角色渲染

1. 让角色动起来

• 蒙皮：顶点按权重受多根骨骼影响（线性混合蒙皮），非常适合 GPU；缺点是关节折叠、扭转和自相交，可用双四元数蒙皮改善。见 顶点混合与蒙皮。
• 面部与形变：变形目标/混合形状在中性模型上叠加加权差分，常用于面部表情；无法用这些表达的过场动画可用压缩几何缓存回放。见 变形动画。
• 蒙皮网格本身通常不变，只靠矩阵和顶点着色器驱动，所以可放进静态顶点缓冲。见 GPU 内存、缓冲压缩与多重缓冲。

2. 表面细节

切线空间法线贴图在不增加几何的情况下表现中尺度细节（皱纹、毛孔、布纹），需要每顶点切线框架；蒙皮后切线框架也要随骨骼变换。法线贴图的过滤是难点，与镜面抗锯齿相关。见 法线贴图与凹凸贴图 与 基于物理的着色（材质过滤一节）。

3. 材质着色：PBR 打底

4. 皮肤：从便宜到昂贵

按开销递增：包裹光照 → 法线模糊 → 预积分皮肤 → 纹理空间或屏幕空间扩散 → 针对大尺度散射（如耳朵透光）的深度图技术。选哪一档取决于镜头距离与预算。见 实时次表面散射。

5. 毛发

头发用沿引导曲线挤出的四边形条带，需要处理透明排序；着色用 R、TT、TRT 分量的 BSDF，再加体积自阴影与多次散射近似；动物短毛可用壳与鳍或几何着色器挤出。见 毛发渲染，透明处理见 透明渲染与 Alpha 混合。

6. 光照与阴影

• 环境光：预滤波高光立方体贴图（split-sum）负责高光，辐照度贴图或球谐负责漫反射。见 基于图像的光照。
• 阴影：阴影贴图是基础，注意阴影痤疮与偏移；大场景中角色所在的近处级联获得更多纹素，见 阴影贴图 与 级联阴影贴图；PCSS 的接触硬化让脚下和衣褶处的阴影更可信，见 软阴影 PCF 与 PCSS。
• 头发的自阴影需要专门的体积阴影近似（见毛发页）；皮肤的透光可复用阴影深度图（见次表面散射页的深度图技术）。

7. 性能

• 远处角色用 LOD 减少顶点处理和 quad 过度着色，切换时注意 popping。见 细节层次。
• 皮肤 SSS、毛发透明与多层材质都是像素着色的大户，要在帧预算中统一考虑。见 帧时间预算与渲染性能。

flowchart LR
  A["骨骼动画 + 混合形状"] --> B["蒙皮后的顶点与切线框架"]
  B --> C["法线贴图细节"]
  C --> D{"材质分区"}
  D --> E["PBR 金属/电介质"]
  D --> F["皮肤 SSS"]
  D --> G["毛发 BSDF + 透明"]
  D --> H["布料 BRDF"]
  E --> I["IBL + 阴影贴图/CSM/PCSS"]
  F --> I
  G --> I
  H --> I

如上图，动画决定几何，材质分区决定着色模型，光照与阴影对所有分区统一处理。