Shader | 码工图形

On Mesh Cloud Rendering – Reimplement Sea of Thieves’ cloud | 模型云渲染-重现盗贼之海的云

Posted on 2019-06-302020-02-15 by maajor

Sea of Thieves, Tech Art and Shader Development中提到了他们的云的渲染方法，非常的trick和cheap，对云的渲染模型做了相当大的简化，然后却还有不错的效果。笔者这里尝试重现Sea of Thieves中云的做法。原作在视频中给出了很多细节原理，笔者这里给出一点补充。本文的代码，模型，houdini预计算文件在Github可获取: Mesh-Cloud-Rendering 1. 体渲染原理首先我们回顾一下体渲染的公式体积渲染图解，来自RTR4 体积渲染公式，来自RTR4 体积渲染的原理可以用上面这个图解和公式表示。这个式子有两项，p点是视线上第一个不透明物体，c是相机，v是视线前面一项是p点到c点的透射度(Transmittance) 乘以 p点的颜色后面一项是一个视线路径的...

A Short History of Parallax Occlusion Mapping/Relief Mapping | 视差贴图，一个简短的历史

Posted on 2019-06-222020-02-15 by maajor

上图：左-法线贴图，右-视差贴图我们常用法线贴图模拟表面的细节凹凸，不过法线贴图的一个问题是在视角很低(Gazing Angle)时会出现失真。主要原因是法线贴图不会考虑高度的遮挡关系，因此有一些被遮挡的面会被渲染出来。解决这一问题的方法主要有两种： Tessellation, 通过细分增加面数，使得面片具有高度。Parallax Occlusion Mapping/Relief Mapping，通过在贴图空间中根据视线的方向，通过与高度图求交，获取到真实应该采样的UV坐标。第一种方式增加了顶点和面数，对vertex/hull tess压力较大，而后一种由于需要多次采样高度图，对pixel shader压力较大。以下主要讨论POM/Relief的原理和一些修正。 1. Offset Limiting Parallax 最早是2001年...

Hair Rendering and Modelling – An Intro | 头发渲染与建模 – 简介

Posted on 2019-03-312020-02-15 by maajor

这篇中回顾了头发渲染模型的历史和一些实现细节，尝试使用Ornatrix建模头发，并在Unity中重现了UE中的Marschner模型，添加了eccentric参数。 1 渲染 1.1 Kajiya-Kay 最早研究毛发渲染的便是Kajiya和Kay，他们在1989年提出了Kajiya-Kay模型。这也成为了实时图形学的标准方法，甚至在30年后的今天，大量游戏的头发还是使用的这个模型。Jim Kajiya应该是个日裔，他在Utah大学完成的博士学位，目前还在微软研究院工作。他因为对毛发渲染做出的突出贡献，获得了1997年的奥斯卡技术贡献奖。在游戏中使用这个模型还要追溯到GDC2004的Hair Rendering and Shading这个Talk，主讲者Thorsten Scheuermann来自AMD。PPT中比较详细地描述了kajiyakay模型和一些hacking技...

Vertex Shader Animation Revisit | 顶点动画再议

Posted on 2018-07-152018-07-15 by maajor

1. 概述 mesh的顶点可定义属性，比较常见的自定义通道是顶点色color和uv3 uv4及以上，因为一般uv1是贴图坐标，uv2是lightmap坐标，所以不太考虑这俩。那就这些我们就已经有 3 * 4 = 12个通道了。这里面可以存的数据一般包括：运动强度 1个频率1个通道就够了运动相位，防止运动sync，取决于有几层相位叠加了，1个频率1个通道位置，意义上可能是运动的目标位置，或者LOD的位置，这个一般需要比较精确还不能压缩，肯定要3个通道了方向，意义上可以是运动方向，法线等很多，这个一般不用太精确，如果压缩的话3个通道，不压缩的话甚至pack成一个通道都可以其它gameplay相关的参数了数据存在顶点上可能的问题是，模型一压缩，数据就坏掉了。另外毕竟顶点上支持的数据套数比较少。因此比较高精度和大数据量的...

Some Shader Optimization Tricks | 一些Shader优化技巧

Posted on 2018-05-092020-02-15 by maajor

1 精度问题精度越低的数值类型意味着更低的寄存器数量，更快的计算，以及更低的能耗。能耗：half < float < short < int. 注意，最大的是int！不过需要注意的是half的取值范围,IEEE754规定binary16类型用1个符号位，5个指数位，10个有效位。所以 [crayon-650ea1913f888984098175/] 嗯，65536就是INF了. 以及误差需要注意。在1附近，误差是2^-10，大约0.001。在4096到8192的范围，误差是4。写shader时可以instanceid，vertexid，threadid都用ushort（不过shaderlab没有ushort是为啥。。。），写字面量时值的后面加个h就表示half了。 2. 算术问题-乘加MAD shader一般会有一个硬件指令MAD，一次计算一个乘加，如Metal的...