四十四、SSAO的HLSL实现简析 |
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| 君の中にある/赤と青き線/それらが結ばれるのは/心の臓 （你身体中存在的/红蓝相交的线/它们最终于心脏之中/交织汇合） ——《すずめ feat.十明》 屏幕空间环境光遮蔽。回忆：二十二、GAMES202_实时全局光照（二）-屏幕空间 GAMES202里面讲过，屏幕空间的全局光照算法实际上相当于是对屏幕图片的四通道RGBA信息加上深度缓存信息做处理，得到一张更富有真实感的图片。某种意义上相当于一个后处理，所以也会比3D空间的算法实现起来更简单一些。 在Falcor框架里，有SSAO的实现，但没有SSDO和SSR的实现，后面会补上。 输入。颜色缓存（RGBA）。深度缓存（Depth）。可选：世界坐标法线。 输出。SSAO处理后的颜色缓存。 从execute()中可以看出，分为两个FullScreenPass，即只应用像素着色器对屏幕上每个像素进行着色，输入的参数是屏幕上的纹理坐标texC。第一个Pass用深度纹理和法线（如果有）生成SSAO贴图，第二个Pass把SSAO贴图应用到输入的颜色缓存上。 mpSSAOPass。对应的Slang文件是RenderPasses/SSAO/SSAO.ps.slang。 pApplySSAOPass。对应的Slang文件是RenderPasses/SSAO/ApplyAO.ps.slang。 下面对这两个渲染步骤分别进行分析，然后再看看C++代码如何进行前处理。 获取SSAO贴图完整代码如下： float4 main(float2 texC : TEXCOORD) : SV_TARGET0 { if (gDepthTex.SampleLevel(gTextureSampler, texC, 0).r >= 1) { return 1.0f; } // Calculate world position of pixel float3 posW = getPosition(texC).xyz; float3 normal = normalize(gNormalTex.Sample(gTextureSampler, texC).xyz * 2.0f - 1.0f); float originDist = length(posW - gCamera.data.posW); float3 randDir = gNoiseTex.Sample(gNoiseSampler, texC * gData.noiseScale).xyz * 2.0f - 1.0f; float3 tangent = normalize(randDir - normal * dot(randDir, normal)); float3 bitangent = cross(normal, tangent); float3x3 tbn = float3x3FromCols(tangent, bitangent, normal); float occlusion = 0.0f; for (uint i = 0; i = 1) { return 1.0f; }深度贴图对应坐标采样值大于1，表示在DepthPass中应用相机VP变换后，像素对应点在标准立方体外部，因此是不可见区域，直接返回不可见。 获取世界坐标以及法线信息、计算着色点与相机的距离： // Calculate world position of pixel float3 posW = getPosition(texC).xyz; float3 normal = normalize(gNormalTex.Sample(gTextureSampler, texC).xyz * 2.0f - 1.0f); float originDist = length(posW - gCamera.data.posW);随机生成一个方向，用于生成着色点切线。这个随机向量是在C++代码中预先生成的。 float3 randDir = gNoiseTex.Sample(gNoiseSampler, texC * gData.noiseScale).xyz * 2.0f - 1.0f; float3 tangent = normalize(randDir - normal * dot(randDir, normal)); float3 bitangent = cross(normal, tangent); float3x3 tbn = float3x3FromCols(tangent, bitangent, normal);实际上，tbn矩阵的三个列向量分别是着色点的两条相互垂直的切线以及法线。这三个向量构成了以着色点为原点的坐标系。 我们知道，SSAO需要在着色点周围——准确说是以法线方向决定的半球范围内——随机采样。随机过程已经在C++中实现，以纹理的方式传入。 采样循环： float occlusion = 0.0f; for (uint i = 0; i getHeight()) / float2(width, height); mDirty = true; } 半球采样 半球内随机方向。我们知道，SSAO需要在着色点周围——准确说是以法线方向决定的半球范围内——随机采样。但是这个随机过程不会放在Slang代码里实现。预先在C++里面随机出一个数组，以纹理的方式传入Slang代码，绑定到gData.sampleKernel中。 准备过程如下： void SSAO::setKernel() { for (uint32_t i = 0; i |
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