Games202(9`第11章、第12章)

第11章

LTC线性变换的余弦

LTC：在多边形光源（面光源）快速求得不考虑V项任意一点的着色值

lobe/镜面波瓣：镜面BRDF的wi和wo任意一边固定，另一边形成的波瓣，从wi进入的光线向波瓣方向反射，从波瓣进来的光线向v方向反射

固定入射方向，把brdf的lobe通过线性变换M^-1转变为一个余弦函数，使得朝上

将多边形光源（每个顶点和p连接的向量）也进行M^-1变换使得朝上（需要归一化）

这样就将任意方向的brdf的lobe在任意多边形下的光源求积分问题，转化为在一个固定cos函数下对任意的多边形光源求积分的问题

我们需要改写渲染方程，假设多边形光源任何radiance都是uinform一致的，因此作为常量可以提取到积分外，由于不考虑V项，积分内剩下F项和cos项组合一起，变为余弦函数，由于改变光源方向，M^-1*wi = wi`，即为M*wi`· = wi

现在无法解积分，需要把d项变为dwi`，因此引入雅克布项J

Disney’s principle BRDF迪士尼原则

microfacet models有一些问题

• 无法解释多层材质
• 让artist艺术家使用繁琐

设计原则

Disney’s principle BRDF诞生的首要目的就是为了让artist使用方便,因此它遵守这些设计原则

• 使用更直观的名词而不是使用物理名词参数（次表面反射，金属度，镜面反射程度, 镜面反射+颜色,粗糙度,各向异性程度，光晕，光晕+颜色，透明层的明显程度，透明层的光泽层）
• 最好有一个拖动条让艺术家拖动，定义左右范围，为了特殊效果允许超过范围

优缺点：

• 优点：混合使用显示不同的材质，更容易理解的参数
• 缺点：并不是完全基于物理的，参数冗余

NPR非照片真实感的渲染

照片真实感渲染：强调画面的真实感，无法分辨是照片还是渲染出来的

风格化渲染：做出艺术效果，远离真实感，它的做法首先渲染真实效果，再变为非真实效果

outline rendering 描边

• 基于法线着色:当v和n点乘结果小于某个阈值
• 基于几何:渲染一个更大的模型，整体颜色为描边色，不允许看见正面
• 基于模板测试：……
• 基于后期处理:先渲染一个正常的图像，利用kernel(卷积核)检测边缘，并对它们应用卷积，得到描边

color blocks.色块

想要亮灰暗部分界限分明，进行取整操作，以高光为例,如果一些值值超过了1.5,则认为全是1.5，没超过但大于0的,我们认为全都是0.8,而那些本来就是0的依旧是0.

Stroke surface stylization素描风格

• 设计不同线条密度的纹理
• 对于不同明暗的纹理使用不同的纹理

第12章 Real - Time Ray Tracing

temporal accumulation 时间累计——时间降噪

当前帧需要降噪（1spp有很大噪声），复用上一帧已降噪结果，这叫做时间（帧）上的复用

算法过程

找到当前帧i某像素，在上一帧i-1的位置

• 当前帧世界坐标：如果G-buffer中有世界坐标，可以拿来即用，如果没有需要计算，应用矩阵逆变换来得到
• 上一帧的世界坐标：由于知道所有移动信息，可以找到i-1帧物体的世界坐标，
• i-1的像素位置：应用变换

这样就获得了motion vector

i和i-1帧线性混合：在上一帧a像素查找的颜色*a + 在当前帧b像素查找的颜色*（1-a）

错误的情况

突然切换新场景，得到的信息不准确，比如突然更换了物体颜色，从红到绿，现在绿色去查找上一帧的红色，结果不正确

周围信息增多，新的信息没有上一帧对应的位置，不知道如何查找，比如向后移动

场景不变，移动一个物体，背后墙面显示，墙面的当前颜色，和上一帧物体颜色混合，结果不正确,会出现物体拖尾现象，特别是当i-1帧权重占比多时

当不移动物体，一直复用上一帧结果，就会导致拖影的阴影出现

当我们移动物体时,其地板需要一定的时间适应,再反射出当今场景中的物体,也就是反射滞后

解决方法

clamping：让上一帧的颜色值接近当前帧颜色，再混合

detection检测：检测是否是同一物体，如果非同一物体，就减少i-1权重占比，否则增加