URP 渲染实战 / 第 14 章 卡通渲染 / 案例 14.9
案例 14.9卡通化的接收阴影进阶
目标：让物体接收的投影也符合卡通风格：硬边、使用阴影色，而且与自身的明暗交界协调。
URP 的阴影采样返回的是 0～1 之间的软阴影值（PCF 滤波的结果）。最省事的做法是把它乘到最终颜色上，但在卡通画面里这会出现三个问题：阴影边缘是一条模糊的灰带，和硬边的色阶格格不入；阴影里的颜色是“固有色变暗”而不是指定的阴影色；投影区域和自身背光区域是两种不同的暗，画面里出现第三种颜色。
正确的做法是把阴影“折”进色阶的输入里：先对阴影值做一次色阶变成硬边，再用它去压低半 Lambert，然后统一走色阶 / Ramp 流程。这样投影和背光用的是同一套阴影色。还有一个细节：被投影的区域只应该压到“第一层阴影”的位置，而不是压到 0——压到 0 会掉进第二层阴影，比背光面还暗，看起来像是“阴影里的阴影”。
Assets/Cookbook/Ch14/ToonLit.shader（节选：diffuse）
// 主光的色阶：输入是“半 Lambert × 卡通化后的阴影”，输出是最终的漫反射颜色 half3 ToonDiffuse(half3 albedo, half halfLambert, half shadow) { // 接收阴影卡通化：把 PCF 的软阴影值也切成硬边，再“乘进”明暗，而不是在最后乘一次 half toonShadow = lerp(1.0, ToonBand(shadow, 0.5, _ShadowSoftness), _ReceiveShadow); // 投影区域只压到“第一层阴影”的位置，而不是压到 0（那会掉进第二层阴影，比背光面还暗） half shadowedX = min(halfLambert, (_Threshold + _Shade2Threshold) * 0.5); half x = lerp(shadowedX, halfLambert, toonShadow); #if defined(_RAMPMAP) return albedo * SAMPLE_TEXTURE2D(_RampTex, sampler_RampTex, float2(clamp(x, 0.01, 0.99), 0.5)).rgb; #else half band1 = ToonBand(x, _Threshold, _Softness); half band2 = ToonBand(x, _Shade2Threshold, _Softness); half3 shade = lerp(albedo * _ShadeColor2.rgb, albedo * _ShadeColor.rgb, lerp(1.0, band2, _Shade2Strength)); return lerp(shade, albedo, band1); #endif }
// 主光的色阶：输入是“半 Lambert × 卡通化后的阴影”，输出是最终的漫反射颜色 vec3 ToonDiffuse(vec3 albedo, float halfLambert, float shadow) { // 接收阴影卡通化：把 PCF 的软阴影值也切成硬边，再“乘进”明暗，而不是在最后乘一次 float toonShadow = mix(1.0, ToonBand(shadow, 0.5, _ShadowSoftness), _ReceiveShadow); // 投影区域只压到“第一层阴影”的位置，而不是压到 0（那会掉进第二层阴影，比背光面还暗） float shadowedX = min(halfLambert, (_Threshold + _Shade2Threshold) * 0.5); float x = mix(shadowedX, halfLambert, toonShadow); #if defined(_RAMPMAP) return albedo * texture(_RampTex, vec2(clamp(x, 0.01, 0.99), 0.5)).rgb; #else float band1 = ToonBand(x, _Threshold, _Softness); float band2 = ToonBand(x, _Shade2Threshold, _Softness); vec3 shade = mix(albedo * _ShadeColor2.rgb, albedo * _ShadeColor.rgb, mix(1.0, band2, _Shade2Strength)); return mix(shade, albedo, band1); #endif }
卡通化之后，阴影图的走样会变得更显眼：原本被 PCF 模糊掉的锯齿，被色阶重新“锐化”了出来，在明暗交界线附近还可能出现自阴影的瑕疵（shadow acne）。常用的缓解办法有：
- 在接收端把采样位置沿法线挪一点（
_ShadowNormalOffset），专门对付交界线附近的自阴影瑕疵。这与 URP 在投射端做的 Normal Bias 是互补的。 - 适当保留一点
_ShadowSoftness，让色阶边缘有一两个像素的过渡，而不是完全的 step。 - 对角色使用更高的阴影分辨率、更短的阴影距离或单独的角色阴影（第 23 章会讨论阴影参数的取舍）。
- 对于脸部这种对阴影形状极度敏感的地方，干脆不接收自阴影，只用 SDF 阴影。