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控制明暗颜色过渡

MooaToon使用Ramp Map来表示亮面到暗面之间的颜色过渡:

默认Ramp + 单光源
普通二值化阴影过渡		image-20240808231641482
3Levels Ramp + 单光源
阴影过渡现在有3个色阶		image-20240808230642858
3Levels Ramp + 多光源image-20240808230839624

Ramp是一种1D查找表(LUT), 其中存储着用户预定义的Curve, 在UE中表示为Color Curve:

image-20240808221949108

通过将多个Color Curve竖向排列可以组成一个Curve Atlas贴图, 其中每个Color Curve占一行像素:

image-20240808232600442

从MooaToon 5.4开始使用Global Diffuse Color Ramp和Global Specular Color Ramp, 通过将所有Ramp放到Atlas中, 并在每个材质中指定使用哪个Ramp, 即可实现多光源Ramp光照.

选择使用哪个Ramp​

先在项目设置中找到Global Diffuse Color Ramp Atlas以浏览所有可用的Ramp: Project Settings > Engine > MooaToon > Global Diffuse Color Ramp Atlas.

然后记住你要使用的Ramp的序号, 比如CC_DiffuseColorRamp_012_3Levels2的序号是12, 然后将序号填入Toon材质的Diffuse Color Ramp Index:

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添加新的Ramp​

为了不产生文件冲突, 请不要直接修改MooaToon内置Ramp. 而是直接添加新的Ramp.

首先将目前的Global Diffuse Color Ramp (默认为CA_GlobalDiffuseColorRampAtlas) 复制一份, 然后放到你自己的目录中.

然后将刚刚复制的RampAtlas文件设置给Global Diffuse Color Ramp Atlas.

现在你可以编辑自己的Ramp Atlas了, 你可以直接新建Color Curve或者复制内置的Ramp, 然后添加到Ramp Atlas中.

Diffuse Color Ramp各通道详解​

Diffuse Color Ramp的A通道横轴为法线方向与光照方向的角度(N dot L), 0为背光面, 1为正光面. 值为Shadow Gradient.

RGB通道的横轴为Shadow Gradient, 值为颜色.

信息

最终的Diffuse颜色计算顺序用伪代码表示如下:

1. ShadowGradient = 使用 NdotL + DiffuseColorRampOffset 采样 DiffuseColorRamp.A
2. ShadowGradient = 最小值(ShadowGradient, 阴影衰减/*光线追踪阴影/虚拟阴影贴图*/, 材质AO)
3. DiffuseColor   = 使用ShadowGradient 混合 ShadowColor 和 BaseColor // 1为`Base Color`, 0为`Shadow Color`
4. Output         = DiffuseColor 正片叠底 使用最小值(NdotL, ShadowGrdient)采样 DiffuseColorRamp.RGB

直观表示如下:

image-20240809000548763+image-20240809000145398=image-20240809000224379
Ramp A: 在0.5处二值化修改Base Color和Shadow Color两种颜色的二值化
image-20240809000516803+image-20240809000342424=image-20240809000354270
Ramp A: 从1缓慢过渡到0修改Base Color和Shadow Color两种颜色缓慢渐变
image-20240809003756931+image-20240809003808154=image-20240809003817990
Ramp RGB: 三种颜色渐变
Ramp A: 从1缓慢过渡到0		Base Color = Shadow Color三种颜色渐变
image-20240809001134948+image-20240809001148472=image-20240809001201077
Ramp A: 4个色阶渐变调整Shadow Color两种颜色阶梯式渐变
image-20240809003210503+image-20240809003223017=image-20240809003233104
Ramp RGB: 三种颜色渐变
Ramp A: 4个色阶渐变		Base Color = Shadow Color三种颜色阶梯式渐变
image-20240809003308273=image-20240809003320512
Ramp不变调整Shadow Color三种颜色正片叠底Shadow Color的阶梯式渐变
image-20240809002055336=image-20240809002024305
示例Noise MapNoise Map采样结果
image-20240809001134948+image-20240809002256651=image-20240809002310226
Ramp A: 4个色阶渐变将Noise Map作为Diffuse Ramp Offset可见Diffuse Ramp A通道被偏移,
也就是明暗交界线位置被偏移
image-20240809002215913=image-20240809002226413
Ramp不变将Noise Map作为AO- 可见Noise小于1的区域逐渐过渡为阴影,
- 明暗交界线未偏移,
- 可以产生柔和阴影过渡