17、实时渲染中的光线追踪阴影与体积水焦散

实时渲染中的光线追踪阴影与体积水焦散

1. 光线追踪阴影计算方法

1.1 光照阶段与阴影计算方法评估

光照阶段采用单次光栅化过程，在此期间评估所有场景灯光。光栅化点会在循环中被所有场景灯光照亮，并累积结果。在着色前会查询每个灯光的可见性缓冲区，仅对可见灯光进行着色，这实现了隐式灯光剔除，提高了性能。

我们评估了四种阴影计算方法：
- 基于阴影映射计算的硬阴影（SM hard）
- 使用我们方法计算的硬阴影（RT hard）
- 使用光线追踪且 smax = 5 计算的软阴影（RT soft SQ）
- 使用光线追踪且 smax = 8 计算的软阴影（RT soft HQ）

1.2 测试场景与参数设置

使用三个包含 20 秒动画序列且相机移动的测试场景：
- Pub 场景 ：与 Resort 场景几何复杂度相似，但包含更大的区域光，为室内场景，使用点光源。
- Resort 场景 ：室外场景，使用方向光源。
- Breakfast 场景 ：三角形数量显著更多，为室内场景，使用点光源。

对于软阴影计算，这些光源被视为圆盘光。使用 Falcor 框架的阴影映射实现，采用级联阴影映射（CSM）和指数方差阴影映射（EVSM）过滤。方向光源使用四个 CSM 级联，点光源使用一个级联，最大级别使用 2048 × 2048 大小的阴影映射。所有测试的屏幕分辨率为 1920 × 1080。

1.3 测试结果