美术也能写Shader？UE5中零代码实现二次元卡通渲染

adobemaster

北京/设计爱好者/1年前/348浏览

版权

adobemaster

摘要

本文旨在打破“Shader（着色器）是程序员专属”的传统认知，为广大3D游戏美术师提供一套零基础、零代码的二次元风格卡通渲染（Toon Shading/Cel Shading）解决方案。我们将深入

Unreal Engine 5

强大的

材质编辑器（Material Editor）

，完全通过可视化的节点连接，一步步“画”出一个效果媲美《原神》等主流二次元游戏的NPR（非真实感渲染）着色器。通过本指南，你将学会如何从零开始构建卡通渲染的核心光影逻辑、控制阴影的色彩与形状，并结合

Photoshop/Substance Painter

制作风格化的贴图，最终实现对角色最终渲染风格的完全艺术掌控。

一、问题背景

最近我们团队想预研一个二次元风格的新项目，角色模型都建得非常漂亮，但只要一丢进UE5引擎里，用默认的PBR（基于物理渲染）材质一渲染，那感觉就全不对了——光影过渡太真实、太“科学”了，高光油腻腻的，完全没有二次元那种干净、清爽、像“纸片人”一样的“画感”。

程序的同学说，可以手写一个卡通渲染的Shader，但一看排期，至少要到下个月。

我就不信这个邪了，难道我们美术的“最终画面”，就只能永远被动地等着程序来定义吗？我们自己画了最漂亮的贴图，却无法决定它最终被如何“点亮”。于是我花了几天时间，在UE5的材质编辑器里死磕，结果发现，通过节点，我们美术师，真的可以“画”出来一个Shader！

今天，我就把这个零代码“画”Shader的思路和具体流程，分享给大家。

二- 核心技术与工具栈

核心渲染与Shader编辑平台:
Unreal Engine 5.4
贴图绘制:
Adobe Photoshop / Adobe Substance 3D Painter 2026
必备资产:
一个已展好UV的3D角色模型

三、详细技术实现流程

3.1 思维转变：从“PBR”到“NPR”

在动手前，我们必须先完成一次“思想钢印”的转变。

PBR (Physically Based Rendering):
我们平时用的默认材质，追求的是模拟真实世界的光照物理规律，所以会有平滑的明暗过渡、复杂的环境反射。
NPR (Non-Photorealistic Rendering):
我们要做的卡通渲染，追求的是一种“艺术风格”。它的核心，是
放弃真实
，转而去
模仿人类画师的绘画逻辑
。

而二次元绘画逻辑的核心是什么？是

明确的明暗交界线

，也就是我们常说的“二分”或“三级阴影”。我们的首要目标，就是把UE5里那个平滑的明暗过渡，变成硬朗的、像色块一样的明暗关系。

3.2 核心光影：在UE5材质编辑器中构建“二分法”光照

打开UE5，创建一个新的材质，双击打开。现在，开始我们的“连连看”游戏。

掀桌子——抛弃默认光照:
在左侧的细节面板中，把
着色模型 (Shading Model)
从默认光照 (Default Lit)改为
无光 (Unlit)
！
师傅的提醒:
这是最关键的一步！“无光”意味着我们放弃了UE5为我们准备好的所有高级光照计算，得到了一张纯黑的“画布”。现在，我们可以自己来定义光从哪里来，阴影是什么颜色。
计算光照强度:
我们需要知道模型上每个像素点“朝向”光源的程度。在编辑器空白处右键，搜索并创建
Light Vector
节点（代表场景主光源的方向）和
VertexNormalWS
节点（代表模型表面的朝向）。创建一个
Dot
(点积)节点，把上面两个节点连接到它的A和B输入端。这个Dot节点输出的结果，就是一个 0-1 范围的灰度值，表示光照的强度。
制造“二分”——硬朗阴影的诞生:
这就是卡通渲染的“魔法”所在。创建一个
Step
节点。将Dot节点的输出连接到它的Y输入端。创建一个
Constant
(常量)节点，给一个 0.5 的值，连接到Step节点的X输入端。
发生了什么？
Step节点的作用是：当输入值Y大于X时，输出1（亮部）；当Y小于X时，输出0（暗部）。这样，我们就把一个平滑的灰度过渡，变成了一个只有0和1的、非黑即白的硬边遮罩！

3.3 “注入灵魂”：让阴影更具“画感”

只有黑白两色的阴影太简陋了。我们需要让阴影的颜色更丰富，更有艺术感。

为阴影上色:
创建一个
Lerp
(线性插值)节点。这个节点就像一个“混色器”。创建两个Vector3常量节点，一个代表“亮部颜色”（比如淡黄色），一个代表“暗部颜色”（比如偏冷的淡紫色），分别连接到Lerp的B和A输入端。将我们刚才用Step节点生成的那个“01遮罩”，连接到Lerp的Alpha输入端。最后，将Lerp的输出，连接到材质的
自发光颜色 (Emissive Color)
输出节点上。
师傅的提醒:
恭喜你！你已经完成了一个最基础的卡通渲染Shader！现在，把它应用到你的模型上，你会发现它已经有了非常清晰的明暗二分效果。暗部的颜色也不再是死黑，而是你指定的、带有色彩倾向的紫色。
结合角色固有色:
刚才的方法，角色的颜色是固定的。我们想让阴影叠在角色本身的贴图上。导入你角色的基础颜色 (Base Color) 贴图。将Lerp的B输入端，换成你的Base Color贴图。将Lerp的A输入端，换成Base Color贴图乘以一个暗部颜色（比如一个Vector3常量 0.8, 0.8, 1.2，代表一个偏冷的蓝色调）。这样，阴影的颜色就会在角色固有色的基础上，叠加一层你想要的色彩倾向。

3.4 Photoshop/Painter的妙用：绘制风格化的阴影遮罩

手K阴影:
纯粹靠光照计算的阴影有时会显得死板。二次元绘画里，很多阴影是“结构阴影”，是不随光照变化的，比如脖子下面、刘海下面的阴影。
制作流程:
在Substance Painter或Photoshop里，在你角色的UV布局上，手绘一张黑白贴图。在你希望
永远是阴影
的区域（比如脖子、腋下、头发投影），画上黑色。将这张手绘的阴影遮罩（Shadow Mask）贴图导入UE5。在材质编辑器里，用一个Multiply节点，将我们之前通过Dot和Step计算出的光影遮罩，与这张手绘的阴影遮罩，进行“相乘”。这样得到的结果就是：既有实时光照产生的阴影，又叠加上了我们“强制指定”的、画师手绘的阴影。这能极大地提升角色的“二次元感”。

四、成果展示与分析

将这个最终的材质应用到我们的角色模型上，我们就得到了一个具有专业水准的二次元卡通渲染效果。它拥有清晰的明暗交界线，带有艺术化色彩倾向的阴影，以及画师手动绘制的、画龙点睛般的结构阴影。最重要的是，这一切都是实时的，并且完全是由我们美术师通过节点“画”出来的。

艺术风格优势:
彻底摆脱了PBR的“真实感”束缚，让美术师能够100%地掌控最终画面的艺术风格。
赋能美术优势:
将Shader的创作权，从程序员下放到了美术师手中，极大地提升了美术团队的创作自由度和迭代效率。
性能优势:
Unlit（无光）材质的渲染开销极低，相比复杂的PBR材质，性能表现非常出色，非常适合移动端游戏。

五、总结与展望

Shader创作，本质上是用数学和逻辑来“描述”一种视觉风格。在过去，这道门槛将无数美术师拦在了门外。而如今，像UE5材质编辑器这样强大的可视化节点工具，正在将这门“编程艺术”，转变为我们美术师也能轻松上手的“视觉艺术”。

这套工作流中，角色的基础底色、手绘的阴影遮罩等核心贴图，都离不开Photoshop或Substance 3D Painter的强大支持。我们工作室使用的 Kingsman 的Adobe Creative Cloud企业版全家桶和Substance 3D Collection，确保了我们的角色美术师能用业界最顶尖的工具，去绘制最精美的“画纸”（贴图），然后再交给UE5这个“渲染引擎”去进行最终的风格化“上色”（着色）

。

这种专业工具链的组合，才是实现顶级艺术效果的基础。

展望未来，随着技术的发展，我相信Shader的创作会变得越来越“美术化”。也许有一天，我们可以直接用AI，喂给引擎一张风格参考图，它就能自动为我们生成一套匹配的Shader节点。但无论如何，学会“解构”和“重现”你想要的视觉风格，这种底层的美术分析能力，永远是技术美术师最核心的竞争力。

声明