基于视差贴图的毛发效果

用视差贴图绘制多层，制作毛发效果

常见的毛发做法有：多个Pass往外挤压；《怪猎世界》中的后处理阶段UV沿着法线方向偏移采样多次；还有就是用视差贴图采样多次。

用视差贴图画多层的话，一般只能往下偏移，越来越深。UV偏移值最大的是最底层。所以要通过计算补上毛发底部的偏移，让毛发顶部偏移最大。

具体做法如下：

• 在顶点阶段让mesh膨胀一点，模拟毛发蓬松效果（也可不加）；再加上毛发抖动的偏移值，配合之后做毛发抖动；
• 再PS阶段采样多层视差贴图，模拟毛发效果；其中每层的视差UV要反向补上每层的偏移值，这样配合之前的顶点偏移，刚好能产生视觉上底部不动，越往上晃动越大的效果；

毛发的效果主要来自下面这张噪点图：

B通道的噪点用来做毛发Clip，每个噪点的边缘有一点渐变，可以用来做毛发顶端细根部粗的效果。

RG通道用来做毛发方向的偏移，类似flowmap。

毛发的抖动效果：先用世界坐标算出一个整体晃动的波形。然后通过噪点图的色块mask（A通道）来控制每根毛发有单独的晃动偏移值，加上这个值就能模拟每根毛发随机晃动的效果，看上去会更自然。

毛发的光照以传统PBR为基础，修改了Radiance。为了让毛发更加柔和，NdotL做了平方，并且引入了毛发的AO（即毛发的高度值）

加上简化的背光Rim效果，FurRim = Pow(VdotNL, FurSoftness – FurAO)。因为这个做法很难计算出正确的Shadow和AO遮挡关系，所以我都是在用一些trick的方式模拟光照，都是经验函数和参数。

基于视线角度，正面的AO强度高，边缘的削弱，所以用NdotV模拟视线角度的AO影响，加入最终的radiance。

常规的radiance = atten * NdotL * MainLight.Color; 毛发的radiance = atten * pow(NdotL, 2+ FurAO + FurRim) * ViewAO;

用简单的采样ramp图的方式模拟SSS效果，最后混合diffuse和GI，就是最终的毛发光照效果。

总结：

• 以上效果采样了10次视差贴图，优化上可以用8次采样+shader LOD远处采样数更低或者不做毛发效果。
• 这个做法的缺点就是模型边缘不会像多pass往外挤压做法的那种自然毛绒边缘，也不能像多pass那样可以画出真实的毛绒阴影，大部分光照算法都是近似模拟的。但优点是可以一个pass画完，性能应该更省，适合手机端。