使用多种光源进行高效渲染

#1 楼

是的，但是您需要进行范式转换。

您习惯的称为前向渲染。提交几何图形，然后立即进行着色过程。在基本的正向渲染中，您可以为每个光源在着色器内循环，也可以为每个光源执行一次遍历，然后将结果混合在一起（使用加法混合）。

但是事情发展了很多。输入：Deferred Rendering

现在，这么多变种详细描述了所有变种，在这里给出的答案将远远超过可接受的范围。因此，在这里我仅描述Deferred阴影的要点，还有很多其他资源可以使用google轻松找到，希望阅读此书后您将拥有正确的关键字以找到所需的内容。

基本思想是将阴影推迟到管道之后。您有两个主要步骤：


渲染几何图形以及着色到多个渲染目标所需的所有信息。这意味着通常在基本实现中，您将具有深度缓冲区，该缓冲区包含几何体的法线和反照率颜色。您很快就会发现，您需要其他有关材料的信息（例如，粗糙度，“金属”因子等）。

这张来自维基百科的图片显示了三个缓冲区（颜色，深度和法线）
缓冲区的数量，类型和内容再次在不同的项目中使用的方法差异很大。您将找到名称为GBuffers的一组缓冲区。


之后就是应用实际照明的时间。在每个光源的照明过程中，您要绘制取决于光源类型的光量：


对于定向光，您要渲染全屏四边形。
对于点光源，您渲染一个球体，其半径取决于点光源的衰减。
对于聚光灯，可以渲染一个圆锥体，圆锥体的尺寸再次取决于光源的特性。




在此遍历的像素着色器中，您传递GBuffer并使用其中的信息执行照明和着色。这样，与传统的正向渲染相比，您只处理受明显影响的光影响的每个像素。

它也有很多缺点，最明显的是透明对象的处理以及带宽和视频内存的更高消耗。但是处理各种材料模型也比较棘手。

您还有其他缺点（因为有很多信息可用于后处理），并且也很容易实现。但这对于很多灯来说已经不是最酷的事情了。

较新的技术是例如Tiled渲染技术。这些方法的主要思想是在屏幕空间“图块”中细分场景，并为每个图块分配影响它的灯光。这既以延迟方式又以向前方式存在。当您在图块中具有各种深度不连续性时，这些技术会导致一些问题，但是通常比经典延迟方法要快，并且可以解决各种问题。例如，在优点中，使用平铺延迟功能时，每个亮片读取一次GBuffers，并且同一平铺块中的像素一致地处理相同的灯光。

在这方面的进一步发展是“聚簇阴影”，它在概念上类似于基于图块的方法，它具有3D范围的聚簇而不是屏幕空间图块。该方法处理深度不连续性问题更好，并且通常比平铺方法执行得更好。

重要说明：我已经介绍了延迟着色的基础知识。周围有多种变体，优化和改进，因此我敦促您尝试一个简单的版本，然后对其他技术（例如我上面提到的一种）进行一些研究。