在本教程中，我将介绍我创建的一套节点设置，用于将带有 PBR 材质和纹理的 3D 模型转换为 NPR（Non-Photorealistic Rendering）效果。
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视频文字稿
大家好！在本教程中，我将介绍我创建的一套节点设置，用于将带有 PBR 材质和纹理的 3D 模型转换为 NPR（Non-Photorealistic Rendering）效果。具体来说，我们将使用一个电子电路的 3D 模型，得到类似我多年前阅读的电子杂志插图风格的渲染效果。
我将首先向大家展示两种渲染结果之间的区别：一种是导入 3D 模型后直接得到的渲染效果，该模型已经将其 PBR Textures 连接到一个 Principled node；另一种是非真实感渲染效果，它只使用 Base Color Texture，并配合一个经过适当设置的 Principled node。
本教程基于 Blender 4.1 创建，所使用的渲染引擎是 Cycles。
本教程将按照以下结构进行：
我们将禁用场景中已有的灯光；
我们将对 Principled node 的默认输入参数进行初步调整；
我们将禁用部分 Ray Visibility 选项，以消除 Color Bleeding 以及其他不需要的明暗效果；
我们将启用 Freestyle，在后期处理中为几何体添加轮廓线；
最后，我们将再次调整 Principled node 的输入参数，根据物体表面朝向相机的方向创建简单的明暗变化，使几何体的外观不再单调。
首先需要做的是禁用场景中的灯光。
初始的 PBR 渲染是通过在 World Background 中使用 HDR Texture 并配合一个 Sun 光源创建的，但在这里，我们将让对象本身作为发光体，以为对象的所有部分提供均匀的明暗效果。
因此，请删除场景中已有的光源，并将 World 的光照强度设置为 0。
在 3D 视图的 Rendered 预览模式下，我们将看不到任何内容，这正是因为场景中没有光源。
接下来，我们需要修改 Principled node 的连接方式。我们的目标是在保持 Albedo Texture 中颜色和文字信息的同时，实现对象的均匀照明效果。
将 Albedo 或 Base Color Texture 从 Principled node 的 Color 输入端断开，并将其连接到 Emission 输入端，同时保持发光强度为 1。
Metallic 和 Normal Textures 对我们来说不需要，因此可以将它们移除。
同时移除 Roughness Texture，并在 Principled node 中将该参数统一设置为 1。
这些操作需要应用到场景中的所有 Materials。在本例中共有两个材质：一个用于 printed circuit board，另一个用于 electronic components。
现在，在 3D 视图的 Rendered 预览模式下，我们可以清楚地看到所有元素呈现为平面化照明效果。不过此时的照明仍然过于均匀，邻近对象之间会出现彩色反射，也就是 Color Bleeding，而且还没有 Freestyle 轮廓线。接下来我们将逐一解决这些问题，首先从 Color Bleeding 开始。
在场景中选择任意一个对象，在 Properties editor 中打开其 Object 选项卡，并进入 Visibility 部分。
在该部分的 Ray Visibility 选项中，除 Camera 选项外，其余所有选项全部禁用。
这一操作同样需要应用到项目中的所有对象。
这样一来，场景中唯一存在的光线就是从物体表面发射并指向相机的光线，因此之前看到的令人困扰的 Color Bleeding 效果将不再出现。
在 3D Viewport 的 Rendered 预览中，我们现在已经得到一个本身就相当不错的结果，不过还可以通过添加一些轮廓线来进一步增强对象边界的表现。
Freestyle 模块非常适合完成这一任务。我们可以在 Properties editor 的 Render 选项卡对应区域启用它。在该选项卡中，还可以设置线条粗细的实现模式，以及在 absolute 模式下设置以像素为单位的线条粗细。
在 View Layers 选项卡中，现在会出现一个 Freestyle 部分，我们可以在那里设置许多其他参数，不过这里暂时不展开说明。我在教程开头展示的渲染结果，仅仅是启用 Freestyle 并保持默认设置得到的。
不过需要注意，Freestyle 是应用在最终渲染结果上的，因此它的效果不会显示在 3D Viewport 的 Rendered 预览中。因此，现在让我们进行一次初始渲染，以观察截至目前得到的效果。
为了实现基于物体表面相对于相机方向的简单明暗变化效果，我将使用 Layer Weight node 的 Facing 模式，作为两种不同版本 Base Color Texture 之间的混合因子。
在实现最终节点设置之前，我先通过一个示例演示 Layer Weight node 的 Facing 输出效果：使用两个颜色差异很大的 Emission nodes，将它们连接到一个 Mix Shader node，并使用 Layer Weight 的 Facing 作为混合因子。
请注意，应将 Layer Weight node 的 Facing 输出连接到 Mix Shader node 的 Factor 输入，而不是 Fresnel 输出。
如你所见，通过调整 Layer Weight node 的 Blend 参数，我们可以根据物体表面相对于相机的朝向使用不同的着色器。
不过，这两个着色器之间的过渡还不够清晰。为了获得更加明确的过渡效果，我们可以在 Facing 输出与 Factor 输入之间插入一个设置为 Greater Than 模式的 Math node。
Math node 的第二个参数将作为阈值，用于确定两个着色器之间的切换位置。
为了让 Layer Weight node 的 Blend 参数和 Greater Than node 的第二个 Value 输入使用相同的数值，我们从 Input 分类中添加一个 Value node，并将其连接到这两个输入端。
通过调整这个数值，即使是非常细微的变化，也可以得到一个良好的混合因子，从而为物体表面添加非渐变的明暗变化效果。
我们将使用这个混合因子，根据物体表面相对于相机的方向生成一个略微变暗的 Albedo Texture 版本。
现在，从节点设置中删除两个 Emission nodes 和 Mix Shader node，并将 Principled node 重新连接到 Material Output。
为了获得 Albedo Texture 的较暗版本，将 Base Color Texture 的 Color 输出连接到一个 Brightness Contrast node，并将 Brightness 设置为 -0.2。
插入一个 Color Mix node，将 Albedo Texture 的 Color 输出连接到其中一个图像输入端，并将 Brightness Contrast node 的输出连接到另一个图像输入端。
将 Greater Than node 的输出连接到刚刚添加的 Color Mix node 的 Factor 输入端。
最后，将 Color Mix node 的输出连接到 Principled node 的 Emission Color 输入端。
这一节点设置需要复制到场景中的所有 Materials。不过，在 3D Viewport 的 Rendered 模式下看到的预览仍然不是最终效果，因为其中还没有包含 Freestyle 的效果。
进行一次渲染，以查看真正的最终结果。
新的明暗处理方式既有优点，也有不足之处。
优点是，借助 Freestyle 和 Facing node，对象不再显得过于平面化，从而更容易感知其体积感。
不足之处是，这种明暗效果会随着对象相对于相机方向的变化而明显改变，因此可能需要花一些时间调整 Value node 的数值，或者调整对象的方向。
另外还需要注意的是，这里作为阈值节点使用的 Greater Than node，用于根据表面朝向对颜色进行明确分界，但在动画中可能会产生不太理想的效果。在这种情况下，可以考虑移除 Greater Than node，从而获得更加平滑的过渡效果。
好了，本教程到这里就结束了！希望对你有所帮助！我们下次再见！