[siggraph14]《刺客信条》的高级大气雾效渲染技术

siggraph2014, advanced course中的
由ubisoft montreal带来。

总连接：http://advances.realtimerendering.com/s2014/

sum:
基于物理的，把atmosphere scattering，光照和阴影结合起来，把雾效和光照表达的非常好，应该说是目前顶尖实现了。
效果在置顶图里可以看到，这个是有基于物理的大气散射效果作为雾效，并且有光照的散射和阴影信息。

文章的前几页做了一些介绍，说了现在一些技术，包括：

• 08年crytek推广的基于2D的radial blur的light shaft
  放的图片是witcher的图，是嘲讽它过时了么？？？？
  
  radial blur的问题就是它是screen space的，2D的，所有它有这两个技术的局限(类ssao）：
  如果光源（太阳）不在视野里，light shaft的效果就看不到了等等，简而言之，它和本文讲的东西基本不是一码事。
• billboard based
  这个在UE3里面用的多一些，美术放一些billboard模拟纯3D的光束散射，在一些UE3的作品里，比如《子弹风暴》里有很多。
  个人觉得这种做法有很好的产品价值，对于固定场景固定环境是一个很不错的选择，尤其是mobile平台上，它的问题就是美术要做相关的工作，不自动，不physically based，如果环境（光照，模型）是变化的，那么久不对的
• 还有一个ray marching based的方法，游戏里用的比较少，也是有诸多的不足

刺客信条的方法
- 大量的使用了compute shader来提高效率
- 它的计算都是在3D空间上的
- 相关的media density(介质密度。。。翻译的好难受）计算
- 光照计算
- 光的扩散过程是physically based

density estimation
包括：

• 风驱动的噪声信息
• 雾的衰减
• 散射参数

光照
这里包括了很全的点光源，直射光和阴影
由于有了3D 贴图，所以比较麻烦的是阴影，刺客信条这代的阴影精度已经非常高了，1k到1536这样，如果基于PCF来downsample到雾效所需的精度，需要大量的采样。
刺客信条使用了exponential shadow map（细节可以看这里http://blog.youkuaiyun.com/toughbro/article/details/6091152），这个技术选型非常的棒，exponential shadow map这种基于卷积的阴影技术简直就是为这个量身打造的（ps，曾经在自己项目里使用过esm，但是pc平台上面效率和效果都不如有硬件支持的PCF来的好）

scattering
基于大气散射的物理公式，使用ray marching的方式来积累in scatter和out scatter信息

compute shader

该使用compute shader的地方都使用了compute shader，这才是使得其所的计算方式啊