JTRP (Jason Ma Toon Render Pipeline) * [Works](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#works) * [Installation](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#installation) * [Getting Started：三渲二入门视频教程](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#getting-started%E4%B8%89%E6%B8%B2%E4%BA%8C%E5%85%A5%E9%97%A8%E8%A7%86%E9%A2%91%E6%95%99%E7%A8%8B) * [Usages](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#usages) * [JTRP Custom Pass](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#jtrp-custom-pass) * [Pencil\+ Outline 4 Unity](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#pencil-outline-4-unity) * [Material Parameters](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#material-parameters) * [Scripts](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#scripts) * [Real Time Style Transfer](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#real-time-style-transfer) * [DXR Sample (Removed)](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#dxr-sample-removed) * [Light Weight ShaderGUI](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#light-weight-shadergui) * [Model Outline Importer（Legacy）](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#model-outline-importerlegacy) * [Future Works](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/#future-works) 这是我业余时间开发的基于**Unity HDRP**并支持**DX12 RayTracing**的卡通渲染工具集，定位于实时生产**影视**级质量卡通渲染CG。基于UTS二次开发：https://github.com/unity3d-jp/UnityChanToonShaderVer2_Project 专栏：https://www.zhihu.com/people/blackcat1312/posts B站：https://space.bilibili.com/42463206 邮箱：1312119064@qq.com ## Works https://www.bilibili.com/video/BV1wD4y1w7oU?spm_id_from=333.999.0.0 ![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647811318271.png) ![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647811386474.png) https://www.bilibili.com/video/BV1Bq4y1r7bn?p=3 ![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647811706282.png)![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647811937504.png)![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647812077711.png) ## Installation 1. 使用Unity 2021最新版本创建一个新项目（或使用你自己的项目） 2. 确保安装了[Blender](https://www.blender.org/download/)，以及**双击.blend文件可以直接打开Blender**，否则示例模型将无法导入 3. （需要代理）`Window > Package Manager > Add > Add package from git URL` 输入`https://github.com/JasonMa0012/JTRP.git` * 你也可以选择手动从Github下载Zip，然后从`Package Manager > Add package from disk`添加Local Package

4. 在Project面板中找到`Packages > JTRP`，同时打开`Edit > Project Settings > Graphics`，将`JTRP\RenderPipelineResources\JTRP_RenderPipelineAsset`分配给`SRP Settings`

5. 打开`Window > Rendering > HDRP Wizard`（一般会自动打开），点击`Fix All`，重启编辑器

6. 双击`JTRP\Samples\JTRP_Samples.unitypackage`导出示例场景，打开`Assets\JTRP_Samples\SampleScenes`中的场景，检查渲染结果是否与截图一致，若渲染结果异常，请重新检查安装过程或提交Issue ## Getting Started：三渲二入门视频教程 ![JTRP教程](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/JTRP教程.jpg) 教程：https://www.bilibili.com/video/BV1AA411A7RR/ 模型配布：https://www.bilibili.com/video/BV1a7411i7js/ 视频中你会学到：版本控制 - 为何使用Git：多人协作、版本控制 - Github账户、仓库、LFS、存储和单文件大小限制 - SourceTree教程： - https://zhuanlan.zhihu.com/p/212302462 - https://zhuanlan.zhihu.com/p/254909901 - Clone、修改、暂存、推送、回滚、忽略 - 或直接下载Zip：https://github.com/Jason-Ma-233/JasonMaToonRenderPipeline 前置知识 - 3D 美术、DCC 基础 - Unity 安装、语言包、基本知识 - Unity MMD：https://www.bilibili.com/video/BV1Db411e74e - Blender： - PMX导入插件：https://github.com/GiveMeAllYourCats/cats-blender-plugin - 模型处理：拆分材质、脸单独材质、脸部球面化法线（可选） JTRP - 三渲二概述：什么是PBR / NPR / 卡通渲染 / 三渲二、三渲二的常见特征与典型案例 - UTS：https://github.com/unity3d-jp/UnityChanToonShaderVer2_Project/blob/release/urp/2.2.3/Documentation~/index.md - 参数概览 - Outline - 传统法线外扩 - P+ 4 Unity：https://www.psoft.co.jp/jp/product/pencil/unity/ - P+在线文档：https://docs.psoft.co.jp/pus400w/jp/latest/ - 使用JTRP进行角色卡通渲染 - 阴影色 - 光线追踪阴影 - 头发阴影 - 脸+头发球形阴影 - 头发高光 - 边缘光 - Timeline：角色动画、相机动画、表情动画、ABC - 实时物理：https://assetstore.unity.com/packages/tools/physics/magica-cloth-160144 - HDRP / Lit Shader文档：https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.render-pipelines.high-definition@10.6/manual/Lit-Shader.html - 后处理：光线追踪GI / AO / SSR、Bloom、LUT、ToneMapping…… - LUT制作：https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.render-pipelines.high-definition@10.6/manual/LUT-Authoring-Resolve.html - 渲染输出 ## Usages 由于JTRP是在UTS的基础上扩展而来，因此你应该先了解UTS的基本功能：https://github.com/unity3d-jp/UnityChanToonShaderVer2_Project/blob/release/legacy/2.0/Manual/UTS2_Manual_en.md #### JTRP Custom Pass ![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647802771257.png) 主要控制场景内所有Toon Shader物体的渲染，若丢失则回退到灰模状态。另可控制**Outline的全局设置**，若使用**BackFace Outline需要先打开开关**。 **PostProcess Outline**可以使用，但处于预览状态，功能不完善，主要用于场景描边，通过配置材质球更改颜色。 **Geometry Outline**只开发了一半，设置较为复杂，不推荐使用。已经有优化思路，但是没有时间继续开发，有缘人可以一起开发，效果参考视频：https://www.bilibili.com/video/BV1vp4y1r7sF #### Pencil+ Outline 4 Unity ![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647803219913.png) 视频教程里有使用方法，官方文档：https://docs.psoft.co.jp/pus400w/jp/4.1.2/index.html 如要去除水印和范围限制请购买正版，官网：https://www.psoft.co.jp/jp/product/pencil/unity/。 ### Material Parameters 如有遗漏，可以参考视频教程和UTS文档，这里只列出JTRP相对于UTS的新增部分。 | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647804306427.png) | HDRP/Toon | | ------------------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | | Workflow Mode | 优先使用ShadingGradeMap，否则不保证功能完全 | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647803760469.png) | Shadow | | Shading Grade Map | 通过一张灰度图控制阴影的范围。阴影是通过光线方向与法线方向的点积（Gradient）计算，通过影响Gradient使某些区域更容易变亮/变暗。贴图颜色默认0.5灰色，越接近白色越容易变亮，为1时常亮，反之亦然。 | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647804186475.png) | JTRP Features | | Is Face / Hair | 头发和脸的开关，如需使用发影、脸影功能则须正确设置。
对于脸材质打开Is Face，对于头发材质打开Is Hair，普通材质保持默认关闭即可。 | | Hair Shadow …… | 在**脸材质上**对发影进行调整，Width控制宽度，Ramp控制宽度的距离衰减，Bais控制裁剪距离 | | Hair Z Offset | 在**头发材质上**调整，控制发影渲染时在视线方向上的偏移 | | Face Shadow Bias | 在**脸材质上**调整，打开脸接受阴影的选项（System Shadows Self Shadows Receiving）时调整脸的阴影在光线方向的偏移，可以裁剪掉一些近距离不想要的阴影 | | Spherical Shadow…… | 高级选项，控制球面化法线，需要配合脚本使用，参考视频教程 | | Anti-Perspective | 高级选项，控制反透视强度，为1时模型在视线方向压扁，从而抵消透视畸变。在3D中，FOV越大，透视畸变越大，视角越广，而三渲二追求还原手绘感，所以需要尽可能减小透视畸变，此功能适合在单独展示模型时使用，否则会与3D场景穿插造成穿帮。 | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647804204924.png) | Outline | | Outline Width Ramp | 通过Ramp控制描边在不同距离下的粗细 | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647805003341.png) | Environmental Lighting | | Built-in Light Direction | 该功能可以手动指定光线方向，从而控制脸影、发影等。可以搭配脚本实现更智能的光线方向控制，参考视频教程 | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647806050520.png) | Hair HighLight（**先点击Show All properties切换UI**）

**看视频吧，实在没时间写了，欢迎好心人提交RP** | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647806243135.png) | Screen Space Rim Light（**同上**） | | | | ### Scripts 如有疑问参考视频教程 | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647805167570.png) | Spherical Hair High Light Helper | | ------------------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | Hair Center | 头发中心的代理，将头发整体视为一个球，在头骨下新建一个空物体放在球心处，然后在头发上新建该脚本，将球心赋给Hair Center | | Renderers | 选择使用该功能的Renderer | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647805180231.png) | | | Center / Renderer | 原理同上 | | Project Light Dir | 将光线方向投影到2D圆环上。光源方向通常不可控，但三渲二中对脸影的要求又相当严格，通过这些设置可以将光线方向限制在一个与头顶方向相切的圆环上，防止光源乱跑。
1. 在脸材质上开启Built-in Light Direction
2. 把场景中的Directional Light赋给Light
3. 在ForwardDir中选择脸的正面方向是FaceCenter的哪根轴向，Forward是+Z，Up是+Y，Right是+X
4. 调整Y Offset，旋转光源查看效果
5. （可选）通过Dot Power重映射Y Offset，横轴是光线与Forward点积（可以理解为夹角），竖轴是该夹角下的Y Offset值 | | ![img](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/1647805141160.png) | Camera Sync

在编辑器和Timeline中同步Scene View和Game View相机，方便**预览渲染效果和制作相机动画**。 | | Game To Scene / Scene To Game | 字面意思，手动复制一个View的相机状态到另一个View的相机 | | Mode | Game To Scene / Scene To Game：自动复制相机状态
Automatic：适用于Timeline中预览/修改相机动画
1. 选择场景中的Timeline组件赋给Timeline Playable Director
2. 选择相机的Transform赋给Root
3. 在Timeline中播放相机动画，此时Scene View的相机会跟随Game View相机
4. 时间轴定位到要修改的相机动画关键帧处，移动Scene View相机，此时Game View相机会跟随Scene View相机
5. 使用Update Create Key (Shift+Q)保存相机关键帧 | | | | ### Real Time Style Transfer https://www.bilibili.com/video/bv1FY4y1h7Vm ![image-20220506162404333](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/image-20220506162404333.png) 参考：https://blog.unity.com/technology/real-time-style-transfer-in-unity-using-deep-neural-networks 6-8ms on RTX3070 1080P ### DXR Sample (Removed) ![image-20210111010551810](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/image-20210111010551810.png)![image-20210111010608857](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/image-20210111010608857.png) Video：https://www.bilibili.com/video/BV1Tr4y1F7Pv ### Light Weight ShaderGUI 一个轻量, 灵活, 强大的Unity Shader GUI系统. 使用简洁的MaterialPropertyDrawer语法实现功能复杂的Shader GUI, 节省大量开发时间, 易于使用和扩展, 有效提升美术的使用体验. https://github.com/JasonMa0012/LWGUI ### Model Outline Importer（Legacy） ![](https://github.com/JasonMa0012/JTRP/raw/master/README.assets/Snipaste_2020-04-14_22-30-12.png) 导入流程已经失效，详情可以参考[此文章](https://zhuanlan.zhihu.com/p/107664564)。如要对硬表面生成平滑法线建议借助DCC工具或NormalMap，UTS文档中也有对应介绍。 ## Future Works UTS3已经被收录于Unity官方Package：https://github.com/Unity-Technologies/com.unity.toonshader 未来，在UTS3推出稳定版本并支持ShaderGraph之后，我计划将JTRP重构为一个灵活、轻量的插件，使用CustomNode或CustomPass等方式对UTS3进行非破坏性扩展。