试了gpugems3中的方法。

方法很简单，将一张遮挡后的明暗图做一些sample，再调整一下，add到原先的target上。有意思的是
其实我在2004年的时候就在一个项目中看到一个老外用了这种方法，当时也没放在心上，没想到现在会
出现在gpugem3上。不过这种方法其实只是近似的做了一些处理，使挡住光源的物体造成lightshaft的
效果，没有利用到深度的信息，还不是真正的“volumelight”。现在一些游戏中的效果比这个方法要高
明一些。我改进了一下，让物体不需要挡住光源也可以出现效果。

半年以上没有更新了，修修改改，Graphenix渲染过程。

    首先是深度pass，这个pass可以只做depth write，虽然也可以通过其它方式在lighting阶段重建某个空间中的
position来计算，不过我在这里直接输出了eyespace的position，因为后面可以省下很多力气重算位置，而且如果
拆成两个pass，速度甚至会下降。
眼空间position:


Gbuffer pass，全部在eyespace做。
normal:


deffuse:


specularcolor and power:


emissive:


    lighting阶段6个光源，一个directionallight和5个spotlight，比较耗，只计算了一个灯的阴影，使用
VSM,VSM可以产生softshadow，但是需要全部receiver也作为caster，对地形阴影计算有些不利，而且
也很难利用GBuffer来改进。

vsm texture

    lighting阶段得到source如下：


hdr pass
bright:


star:  bloom忘记抓图，算了，呵呵


tonemap放大了:


    然后是ssao,据说crytek所用的ssao有做了blur，我在这里没有做blur所以白边比较明显，实际上ssao可以在得到深度之后任何时候进行。
ssao:


最终结果:感觉还可以，反射还没有加。

    最近没有做到什么实质上的东西，在研究d3d10的接口，准备对自己的简单引擎重新构架渲染库。相比起来，d10对资源的组织比d9清晰了不少，IA，VS，GS，SO，RS，PS，OM各种资源现在都围绕流水线各步骤组织和命名，并且模块化，以前用d9中我们需要花不少力气在自己的引擎中组织这些东西，相信以后的引擎对于渲染资源的组织会省下一些工夫。另外资源的重新组织也带来了一些好处，比如Texture和Sampler分开，它们之间不必再有固定联系，只是Sampler的个数仍然有所限制，不过对于单个shader代码来说，除非做bt的事，16个sampler基本上不会不足了。
    另外对于gs，可能目前第一代的dx10卡对于这部分支持还比较弱，gs的效率目前还比较差，恐怕这个以后还需要改进...呵呵，虽然特性很有吸引力。
    Shader方面，在d3d9中，d3dxeffect系统还属于辅助库的东西，其实就是hlsl的一套扩展脚本，基本上接口也比较混乱，基于常量映射和效率的问题，很多引擎仍然倾向使用基本接口，自己构造一套脚本。不过现在effect系统已经集成到核心库，而且也改进了对shader资源的访问效率，接口现在看起来比较合理一些，EffectsPool和EffectPass等的增加都是在朝方便引擎构架方面做改进。看来以后直接使用d3deffect来做shader脚本也是不错的选择（当然，对于ms的做法，既然asmshader可以考虑取消，只要能跟显卡商达成一致，那么原本的hlsl也未尝不可。。。呵呵）。

发完前面那个文章一看才知道是4.1号，呵呵。

顺便说句，计算机计算积分的几种方式。

如果是简单积分或者有固定值，能够得到积分后函数则最好。

另一种是画图表，然后用其他容易表示的函数来近似。

还有一种是将积分看为曲线，分段计算它的值，然后乘于各段的长度，再相加。

另外一种是展开为多项式，截项近似。

最后没办法的办法，只好做查找表。

 

    以前由于硬件限制，很多游戏的天空和地面颜色主要是用贴图模拟，近来硬件的发展，越来越多的游戏开始采用基于比较真实的大气散射模型来实时计算。很多文章的计算最终都将眼睛高度和角度作为参数，这里主要按照Sean O’Neil系列的方法来。

特定波长的光的亮度公式是：

       I_v(λ) = I_s(λ) * K(λ) * F(θ，g) * ∫^Pb_Pa(exp(-b/H0) * exp(-t(PPc, λ) – t(PPa, λ)))ds;

波长的影响主要由散射系数K(λ)表现，其中I_s(λ)是太阳亮度，F(θ，g)是散射函数，主要有Rayleigh散射和Mie散射两种，Rayleigh散射主要是对空气中较小的粒子，主要散射较小波长的波，散射的能量对于光的入射比较对称，Mie散射主要散射空气中较大的粒子，主要散射较长的波，散射的能量在逆光部分比较少。

 

    Rayleigh散射的近似能量分布

 

   较大波长的Mie散射的能量分布

一般可以用Henyey-Greenstein函数来近似以上两种散射公式，即：

       F(θ，g) = (3 * (1 – g²) * (1 + cos²θ)) / (2 * (2 + g²) * (1 + g² – 2 * g * cosθ))^3/2;

角度θ为入射光与观察点之间的夹角。g是取值常量，当为0时公式近似为Reyleigh散射，当取-0.99左右时近似为Mie散射。

    亮度公式中的积分部分

∫^Pb_Pa(exp(-b/H0) * exp(-t(PPc, λ) – t(PPa, λ)))ds;

属于比较麻烦的地方，好在积分曲线变化不是很大，所以对于积分用分段计算再取和来逼近积分的值。其中b是观察点高度在大气层中的比例，H0是大气中平均空气强度的那个高度在大气层中的比例，一般取0.25即可。t(P1P2, λ)是一个出射函数，表示光在P1P2这条路径的能量减少。公式是

       t(P1P2, λ) = 4 * π * K(λ) * ∫^Pb_Paexp(-b/H0)ds;

Pa和Pb分别为观察点和太阳离计算的采样点最近的大气位置，如果观察点在大气中则Pa就是观察点的位置。公式中的积分称为空气的视觉深度(optical depth)，以前一般用预计算查找表来进行，这样不利于在GPU计算，gpugems2中Sean O’Neil重新提出了一种方法来近似计算这个积分，他用图形观察的时候发现在观察角度固定的时候，每个高度上(从0到1)的积分值可以用地面的值(高度为0时候的值)乘于exp(-b/H0)来近似表示，对于地面上每个角度的积分值曲线是一条类似指数函数的曲线，没有很好的表示方式，Sean O’Neil自己根据图形曲线用了一条逼近的公式来计算

Scale(ξ) = H0 * exp(-0.00287 + (1 - cos *ξ)(0.459 + (1 - cos *ξ)

(3.83 + (1 - cos *ξ)(-6.80 +(1 - cos *ξ)5.25))));

式中ξ表示观察角度，0为正上方，1为正下方。

    这样全部问题就可以放到GPU中解决了，对于每个顶点首先从camera到该点(即Pa到Pb)做一些采样(次数越多越能逼近，但计算量也越大)，然后对每个采样点根据角度计算Scale(ξ)，再根据高度计算optical depth以及t(P1P2, λ)，然后根据各段采样长度就可以计算最终的强度。

    地面颜色的计算与此类似，不过增加了一次与原颜色的混合。

           I_g(λ) = I_v(λ) + I_src(λ) * exp(-t(PaPb, λ));

    简单说下，目前是逐顶点计算，随便造的模型，顶点数比较少，效果并不好。用的是sh函数，将光照函数和传输函数分别投影到sh基函数上，得到系数，在shader中做点积，旋转采用的是《Rotation Matrices for Real Spherical Harmonics. Direct Determination by Recursion》中的方法。

    曾有魏文王问名医扁鹊说：“你们家兄弟三人，都精于医术，到底哪一位最好呢？”扁鹊答说：“长兄最好，中兄次之，我最差。”文王再问：“那么为什么你最出名呢？”扁鹊答说：“我长兄治病，是治病于病情发作之前。由于一般人不知道他事先能铲除病因，所以他的名气无法传出去，只有我们家的人才知道。我中兄治病，是治病于病情初起之时。一般人以为他只能治轻微的小病，所以他的名气只及于本乡里。而我扁鹊治病，是治病于病情严重之时。一般人都看到我在经脉上穿针管来放血、在皮肤上敷药等大手术，所以以为我的医术高明，名气因此响遍全国。”

   搬了blog之后，荒芜了这么久。。。
   换了工作，换了城市，本想只是件小事，没想到折折腾腾，一直不得闲，到现在才可以稍微稳定下来。
   简单测试了gpu occlusion cull。按类似gg中的方法：
   渲染之前对objects进行排序。
   然后得到前一帧的结果。
   渲染时打开occlusionquery。
   如果前帧可见则绘制物体。
   如果前帧不可以见则关闭深度和颜色写入，绘制包围盒。

   结果在我自己的程序上帧数只提高了两帧。。。
   ue3也用这个方法做oc，按理不应该这么低效，不过没有仔细测试各部分时间，估计应该是在cpu方面有些瓶颈，有空再仔细测试下。