Deferred Rendering（一）原理概述

假如有n盏灯，m个几何体

• 传统的前向渲染：

  for each dynamic light
       for each mesh light intersects
           render mesh with lighting
  

  光照计算是O(n * m)复杂度的操作。假如几何体m1是被几何体m2挡住的（不考虑半透明的情况），那么在Z-Test阶段，m1对应的像素是被剔除掉的，因此m1对应的光照计算完全浪费掉

• 延迟渲染：

  for each mesh 
      render mesh
  for each light
      render light 
  

  把几何体进行光照计算的信息渲染到RenderTarget上（经过m次渲染，最终保留下的必定是通过Z-Test的像素对应的信息）； 接下来用一个pass，通过对RenderTarget采样提取光照信息，进行屏幕空间的光照计算（其复杂度为O(m + n)）.

由上面可以看出，对于层次感强、复杂度高的场景，延迟渲染相比前向渲染能够极大提升效率。

回顾下典型光照计算：

• surfaceColor = emissive + ambient + diffuse + specular
• emissive = Ke
• Ambient=Ka * globalAmbient
• diffuse=Kd * lightcolor * max( N · L,0)
• specular = K_s * lightColor * facing * (max(N · H, 0)) ^shininess

对比上面提炼一下，前面所说的光照信息大概包括：

• Position（depth）
• Normal
• emissive
• diffuse albedo
• specular albedo

这些信息通过RenderTarget存储，被统一称为G-Buffer。

当然根据不同的渲染方案和引擎的具体材质组成等G-Buffer有细微区别。

一个RenderTarget显然是不够的，所以在MRT技术出现之前，Deferred Shading的应用并不多（因为此时要得到G-Buffer需要经过多个pass渲染，相对前向渲染没多少提升）。

【备注：现在硬件最多支持4个MRT,并且驱动要求4个MRT必须有相同的bit宽度;DX10及以上支持8个MRT】

延时光照的缺点

• 对带宽要求苛刻：计算一下吧，如果采用RGBA32格式，当前分辨率为1920*1080，那么一张RT需要：(1920 * 1080 * 16)/(1024 * 1024）约31.6M，4张大概要127M，低端显卡直接歇菜了。。

• 锯齿问题：DX9的MRT不支持硬件反锯齿(Dx10支持)。

• 半透明几何体的渲染：RenderTarget上存储的是距离相机最近的像素点的光照信息，这就导致无法计算出半透明几何体之后的几何体的光照信息。换句话说渲染半透明物体时，无法得到正确的混合结果。

如上，原理说来很简单，但魔鬼往往在细节，后续文章会探讨下针对这三个缺点的解决方案并给出由RenderMonkey搭建的一个demo！

未完待续。。