螢幕空間反射(scene space reflection,ssr)又叫實時區域性反射(realtime local reflection,rlr),最早見於2023年crytek在siggraph的course《secrets of cryengine 3 graphics technology》。傳統的反射是以平面或cubecmap來處理反射資訊,cubemap更多的是處理靜態反射環境。ssr做為補充,實現了以較低的開銷在不規則表面的動態反射問題。
ssr的基本原理很簡單,基本思想為:
.逐畫素地計算反射向量,對於defferedshading來說可以簡單使用g buffer中的depth 和 normal求出
.追蹤反射射線,具體做法為從反射點沿反射方向按步進,取樣步進點的depth 並比較取樣點depth和步長方向的depth進行求交,如果兩個depth之間距離小於誤差範圍,則認為相交
.對於有相交點的光線,取樣上一幀該點的顏色,取樣顏色以混合方式貢獻到目標反射點最終著色中
除了基礎的ssr演算法,crytek還提供了一些基本的優化手段:
. 使用jitter後的步長行步進,可以在一定程度上規避固定步長帶來的走樣
. 對ssr的結果進行filter,得到更平滑的結果
. 基於和視點距離和螢幕距離對ssr進行淡出處理,離視點反射越遠,反射越模糊
目前關於ssr的實現在各大引擎裡也各不相同,cryengine最初的演算法只要螢幕depth小於步進點depth就以螢幕當前點作為反射點,而ue4裡的實現會更有更精確的光線求交---當depth之間的距離小於指定誤差才當作交點。ssr的射線追蹤在發現當前取樣depth小於反射射線depth時,回塑進行二分查詢近似的交點。klayge的ssr實現是在uv空間進行步進,而很多其它實現則多在投影空間步進。
此外,2014的siggraph上,killzone的course《reflections and volumetrics of killzone shadow fall》比較系統地介紹了killzone怎麼把ssr結合到渲染管線裡去,及怎麼實現基於影象的視差正確的區域性反射。
反射空間程式設計
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