标签:mes ima 优点 ant otto png name -- unity
今天我们来聊一下游戏引擎中的光照算法,从最开始的Forward Render,到后来的Deferred Render再到后面的Clustered Forward Render以及Clustered Deferred Render,分析一下实现步骤以及它们的优缺点。
这个是最传统的方法,对于多光源的处理比较有限,它的基本算法如下所示:
一般游戏引擎为了减少批次和处理光照的次数,会让每个物体受影响的光源有个上限比如3个或者4个,而且一般是在一个shader里面直接处理多个光源的情况。这个在最开始的游戏引擎中比较常见。目前基本上只会使用在移动平台上。比如Unity和UE4移动平台的低配版本都是这样的。
随着游戏中支持光源的数量越来越多,传统的Forward Render已经不能满足游戏的需求,Deferred Shading应运而生,这个技术基本上是从Deferred shading in S.T.A.L.K.E.R. 进入大家的视野的。基本思路如下图所示:
基本上GBuffe的内容大体如上图所示,当然目前大多数引擎为了支持多材质一个会有一个字节用于写入Material ID或者Shading Model ID(UE4)来区分不同的着色模型。
Tile Deferred Shading就是在Deferred Shading基础上按一定像素大小分块(比如32x32),计算每一块中光源的数量,这样我们可以对多个光源计算光照只读取一次GBuffer信息,节省了带宽。
Cryengine3早期版本中使用过该技术,大体算法如下图所示:
这个算法跟Deferred Shading差不多,目前基本上没有引擎再使用这个方法。
Forward+ Rendering最初是从AMD的论文Forward+: Bringing Deferred Lighting to the Next Level开始流行起来的。基本算法如下图所示:
在Forward+ Rendering的基础上又沿着相机深度的方向切了很多片。
Clustered Forward Rendering也即是在Tiled Deferred Rendering的基础上又沿着相机深度的方向上进行了切片。
切片算法
到这里我们把基本的光照算法都讲一遍了,读者可以看到上面的这些光照算法无非就是下面的几种组合:Forward/Deferred + (Tiled/Clustered)?,这里?代表0或1。演进过程是这样的,最开始只有传统的Forward Rendering,为了解决多光源的问题,引入了Deferred Rendering,带来了很多好处,包括各种后期效果。但是带宽是个问题,于是出现了Forward Plus(Tiled) Rendering解决带宽问题,也就有了Tiled Deferred Shading,但是还可以进一步优化,那就是在Tile的基础上再切片,于是就有了Clustered Forward Rendering和Clustered Deferred Rendering。下面我们列个简单的表格来对比下他们的优缺点。
光照算法 |
优点 |
缺点 |
Forward Rendering |
|
|
Deferred Shading |
|
|
Forward+ Rendering |
|
|
Tiled Deferred Shading |
|
|
Clustered Forward Rendering |
|
|
Clustered Deferred Shading |
|
1、带宽消耗大 2、MSAA和透明渲染支持不友好。 3、显存消耗大。 |
从上表可以看出,这些算法的优缺点基本就是Forward/Deferred以及Tiled/Clustered优缺点的组合。
标签:mes ima 优点 ant otto png name -- unity
原文地址:https://www.cnblogs.com/ghl_carmack/p/10259270.html