实时全局光照 2

Today

image-20230323103930316

Light Propagation Volumes (LPV)

• 在三维空间中的光线传播场

• 好又快，广泛应用

• 3D 网格中的 Radiance

Steps

哪些点发出间接光，注入格子，传播光线

1. Generation of raidance opint set scene representation

2. Injection of point cloud of virtual lisght sources into radiance volume

3. Volumetric radiance propagation

4. Scene lighting with final light propagation volume

Problems

• 漏光现象，light leaking

• 可以用自适应的分割方法 ：cascade，lod

Voxel Global illumination (VXGI)

场景体素化，存储光照信息。

image-20230323134530654

image-20230323134818880

每个格子需要记录 radiance，即方向和强度，还有法线分布

LPV 是使用 RSM 直接照亮像素，而 VXGI 是直接照亮体素

image-20230323135133255

LPV 照亮像素是使用当前格子内的光照，而 VXGI 要算 ConeTracing 里所有每个格子对当前像素的贡献

可以使用层级结构，进行大范围一次查询

image-20230323135258876

Diffuse 的 ConeTracing 要多次

image-20220309192717434

• 本质就是用 3D 纹理表示 Directional ShadowMap，然后进行 RSM。

• 从摄像机接收光的像素开始对场景进行 cone tracing，圆锥体光线追踪，

• 遇到反射介质，可以继续向四周进行 cone tracing

GI Screen Space

SSAO

Screen Space Ambient Occlusion

通过 contect shadow 把物体区分开来，描边也是做到类似的效果

是一个全局光照的近似

屏幕空间的环境光遮蔽

feature

• 物体接触的中间看上去有阴影

• 容易实现

• 对于全局光照的近似

key idea

• 表面一点对于任意方向收到的光强一致

• 看作是 Diffuse 物体各个方向上的 BRDF 一致

• 各个方向可见性不一致，像素点在各个方向上的无限远处的环境光接收量不一致

• 建模软件里称为天光

image-20230322202156358

实时渲染公式推出来的就是平均可见性 * 一个常数

image-20230323141133895

加权和除以权和就是加权平均的做法

+

为什么 cosθ 也能一起提出来

image-20230323141806694

第三种简单的推导方式

image-20230323142141827

using z-buffer

使用 z-buffer 来计算平均可见性

image-20230322202237845

• 通过 z-buffer 大致模拟出像素点周围区域形状

• 像素周围球体范围内随机采样点，判断点是否处于物体内部，判断接收光线的数量

• 限制一定范围内的遮挡才有贡献，相隔较远的物体，不应当发生遮蔽

• 只有红点过半才考虑 AO

• 可以先少量采样加速，产生有噪声的图，再统一模糊一遍