U3D实现边缘高光_u3d裁剪边缘柔和

1.边缘光方法(Rim Light)：
Unity官方教程里有例子，其中核心是这两句代码：

half rim = 1.0 - saturate(dot (normalize(IN.viewDir), IN.worldNormal));
o.Emission = _RimColor.rgb * pow (rim, _RimPower);
IN.viewDir是当前视角向量，IN.worldNormal是物体的法线。dot是计算视角和法线的点积，等于视角和法线夹角的cos值，如下图：


Cos的值域是1-0，1-cos就成了0-1，在夹角90度时达到最大值，正好用来模拟侧光的强度（与视角成90度的部分光线最强，就是边缘光了）
把这个值的变化率用一个pow函数（rim的_rimPower次方）进行放大，就能强化边缘发亮的效果。比较一下:


没有经过Pow放大变化率的边缘光，cos函数的变化是比较平缓的，造成大片区域被染色。


经过Pow函数放大变化率，就有了边缘发亮的效果。这个图大致体现了放大前后变化率的曲线：



这种边缘光在复杂几何形体的时候效果还是不错的。




但是在平直的物体上，边缘光就不见了


到了方形物体，几乎很难看见了


很好理解，正方形每个面法线都是一个方向的，没法体现出变化和轮廓了。
另外这种方法在描绘凹的几何体时，凹的部分（包括法线贴图造成的凹凸）的边缘也都会被画出来，并不是真正意义上的边缘轮廓，就是一种侧光效果。
该方法的好处是简单，只要把官方的shader改写，加上计算边缘光的几句，就能实现。要显示的时候动态切换shader就可以。基本不需要代码干预，效率高。

2.单个物体轮廓渲染方法
这个方法实现比较复杂，只能介绍大致思路：
1.把要渲染轮廓的物体放在一个单独的层里
2.在层里设置一个disable的摄像机，culling mask是渲染物体所在层。
3.主摄像机保持culling mask是everything
4.生成1个renderTexture
5.把那个disable的辅助摄像机用RenderWithShader方法，指定一个单色渲染的shader(只需要轮廓，不需要光照计算）渲染物体的轮廓到一个renderTexture
6.继续用单色Shader,用Unity自带Blur类似的方法，把物体轮廓图上下左右移动几个像素，叠加在一起，得到一个比原来轮廓大，边缘模糊的轮廓图，存到一个临时renderTexture
7.把大的轮廓图和原始轮廓图叠加，把中间清晰轮廓部分消除掉，就能得到一个完整带透明度的轮廓图。
8.在主摄像机的OnRenderImage里，把这个透明轮廓图和主摄像机渲染的图像进行alpha混合，就能产生一个完整并且不被遮挡的轮廓效果了。
效果如图:


明显效果比侧光好多了。不过这种方法开销比较大，而且需要很多代码的支持。

附上一个小Demo，包含了上述两种方法。
鼠标可以控制镜头平移、旋转、缩放。鼠标划过物体显示侧光效果，点击物体显示清晰轮廓效果，再次点击效果消除。




可以设置边缘颜色 和宽度 模糊度
目标按照材质进行分组以方便处理


变换成细线 绿色

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优化了代码，减少了一组RenderTexture,这个东西还是很耗资源的，减少了计算的次数。
另外增加了一组模糊、裁剪一次完成的shader,资源上更节省，不过边缘较模糊。
两种算法效果比较:


多次模糊再裁剪的算法，边缘光滑，模型的锯齿在边缘线被光滑了，开销略大


一次同时模糊、裁剪算法，边缘较模糊，锯齿也被等比放大，但开销较省。
根据需要使用。
总体上因为是全屏效果，与被渲染物体数量无关，所以基本上显示轮廓物体的多少不会影响效率。

附件里包含两种方法的代码和shader。RimLight方法一个shader就能对应一种材质效果，不需要代码支持。后一种方法需要代码加shader，类似官方的Image Effect效果