我們知道全局光照是圖形學(xué)中一項(xiàng)比較難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，因?yàn)檎嬲玫饺止庹帐切枰粋€(gè)點(diǎn)跟所有點(diǎn)的關(guān)系計(jì)算的，而這個(gè)計(jì)算如果用在計(jì)算機(jī)那是不太可能實(shí)現(xiàn)的。而現(xiàn)代技術(shù)利用了一些比如有向距離場(chǎng)，體素，輻照度等方式實(shí)現(xiàn)全局光照，還有就是越來越火的光纖追蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)全局光照。但是這些技術(shù)的消耗都很大，包括內(nèi)存，cpu，gpu的運(yùn)算量。那么自然會(huì)有一種ss系列的方式來實(shí)現(xiàn)全局光照，這種方式會(huì)比前面幾種都容易實(shí)現(xiàn)并且運(yùn)算量相對(duì)小。

屏幕空間的全局光照也叫SSGI，是一個(gè)相對(duì)來說比較快速得到間接光的一種全局光照技術(shù)，是基于屏幕空間大小來實(shí)現(xiàn)的，也就是說不會(huì)得到屏幕外的顏色或者光照。他也不是基于光源的，而是基于當(dāng)前的顏色來做擾動(dòng)采樣整合得到的光照信息，最后需要做一些抗鋸齒的操作來讓他噪點(diǎn)比較合理。這種方式更合理的使用在密閉空間內(nèi)，這樣的效果會(huì)比較理想。

SSGI一般會(huì)有幾個(gè)步驟：

1.采樣不同lod的深度圖信息并得到其中最大的深度值。（要執(zhí)行多少次尋找就看你設(shè)置多少次pass）

2.用光線步進(jìn)的方式，并用噪音圖采樣以圓的周長(zhǎng)來找周圍的像素點(diǎn)的顏色，這個(gè)顏色是根據(jù)當(dāng)前場(chǎng)景顏色做的（所以ssgi一般放到最后處理）。采樣的點(diǎn)存儲(chǔ)到rt上

3.這時(shí)的rt是帶有比較明顯的鋸齒的rt，需要用taa方式過濾一次

4.最后在橫向和縱向做兩次模糊處理。

5.這樣就得到了ssgi的漫反射方向的間接光照了，最后只需要把場(chǎng)景圖和這個(gè)間接光rtcombina一下就好了。

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大體實(shí)現(xiàn)：

1.獲取深度圖信息的核心代碼是

float2 uv = i.uv.xy;half4 minDepth = half4(_SSGi_HierarchicalDepth_RT.SampleLevel( sampler_SSGi_HierarchicalDepth_RT, uv, _SSGi_HiZ_PrevDepthLevel, int2(-1.0,-1.0) ).r,_SSGi_HierarchicalDepth_RT.SampleLevel( sampler_SSGi_HierarchicalDepth_RT, uv, _SSGi_HiZ_PrevDepthLevel, int2(-1.0, 1.0) ).r,_SSGi_HierarchicalDepth_RT.SampleLevel( sampler_SSGi_HierarchicalDepth_RT, uv, _SSGi_HiZ_PrevDepthLevel, int2(1.0, -1.0) ).r,_SSGi_HierarchicalDepth_RT.SampleLevel( sampler_SSGi_HierarchicalDepth_RT, uv, _SSGi_HiZ_PrevDepthLevel, int2(1.0, 1.0) ).r);return max( max(minDepth.r, minDepth.g), max(minDepth.b, minDepth.a) );

采樣上下左右四個(gè)方向的深度獲取最深的。

2.光線步進(jìn)采樣周圍像素點(diǎn)的核心代碼（有注釋）：

float2 UV = i.uv.xy;//當(dāng)前像素深度float SceneDepth = tex2Dlod(_CameraDepthTexture, float4(UV, 0, 0)).r;//轉(zhuǎn)成攝像機(jī)方向的線性深度float EyeDepth = LinearEyeDepth(SceneDepth);//float LinearDepth = Linear01Depth(SceneDepth);half Roughness = clamp(1 - tex2D(_CameraGBufferTexture1, UV).a, 0.02, 1);float3 WorldNormal = tex2D(_CameraGBufferTexture2, UV) * 2 - 1;float3 ViewNormal = mul((float3x3)(_SSGi_WorldToCameraMatrix), WorldNormal);//攝像機(jī)位置，z軸表示深度float3 ScreenPos = GetScreenSpacePos(UV, SceneDepth);//通過攝像機(jī)的逆矩陣轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)float3 WorldPos = GetWorldSpacePos(ScreenPos, _SSGi_InverseViewProjectionMatrix);//通過投影矩陣的逆矩陣轉(zhuǎn)換到攝像機(jī)空間float3 ViewPos = GetViewSpacePos(ScreenPos, _SSGi_InverseProjectionMatrix);//攝像機(jī)空間方向float3 ViewDir = GetViewDir(WorldPos, ViewPos);//基于世界法線建立切線空間float3x3 TangentBasis = GetTangentBasis( WorldNormal );//uint3 p1 = Rand3DPCG16( uint3( (float)0xffba * abs(WorldPos) ) );//uint2 p = (uint2(UV * 3) ^ 0xa3c75a5cu) ^ (p1.xy);half Out_Mask = 0;half3 Out_Color = 0;[loop]for (uint i = 0; i < (uint)_SSGi_NumRays; i++){//uint3 Random = Rand3DPCG16( int3( p, ReverseBits32(i) ) );//half2 Hash = float2(Random.xy ^ Random.z) / 0xffffu; //根據(jù)擾動(dòng)圖片采樣來獲取周邊的像素和深度half2 Hash = tex2Dlod(_SSGi_Noise, half4((UV + sin( i + _SSGi_Jitter.zw )) * _SSGi_RayCastSize.xy / _SSGi_NoiseSize.xy, 0, 0)).xy;float3 L;//基于圓偏移的點(diǎn)L.xy = UniformSampleDiskConcentric( Hash );L.z = sqrt( 1 - dot( L.xy, L.xy ) );//世界空間float3 World_L = mul( L, TangentBasis );//轉(zhuǎn)攝像機(jī)空間float3 View_L = mul((float3x3)(_SSGi_WorldToCameraMatrix), World_L);float3 rayStart = float3(UV, ScreenPos.z);//對(duì)方向最一些偏移，也是基于圓做偏移float4 rayProj = mul ( _SSGi_ProjectionMatrix, float4(ViewPos + View_L, 1.0) );float3 rayDir = normalize( (rayProj.xyz / rayProj.w) - ScreenPos);rayDir.xy *= 0.5;//找偏移附近的uvfloat4 RayHitData = Hierarchical_Z_Trace(_SSGi_HiZ_MaxLevel, _SSGi_HiZ_StartLevel, _SSGi_HiZ_StopLevel, _SSGi_NumSteps_HiZ, _SSGi_Thickness, 1 / _SSGi_RayCastSize.xy, rayStart, rayDir, _SSGi_HierarchicalDepth_RT, sampler_SSGi_HierarchicalDepth_RT);//根據(jù)偏移采樣場(chǎng)景顏色float3 SampleColor = tex2Dlod(_SSGi_SceneColor_RT, half4(RayHitData.xy, 0, 0));float4 SampleNormal = tex2Dlod(_CameraGBufferTexture2, half4(RayHitData.xy, 0, 0)) * 2 - 1;float Occlusion = 1 - saturate( dot(World_L, SampleNormal) ); SampleColor *= Occlusion;SampleColor *= rcp( 1 + Luminance(SampleColor) );Out_Color += SampleColor;//對(duì)場(chǎng)景大小的遮罩決定顯示范圍Out_Mask += Square( RayHitData.a * GetScreenFadeBord(RayHitData.xy, _SSGi_ScreenFade) );}Out_Color /= _SSGi_NumRays;Out_Color *= rcp( 1 - Luminance(Out_Color) );Out_Mask /= _SSGi_NumRays;//顏色用附近采樣的顏色，透明度用深度決定[branch]if(_SSGi_MaskRay == 1) {return half4( Out_Color * saturate(Out_Mask * 2), EyeDepth );} else {return half4( Out_Color, EyeDepth );}

3.做一次TAA，主要是獲取aabb的裁剪盒子，然后得到最小顏色，最大顏色，然后clamp進(jìn)行過渡，再融合上一幀的顏色和當(dāng)前幀的顏色。

half2 UV = i.uv.xy;half3 WorldNormal = tex2D(_CameraGBufferTexture2, UV).rgb * 2 - 1;half2 Velocity = tex2D(_CameraMotionVectorsTexture, UV);/Get AABB ClipBoxhalf SS_Indirect_Variance = 0;half4 SS_Indirect_CurrColor = 0;half4 SS_Indirect_MinColor, SS_Indirect_MaxColor;ResolverAABB(_SSGi_RayCastRT, 0, 10, _SSGi_TemporalScale, UV, _SSGi_ScreenSize.xy, SS_Indirect_Variance, SS_Indirect_MinColor, SS_Indirect_MaxColor, SS_Indirect_CurrColor);/Clamp TemporalColorhalf4 SS_Indirect_PrevColor = tex2D(_SSGi_TemporalPrev_RT, UV - Velocity);SS_Indirect_PrevColor = clamp(SS_Indirect_PrevColor, SS_Indirect_MinColor, SS_Indirect_MaxColor);/Combine TemporalColorhalf Temporal_BlendWeight = saturate(_SSGi_TemporalWeight * (1 - length(Velocity) * 2));half4 SS_IndirectColor = lerp(SS_Indirect_CurrColor, SS_Indirect_PrevColor, Temporal_BlendWeight);return SS_IndirectColor;

4.做橫向和縱向兩次模糊（blur里面會(huì)對(duì)顏色和深度都做模糊處理，顏色直接用相加然后除于相加的數(shù)量得到，深度需要用2的n次冪來得到一條曲線，下面的CrossBilateralWeight就是深度的過濾方式）：

float4 Bilateralfilter_X(PixelInput i) : SV_Target {half2 UV = i.uv.xy;const float Radius = 12.0;return BilateralBlur( Radius, UV, half2(1.0 / _SSGi_ScreenSize.x, 0), _SSGi_TemporalPrev_RT ); }float4 Bilateralfilter_Y(PixelInput i) : SV_Target {half2 UV = i.uv.xy;const float Radius = 12.0;return BilateralBlur( Radius, UV, half2(0, 1.0 / _SSGi_ScreenSize.y), _SSGi_TemporalPrev_RT ); }float CrossBilateralWeight(float BLUR_RADIUS, float r, float Depth, float originDepth) {const float BlurSigma = BLUR_RADIUS * 0.5;const float BlurFalloff = 1.0 / (2.0 * BlurSigma * BlurSigma);float dz = (originDepth - Depth) * _ProjectionParams.z * 0.25;return exp2(-r * r * BlurFalloff - dz * dz); }

5.合并就簡(jiǎn)單了，就是用當(dāng)前場(chǎng)景顏色和上面算出來的間接光照相加。

half2 UV = i.uv.xy;half3 BaseColor = tex2D(_CameraGBufferTexture0, UV);half3 SceneColor = tex2D(_SSGi_SceneColor_RT, UV);half3 IndirectIrradiance = tex2D(_SSGi_Bilateral_RT, UV) * _SSGi_GiIntensity;return (IndirectIrradiance * BaseColor) + SceneColor ;

總結(jié)：ssgi的diffuse方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，得到的結(jié)果也不錯(cuò)，但是他并不是正確的，是一個(gè)模擬周圍顏色的過程，當(dāng)你要得到更好的結(jié)果時(shí)需要擴(kuò)大獲取深度和顏色擾動(dòng)的范圍，同樣gpu的壓力也會(huì)增大。但他確是一種實(shí)時(shí)的全局光照方式。當(dāng)然如果我們只需要一些靜態(tài)或可控的動(dòng)態(tài)區(qū)域做全局光照，那么用烘焙和球諧光照就可以了。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的屏幕空间的动态全局光照（漫反射）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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