Blender材质节点研究案例：CarToonShader和相关节点说明

Blender CarToon Shader 原理

一、basecolor+ shadow（底色和阴影）部分
卡通风格有着十分清晰的明暗边界和均一的明/暗区域

1、组输入节点：将连接的属性开放到材质球面板中。
2、漫射BSDF:漫射着色器
3、Shader --> RGB：独属于EeVee渲染器的节点，可以将着色器转换成颜色信息以便于下一步处理，比如进行色相、对比度等的处理。
4、颜色渐变：使用渐变的方式进行颜色值的匹配。第一个颜色渐变使黑白过度距离变小，明暗部分边界更清晰（可以将“线性”改成“常值”），第二个颜色渐变的黑白过度更缓和些，将两个颜色渐变进行颜色混合，可以通过系数控制明暗边界的过度情况。
5、颜色混合：字面意思，就是将两个颜色进行混合，在混合下拉菜单中有许多混合模式，这边用到的是

混合：合并两个图像，平均两个图像。
正片叠底（相乘A * B）：黑色(0.00)乘以任何颜色都为黑色。任何颜色与白色相乘都是白色(1.0)的。使用此选项可以屏蔽垃圾，或者为黑白图像着色。
变亮（Max[A,B]）:就像漂白剂使你的白色更白，和遮罩一起使用可以让你的图层变亮。这边使用变亮来改变暗部的颜色。

6、组输出：将需要的属性输出与其它部分进行混合。

二、specular（高光）部分

1、几何数据：几何数据节点提供有关当前着色点的几何信息。所有矢量坐标都在世界空间中。对于体积着色器，只有位置节点和输入矢量节点可用。
2、合并XYZ: 合并来自其各个组件的向量。
3、矢量运算：矢量运算节点对输入矢量执行选定的数学运算。这边将着色点的切线方向与开放的二维向量（x,z）相加，通过控制（x,z）的值来改变高光位置。

相加：将运算符两侧的数值进行加法运算。

4、高光BSDF:仅适用于Eevee引擎，它与原理化 BSDF 节点类似，但却使用高光工作，而非金属度。它具有更少的参数，支持更少的功能。两者在将来可能会合并为一个节点。
高光工作流通过指定沿法线的面来反射颜色，进而发挥作用。由于没有保存能量的功能，所以其渲染结果可能不合理。

5、颜色渐变：这边也用了两个颜色渐变来分别调出黑白直接过渡和缓和过度两种情况，以便在颜色混合中调节高光边缘。
6：颜色混合：可以通过系数改变高光边缘的缓和情况。

三、AO（环境光）部分

1、环境光遮蔽（AO）:计算被遮蔽点上方的半球形空间的遮挡量。
2、运算：

能量(乘方) ：将“底数”进行“乘方”运算。这边加强AO的强度，使AO更明显。

3、颜色渐变：进一步调整AO。
4、颜色混合：

相加：在原来的颜色上再加上一个颜色，把蓝色加上蓝色会使它保持蓝色，但把蓝色加上红色会使它变成紫色。白色已经有了全部的蓝色，所以它保持白色。使用此选项可以改变图像的颜色。

四、outline（描边）部分

1、运算：

正片叠底（相乘）：将两个输入值进行相乘运算。第一个正片叠底节点第一个值将连接一个蒙版用于擦除不需要描边的部分，第二个值控制描边的最小宽度；第二个正片叠底用来连接光源，光源直射的部分描边减弱，如果不连接光源可删掉。
相加：将运算符两侧的数值进行加法运算。在第一个正片叠底节点的基础上加上一个值用来增加描边宽度。
能量(乘方) ：将“底数”进行“乘方”运算。结合数学运算得到的数据对菲涅尔进行处理。

2、层权重：层权重节点通常与混合着色器节点一起使用，输出一个用于层着色的权重值。这边并没有使用混合着色器，而是使用了非传导性菲涅尔权重，可用于分层漫射和光泽着色器，得到一个模型边缘颜色范围。
3、颜色渐变：控制菲涅尔范围
4、颜色混合：将通过菲涅尔调整得到的描边信息作为系数混合前面得到的颜色与描边颜色。

五、各部分结合

组节点：是节点的集合，可以组合成单个节点，同时有选择地公开嵌入式节点的输入。组节点可以通过允许实例化和隐藏树的各个部分来简化节点树。
建立节点组: 框选需要打组的节点按快捷键“Ctrl + G”。

Shader猴头效果

更多Blender 材质节点的说明可查看Blender官方文档：Blender官方文档

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