| 本文首发于知乎，作者Lute Li，原标题《Dota2角色渲染，用unity重现其shader》，游戏葡萄已获转载授权。 |
制作demo时有没有遇到过，急需大量角色资源，但又无从下手的烦恼？
www.dota2.com/workshop/requirements
V社早已公开《Dota2》的模型，模型骨骼贴图一应俱全，可以直接用他的资源来进行demo制作。
左边是unity内渲染，右边是《Dota2》展示界面。
看似一切美好，下载模型贴图，扔到unity，网上找个DotaShader，贴图一贴，转为人形骨骼，就可以随意套动作库。
然而这个想法，让我经历了一周的噩梦。
先总结下我这一周的感想：
他给的贴图问题很大，需要睁大眼睛看清楚。
国内对《Dota2》渲染写的文章，就没一个是对的。
官方没有发shader，需要从网上犄角旮旯处拼凑。
《Dota2》用魔改BlinnPhong模拟PBR效果，有点吃力不讨好
下面开始正文。
|1.《Dota2》贴图问题
先看一下原始贴图资源。
一个材质球有接近20张贴图。平均一个角色3个材质球，多的时候有6个。
首先检查一下贴图，你会发现一堆问题。
法线上有某个uv的水印（大概是2u，但是模型内没有2u）。
某些贴图uv是反过来的（红圈处），而且不是每个角色都这样。
你以为这就完了？下了多个角色后会发现，有些法线是DX有些是OpenGL。
贴图上有乱七八糟的信息？uv有问题？不同人物的贴图命名规范还不一样？
怕不是valve派实习生用截帧工具抓出来的资源，真有你的啊G胖。
|2.国内网站上关于《Dota2》渲染文章的错误
官方提供的文档只有一个。
http://wiki.polycount.com/w/images/8/85/Dota2ShaderMaskGuide.pdf
后来修改了一版。
https://support.steampowered.com/kb/3081-QUXN-6209/dota-2-workshop-item-shader-masks
很多人写的文章只包含四五张图片，对几张不理解的mask和warp图绝口不提。
更有甚者能毫无根据得脑补一套算法，也是厉害。
关键最终渲染不好看。
我在了解到网上没有现成shader后，揭开了SubstancePainter 和 Marmoset Toolbag的Dota2Shader。兴致冲冲，以为找到了光明。结果看了两宿后才知道，他们只是为自家软件做的，很多参数上来就power个256次，而且还缺很多贴图。
所以我根据以往经验来推断Dota2Shader。
|3.我来拼凑shader
先把熟悉的贴图拿出来
| cubemap | 天空球 |
| detail * detailMask | 细节图(单独调节缩放) * 细节遮罩→加到固有色上 |
| metalnessMask | 金属度 |
| normal | 法线 |
| SelfillumMask | 发光遮罩→遮罩 * 固有色 = 自发光图 |
| translucency | 透明度 |
然后把Warp和条状贴图拿出来，这些贴图之后再说。
剩下四个。
分别是RimMask，specularExponent ，specularMask，tintByBaseMask。
从名字可以看出来，他们分别和菲涅尔，高光形状，高光颜色有关。Mask是乘上去，Exponent是指数（power的幂）。
菲涅尔 * RimMask
BlinnPhong^Exponent * SpecularMask
Lerp(固有色,自选高光颜色,Tint)，相当于在制造pbr的specular贴图。
specular贴图在standard里用的是Lerp(0.04, 固有色, 金属度)，有兴趣的可以试一试，长的差不多。不过这个颜色可以自己调。
左边是金属度转的，右边是tint转的好，大部分素材都集齐，回头看一下我印象里光照模型。
直射光 / 环境光的漫反射 / 镜面反射一共四项。
先看directDiffuse也就是直射光漫反射。
他用到了halfLambert + DiffuseWarp，具体效果如上图。
用这个方法可以实现一点点假3s效果。
其次，他使用DiffuseWarpMask当作UV的V，用于在一个材质球内使用多种颜色的DiffuseWarp。
注意DiffuseWarp要改为sRGB和UVClamp。
看蓝胖皮肤侧面偏紫，土猫更是有红绿两层颜色。
indirectDiffuse就当一个颜色，加上去解决。
最麻烦的是两个specular。
我在游戏内一直想找光滑度特别高，能反射旁边环境的材质，也就是反射球indirect specular。
在unity内，长这样。
然后我对比了下游戏内，没有发现任何一个角色有反射球内容。《Dota2》最接近黑色光滑金属的龙骑，也没有反射球内容。
而且打开角色资源内的CubeMap会发现，他只有周边和底部有亮色。
于是我推断，《Dota2》内是不是没有传统的direct specular和indirect specular，而是一个魔改的DOTASpecular!
依靠这个想法，我在substance的《Dota2》中寻找线索。
菲涅尔 * 法线朝上的面 * 自选颜色，这不就是indirect specular吗。
moba游戏内，必然存在朝上的面对着天空，朝下的面对着地面。
妙啊，靠rim来模拟环境光。
cubemap不用在反射球，我猜测是加到directSpecular的灯光颜色内，让高光颜色更加丰富一些。
整理一下，dota光照模型。
其中有一段max(Fresnel(外黑内白)，DiffuseWarpMask)。
我的理解是让主光的高光在模型边缘处减少，避免高亮的边缘出现，是一个很主观的参数。
剩下的几张warp。
fresnelWarpColor，fresnelWarpRim，fresnelWarpSpec这三张必然和NdotV有关。
颜色很像PBR常用到的F0公式。OneMinus，Pow5 和 带F0的Fresnel，分别对应三张贴图，大概吧。
bloom和selfIllumMask1，我猜测和后处理bloom有关。reflectance实在没猜出和什么有关。
|4.我的感想
本来想白嫖《Dota2》模型制作demo，结果折腾这么久的幺蛾子。
真想快速使用，套standard材质，把固有色法线金属度光滑度自发光一贴，啥事没有。
既然都自定义渲染，就不要太纠结具体过程（说的就是我），只要制作软件和游戏内达成一致就好，画面好坏的最后还是得看美术。
《Dota2》作为一个2013年的游戏，为了兼容当年低端电脑，使用了很多trick技术。放在现在看，贴图分辨率/模型面数/渲染技术，比手机游戏标准还低，但是画面表现还算不错。
这让我不禁感慨科技发展。
1.这套渲染不适用于什么
想模拟现实中的材质，PBR还是有无可比拟的优势。（主要是高光）
PBR材质不等于写实风格游戏。同理，卡通风格游戏也可以用PBR材质。
枪火重生，守望先锋等一系列游戏都是用PBR渲染。只是在模型设计和配色上偏卡通。
枪火重生2.这套渲染适用于什么
物理材质无法满足你，想使用风格化渲染，就可以尝试各种warp贴图来定制渲染。
如二次元的渲染。
不过在制作贴图的软件上，得配套完善工作流，要不然面对20来张不知所谓的贴图，任何美术都得崩溃。
最后来一张蓝胖镇楼。
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