【unity小技巧】下载原神模型，在Blender中PMX模型转FBX模型，导入到Unity中实现基于光照模型的内置和URP卡通渲染

最终效果

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前言

最近在研究人物模型的使用和卡通渲染效果，这里我们就使用原神的模型来演示。

一、原神模型下载

原神的模型可以在官网直接下载到。

1、第一期模型
官网：https://ys.biligame.com/gczj/
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2、第二期模型
官网：http://ys.biligame.com/pjdkx/
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3、第三期模型
官网：https://ys.biligame.com/beyel

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4、第四期模型
官网：https://ys.biligame.com/ysl
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5、第五期模型
官网：https://www.bilibili.com/blackboard/activity-raop07Ymhm.html
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6、第六期模型
官网：https://www.bilibili.com/blackboard/activity-kiOl0D1nF8.html
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7、第七期模型
官网：https://www.bilibili.com/blackboard/activity-btLCSzTTsK.html
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8、第八期模型
官网：https://www.bilibili.com/blackboard/genshin-1st-anniversary.html
9、第九期模型
官网：https://www.bilibili.com/blackboard/activity-aEe0qbEc8N.html

10、第十期模型
官网：https://www.bilibili.com/blackboard/activity-8Zdc2qDY6R.html
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11、第十一期模型
官网：https://www.bilibili.com/blackboard/activity-6MCsBE92oE.html
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模之屋

所有的原神模型都可以在模型屋下载
链接在此：https://www.aplaybox.com/u/680828836/model
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二、使用Blender进行 .pmx 转 .fbx 格式

我们下载完原神的模型之后，模型默认的格式为.pmx，这在Unity中是没法用的，所以需要转换一下。
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下面使用Blender来转换，Blender之前没用过也没关系，我们只是利用它转换格式，只要下载安装完之后倒入模型转换就好了，真的超级简单！

1、Blender下载安装

Blender官网：https://www.blender.org/
Blender中文使用手册：https://docs.blender.org/manual/zh-hans/2.79/about/introduction.html
Blender中国社区下载地址（推荐）：https://www.blendercn.org/

这里推荐下载2.9.3的Blender最好，过高的版本可能不支持旧的插件
地址：https://download.blender.org/release/Blender2.93/

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2、Cats Blender Plugin 插件下载安装

在使用Blender将.pmx转为.fbx格式时，需要用到一个 Cats Blender Plugin 插件。

GitHub下载地址：https://github.com/GiveMeAllYourCats/cats-blender-plugin

最新的0.19.0版本也已经说明了完全兼容Blender 2.93，这也是前面我推荐Blender 2.93的原因
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下载下来的是一个zip文件

3、 Blender安装Cats Blender Plugin 插件

然后打开刚安装的Blender，点击 Edit -> Preferences
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点击选中安装插件

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安装完毕后，记得勾选上它，（如果你没勾选，插件就是禁用状态的）

现在，我们就可以在编辑区的侧边栏那里看到CATS插件了，（注：侧边栏显示和隐藏的快捷键是N）

4、导入pmx原神模型

我们在CATS插件中点击Import Model按钮，
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然后选择pmx文件，点击Import Any Model按钮，

此时导进来的模型的材质有问题，是这样子的

5、修复材质问题

我们打开侧边栏的Misc，然后点击Shadeless（即使用卡通材质），
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效果

6、修复模型：Fix Model

我们可以看到，模型的节点命名并不是按照Unity骨骼映射的英文命名
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我们点击CATS插件的Fix Model按钮，即可自动进行修复，除此之外，它还会帮我们删除多余无用的骨骼，将使用同一张贴图的节点合并为一个Mesh并重命名为Body等，

修复后可以看到变成英文命名了，多余无用的骨骼也被删除了
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7、导出fbx

点击CATS插件的Export Model按钮，即可导出fbx文件
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导出成功
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三、导入FBX模型进Unity

1、导入fbx和贴图

我们上面的fbx文件和tex文件夹（里面是贴图）一起拷贝到Unity工程中，（如果你没有拷贝tex文件夹，在Unity中显示的就是白模）
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此时我们把模型拖入场景中，看到的效果是这样的

2、从fbx中导出材质球

上面我们看到，模型的材质效果不是卡通渲染风格，当你去定位模型的材质的时候，会发现材质是嵌在fbx文件里的，我们并不能对fbx内的材质进行编辑

这时候我们需要导出材质，选中fbx文件，在Inspector窗口中点击Materials，设置Location为Use External Materials (Legacy)，然后点击Apply按钮，
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3、卡通渲染

简单粗暴，使用Unlit/Texture

最粗暴的方式就是直接使用Unlit材质，在贴图上表现出卡通效果。
我们把材质球的shader全部改成Unlit/Texture（也就是无光照模型，直接显示贴图纹理）
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效果，当然，这过于简单了，缺点很明显，没有光照效果。

基于光照模型的卡通渲染UnityToonShader——仅支持内置渲染管线

基于光照模型的卡通渲染，在GitHub上有一个项目，地址：https://github.com/Sorumi/UnityToonShader
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ToonMultiStepsShader.shader代码我复制下来了

Shader "Toon/Basic/MultiSteps"
{Properties{// Colors_Color ("Color", Color) = (1, 1, 1, 1)_HColor ("Highlight Color", Color) = (0.8, 0.8, 0.8, 1.0)_SColor ("Shadow Color", Color) = (0.2, 0.2, 0.2, 1.0)// texture_MainTex ("Main Texture", 2D) = "white" { }// ramp_ToonSteps ("Steps of Toon", range(1, 9)) = 2_RampThreshold ("Ramp Threshold", Range(0.1, 1)) = 0.5_RampSmooth ("Ramp Smooth", Range(0, 1)) = 0.1// specular_SpecColor ("Specular Color", Color) = (0.5, 0.5, 0.5, 1)_SpecSmooth ("Specular Smooth", Range(0, 1)) = 0.1_Shininess ("Shininess", Range(0.001, 10)) = 0.2// rim light_RimColor ("Rim Color", Color) = (0.8, 0.8, 0.8, 0.6)_RimThreshold ("Rim Threshold", Range(0, 1)) = 0.5_RimSmooth ("Rim Smooth", Range(0, 1)) = 0.1}SubShader{Tags { "RenderType" = "Opaque" }CGPROGRAM#pragma surface surf Toon addshadow fullforwardshadows exclude_path:deferred exclude_path:prepass#pragma target 3.0fixed4 _Color;fixed4 _HColor;fixed4 _SColor;sampler2D _MainTex;float _RampThreshold;float _RampSmooth;float _ToonSteps;float _SpecSmooth;fixed _Shininess;fixed4 _RimColor;fixed _RimThreshold;float _RimSmooth;struct Input{float2 uv_MainTex;float3 viewDir;};float linearstep(float min, float max, float t){return saturate((t - min) / (max - min));}inline fixed4 LightingToon(SurfaceOutput s, half3 lightDir, half3 viewDir, half atten){half3 normalDir = normalize(s.Normal);half3 halfDir = normalize(lightDir + viewDir);float ndl = max(0, dot(normalDir, lightDir));float ndh = max(0, dot(normalDir, halfDir));float ndv = max(0, dot(normalDir, viewDir));// multi stepsfloat diff = smoothstep(_RampThreshold - ndl, _RampThreshold + ndl, ndl);float interval = 1 / _ToonSteps;// float ramp = floor(diff * _ToonSteps) / _ToonSteps;float level = round(diff * _ToonSteps) / _ToonSteps;float ramp ;if (_RampSmooth == 1){ramp = interval * linearstep(level - _RampSmooth * interval * 0.5, level + _RampSmooth * interval * 0.5, diff) + level - interval;}else{ramp = interval * smoothstep(level - _RampSmooth * interval * 0.5, level + _RampSmooth * interval * 0.5, diff) + level - interval;}ramp = max(0, ramp);ramp *= atten;_SColor = lerp(_HColor, _SColor, _SColor.a);float3 rampColor = lerp(_SColor.rgb, _HColor.rgb, ramp);// specularfloat spec = pow(ndh, s.Specular * 128.0) * s.Gloss;spec *= atten;spec = smoothstep(0.5 - _SpecSmooth * 0.5, 0.5 + _SpecSmooth * 0.5, spec);// rimfloat rim = (1.0 - ndv) * ndl;rim *= atten;rim = smoothstep(_RimThreshold - _RimSmooth * 0.5, _RimThreshold + _RimSmooth * 0.5, rim);fixed3 lightColor = _LightColor0.rgb;fixed4 color;fixed3 diffuse = s.Albedo * lightColor * rampColor;fixed3 specular = _SpecColor.rgb * lightColor * spec;fixed3 rimColor = _RimColor.rgb * lightColor * _RimColor.a * rim;color.rgb = diffuse + specular + rimColor;color.a = s.Alpha;return color;}void surf(Input IN, inout SurfaceOutput o){fixed4 mainTex = tex2D(_MainTex, IN.uv_MainTex);o.Albedo = mainTex.rgb * _Color.rgb;o.Alpha = mainTex.a * _Color.a;o.Specular = _Shininess;o.Gloss = mainTex.a;}ENDCG}FallBack "Diffuse"
}

将shader导入Unity工程中
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把材质球的shader改为Toon/Basic/MultiSteps，
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调整一下高光、阴影、渐变阈值、镜面、边缘等参数

效果演示，可以看到模型受光照影响了

基于光照模型的二次元渲染UnityURPToonLitShaderExample——仅支持URP渲染管线

升级URP项目可以看我这篇文章：【unity小技巧】为啥我们的模型材质显示粉色？unity普通项目升级URP项目

GitHub地址：https://github.com/ColinLeung-NiloCat/UnityURPToonLitShaderExample
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演示效果

将整个文件导入unity‘中
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修改人材质为SimpleURPToonLitExample(With Outline)

如果材质丢失贴图了，记得手动赋值贴图即可

效果
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如果我不希望面部显示不那么黑且更加精致，可以勾选下面这个选项

效果

参考

https://www.bilibili.com/video/BV1G34y127e6/
https://blog.csdn.net/linxinfa/article/details/121370565
https://cloud.tencent.com/developer/article/2013001