切线空间观察方向因子值重映射实现线性变化遮罩

现有逻辑问题 #

你当前使用的计算式：

float mask = abs(-viewDirTangentSpace.x / viewDirTangentSpace.z)

本质是计算切线空间下视线与表面法线夹角θ的正切值tanθ：

• 视线垂直表面时θ=0，tanθ=0
• 视线逐渐转向掠射角时θ趋近90°，tanθ趋近无穷大
  这个值天然呈非线性增长，且没有做值域约束，是导致效果不符合预期的核心原因。
  

线性重映射实现 #

要得到随夹角θ线性变化的遮罩，只需要通过反正切函数把正切值还原为线性的角度值，再归一化到[0,1]区间即可，同时补上除零保护避免z值过小时出现渲染异常：

const float PI_HALF = 1.5707963;
const float EPSILON = 1e-4;
// 计算带除零保护的tanθ
float tanTheta = abs(-viewDirTangentSpace.x / max(viewDirTangentSpace.z, EPSILON));
// 还原为弧度制夹角θ，范围[0, PI/2)
float theta = atan(tanTheta);
// 线性映射到[0,1]区间，正对表面为0，掠射角为1
float linearMask = saturate(theta / PI_HALF);

如果需要匹配参考图里PS曲线调整后的过渡效果，不需要额外采样曲线纹理，直接加一个幂次参数控制边缘软硬即可，性能开销极低：

// edgePower参数控制边缘过渡：值越大边缘越锐利，值越小过渡范围越宽
// 匹配你给出的目标效果时，edgePower取1.2~2.0区间即可
float finalMask = pow(linearMask, edgePower);

如果需要1:1匹配PS里的自定义曲线，可以把曲线导出为256像素的1维查找表（LUT），在shader里用linearMask作为UV采样LUT即可，精度足够满足生产需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者MaT