--- title: RED自定义数据通道 date: 2026-05-03 00:00:00 excerpt: 复用 GBuffer CustomData 通道存储轮廓线 ID 和点光源 DiffuseColor tags: - ARC - Rendering - GBuffer - Toon rating: ⭐ --- # RED 自定义数据通道 返回 [[Rendering]] ## 概述 RED 自定义数据通道是 ARC 引擎中一个巧妙的 GBuffer 复用方案。它将 UE4 原有的 **Subsurface Scattering** 数据通道（GBufferD CustomData）重新用于存储卡通渲染所需的**轮廓线 ID** 和**点光源 DiffuseColor**，避免了新增 GBuffer 通道带来的带宽开销。 ## 控制宏 ```hlsl // Definitions.usf #ifndef USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT #define USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT 0 #endif #ifndef USE_RED_CUSTOM_DATA #define USE_RED_CUSTOM_DATA USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT #endif ``` 两个模式： - `USE_RED_CUSTOM_DATA` — 基础模式，存储轮廓线 ID（从 SubsurfaceData.b 通道读取） - `USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT` — 点光源模式，存储 Emissive 作为 DiffuseColor ## 数据写入流程 ### 1. 启用 CustomData 写入 在 `BasePassCommon.ush` 中，将 `USE_RED_CUSTOM_DATA` 加入 `WRITES_CUSTOMDATA_TO_GBUFFER` 条件： ```hlsl #define WRITES_CUSTOMDATA_TO_GBUFFER (USES_GBUFFER && ( MATERIAL_SHADINGMODEL_SUBSURFACE || MATERIAL_SHADINGMODEL_SUBSURFACE_PROFILE || ... || USE_RED_CUSTOM_DATA )) ``` ### 2. 填充 CustomData 在 `ShadingModelsMaterial.ush` 中，为 `UNLIT` 和 `DEFAULT_LIT` 两个 ShadingModel 注入自定义数据： ```hlsl #if MATERIAL_SHADINGMODEL_UNLIT GBuffer.ShadingModelID = SHADINGMODELID_UNLIT; #if USE_RED_CUSTOM_DATA GBuffer.CustomData = float4(SubsurfaceColor, SubsurfaceProfile); #endif #elif MATERIAL_SHADINGMODEL_DEFAULT_LIT GBuffer.ShadingModelID = SHADINGMODELID_DEFAULT_LIT; #if USE_RED_CUSTOM_DATA GBuffer.CustomData = float4(SubsurfaceColor, SubsurfaceProfile); #endif #endif ``` ### 3. SubsurfaceColor 的实际含义 在 `BasePassPixelShader.usf` 中，SubsurfaceColor 被重新赋值： ```hlsl #if USE_RED_CUSTOM_DATA { #if USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT // 点光源模式：Emissive 作为 DiffuseColor SubsurfaceColor = Emissive; SubsurfaceProfile = 0.0; #else // 基础模式：B 通道存储 OutlineID float4 SubsurfaceData = GetMaterialSubsurfaceData(PixelMaterialInputs); SubsurfaceColor = float3(0, 0, 0); SubsurfaceProfile = SubsurfaceData.b; // OutlineID #endif } #endif ``` ### 4. 写入 GBufferD 在 `DeferredShadingCommon.ush` 中： ```hlsl #if USE_RED_CUSTOM_DATA OutGBufferD = GBuffer.CustomData; #endif ``` ## 数据读取 - **轮廓线渲染**：从 GBufferD.b 读取 OutlineID，用于区分不同物体的轮廓线参数 - **点光源着色**：从 GBufferD.rgb 读取 DiffuseColor，用于 [[RED阴影系统]] 的阴影着色 - **角色辉光**：[[自定义后处理]] 中的 CharaGlow 读取 GBufferD.b 作为辉光遮罩 ## 设计权衡 | 优点 | 缺点 | |------|------| | 零额外 GBuffer 带宽开销 | 无法同时使用 SSS 材质 | | 复用已有的 CustomData 管线 | UNLIT/DEFAULT_LIT 的 SubsurfaceColor 被占用 | | 对渲染管线入侵性小 | 两种模式（基础/点光源）互斥 | ## 关联文档 - [[RED阴影系统]] — 点光源模式下 DiffuseColor 的使用方 - [[自定义后处理]] — CharaGlow 读取 OutlineID 通道 - [[GBuffer修改]] — GBufferD 清除色等相关修改 ## 完整代码解析 ### Definitions.usf — 宏定义 ```hlsl // ASW Change : 2020/01/14 20:19:00 Takeshi.N // 点光源自定义数据宏：启用时将 Emissive 写入 GBufferD 作为点光源 DiffuseColor #ifndef USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT #define USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT 0 #endif // ASW Change : 2018/06/20 14:00:00 Takeshi.N // 基础自定义数据宏：启用时将 SubsurfaceData.b（OutlineID）写入 GBufferD // 默认值跟随点光源模式，即点光源模式开启时基础模式也自动开启 #ifndef USE_RED_CUSTOM_DATA #define USE_RED_CUSTOM_DATA USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT #endif ``` ### BasePassCommon.ush — WRITES_CUSTOMDATA_TO_GBUFFER 扩展 ```hlsl // ASW Change : 2018/06/20 14:00:00 Takeshi.N // 将 USE_RED_CUSTOM_DATA 加入 CustomData 写入条件 // 原始条件仅包含 SSS 相关 ShadingModel，现在 RED 自定义数据也可触发 GBufferD 写入 #define WRITES_CUSTOMDATA_TO_GBUFFER (USES_GBUFFER && ( \ MATERIAL_SHADINGMODEL_SUBSURFACE || \ MATERIAL_SHADINGMODEL_SUBSURFACE_PROFILE || \ MATERIAL_SHADINGMODEL_PREINTEGRATED_SKIN || \ MATERIAL_SHADINGMODEL_CLEAR_COAT || \ MATERIAL_SHADINGMODEL_TWOSIDED_FOLIAGE || \ MATERIAL_SHADINGMODEL_HAIR || \ MATERIAL_SHADINGMODEL_CLOTH || \ MATERIAL_SHADINGMODEL_EYE || \ USE_RED_CUSTOM_DATA )) // ← 新增条件 ``` ### ShadingModelsMaterial.ush — UNLIT/DEFAULT_LIT CustomData 填充 ```hlsl // ASW Change : 2018/06/20 14:00:00 Takeshi.N // 为 UNLIT 着色模型注入自定义数据 // 正常情况下 UNLIT 不写入 GBufferD，但 RED 系统需要存储轮廓线 ID #if MATERIAL_SHADINGMODEL_UNLIT GBuffer.ShadingModelID = SHADINGMODELID_UNLIT; #if USE_RED_CUSTOM_DATA // SubsurfaceColor.rgb = 阴影基色或清零（取决于模式） // SubsurfaceProfile = OutlineID 或 0.0 GBuffer.CustomData = float4(SubsurfaceColor, SubsurfaceProfile); #endif // ASW Change : 2018/06/20 14:00:00 Takeshi.N // 为 DEFAULT_LIT 着色模型注入自定义数据 // DEFAULT_LIT 原本也不写入 CustomData，现在复用该通道 #elif MATERIAL_SHADINGMODEL_DEFAULT_LIT GBuffer.ShadingModelID = SHADINGMODELID_DEFAULT_LIT; #if USE_RED_CUSTOM_DATA GBuffer.CustomData = float4(SubsurfaceColor, SubsurfaceProfile); #endif #endif ``` ### BasePassPixelShader.usf — SubsurfaceColor 重定义 ```hlsl // ASW Change : 2020/01/14 20:19:00 Takeshi.N (点光源模式) // ASW Change : 2018/06/20 14:00:00 Takeshi.N (基础模式) // 在 Base Pass 中重新定义 SubsurfaceColor 的含义 // 这段代码在正式写入 GBuffer 之前执行，覆写材质系统原本的 SubsurfaceColor #if USE_RED_CUSTOM_DATA { #if USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT // 点光源模式： // 将材质的 Emissive 输出作为点光源的 DiffuseColor（阴影基色） // 这意味着美术可以在材质编辑器中通过 Emissive 通道控制点光源阴影颜色 SubsurfaceColor = Emissive; // Emissive → DiffuseColor SubsurfaceProfile = 0.0; // 点光源模式不使用 OutlineID // 注意：此处覆写后原始 Emissive 功能失效 // 如需自发光效果需通过其他方式实现 #else // 基础模式： // 从材质的 SubsurfaceData 读取数据，B 通道存储 OutlineID // OutlineID 用于后续轮廓线渲染中区分不同物体的轮廓线参数 float4 SubsurfaceData = GetMaterialSubsurfaceData(PixelMaterialInputs); SubsurfaceColor = float3(0, 0, 0); // RGB 清零（基础模式不存储颜色） SubsurfaceProfile = SubsurfaceData.b; // B 通道 = OutlineID #endif } #endif ``` ### DeferredShadingCommon.ush — GBufferD 写入 ```hlsl // ASW Change : 2018/06/20 14:00:00 Takeshi.N // 在 EncodeGBuffer 函数中，将 CustomData 直接写入 GBufferD // 原始逻辑中只有 SSS 相关 ShadingModel 才会写入 GBufferD // 现在通过 USE_RED_CUSTOM_DATA 宏，UNLIT 和 DEFAULT_LIT 也可以写入 // 原始代码根据 ShadingModelID 分支写入： // case SHADINGMODELID_SUBSURFACE: OutGBufferD = ... // case SHADINGMODELID_SUBSURFACE_PROFILE: OutGBufferD = ... // RED 修改：在所有分支之后追加无条件覆写 #if USE_RED_CUSTOM_DATA // 无论 ShadingModelID 是什么，都将 CustomData 写入 GBufferD // 这确保了 UNLIT/DEFAULT_LIT 材质的数据也能正确输出 OutGBufferD = GBuffer.CustomData; #endif // 注意：这个覆写意味着如果同时启用了 RED_CUSTOM_DATA 和 SSS 材质， // SSS 的 CustomData 也会被覆写为 RED 的数据 // 这是设计上的权衡——RED 系统下不支持 SSS 材质 ``` ### 数据流总结 ``` ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ 材质编辑器 │ │ 基础模式：SubsurfaceData.b → OutlineID │ │ 点光源模式：Emissive → DiffuseColor │ └─────────────────┬───────────────────────────────────────────────┘ │ BasePassPixelShader.usf ▼ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ SubsurfaceColor / SubsurfaceProfile 重新赋值 │ │ 点光源模式：SubsurfaceColor = Emissive │ │ 基础模式：SubsurfaceProfile = SubsurfaceData.b │ └─────────────────┬───────────────────────────────────────────────┘ │ ShadingModelsMaterial.ush ▼ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ GBuffer.CustomData = float4(SubsurfaceColor, SubsurfaceProfile) │ └─────────────────┬───────────────────────────────────────────────┘ │ DeferredShadingCommon.ush ▼ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ OutGBufferD = GBuffer.CustomData │ │ → GBufferD.rgb = DiffuseColor（点光源阴影基色） │ │ → GBufferD.b = OutlineID（轮廓线 ID） │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘ ``` ## 代码修改情况 | 文件路径 | 行号 | 修改类型 | 修改内容 | |---------|------|---------|---------| | `Shaders/Private/Definitions.usf` | L65~L76 | 新增 | `USE_RED_CUSTOM_DATA_POINTLIGHT` 和 `USE_RED_CUSTOM_DATA` 宏定义 | | `Shaders/Private/BasePassCommon.ush` | L28~L34 | 修改 | `TRANSLUCENCY_NEEDS_BASEPASS_FOGGING` 添加 `!USES_SCREEN_ALIGNED_MESH` | | `Shaders/Private/BasePassCommon.ush` | L51~L57 | 修改 | `WRITES_CUSTOMDATA_TO_GBUFFER` 添加 `USE_RED_CUSTOM_DATA` 条件 | | `Shaders/Private/ShadingModelsMaterial.ush` | L35~L53 | 新增 | `UNLIT` 和 `DEFAULT_LIT` 的 CustomData 写入逻辑 | | `Shaders/Private/BasePassPixelShader.usf` | L928~L943 | 新增 | SubsurfaceColor 重定义（OutlineID / PointLight DiffuseColor） | | `Shaders/Private/DeferredShadingCommon.ush` | L403~L409 | 修改 | Unlit 路径 GBufferD 写入 `GBuffer.CustomData` |