【NPR】非真实感渲染实验室
作者：candycat1992 原文地址：http://blog.csdn.net/candycat1992/article/details/47284289 泰斗原文地址：http://www.taidous.com/forum.php?mod=viewthread&tid=32207 项目链接：https://github.com/candycat1992/NPR_Lab
写在前面
前几天在知乎上看到一个问题：关于非真实感图形学或者风格化渲染有哪些好的书籍或论文？由于我刚好接触过相关内容，便在问题下进行了回答。回答完之后，我突然萌生了一个想法，想在Unity里创建一个集锦，将一些简单的NPR（Non-Photorealistic Rendering，非真实感渲染）论文或教程在Unity中实现。于是，这两天我便着手开展了这项工作，并将该项目上传到了GitHub（https://github.com/candycat1992/NPR_Lab ），感兴趣的同学可以前往查看。
实现了哪些NPR
在这两天的工作中，我主要挑选了一些关于卡通渲染的早期论文进行实现。例如1998年发表的“A Non-Photorealistic Lighting Model for Automatic Technical Illustration”，这是最早提出在卡通渲染中使用色调来模拟插画风格的论文。不过，由于Unity封装程度较高，部分论文中的效果未能在当前版本的Unity中实现。待Unity更新并开放更多功能后，我会对项目进行更新。
这个项目不出意外的话会持续更新。如果大家希望看到某些特定的NPR效果，欢迎告知，我会在有时间的时候尝试实现。每次更新项目，若添加了新的渲染效果，我会在项目的README中注明。截至撰写本文时，我一共实现了五种简单的NPR效果：
- 抗锯齿卡通着色（Antialiased Cel Shading）
- 相关场景：AntialiasedCelShadingScene
- 参考资料：http://prideout.net/blog/?p=22
- 基于色调的着色（Tone Based Shading）
- 相关场景：ToneBasedShadingScene
- 参考资料：Gooch A, Gooch B, Shirley P, et al. A non - photorealistic lighting model for automatic technical illustration[C]//Proceedings of the 25th annual conference on Computer graphics and interactive techniques. ACM, 1998: 447 - 452.
- 风格化高光（Stylized Highlights）
- 相关场景：StylizedHighlightsScene
- 参考资料：Anjyo K, Hiramitsu K. Stylized highlights for cartoon rendering and animation[J]. Computer Graphics and Applications, IEEE, 2003, 23(4): 54 - 61.
- 铅笔素描着色（Pencil Sketch Shading）
- 相关场景：PencilSketchShadingScene
- 参考资料：Lake A, Marshall C, Harris M, et al. Stylized rendering techniques for scalable real - time 3D animation[C]//Proceedings of the 1st international symposium on Non - photorealistic animation and rendering. ACM, 2000: 13 - 2
- 排线渲染（Hatching）
- 相关场景：HatchingScene
- 参考资料：Praun E, Hoppe H, Webb M, et al. Real - time hatching[C]//Proceedings of the 28th annual conference on Computer graphics and interactive techniques. ACM, 2001: 581.
背后的原理
这些实验大部分参考了论文，少数基于教程，且大多数仅使用了shader。在项目的README中，我提供了每种效果的参考资料以及在项目中的场景名称。原本我打算为每种效果撰写一篇博文详细讲解其原理，但由于近期我正在写书，同时还有实验室的工作需要处理，时间较为紧张，因此更新速度会较慢。不过，就目前实现的几种效果而言，大家可以从对应的论文中找到实现原理，并且这些shader并不复杂。
写在最后
这个项目纯粹是出于个人兴趣而开展的。如果大家有任何意见或建议，欢迎留言。若发现我的实现存在错误，也请务必告知。最后，希望大家能在这个项目中获得乐趣！