第七课：游戏中渲染管线、后处理和其他

Games 104 作为一个通识课

Ambient Occlusion 环境光遮蔽

Precompute AO

模型细节烘培到纹理后，法向烘培在法线纹理上，但是却丢失了几何遮蔽细节。

这时可以烘培 AO 图，烘培 AO 细节

Realtime AO

• Screen Space Ambient Occlusion

  • SSAO Plus 半球面

• HBAO Horizon-based Ambient Occlusion

  • Use the depth buffer as a heightfield on 2D surface

  • Trace rays directly in 2D and approximate AO from horizon angle

• GTAO Ground Truth-based Ambient Occlusion

Fog

• Depth Fog

  • Linear fog

  • Exp fog

  • Exp Squared fog

• Height Fog

  • Ray marching

  • 或者用解析式积分雾的浓度

• Voxel-based Volumetric Fog

  • 基于视锥体的空间划分

  • 然后进行 Ray marching

• Precompute

  • 使用 3D Texture 提前存储计算结果

Anti-aliasing 反走样

出现原因

• 光栅化是对连续世界的采样，低频采样高频信息

• 常见锯齿场景

  • Edge

  • Texture

  • Specular

Anti-aliasing

• 对于一个像素进行多次采样，让后颜色平均

• 使颜色过度更加平滑

Methods

• 基于超采样的抗锯齿

  • SSAA : Super-sample AA : 四倍像素数量着色

  • MSAA : Multi-sample AA：每个像素对其中有贡献的三角形采样一次，

    • 缺陷是场景中的三角形会特别多

• 基于图像的抗锯齿

  • FXAA : Fast Approximate Anti-aliasing 最常用的抗锯齿算法

    • 通过亮度 Luma 和色差定义 Contrast 边缘检测，

    • 对于每个像素找到周围 9 格中梯度最大的像素方向

    • 再沿梯度垂直方向找到边缘的端点

    • 以整条边进行模糊，一半部分加亮，一半部分变暗

• 基于时序的坑锯齿

  • TAA

    • 基于物体的 Motion Vector，物体中的像素点在屏幕上的运动距离

    • 过去的渲染结果会在当前帧结果提供大量贡献

Post-process 大滤镜

• explosure 场景正确的被曝光

• Bloom

• Tone Mapping

• Color Grading