28、实时光线追踪中的纹理细节层次策略

实时光线追踪中的纹理细节层次策略

1. 光线追踪中的折射与反射

在光线追踪过程中，路径上的每次碰撞除了可以追踪阴影光线外，还能追踪“递归”反射光线。沿着这条路径从半透明表面追踪的反射光线，最多可以反弹选定的次数。不过，如果在任何一次反弹中碰到了半透明表面，就不再允许追踪额外的递归反射光线。

为了模拟厚玻璃并近似基底，在半透明通道中加入了遵循比尔 - 朗伯定律的均匀体积吸收。为了正确模拟均匀有界体积，对几何形状施加了额外的约束。修改了光线遍历方式，使其明确地与正面和背面多边形进行追踪，以克服相交、非流形几何形状带来的问题。但对于“光速”（保时捷）演示来说，这种改进带来的视觉真实感提升并不值得那一点额外的成本，因此最终版本并未包含此改进。

2. 实时光线追踪与混合渲染的创新实践

近年来，专门用于光线追踪加速的硬件的引入，以及图形 API 对光线追踪的支持，促使我们进行创新，并尝试一种将光栅化和光线追踪相结合的混合渲染新方法。我们在商业级游戏引擎中进行了集成光线追踪的工程实践。

我们发明了创新的重建滤波器，用于渲染诸如光泽反射、软阴影、环境光遮蔽和漫反射间接照明等随机效果，每个像素只需一条路径，就能让这些昂贵的效果在实时应用中更加实用。我们已经成功地使用混合渲染创建了两个具有电影级质量的演示。

3. 实时光线追踪纹理细节层次的重要性

在光栅化中，可以依靠像素四边形的偏导数来进行纹理过滤，但在光线追踪中，必须采用另一种方法。我们将介绍两种计算光线追踪纹理细节层次（LOD）的方法。

3.1 Mipmapping 与 LOD 参数

Mipmapping 是避免纹