实时渲染方法

山东大学 王璐

Shadow Mapping（SM，PCSS，VSSM。DFSS）

Shadow Map, SM

Hard Shadow

两个Pass：

  • 从点光源处渲染一张z-buffer作为shadow map
  • 正常从相机进行渲染，比shadow map大的着色点在阴影中

问题：

  • Shadow Acne
  • Resolution Enhancement
    //* 看起来不真（阴影过硬）

Soft Shadow

Percentage-closer Filtering PCF

  • 面积光视为点光源
  • 查询（采样）着色点周围区域的可见性的加权平均

Percentage Closer Soft Shadow, PCSS

在PCF的基础上进行修改。
Filter的大小与光源的距离相关。
具体步骤：

  • Blocker Search
  • Penumbra estimation
  • Percentage Closer Filter

问题：

  • Blocker Search 较为耗时
  • PCF 不准确

Varience Soft Shadow Mapping, VSSM

使用Mipmap
对于PCF一步使用切比雪夫不等式变为点查询

Distance Field Soft Shadows, DFSS

SDF

Shadow In UE

Global Illumination, GI

光追中环境光照在计算各个着色点的贡献时就被考虑进去了。
离线渲染中GI承担了计算环境光照的作用。

3D Space GI

Precomputed Radiance Transfer（PRT）

拆解Rendering Equation
使用基函数进行描述（SH，Wavelet，SG等）

SH描述

good：
旋转不变性
bad：

  • 高频表达不好
  • 预计算代价高，不适用动态物体

Voxel-based GI, VXGI

实时计算的两个pass：

  • from light：

  • from camera：

问题：

  • incorrect occlusion
  • light leaking

Light Map

问题：

  • static geometry and light
  • diffuse only
  • memoty usage
  • bake时间长

Precomputed Light Probe

Realtime Light Probe

DDGI algorithm

Realtime Capture Probe

3D Space GI In Lumen

Screen Space Global Illumination, SSGI

AO计算的是间接光照的Visibility信息

Screen Space Ambient Occlusion, SSAO

Screen Space Reflection, SSR

Real-time Ray Tracing

现阶段的实时光追只能支持1SPP ==》 噪声

TAA

使用上一帧加权消除噪声。
问题：

  • 场景转换时产生鬼影
  • 阴影/反射物体

去噪

NRD
DLSS

王璐老师组的Work

  • 神经基函数
  • Real time woven fabric
  • Stereo-consistent Screen Space Reflection
  • Tempororally Reliable Motion Vectors for RTRT
  • Super-Resolution with Radiance Demodulation

Future Work