39、实时混合渲染：PICA PICA与延迟混合路径追踪技术解析

实时混合渲染：PICA PICA与延迟混合路径追踪技术解析

在计算机图形渲染领域，实现实时全局光照一直是一个具有挑战性的目标。随着GPU加速光线追踪技术的发展，我们在这方面取得了一些进展，但要在各种场景复杂度下无缝扩展光线追踪算法并保持可接受的性能，仍然是一项艰巨的任务。本文将介绍两种相关的渲染技术：PICA PICA的混合渲染方法和延迟混合路径追踪技术，深入探讨它们的原理、实现细节以及性能表现。

PICA PICA混合渲染技术

全局光照解决方案

全局光照（GI）在渲染中起着至关重要的作用，它通过间接光照使场景元素相互融合，呈现出更接近现实的效果。PICA PICA提供了一种间接漫反射光照解决方案，无需任何预计算或预生成的参数化（如UV坐标），减轻了艺术家的负担，并默认提供逼真的结果。

该方案支持动态和静态场景，具有响应性，并能随着时间的推移不断优化以达到高质量的效果。由于目前无法在每帧以实时速率解决高质量的逐像素全局光照，因此需要进行空间或时间上的累积。在这个项目中，每帧分配250,000条光线用于漫反射相互反射。

基于Surfel的实现

为了实现高质量的性能目标，创建了一个动态分布的Surfel（表面元素）的世界空间结构。每个Surfel由位置、法线、半径和辐照度表示，在世界空间中持久存在，结果可以随着时间累积而不会出现遮挡问题。

• Surfel的分配 ：在启动时创建一个预分配的Surfel数组，然后根据视图相机逐步生成Surfel。这一步骤在GPU上完成，使用原子计数器在分配Surfel时进行递增。Surfel放置算法使用G缓冲区信息，是