Rendering Gooey Materials With Multiple Layers

http://developer.amd.com/media/gpu_assets/Oat-RenderingGooeyMaterials.pdf

用一个比较hack比较便宜的方式渲染多层透明material，达到一些比较advanced的效果。

pic：

如果不说的话真看不出其中的效果，给个对比图就好了，其中两个比较不错：

• parallax depth
• lighting scattering

首先这个文章的方向我觉得很好，属于深入浅出型，作者很清楚

• 类似心脏皮肤这样的材质需要什么feature来达到很好的效果
• 实打实的计算这些feature（lighting scattering一类）的应该做什么，raytracing，PRT。。。
• 怎么用简单的方法来hack出类似的效果

最后看起来一招一式不起眼，其实内力是相当好的。

衍生说去，今年的modern warfare2(这个modern很神奇，初中起我就一直记不住是morden还是modern，幸好有自动拼写检查）是面向60fps的游戏，在console上17ms一帧，这简直太惊人了，但是仍旧展示出在30fps游戏中outstanding的画面，不得不佩服他们的优化能力和artist的画面驾驭能力。3D程序员逐渐也有几个方向可以走，高杆数学流（bungie为代表，发的论文也最有深度），高杆底层流（naughty dog为代表，底层巨牛，ps3 spu用满，不是盖得），美术hack流（UE3,就是把normal map用到极致，没有高杆feature，shadow还有很多hack，但是工具好美工牛，最后做出东西就是好看）。

最后说来高杆或者复杂的技术，好与不好玩家来评价，玩家又不是什么图形大牛，能hack着让玩家开心就ok，当然hack也是要功力的，像这个文章的深入浅出就是一个好例子。

继续论文，

parallax depth要对不同layer做一个不同的parallax depth计算，照成内层对比外层比较靠内的情况，其实position是一样的。

这个可能用之前的blog的岩石上的冰做例子比较合适。

parallax基本做法就是根据tangent space的camera view dir来偏移texcoord，这样如果2层都应用parallax的话，偏移量设成不一样就好。

代码抄上来：

// Compute inner layer’s texture coordinate and transmission depth // vTexCoord: Outer layer’s texture coordinate // vViewTS: View vector in tangent space // vNormalTS: Normal in tangent space (sampled normal map) // fLayerThickness: Distance from outer layer to inner layer float3 ParallaxOffsetAndDepth ( float2 vTexCoord, float3 vViewTS, float3 vNormalTS, float fLayerThickness ) { // Tangent space reflection vector float3 vReflectionTS = reflect( -vViewTS, vNormalTS ); // Tangent space transmission vector (reflect about surface plane) float3 vTransTS = float3( vReflectionTS.xy, -vReflectionTS.z ); // Distance along transmission vector to intersect inner layer float fTransDist = fLayerThickness / abs(vTransTS.z); // Texel size: Hard coded for 1024x1024 texture size float2 vTexelSize = float2( 1.0/1024.0, 1.0/1024.0 ); // Inner layer’s texture coordinate due to parallax float2 vOffset = vTexelSize * fTransDist * vTransTS.xy; float2 vOffsetTexCoord = vTexCoord + vOffset; // Return offset texture coordinate in xy and transmission dist in z return float3( vOffsetTexCoord, fTransDist ); }

lighting scattering:

真正比较真实的lighting scattering可能还是要PRT算最好。

文章里用的是dynamic lighting map来做，就是先将光照算好，然后blur，然后作为lightmap贴到要应用light scattering的部分。

这里比较有意思的就是如何将model光照信息render到model的lightmap上，文中做法是vertexshader输出地时候position是texuv，然后其他的tangent space lighting，camera dir什么的照常输出，然后pixel shader输出的时候就是写到对应的texel上去了。

这个很赞啊。

然后是blur 的pass，这里可以blur了之后sample，也可以用一个poison kernel来sample。

poison kernel好处是可以根据需要随意scale，这个比较赞。

贴代码，看poison kernel的数据：

// Growable Poisson disc (13 samples) // tSource: Source texture sampler // vTexCoord: Texture space location of disc’s center // fRadius: Radius if kernel (in texel units) float3 PoissonFilter ( sampler tSource, float2 vTexCoord, float fRadius ) { // Hard coded texel size: Assumes 1024x1024 source texture float2 vTexelSize = float2( 1.0/1024.0, 1.0/1024.0 ); // Tap locations for unit disc float2 vTaps[12] = {float2(-0.326212,-0.40581),float2(-0.840144,-0.07358), float2(-0.695914,0.457137),float2(-0.203345,0.620716), float2(0.96234,-0.194983),float2(0.473434,-0.480026), float2(0.519456,0.767022),float2(0.185461,-0.893124), float2(0.507431,0.064425),float2(0.89642,0.412458), float2(-0.32194,-0.932615),float2(-0.791559,-0.59771)}; // Take a sample at the disc’s center float3 cSampleAccum = tex2D( tSource, vTexCoord ); // Take 12 samples in disc for ( int nTapIndex = 0; nTapIndex < 12; nTapIndex++ ) { // Compute new texture coord inside disc float2 vTapCoord = vTexCoord + vTexelSize * vTaps[nTapIndex] * fRadius; // Accumulate samples cSampleAccum += tex2D( tSource, vTapCoord ); } return cSampleAccum

最后结论部分，作者一再强调，不要死磕physically correct，基本feature hack出来就ok，玩家看着high就ok。