Unity头发渲染技巧

光照模型

Kajiya-Kay 一般使用的光照模型

为不透明的完美圆柱体。

只考虑反射，没有考虑透射，没有考虑内部反射，没有考虑吸收。

Marschner 基于物理的渲染

理论模型：头发不是完美的圆柱体，头发是堆叠的圆锥体。每一根头发纤维由角质层cuticle（外面的堆叠）以及内部的皮层cortex组成

R 为反射路径，反射出来的管线颜色为原始光源颜色

TRT 光线进入头发纤维内部，部分能量被吸收，所以最终反射出的光线具有头发纤维的颜色。

TT 透射后然后透射路径你，TT出来的光线也是有色的，但是颜色比TRT的饱和度要抵，只经过一次折射。

Alpha处理 处理头发最麻烦的问题在于对头发的半透明排序的问题处理，所以一般渲染头发不选择使用半透明进行头发渲染。使用AlphaTest然后加上TAA抗锯齿边缘处理。

和物理材质不同的接口：

scatter 替代了物理材质里面的metallic属性。

scatter控制有多少光穿过整个头发。浅色的头发，scatter数值偏高，深色的头发，scatter数值偏低。此处遵循了物理规则，深色的头会吸收更多的光。

修改头发的颜色，不单单要修改颜色或者漫反射贴图，还需要修改scatter属性。

tangent 替代了normal属性，渲染头发使用的是切线而不是法线。用于代表头发生长的方向。或者使用一张flowmap贴图。不会使用物理材质中的法向。

制作流程：

首先绘制头发发丝的形状贴图，然后烘焙出图集。

1. 生成头发纹理图集
   效果最好的使用maya的Xgen + Arnold/xNormal
   Fiber Shop
   Blender Hair Tool
   Hair Stand Designer Tool
   Hair&Fur plugin

1. 制作头发的面片

面片也可以做成交叉型的，更有立体感

通过引导线去生成，视频可以看到使用Xgen去生成引导线。这种方式不需要手动摆放发型，但是还是需要调整。

查看视频：https://www.bilibili.com/video/BV1sJ411S7xu

1. 手动摆放位置和调整 分层叠加

生成的发线的数据，注意头发一般都是从上到下的顺序表现在贴图上面，如果不是，那么需要使用一张FlowMap或者DirectionMap生成。

id代表发丝的位置，比如0.1代表一种发丝 0.2代表另一种通过此修改uv去获取。

flowmap用于纠正头发的方向信息。

ue的头发渲染方案
Albedo贴图 存储头发的颜色
AlpahMap 存储头发面片的透明度
Root Map/Gradient Map 头发根到发梢的渐变信息 可以实现头发变色效果
Depth Map 深度纹理贴图，用于表现当前面片的头发层次。可以以此修改头发颜色和阴影值，镜面反射。
UNique ID Map ID纹理只是为给定头发几何体上的每根头发提供唯一的0-1的值。用于处理头发的细微变化。
flowMap / DirectionMap 主要用于对头发的各向异性高光的纠正。

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