GenshinCelShaderURP实战教程：Nilou模型卡通渲染效果实现步骤详解

GenshinCelShaderURP实战教程：Nilou模型卡通渲染效果实现步骤详解

【免费下载链接】GenshinCelShaderURP这是一个基于URP的开源仿原神卡通渲染项目项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/GenshinCelShaderURP

GenshinCelShaderURP是一个基于URP的开源仿原神卡通渲染项目，旨在帮助开发者快速实现高质量的卡通风格角色渲染效果。本教程将以Nilou模型为例，详细介绍如何使用该项目实现专业级的卡通渲染效果。

准备工作：项目环境搭建

1. 项目获取与安装

首先需要获取项目源码，通过以下命令克隆仓库：

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/ge/GenshinCelShaderURP

将下载后的项目中的/Shaders/GenshinCelShaderURP/路径下的对应版本文件夹解压到Unity项目的Assets目录，即可在材质球中看到添加的shader。

2. 必要资源准备

使用本项目实现卡通渲染效果，需要准备以下贴图资源：

• RGBA通道的身体Base Map
• RGBA通道的身体Light Map(ILM Map)
• 身体Shadow Ramp
• 面部Base Map
• 面部阴影SDF阈值图
• 头发Base Map
• RGBA通道的头发LightMap(ILM Map)
• 头发ShadowRamp
• 面部阴影Mask
• 金属光泽Map

项目中已提供Nilou模型的相关贴图资源，位于Model/Nilou/目录下，包括：

• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Body_Diffuse.png
• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Body_Lightmap.png
• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Body_Normalmap.png
• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Face_Diffuse.png
• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Hair_Diffuse.png等

核心概念：卡通渲染原理

Cel Shading基础

卡通渲染(Cel Shading)的本质是将色彩从多色阶降到低色阶，减少色阶的丰富程度，从而实现类似手工着色的效果。常见的实现方法有两种：

• 计算光照强度后采样Ramp贴图
• 使用数学计算拟合Ramp贴图

本项目采用采样Ramp贴图的方法，提供了更多的可控性和直观性，同时性能开销不大。

Ramp Texture工作原理

Ramp贴图是卡通渲染的核心，通过将HalfLambert值应用于UV采样来实现色阶化光照。HalfLambert值暗时映射纹理左边，亮时映射右边。纵轴可灵活处理以获得不同效果，如结合视角与法线夹角实现菲涅尔现象的卡通渲染。

Ramp Texture实现的卡通阴影效果

原神的Ramp使用了十行1维的Ramp，分成上下五组代表暖色调阴影和冷色调阴影，对应游戏中的白天与黑夜。头发和身体各一张，共10层，通过Ramp Range贴图区分不同材质。

实战步骤：Nilou模型渲染设置

1. 模型导入与材质创建

将Model/Nilou/NPC_Avatar_Girl_Sword_Nilou.fbx模型导入Unity项目，系统会自动创建对应的材质文件。项目中已提供预设材质，位于Model/Nilou/Materials/目录，包括：

• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Mat_Body.mat
• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Mat_Dress.mat
• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Mat_Face.mat
• Avatar_Girl_Sword_Nilou_Mat_Hair.mat

2. Shader参数配置

选择材质球，在Inspector面板中设置Shader为GenshinToonAvatar/GenshinAvatar，然后根据需要调整以下关键参数组：

基础设置（Base Settings）

• Main Texture Setting：设置主要纹理，包括BaseMap、NormalMap等
• Bloom：控制泛光效果，勾选Enable Bloom开启
• Shadow Setting：调整阴影颜色、平滑度和范围

Nilou模型卡通渲染基础参数配置界面

高光设置（Specular Setting）

• 勾选Enable Metal Specular启用金属高光
• 调整Specular Color和各项强度参数
• 设置Metal Specular Gloss控制高光范围

边缘光设置（RimLight Setting）

• 启用RimLight为模型添加边缘发光效果
• 调整Rim Color和Rim Intensity控制边缘光颜色和强度
• 设置Rim Smooth控制边缘光过渡平滑度

Nilou模型高光与边缘光参数配置界面

3. 贴图参数分配

身体材质设置

1. 将Model/Nilou/Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Body_Diffuse.png分配给BaseMap
2. 设置Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Body_Lightmap.png为LightMap
3. 分配Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Body_Normalmap.png作为NormalMap
4. 设置Shadow Ramp为Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Body_Shadow_Ramp.png

头发材质设置

1. 头发Diffuse使用Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Hair_Diffuse.png
2. 头发LightMap设置为Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Hair_Lightmap.png
3. 头发NormalMap使用Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Hair_Normalmap.png
4. 头发Shadow Ramp设置为Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Hair_Shadow_Ramp.png

Nilou模型贴图参数分配界面

4. 面部特殊处理

面部渲染需要特别注意，使用专用的面部材质和贴图：

1. 面部Diffuse使用Avatar_Girl_Sword_Nilou_Tex_Face_Diffuse.png
2. 设置Avatar_Girl_Tex_FaceLightmap.png作为面部LightMap
3. 面部阴影使用Avatar_Tex_Face_Shadow.png作为SDF阈值图
4. 调整面部阴影参数，使面部特征更加立体

Nilou模型面部渲染参数配置

5. 光照与环境设置

1. 设置Directional Light方向和强度，模拟原神风格光照
2. 添加Reflection Probe获取环境反射
3. 调整Lightmap参数，确保与卡通渲染风格匹配

Nilou模型光照与环境参数配置

高级技巧：效果优化与定制

1. Ramp纹理生成与定制

项目提供了Ramp纹理生成工具，位于Plugins/Editor/Ramp-Tools-main/目录，包括：

• GradientCreator.cs
• GradientCreatorData.cs

使用该工具可以根据需求定制Ramp颜色，实现不同风格的卡通阴影效果。通过调整渐变颜色和控制点，可以创建独特的阴影过渡效果。

2. 性能优化建议

• 对于移动平台，可适当降低贴图分辨率
• 关闭不必要的效果，如Bloom和Emission
• 使用LOD系统，根据距离调整模型细节
• 合并材质，减少Draw Call数量

3. 风格调整方法

• 修改Ramp纹理颜色，改变整体色调风格
• 调整阴影颜色和范围，实现不同光照效果
• 修改高光参数，控制材质反光特性
• 调整边缘光颜色和强度，突出模型轮廓

常见问题解决

1. 贴图丢失问题

如果出现贴图丢失，检查材质球中的贴图引用，确保路径正确。项目标准贴图路径为Model/Nilou/下的对应文件。

2. 阴影效果异常

若阴影效果不符合预期，检查：

• LightMap是否正确分配
• Shadow Ramp参数设置
• 光照方向是否正确

3. 性能问题

如出现性能下降，尝试：

• 降低贴图分辨率
• 简化光照设置
• 关闭不必要的后处理效果

总结与扩展

通过本教程，你已经掌握了使用GenshinCelShaderURP实现Nilou模型卡通渲染的完整流程。该项目不仅可以用于原神角色渲染，还可扩展应用到其他卡通风格游戏开发中。

项目后续将持续更新，计划从unlit shader转为lit shader，进一步提升渲染质量和性能。如果你有好的想法或建议，欢迎参与项目讨论或提交PR。

最后，感谢以下开发者对本项目的贡献：

• Zzzzohar（Generate Ramp Texture Tool）
• ashyukiha（shader菲涅尔边缘光、sdf面部阴影等）
• ColinLeung-NiloCat（shader卡通描边outline）
• YuiLu（shader ramp漫反射及tex采样等）
• T.yz（v3版本diffuse模块）

希望本教程能帮助你快速上手GenshinCelShaderURP，实现惊艳的卡通渲染效果！

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