[gdc18] <farcry5>地形技术

ubi在地形技术上持续输出，gdc18上面这篇farcry5的地形，也很不错。

===overview===

这里我们可以看下过去几年，ubi在场景渲染上的演化：

• 15，刺客信条，gpu driven pipeline : 文章审核中，后面放链接
• 15, farcry4, adaptive virtual texture ： https://blog.youkuaiyun.com/toughbro/article/details/52108491
• 17, ghost recon wildlands, pipeline : https://zhuanlan.zhihu.com/p/33887115
  所以到了farcry5，可以说具备了之前产品的所有优点：高效的pipeline，制作出超逼真场景的能力，非常高的渲染效率；
  并且在此基础上，运行效率进一步提升，细节处理更加到位。
  积跬步以至千里！

细节版：图估计太小，各位手动放大了看吧

===gpu driven===
在terrain渲染上，可以说是非常适合gpu pipeline了。

可以看到，基本的渲染工作已经都在gpu上做了，cpu做一个streaming工作，然后就一边叫好去了。
然后gpu搞定这些额外的负担花了多少时间呢？0.1ms，班纳博士对绿巨人的感觉。
具体细节，可以看前面文章的gpu driven，这里不赘述。

===悬崖处理===
adaptive virtual texture在处理z方向投射的地形材质各种猛。
但是在处理xy方向的投射，就不行了，这里farcry5还是回到了传统的tri plane projection，这样三个方向投射，不同情况要blend，就会有48次texture sampling。
然后远距离terrain的tiling比较严重，farcry5要做不同距离不同tiling系数，直接sample数量翻倍：96个。。。
然后就使用了随机混合的技术来处理，最终可以将sampling数量降到12.

这里farcry5的技术，他们命名为”stochastic cliff shading”

随机混合，其实就是使用有噪点的alpha test来替代alpha blend，本质上是一个screen door effect。

这个最大的优势就是避免了alpha blend，每个pixel只需要shading一次，而不是多次来做blend，性能优势非常的好。
其实除了farcry5的地形，多向投射和变参tiling，这项优化还有这些地方可以使用：

• lod切换，fade进场景的时候
• cascaded shadow map不同cascade之间过渡
• 头发，草透明等等（不过质量略低）
  由于farcry5使用的是deferred texturing的方式，还要处理stable和alias的问题，这个在i3d的“hashed alpha testing”被非常好的解决了。
  所以最后得到了质量很好，效率非常高的3向投射的地形。

=cliff geometry=

在检测到是悬崖类地形的时候，会procedural的生成一些geometry，让悬崖看起来更给力了。

===deferred texturing===

farcry5的叫法是“screen space shading”。。。命名非常容易让人误解，这个做法一般叫做deferred texturing
具体就是在屏幕上渲染material id这种信息，然后统一的在screenspace把material data读出来用，可以shading可以填充gbuffer。

具体几个pass：
- 0， shader id渲染depth和shaderid，这样shaderid的事情就解决了

- 1， gbuffer， material data，利用了地形的特点，位置就可以索引sector，进一步在quadtree里可以找到material信息

然后uv的导数问题是deferred texturing的经典问题，这里uv导数正比于position的导数，所以确实各方面非常的巧。

===sum===
farcry5的这个文章，我是非常喜欢的，把大家提的很多的做法，在具体的地形模块上做了非常好的落地，也有了非常好的结果。
尤其是cliff stochastic shading差点这条路就走不通了，刚刚好17年的i3d有文章，有时候运气也是实力的一部分呢。