38、实时光线追踪的混合渲染技术解析

实时光线追踪的混合渲染技术解析

1. 透明阴影累积

在处理透明阴影累积时，我们的方法忽略了焦散效果的复杂性，但在界面过渡时考虑了菲涅尔效应。由于Schlick的菲涅尔近似在介质入射侧的折射率高于远侧时会失效，所以我们采用了Schlick模型的改进全内反射修正方法。

与不透明光线追踪软阴影类似，我们使用改进的SVGF滤波器对透明软阴影进行滤波。需要注意的是，我们仅在直接阴影的上下文中计算透明阴影。对于其他需要光线可见性采样的通道，出于性能考虑，我们将所有表面视为不透明来近似这种可见性。

2. 反射

反射是利用光线追踪的主要技术之一，它是渲染图像的重要组成部分。正确处理反射可以使场景中的物体更加真实，显著提高视觉保真度。

2.1 现有反射计算技术的局限性

近期，视频游戏通常依靠局部反射体积和屏幕空间反射（SSR）来在实时约束下计算反射。虽然这些技术通常能提供令人信服的结果，但它们往往不够健壮。它们可能会因为缺乏依赖视图的信息，或者无法捕捉相互反射的复杂性而失效。而光线追踪能够以健壮的方式实现完全动态的复杂反射。

2.2 混合光线追踪反射的优势

我们的反射光线从G缓冲区发射，这消除了对主可见性进行光线追踪的需要。反射以半分辨率或每像素四分之一光线进行追踪，然后通过多阶段重建和滤波算法将其提升到全分辨率。该技术依赖于空间和时间连贯性，在控制性能的同时填充缺失信息，计算出视觉上令人信服的反射。它适用于任意不透明表面，包括不同的法线、粗糙度和材质类型。

我们最初结合了SSR以提高性能，但最终为了简单性和一致性，仅依赖光线追踪反射。我们的方法依赖于随机采样和时空滤