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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: ⭐
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# 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

## 修改文件列表

| 文件 | 修改类型 |
|------|---------|
| `Shaders/Private/Definitions.usf` | 新增 `USE_RED_CUSTOM_DATA` 宏定义 |
| `Shaders/Private/BasePassCommon.ush` | 扩展 `WRITES_CUSTOMDATA_TO_GBUFFER` |
| `Shaders/Private/ShadingModelsMaterial.ush` | UNLIT/DEFAULT_LIT 写入 CustomData |
| `Shaders/Private/BasePassPixelShader.usf` | SubsurfaceColor 重定义逻辑 |
| `Shaders/Private/DeferredShadingCommon.ush` | GBufferD 写入 |