IrradianceVolumesForGames

原来是想做IrradianceVolume的笔记，但是显然ATI这篇文章要更加全面和深入，所以直接这个吧。

Link:

http://ati.amd.com/developer/gdc/Tatarchuk_Irradiance_Volumes.pdf

 

这个文章涵盖了几个方面：

• Radiance, irradiance, transfer
• Spherical Harmonics
• Irradiance Volume

 

 

几个概念：

• RadianceDistributionFunction:空间一点，在某个角度上的发出的flux，是个5D（pos+2 angle)的函数。
• Field radiance function : 在surface上半球上定义的incident radiance分布
• Irradiance : 在半球面上，对于field radiance function和夹角cos值的积分，irradiance可以来定义diffuse surface的randiance。
• Irradiance：所以可见Irradiance是radiance的一种卷积，也是和pos，direction相关的东西，也是5D的。

 

 

SH：

• n阶SH系数，有n*n个
• 和normal做计算----直接dot(这里有些疑问呃，应该是coefficient做了处理的）
• irradiance gradients【0】 : 在sample点附近irradiance变化比较剧烈，那么需要引入irradiance gradient来处理，否则会这样：
• 
• irradiance gradients【1】：使用central differencing来计算irradiance gradients，然后把这个vector和dir（point，sample）做dot操作，作用到原来的irradiance，结果就是一个比较正确的irradiance。

 

 

 

PRT：

 

前面介绍的是环境对object的光照影响，但是没法处理物体自己对自己的光照影响。

这样就可以用precomputed radiance transfer来搞定。

前面的blog有介绍，这里跳过。

就是要注意的是，PRT不好旋转，所以可以旋转环境来模拟。

 

 

 

Irradiance Volume

 

这里就是处理高效存储scene里面的irradiance信息的事情了。

就是用空间分割（各种树，比如8叉树，或更加adaptive的8叉树）来做一个irradiance的cache。

树的节点存的是irradianc投射在SH上的系数，使用的时候就是一顿lerp，得出需要的点的SH 系数，然后用就可以了。

 

分割空间的时候纯8叉树比较费（很多地方不用继续分割了），所以就用更加灵活的8叉树，叫：

adaptive volume subdivision.

这个dx sample里面有，房子那个。

 

其实到这一步，怎样分布已经可以非常灵活的根据游戏需要来做了，例如killzone2，就可以让artist来设定那里需要放置sample点，有些地方player没法到达的，就可以直接跳过了。

 

 

 

后面记录了一些GPu帮助划分的方法，harmonic depth mean，刚才记录了一遍，但是csdn出错了，实在不想再打一遍了。

反正觉得没什么大的实用性。

 

最后应用irradiance volume就是根据具体的点，sample周围8叉树节点，然后根据距离做插值，然后应用SH系数就可以了。

 

 

 

总结：

• 提供了静态场景预计算全局光照的高效使用办法
• irradiance gradients处理irradiance 在sample点周围变化剧烈的情况
• 用SH高效保存低频光信息，高频丢掉
• adaptive空间分割结构来保存irrdiance cache
• 插值应用irradiance