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title: GBuffer&Material&BasePass
date: 2023-12-08 17:34:58
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# # GBuffer
目前UE5.3会调用
- WriteGBufferInfoAutogen()
	- **EncodeGBufferToMRT()** 
动态生成BasePassPixelShader.usf中的**EncodeGBufferToMRT()** 的代码，并且会生成一个AutogenShaderHeaders.ush文件。其路径为：
`Engine\Intermediate\ShaderAutogen\PCD3D_SM5`或者`Engine\Intermediate\ShaderAutogen\PCD3D_ES3_1`

1. ***给FGBufferData添加结构体数据时需要在此添加额外代码逻辑***
2. GBuffer精度在FetchLegacyGBufferInfo()设置



UE5 GBuffer内容：
[[UE GBuffer存储数据]]
```c#
OutGBufferA = WorldNormal/PerObjectGBufferData
OutGBufferB = Metallic/Specular/Roughness/EncodeShadingModelIdAndSelectiveOutputMask(GBuffer.ShadingModelID, GBuffer.SelectiveOutputMask);
OutGBufferC = BaseColor/GBufferAO
OutGBufferD = GBuffer.CustomData;
OutGBufferE = GBuffer.PrecomputedShadowFactors;

// 0..1, 2 bits, use CastContactShadow(GBuffer) or HasDynamicIndirectShadowCasterRepresentation(GBuffer) to extract  
half PerObjectGBufferData;
```

ToonGBuffer修改&数据存储：
```c#
OutGBufferA:PerObjectGBufferData => 可以存储额外的有关Tonn渲染功能参数。
OutGBufferB:Metallic/Specular/Roughness => 
			? / SpcularMask(控制高光形状与Mask) / ? / ?
			//ToonHairMask OffsetShadowMask/SpcularMask/SpecularValue	
OutGBufferD:CustomData.xyzw => 
			ShaderColor.rgb / NoLOffset //ShadowColor这里可以在Material里通过主光向量、ShadowStep、Shadow羽化计算多层阴影效果。
OutGBufferE:GBuffer.PrecomputedShadowFactors.xyzw => 
			ToonDataID/ ToonObjectID(判断是否是一个物体) /OutlineMask 控制Outline绘制以及Outline强度 / ToonAO  
OutGBufferF:velocity => 
			? / ? / ? / ?
```

蓝色协议的方案
![[蓝色协议的方案#GBuffer]]

## Toon PerObjectGBufferData具体功能表
从3开始，0、1、2已被占用。
- ?

## ToonData


## 高光
- PBR高光（使用Roughness控制是否可行？是否需要传入GBuffer一个Mask贴图）
- 自定义高光：高光贴图、高光颜色、参数化高光形状、多层高光

# 顶点色
## 蓝色协议
用于存储一些低精度数据，插值即可
- 顶点色：
	- R:阴影区域控制（强度） 0~1
	- G:描边宽度
	- B:ToonAO
- 第二套顶点色（UV Channel1）：
	- R:深度偏移
	- G:用来区分内轮廓不同部位的ID
  
蓝色协议的R:阴影区域标记 与 B:AO，而罪恶装备使用贴图来传递信息。
## 罪恶装备
对阴影判断阈值的偏移。（见前面着色部分，顶点AO+手绘修正）
R:阴影偏移
G:轮廓线根据与相机的距离扩大多少的系数
B:等高线 Z 轴偏移值

# 罪恶装备
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-56012886fafbaf36932f03b0ad65a165_720w.jpg)8,G为阴影控（AO），R为高光强度参数，金属和光滑材质的部分设置的更大一些。B通道：用于照明控制。最大值为高光，反之，值越小高光越淡。![](https://pic4.zhimg.com/80/v2-748ebbdd4da3efe74054c8215be8b023_720w.jpg)
![](https://pic2.zhimg.com/80/v2-74e1a9fba264af2b18e66616d9f86831_720w.jpg)

https://zhuanlan.zhihu.com/p/360229590一文中介绍了崩坏3与原神的计算方式

崩坏3的LightMap计算方式：
```c++
half4 baseColor = SAMPLE_TEXTURE2D(_BaseMap, sampler_BaseMap, input.uv.xy);
half4 LightMapColor = SAMPLE_TEXTURE2D(_LightMap, sampler_LightMap, input.uv.xy);
half3 ShadowColor = baseColor.rgb * _ShadowMultColor.rgb;
half3 DarkShadowColor = baseColor.rgb * _DarkShadowMultColor.rgb;

//如果SFactor = 0,ShallowShadowColor为一级阴影色,否则为BaseColor。
float SWeight = (LightMapColor.g * input.color.r + input.lambert) * 0.5 + 1.125;
float SFactor = floor(SWeight - _ShadowArea);
half3 ShallowShadowColor = SFactor * baseColor.rgb + (1 - SFactor) * ShadowColor.rgb;
```

二级阴影计算:
```c++
//如果SFactor = 0,DarkShadowColor为二级阴影色,否则为一级阴影色。
SFactor = floor(SWeight - _DarkShadowArea);
DarkShadowColor = SFactor * (_FixDarkShadow * ShadowColor + (1 - _FixDarkShadow) * ShallowShadowColor) + (1 - SFactor) * DarkShadowColor;

// 平滑阴影边缘
half rampS = smoothstep(0, _ShadowSmooth, input.lambert - _ShadowArea);
half rampDS = smoothstep(0, _DarkShadowSmooth, input.lambert - _DarkShadowArea);
ShallowShadowColor.rgb = lerp(ShadowColor, baseColor.rgb, rampS);
DarkShadowColor.rgb = lerp(DarkShadowColor.rgb, ShadowColor, rampDS);

//如果SFactor = 0,FinalColor为二级阴影，否则为一级阴影。
SFactor = floor(LightMapColor.g * input.color.r + 0.9f);
half4 FinalColor;
FinalColor.rgb = SFactor * ShallowShadowColor + (1 - SFactor) * DarkShadowColor;
```


**罪恶装备**：
对阴影判断阈值的偏移。（见前面着色部分，顶点AO+手绘修正）
G : 轮廓线根据与相机的距离扩大多少的系数
B : 等高线 Z 轴偏移值
A : 轮廓厚度系数。0.5为标准，1为最大厚度，0为无等高线

# 蓝色协议
[[蓝色协议的方案]]

# 米哈游