移动端草海的渲染方案（五）

书接上文

前文介绍了草海的一些有趣的动态效果，本文是关于 提升光照表现 的一些做法。

Unity内置草的光照表现普普通通，经常会成为一些插件作者嘲讽的对象，下图是 Unity 和 Advanced Terrain Grass 草海的光照对比：

Unity的草

ATG的草

没有对比就没有伤害，下面介绍一下提升 光照表现 的一些做法。

添加高光

Unity内置的草是没有高光的，如果没有影子，就显得没有立体感，非常的平。

当然，即便没有高光，依然能做出非常漂亮的草海效果，比如大家可以参考一下这个场景 The Illustrated Nature 的做法： 纯色贴图 + Lambert漫反射 + Color Grading。

风格化 其实蛮难做的，另外，我喜欢高光。

我们的高光

我们游戏场景的光照还是传统的 Blinn-Phong 光照模型，为了模仿 塞尔达 草海的高光，我们会把草的法线 全部向上，草的 光滑度 可以控制高光的整体范围，再加上 法线贴图 表现就很好了。

此外，为了让水平视角下的高光 更远离脚底 从而更多的 出现在镜头 内，我们会对高光的位置做一定的偏移，如下图：

题外话，即便是 Blinn-Phong 光照模型，转到 线性空间 也比 Gamma空间 更容易出效果。

上图的高光我是满意的，下面介绍一些其他做法。

楚留香的高光

楚留香 的代码一直是我参考的对象，下面看一下楚留香 草的高光。

雨天

月光

楚留香 场景的水准还是非常高的，不过就草的高光而言，可能是 面片草 没有 法线贴图 的缘故，表现不是太好。

追了一下代码，楚留香 的渲染是全 PBR 的，草的高光计算对 BRDF 做了相当程度的简化，代码如下：

half3 sunSpec=half3(0,0,0);

float3 H=normalize(((V)+(L)));
float NoH=saturate(dot(N,H));
float D=((((((((NoH)*(m2)))-(NoH)))*(NoH)))+(1));
(D)=(((((D)*(D)))+(1e-06)));
(D)=(((((0.25)*(m2)))/(D)));
(sunSpec)=(((SpecularColor)*(D)));

(sunSpec)*=(((SunColor.rgb)*(saturate(((NoL)*(shadow))))));

大家可以一试。

ATG的高光

楚留香 草的高光计算 是简化的 BRDF，比如 菲涅尔项 直接省略掉了，当然这个效果手机上已经足够了。

回到Unity引擎，大部分草的插件都支持 PBR，以 Advanced Terrain Grass 为例，ATG 的高光基本沿用了Unity内置的 BRDF1 算法，也就是最高效果的 BRDF，如下图：

此外，ATG 还增加了 Light Scattering，草叶变得更加通透，如下图：

关于 Light Scattering 的计算方式，可以参考这篇文章，这个算法的计算量不大，也可以用它来模拟 次表面散射。

此外，作者根据这篇文章对上面的算法做了优化，主要的优化点是关于 pow 的，很有意思，值得一看。

这里直接附上代码：

//  Best for grass as the normal counts less
//  https://colinbarrebrisebois.com/2012/04/09/approximating-translucency-revisited-with-simplified-spherical-gaussian/
half3 transLightDir = gi.light.dir + s.Normal * 0.01;
half transDot = dot( -transLightDir, viewDir ); // sign(minus) comes from eyeVec
transDot = exp2(saturate(transDot) * s.TranslucencyPower - s.TranslucencyPower);
half3 lightScattering = transDot * gi.light.color;
c.rgb += s.Albedo * 4.0 * s.Translucency * lightScattering /* mask trans by spec */  * (1.0 - saturate(c.a));

最后，无论是 Blinn-Phong 还是 PBR，我们都可以通过调整 光滑度，金属度，漫反射颜色，高光颜色 来实现特定的效果需求。

下图是我模拟 雨天湿滑 的效果，程序员的审美，将就看，：）