中心)、切线空间(相对于纹理表面布局) 如果我觉得要做风格化，相机空间相当好用。 我理解坐标系的转换是坐标系原点的移动。例如，将世界顶点坐标移动到相机坐标下，实际上是用相机坐标系的原点来识别所有的点。 (以上理解有问题) 一个案例：
- 通过将切线空间调整到世界空间/物体空间，可以实现更好材料之间的混合。需要注意的是，在世界空间中，苔藓会随着模型的移动而移动，而物体空间不会移动
然而，我真的很关心切线空间转移到世界空间的过程。为什么转移的空间与原来的世界空间不同？所以我又去找信息了。 我认为这应该是原因：原来的世界坐标不会考虑实际模型中法线的变化。例如，如果我的模型是一个球，他只处理球上的法线，而实际的材料法线没有被考虑在内，那些从法线地图转移出来的人应该有这个元素。（这篇文章涉及到很多矩阵公式。当我巩固这个基础课程时，试着重现它shader）
四、其他常见节点
1、min max clamp saturate
首先，这些节点用于限制数据范围 请注意，这实际上是一种特殊的映射，但不是一个接一个的映射。他实际上用限定值取代了所有不在范围内的值（例如max（x,0.5)，一切小于0.5x将被0取代.5）
2、length distance
- length接受一个向量或一条线，给出长度
- distance接受两点，给出距离 栗子：basic版）
- 指向y方向(-00.5)距离(因为原点在中心，轴线应该移动到底部)sine 时间相乘，获得一个偏移量，加到原来的坐标上即完成
3、ceil floor round
四舍五入round，高斯取整floor，向上取整ceil
4、*ddx ddy
介两用于寻找斜率。 一般来说，我们至少需要两点来支持斜率。 但是ddxddy利用图形芯片的特殊功能，可以用单点获得斜率。渲染像素四组，ddx单像素右侧的数据，ddy单个像素正上方的数据可以获得
*几个例子
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获得世界坐标系下的坐标，获得水平斜率和垂直斜率，做叉积，获得法向量，并将坐标系转换为切向空间
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效果就像反射一样，主要取决于Reflection 节点
反射向量输出是表面法线反射到相机的方向
LongLat 图，又称经纬度图，是常见的hdr应该都是贴图Longlat图
但这样做是有问题的。 他中间会有白色的断裂痕迹 这是因为当纹理包裹模型(我理解是需要首尾连接的时候)，边界不连续，采样时会计算mipmap等级，但纹理坐标跨度直接从0到1，在接缝处，纹理采样不知道如何处理mipmap。 但是ue有一个很好的解决方案 纹理坐标上ddx，ddy，模型是连续的，连接后OK
5、 sine cosine
没什么好说的。没有这个么的离不开这个. 几个例子：
- 创造涟漪： 我觉得这个比较屌的是用了一些物理正弦波的知识，属于比较特殊的案例，可以稍微记一下。
6、power
ue：Base基数，Exp指数 unity：A基数，B指数 我认为这是中国人应该有的数学基础（思考）
如果你的颜色图片没有伽马矫正(即没有勾选)srgb选项)，采样后的图片可以指数为2.2的计算。 伽马矫正的图片也可以指数为0.将45的计算转换为线性
丢个链接：ben给的gamma矫正文章
7、smoothstep
实际使用的数学公式如上(看q的两个ok） 给定最大最小值，实现两者之间的平滑过渡：
- 举个栗子，min = 0.5，max = 0.8，当值小于0.5时为0，大于0.8时1分，中间部分平滑过渡
有趣的案例：
- 溶解 最大最小值的定义，加上时间的来回变化，最终实现全黑全白的图案来回冲击
五、混合法线贴图
左边是ue的，右边是unity是的。两个法线贴图完全相同，但绿色通道反向
- 垂直向上区域，rgb表示为 （0.5，0.5，1）
- 颜色指向位置
以下是一些混合法线贴图的方法，共四种:
- 先来看看正常的法线贴图:
- 为了方便，这里ben使用相同的贴图
- 第一种混合方法:(直接混合) ben放弃z方向上的重量，最后加1 一些信息丢失了。但胜利在于cheaper，做水波类的时候都是可以用的
- 第二种方法：UDN UDN最开始是由Unreal的工作人员提出的，和直接发相比，他只是替换了z分量为原始的z，所以保留了一部分信息
- 第三种方法：whiteout 由AMD的工作人员提出的，实际上就是把需要混合的两个法线的z分量相乘，保留的信息更多了
- 第四种方法：RNM 比较困难的方法，也比较复杂 又给我们推了一篇文章
unity自带有normalBlend节点，default选项使用的whiteout方法，reordered选项用的是RNM混合 unreal自带的BlendAngleCorrectedNormal节点使用的是RNM混合方法
六、细节法线着色器
1、普通的
就是利用法线混合，给分辨率较低的贴图加一点假细节
一开始用的是2k的贴图： 可以看到，放大了之后就很糙，不够好看
所以我们使用混合来填充假细节
- 他的detail选项里面：RG通道存储的是法线的x和y，B通道是粗糙度，alpha通道是颜色叠加器
- 接下来做的就是混合在一起就ok
加了细节之后长这样： unity版：
2、高级的
我们期望可以混合更多种的法线，比如衣服上的各种纹理。 混合的时候会用到蒙版！！！ 以下是一个错误的版本：
- 这个的思想主要就是用蒙版和贴图相乘，然后各个效果相加起来，就可以获得要覆盖的贴图，在和原来的贴图混合起来即可
- 这个问题是没有对材质种类、贴图种类等的增多带来的后果进行油画，shader会越来越臃肿
正确的做法是：贴图矩阵，一堆贴图的组合 在这个地方点击添加
- 他们实际上都是完整的方块，只不过在这里展示的只有一条
- 要注意三通道UVW
接下来是明度控制Mask法
- 首先从黑到白的颜色分成n个象限
- 在ps里选取每个象限中的中间值来绘制mask
- 在ue里导入贴图，并且把mask的明度范围从[0,1]变成[0,n],利用floor估计数值，即取值为不连续的0，1，2…即可利用明度控制Mask
首先在ps里面讲四张贴图合成一张，像这样： 然后更改贴图类型，并且设置行和列 接下来和ue的基本一样
总结
后面的内容不会有这些比较基础的节点了，难度应该会上升（来学东西的管什么难不难咧） 本节没有深挖的部分：