MMD模型简并材质为游戏使用

前言

  上一篇文章MMD模型导入Unity的解决方案只是演示了如何将MMD导入Unity，但有一个问题是，导入Unity的模型材质or网格数过多。
  如果你按照上篇文章，根据材质分离网格，那么你的材质数会等于网格数，导入Unity后每个网格都有一个SkinMeshRender；即使你没有分离网格，每个材质都意味着至少一个渲染颜色的DrawCall，甚至可能有更多（例如ShadowCasterPass、DepthOnlyPass等）。
  而且当我们做NPR渲染时，还要考虑每个材质引用的资产。
  等等，总之这么一堆材质有各种不方便，所以我们要想办法精简材质，以达到游戏可以使用的程度。

获取模型

  MMD模型是最容易得到的，随随便便都能找到一大堆，这里我使用模之屋中【原神】优菈的模型。
  原神官方发布的模型，优点是模型的材质、纹理已经很整洁了。对比下之前其他大大配布的改模、建模模型，纹理有很多重复的，看起来乱七八糟，光是整理就需要很长时间。

导入

  我用的版本是Blender2.92，和之前一样使用mmd_tools插件，注意改下缩放比例:

这里先提一下，注意保存工程，每几个步骤完成后Ctrl+S保存下。否则Blender崩了，心态也就跟着崩了。也有可能某些步骤调错了Ctrl+Z返回不了，可以重新加载工程。
  右上角着色视图改成材质预览：

检查

  属性编辑器中可以看到，这个模型有25个材质。
  我计划将模型分为三块：头发+眼睛、脸、身体三部分，过多材质的危害前文已经提及，而之所以不全部组成一个材质，是因为有些部位的着色模型不同，我们只是将能统一着色模型的部位放到一起。

  原材质中，神之眼的纹理和头发在一起，披风1、2、3的纹理分布在发、服、披风三个纹理中，这对我们控制材质不利，所以我们要重新烘焙纹理，将每个目标材质用到的纹理放到一起。
Tips:进入编辑模式，选择材质，点击“选择”，可以看到材质作用的部位：

  按照上面的Tips操作，可以发现优菈的头发网格有两份：

  多出来的“发+”用来渲染各向异性的高光，这个要计划去掉，但不是现在，需要先烘焙纹理。

分离网格

  由于我们计划要分成三个材质，为方便操作和烘焙，先将结果材质对应的网格分离。
  按照前面的Tips，选择发+、发、头饰、头饰_金属，按P，分离选中项。
  同样的方法，将身体和脸分离

  选中头发，发现即使分离了网格，身体和脸的材质依旧存在，所以将头发上的身体和脸的材质删除。

  同样的方法，脸的网格上删除身体和头发，身体的网格删除脸和头发。

重分UV

  因为要重新烘焙纹理，UV也要重新分配，而我们烘焙需要在原来UV条件下烘焙，因此要准备第二套UV。
  在属性栏中找到UV贴图，增加UV：

  注意“UV贴图”下面加号旁边的相机，白色代表启用的相机代表我们用这个UV来渲染、预览，我们现在还没有重分UV+烘焙，所以需要用第一套UV。
  而我们刚加入的UV（我重命名为BakeUV），我们暂时不需要用这个预览，但我们希望重新分配UV到这套UV，所以我们点击第二套UV，让其保持活动状态。
（简而言之，第一套UV的相机保持白色，第二套UV保持橙色）
注意：因为刚刚分离了网格，所以三个网格都要建立第二套UV
  进入到UV编辑布局：

  由于头发的网格要特殊处理，所以先分身体的UV，选择身体网格，进入编辑模式，按A全选，按U，选择第一项“展开”。

烘焙

  建立一个烘焙目标，我命名为bake_body：

  拖出一个着色器编辑器窗口，选择“神之眼”材质：

  为了增加烘焙目标，Shift+A添加节点，找到纹理->图像纹理，纹理选择我们刚刚创建的bake_body，什么都不连。

  我希望烘焙颜色到这张纹理上，但这个材质还带有Toon纹理，渲染结果不是纯颜色，所以我要换一个着色器节点，来替换mmd_tools自定义的着色器节点。
  Shift+A添加节点，找到着色器->漫射BSDF。
  将Mmd Base Tex的颜色输出到漫射BSDF节点中，然后漫射BSDF连接到材质输出：

  然后将这个操作（添加图像节点、创建连接BSDF节点）对应到身体的所有材质上，可以用Ctrl+C复制节点。
  作用好之后，再过一遍材质，点击我们刚刚创建的图像节点，保证图像节点有橙色边框，因为Blender的设定是，烘焙目标是我们最后点击的图像。（所有身体材质都要确保是活动状态）
  这里建议保存下工程，上面操作有失误就会导致烘焙到其他纹理，还需要重新选择纹理。
  属性节点找到渲染属性，将渲染引擎改为Cycles，找到烘焙标签.
  烘焙类型选择漫射，影响去掉直接光和间接光，只保留颜色，输出中，将清空图像的勾去掉。
  最后在点击上面的烘焙按钮：

image.png

  走完进度条后，可以看到烘焙结果：

验证烘焙结果

  为了验证烘焙结果，将模型复制一份出来，在场景集合中选择优菈，Shift+G，选择子级，这样能选择当前节点所有子节点，再按住Ctrl选择父节点，然后Shift+D复制。
  点击新优菈的身体，点亮第二套UV的相机：

  此时身体上的纹理会乱。

  进入材质属性，添加新材质，我命名为body：

  随意找个材质复制，然后粘贴到body上:

删除除了body材质的所有材质，然后修改节点，将烘焙的图像直接输出到BSDF的节点：

  可以看到结果差不多：

右边是Bake的

  披风少一块的话，到材质属性去掉背面剔除：

  还有一点，身上的纹理相比之前的，感觉特别糊，这是因为Blender自动展开的UV不太合理，可以看到边角上放置了一堆小型几何体：

  上面的小网格小到几乎看不出来，占用像素也很少，也不怪渲染结果很模糊，此时就要对模型的UV进行整理。

  由于我不是专业建模师，我没有什么好的办法整理UV，大概就是网格整体缩放为原来的0.8，然后将小网格塞到大网格的缝隙中，整理时间几十分钟到一个小时，整理完后重新烘焙。

  确认烘焙完毕后，可以将原有UV删除。