创建一个Toon风格的着色器

Toon着色器(toon shading) 是游戏中最常使用的效果之一，也被称作(AKA) cel shading (cel是celluloid的缩写[中文也叫赛璐珞])。它是一种非真实渲染技术，可以让3D模型呈现一种平面效果。许多游戏中用这种着色器把3D的物体渲染成一种手绘物体的效果。下图中你能看到这两者的区别，右边的是标准着色器，左边的是Toon着色器： diagram 如果只使用 表面函数(surface functions) 虽然也能获得这样的效果，但是花费性能和时间的代价太大了。表面函数仅仅对材质的属性起作用，而对材质的具体光照环境无能为力。因为toon着色器需要改变光的反射方式，所以我们接下来要创建我们自己的光照模型。

始前准备
开始学习这个知识点之前，我们先创建一个着色器和对应的材质球，而且需要导入一个特殊的纹理，步骤如下：
1. 创建一个新的着色器；在这例子中，我们会用上一个知识点的着色器进行扩展
2. 为着色器创建一个新的材质，并且把它应用到3D模型中。拥有曲面的模型对于toon着色器来说最好。
3. 这个知识点需要一张额外的纹理，叫做 ramp 贴图[如果要全译，我把它叫梯度贴图]。有一点很重要，在导入的时候把 Wrap Mode 改为 Clamp ，如果你想让颜色的边缘变得灵敏，就把 Filter Mode 设置为 Point ：

操作步骤

通过下面的步骤我们可以获得toon风格的特殊审美呈现：

添加一个新的叫 _RampTex 纹理属性：

_RampTex ("Ramp", 2D) = "white" {}

同时在 CGPROGRAM 块中添加对应的变量：

sampler2D _RampTex;

修改 #pragma 指示，从而让着色器使用一个叫 LightingToon() 的函数：

#pragma surface surf Toon

使用下面这个光照模型：

fixed4 LightingToon(SurfaceOutput s ,fixed3 lightDir,fixed atten)
{
    half NdotL = dot(s.Normal,lightDir);
    NdotL = tex2D(_RampTex,fixed2(NdotL,0.5));
    fixed4 c;
    c.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb*NdotL*atten;
    c.a = s.Alpha;
    return c;
}

原理介绍
toon风格着色器的主要特征是它的光的渲染方式；表面并非均匀的着色。为了能达这种效果，我们需要一张 ramp 贴图。他的作用是对 Lambertian 的光线强度 NdotL 重新映射，然后把值赋值给另一个值。我们使用一张 ramp 贴图而不是一个梯度值，是为了强制光线按照步骤渲染。下图展示了 ramp 贴图是如何纠正光的强度的：

额外内容
我们有很多不同方式来获得toon着色器效果。我们可以使用不同的 ramp 贴图来让我们的模型看起来更有吸引力，这就需要你们自己去试试了，然后找到一张你认为最好的。
还有另一种可选方法对纹理进行梯度采样，就是通过对光强度 NdotL 进行截断取值，这样就只能在0到1的范围内给它赋值特定的值：
```
fixed4 LightingToon(SurfaceOutput s ,fixed3 lightDir,fixed atten)
{
    half NdotL = dot(s.Normal,lightDir);
    half cel = floor(NdotL * _CelShadingLevels)/(_CelShadingLevels - 0.5);
    half4 c;
    c.rgb = s.Albedo * _LightColor0.rgb*cel*atten;
    c.a = s.Alpha;
    return c;
}
```
截断取值部分的代码中，NdotL 乘以了倍数 _CelShadingLevels 并且把它进行了取整，而得到了一个整数，接着又把结果除了回去。通过上面的这些步骤后，变量 cel 被赋值，这个值的范围是0到1之间的值，而且这个值跟 _CelShadingLevels 相等。有了这个，我们就不再需要 ramp 纹理了而且所有的颜色梯度也在这个范围。如果你正在你的着色中实现这个功能，不要忘记在你的着色器中添加 _CelShadingLevels 属性。

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