这篇文章给大家介绍如何在Unity中实现基于笔触的实时渲染，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。基于笔触的渲染(stroke-based rendering，下称SBR),简单的讲就是根据图像生成笔触，然后再用笔触对图像进行重绘。这个过程实际上是模仿画家实际画画的过程，也就是观察->理解->表达的过程，画画的时候有一句话叫意在笔先也就是这个意思。具体可以看这篇关于SBR的综述：luthuli.cs.uiuc.edu/~da(luthuli.cs.uiuc.edu/~daf/courses/ComputerGraphics/01210867.pdf)。研究生的时候我是研究非真实性渲染(Non-Photorealistic Rendering，下称NPR)的，发现本质上有两种方法，一种是基于经验的研究方法，也就是没有理论根据，根据实验结果来设计渲染方法。好像有个图形学大佬说过：看起来是对的，就是对的。大概说的就是基于经验的研究方法。还有一种是基于物理模拟的研究方法，比如研究颜料的实际混色和水分的流动等等。我发现基于经验的方法有点凭感觉，无论是设计算法还是评判结果都不好弄。基于物理模拟的研究方法又是太笨重，只是在计算机中再现了工具和颜料，而怎么画还是靠艺术家手工去画。于是我在想，怎么让计算机真的像艺术家一样去思考，去表达呢。刚好以前接触过一点计算机视觉，于是在想有没有一种基于视觉的研究方法，让计算机去理解图像，然后像人一样去画，也就是渲染，而不是用一堆滤波器。那时候用了opencv去做图像分割，然后计算图像的显著度（saliency），再根据显著度生成笔刷，最后用cuda并行地渲染笔刷，做了这样一个离线版本的SBR。效果还不错，但是工作之后这个研究就放下了。最近开始学习Unity的Compute Shader，发现跟cuda很像，于是又想起了SBR，感觉用Unity可以在后处理中实现的SBR，于是做了一些尝试。所有处理都写在post 香港云主机processing stack的render里面，流程大概如下：其中梯度张量的经过高斯平滑后，称为平滑化梯度张量，求法如下：IGa为高斯滤波的卷积运算，px为sobel算子计算的x方向的梯度，py为sobel算子计算的y方向的梯度。至于为什么用SVD分解求得的第二特征向量来计算旋转矩阵，那是因为第一特征向量（主特征向量）表明的是变化最大的朝向，而第二特征向量与之正交，所以可以用来表明笔触的流向。左边为原帧，右边为SBR渲染后的效果：基于笔触的实时渲染另外，笔触的间隔和的大小可以调节出不同的效果：笔触的间隔和的大小可以调节不同笔触纹理可以有不同的渲染效果：(github.com/alpacasking/SBR)时间有限，现在只写了最基本的流程，其实还有很多东西值得做，比如：根据深度纹理检测前景和背景，从而生成不同密度和大小的笔触利用CV相关知识分析理解图像再生成笔触同时用不同的笔触纹理渲染让每帧之间的笔触衔接得流畅可以为油画，水彩风格等做进一步的研究有时间的话会慢慢加上的，各位有兴趣的话也可以自行魔改。关于如何在Unity中实现基于笔触的实时渲染就分享到这里了，希望以上内容可以对大家有一定的帮助，可以学到更多知识。如果觉得文章不错，可以把它分享出去让更多的人看到。
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