动态全局光照和 Luman

dynamic-global-illumination-and-lummen

Global illumination

image.png

Monte Carlo Integration

蒙特卡洛积分

monte carlo ray tracing 蒙特卡洛光线追踪

大量采样，采样不到光源就会黑，所以有大量噪声

Sampling is the key

如何更好的采样是核心点

Uniform Sampling 均匀采样

PDF 采样

对函数分布进行估计，然后进行重要性采样

Importance Sampling，尽可能朝着光源，朝着法线采样

法线方向对光线最敏感，diffuse 的 PDF 选 cos lob 采样效果最好

image.png

PBR 材质用 GGX 法线分布，选 GGX Lob 效果最好

Reflective Shadow Maps （RSM）

实时 GI

Photon Mapping 光子映射

shadow map 就是光子所停留的位置

Light Propagation Volumes （LPV）

光在空间中的扩散路径

光在空间中的分布场

image.png

迭代遍历每个格子，对周围格子扩散光能

这种算法，光扩散，能量不守恒

Sparse Voxel Octree for Real-time Global illumination （SVOGI）

对上面算法进行八叉树

保守光栅化，每个三角形至少一个像素

Cone Tracing

天然合适八叉树，SVOGI

Voxelization Based Global illumination （VXGI）

体素全局光照

image.png

Clip map 更新

使用类似 Virtual texture 的方式更新数据，就是当前数据只是整块大区域中的一小块的引用

Voxelization for Opacity

Voxel 具有透明度

1. 使用 RSM 为 Voxel 注入光照信息

2. Voxel 向周围 Voxel 散射光照信息

3. 每个像素向 Voxel 进行 Cone tracing

Problem

Light leaking

Incorrect Occlusion

Screen Space Global illumination（SSGI）

• Linear Raymarching

• Hierachial Tracing

• High z，效率比均与采样高得多

• 相邻空间的采样到的光源可以重用，时序上也可以重用

• 精度高，反射质量好

• 场景复杂度无关

Lumen

Ray tracing 效果费力

重要性采样困难

Light probe 尽量贴着物体表面

Fast Ray Trace in Any Hardware

任意硬件的快速光线追踪

SDF 光线追踪

Per-Mesh SDF

SDF for Thin meshes

Ray tracing with SDF

Cone Tracing with SDF

Sparse Mesh SDF

Mesh SDF LoD

Ray Tracing Cost in Read Scene

Per mesh SDF 合并，低精度的 Global SDF

Cache Global SDF around Camera

4 clipmaps around camera