Base-卡通渲染
卡通渲染的目标不是把真实光照减少成两个颜色，而是把形体、明暗、高光、轮廓与色彩组织成符合风格的图形语言。一个局部公式看起来正确，不代表角色在移动和多光源下仍然稳定。
本文合并 2020 年 3 月 1 日的描边笔记与 3 月 11 日的三渲二记录。ILM 等通道安排按当时案例理解，不作为所有卡通材质的统一规范。
1. 先决定哪些形体必须稳定
写实模型依赖连续法线与真实光照；卡通角色可能希望脸部阴影、鼻梁、头发高光维持特定形状。模型拓扑、平滑法线和控制贴图都参与最终效果，Shader 并不能独自修正所有造型问题。
美术与程序应先约定主光变化范围、暗部颜色、轮廓线宽度和镜头距离，再选择算法。只在一盏固定灯下调好，很容易在转身时暴露断层。
原笔记配图：原笔记收录的角色材质整体效果，只代表当时案例的风格目标。
2. 漫反射分区与 Ramp
最简单的分区以 dot(N,L) 为输入，再用阈值决定亮暗。边界若直接使用 step，像素移动时可能闪烁；smoothstep 或适当抗锯齿可以稳定过渡，但会改变边缘硬度。
Ramp（渐变映射）把这个标量映射成颜色或明暗权重。它允许设计非线性的过渡、暖暗部和局部中间色。用于数据查表的 Ramp 应明确输入范围、过滤与色彩解释，不能只说“拉一条渐变就结束”。
原笔记配图：分区光照在模型表面的示例，用于观察明暗形状。
原笔记配图：离散 Ramp 色带把连续输入映射为可控的明暗颜色。
3. 控制贴图的意义
旧笔记中的 ILM 把阴影阈值、高光阈值、高光强度和描边控制放在不同通道。重要的是“将美术控制与实时输入组合”，而不是某个字母永远对应某个通道。
阈值变化能让同一受光条件下不同部位保持不同图形形状，但它也可能破坏整体光照一致性。应检查接缝、Mip、通道压缩与运动，不只看近景静态图。
原记录图解
原笔记配图：案例 ILM 的 Alpha 通道。通道用途由项目约定，不能直接套用到其他角色资产。
原笔记配图：同一案例的 ILM 绿色通道。
原笔记配图：同一案例的 ILM 蓝色与红色通道，用来观察不同控制信息的空间分布。
原笔记配图：案例中的颜色或控制纹理分区；不能只凭颜色猜测所有通道的语义。
原笔记配图：案例中的小尺寸颜色纹理，颜色图与控制贴图应分别解释。
4. 高光、边缘光与 SSS
高光可以由镜面项阈值化，也可以由专门参数化或贴图驱动。阈值化不等于获得了稳定的美术高光，法线噪声和相机运动仍可能让形状破碎。
边缘光常以 1-saturate(dot(N,V)) 为起点，再配合灯光、深度或遮罩限定区域。它表达的是风格化强调，不能自动等同真实散射。
给暗部乘一张暖色图，可以模拟某种透光观感，但不应把它当作已经求解了次表面散射。是否需要厚度、光向和遮挡，应由画面目标决定。
5. 外扩描边
常见做法是额外绘制一个外扩壳体并剔除正面，再绘制主体或让主体覆盖内部。实际顺序和深度设置需要与透明、阴影和管线 Pass 协调，不是固定“第一个 Pass 关闭深度写入”就适用于所有模型。
模型空间按法线外扩会随缩放、距离和投影改变屏幕宽度。想保持像素宽度，可将方向转换到屏幕平面，按目标像素数和视口尺寸计算 NDC 偏移，再乘 clip.w 加回裁剪坐标。
方向的投影应使用合适的方向变换或投影导数，不能把位置转换函数对 float2 法线的偶然结果视为通用公式。透视相机、正交相机、非均匀缩放与不同分辨率都应检查。
6. 硬边、内线与控制数据
立方体硬边的顶点法线分裂，外扩后可能产生缺口。可以把用于描边的平滑方向保存到独立通道，但不能覆盖仍需要用于正常光照的法线。
顶点色或额外 UV 可控制宽度、开关与局部修正。控制方向采用哪个空间，蒙皮时怎样变换，需要一并规定。
屏幕边缘检测则从深度、法线或对象 ID 提取轮廓，适合统一屏幕宽度，但会受分辨率、遮挡边缘和后处理影响。壳体与屏幕方案可以组合，不能只按“哪个效果更高级”排序。
7. 脸部 SDF 与验收
脸部 SDF 阴影用预制方向关系控制阴影图形，需要明确头部朝向、左右映射与光向投影。它不是任意距离场纹理采一次就能自动适应所有脸型和灯光。
验收应覆盖模型转身、光线转动、近远镜头、阴影与描边叠加、透明头发及多角色遮挡。风格规则越明确，越容易决定哪里允许艺术修正，哪里必须保持几何一致。
总结
卡通渲染把连续物理输入转成可控图形。稳定结果来自模型、法线、控制数据、光照和镜头的共同约定；公式只是这个生产体系的一部分。