UE 【材质编辑】自定义ShadingMode

news2025/1/12 6:47:58

【UE 4.27.2】

在UE中提供了多种多样的ShadingMode，相当于一种风格化的处理方案(整体全面的流程调整)，切换ShadingMode可以看到不同的显示效果：

通过简单的拓展，我们可以实现自定义的ShadingMode，使得我们切换到自己的ShadingMode时可以直接应用上我们自己的一套风格化效果(极大的提高材质编辑效率)。

1.编辑器添加ShadingMode选项

材质编辑面板

为了能让自定义的ShadingMode显示在材质编辑面板，首先找到EMaterialShadingModel这个枚举(EngingTypes.h),在其中键入我们自定义ShadingModel的枚举值：

【EngingTypes.h定义了大量的系统枚举值，都值得好好的研究使用】

有了此枚举值，编译代码时，会自动在EngineTypes.generateed.h生成对应的字段

我们还可以为我们自定义的ShadingMode启用材质面板上可以连接的Pin接口：在Material.cpp的IsPropertyActive_Internal,使得我们使用自定义ShadingMode时，启用CustomData0这个Pin

并且还可以在MaterialShader.cpp :: FMaterialAttributeDefinitionMap::GetAttributeOverrideForMaterial中定制，在我们这个ShadingModel下，Pin接口显示的名字：

控制Shader逻辑

以上我们完成了对材质编辑面板的显示改造，但Shader还并不受控制。对于Shader的控制，则通过宏来实现：在FHLSLMaterialTranslator::GetMaterialEnvironment中根据ShadingModel向Shader中压入一条宏”MATERIAL_SHADINGMODEL_MY_CUSTOM_MODE“

那么在Shader中就可以根据这个宏来决定执行流程。

2.Shader中执行

根据压入的宏，我们定义自己的一套算法：

在ShadingModelsMaterial.ush::setGBufferForShadingModel中：

在GBuffer中存入我们算法所需的数据。

要完成这一步，还需要如下两步：

定义Shader中的ShadingModel

如上图：GBuffer.ShadingModelID = SHADINGMODELIG_MY_CUSTOM_MODEL;

SHADINGMODELIG_MY_CUSTOM_MODEL从何而来？预定义：

要注意不仅要自定义这个宏，还要把NUM在原有基础上+1；

允许往GBuffer写数据

部分Shader需要往customData通道写数据，多个条件使用||连接(注意换行带Tab可能编译出错)

完成了上述两步，我们的数据就能写入到GBuffer里边了。

应用GBuffer中数据实现自定义逻辑

根据我们传递到GBuffer中的数据，我们可以组织实现自己的算法逻辑：

一个很简单的实现：直接控制着色表现，将该ShadingModel模式下的着色完全改变为某个纯色

编译，查看此时的效果：

当我们不往CustomDta接口上连节点：

因为GBuffer.CustomData.x==0,则return float4(0.0,1.0,0.0,1.0);

当我们连接一个固定值“1”：

奇怪的是结果并没有改变，此时，尝试对比SHADINGMODELID_EYE，发现Shader中有这么一个可以的函数：

继续查看其使用：仅对特殊的ShadingModel才支持GBufferD的数据，否则就是0

于是我们在HasCustonGBufferData中拓展：

当我们将时间值接入做成动画：

3.添加ShadingModel的显示色

当作一个debug工具来用吧，看到这个颜色表示我们的ShadingModel应用是成功的。

在ShadingsCommon.ush::GetShadingModelColor中，指定对应ShadingModel的演示色：

那么在编辑器中，做如下切换时，就能看到对应的颜色：

4.卡通效果ShadingModel

接着上述成果，已经可以做到控制输出结果。那么要实现卡通效果，则是对光照计算过程的修正，即替换这里的计算逻辑。

向下：

深入GetDynamicLightingSplit：

里边会调用IntegrateBxDF，进入发现：这里根据不同的ShadingModel选择了不同的反射方案

为此，我们定义卡通效果的BxDF：

FDirectLighting CartoonCustomBxDF( FGBufferData GBuffer, half3 N, half3 V, half3 L, float Falloff, float NoL, FAreaLight AreaLight, FShadowTerms Shadow )
{
#if GBUFFER_HAS_TANGENT
	half3 X = GBuffer.WorldTangent;
	half3 Y = normalize(cross(N, X));
#else
	half3 X = 0;
	half3 Y = 0;
#endif
	
	BxDFContext Context;
	Init( Context, N, X, Y, V, L );
	SphereMaxNoH( Context, AreaLight.SphereSinAlpha, true );
	Context.NoV = saturate( abs( Context.NoV ) + 1e-5 );
 
	FDirectLighting Lighting;
	//====================================
    //自定义diffuse实现
	float customValue=GBuffer.CustomData.x*0.5f;
	float diffValue=smoothstep(0.5f-customValue,0.5f+customValue,Falloff*NoL);
	Lighting.Diffuse=AreaLight.FalloffColor*diffValue*Diffuse_Lambert(GBuffer.DiffuseColor);
    //====================================
	if( AreaLight.bIsRect )
		Lighting.Specular = RectGGXApproxLTC( GBuffer.Roughness, GBuffer.SpecularColor, N, V, AreaLight.Rect, AreaLight.Texture );
	else
		Lighting.Specular = AreaLight.FalloffColor * (Falloff * NoL) * SpecularGGX( GBuffer.Roughness, GBuffer.Anisotropy, GBuffer.SpecularColor, Context, NoL, AreaLight );
 
	Lighting.Transmission = 0;
	return Lighting;
}