Ambient Occlusion
- 在每一个可看见的点处，它的可看见的正半球面，只有部分可以看到天光，另一部分被周围的几何遮挡住了
Precomputed AO
- 提前烘培出的一张AO纹理
Screen Space Ambient Occlusion(SSAO)
首先从screen打出一条ray，hit到一个点p，从那个点处生成一个球，在这个球的范围内采样多个点
从camera分别向上一步中的采样点发出射线，看是交到screen的哪个像素，取出该像素的depth buffer并与采样点的深度对比，采样点更深说明p被遮挡
根据采样点更深和更浅的数量的比例来估计AO
问题是这个球不太对，应该是半球，沿着法线方向的半球(SSAO+)
HBAO - Horizon-based Ambient Occlusion
- 从某个点发射ray，去找能看到天顶的最大仰角，找一圈就能获得一个看不到天顶的区域
GTAO - Ground Truth-based Ambient Occlusion
- 使用一个多项式拟合方程来计算出一个值，作为AO
Ray-Tracing Ambient Occlusion
- 射线
Fog
Depth Fog
从眼睛处看出去，随着距离的增加，降低透明度
- Linear、Exp、Exp Squared
Height Fog
- 有一个高度，高度以下都是最大的fog值，高度以上的fog以指数的速度递减
Voxel-based Volumetric Fog
把相机空间进行Voxelize（非均匀），离眼睛近的地方切得更密
进行Ray-marching
Anti-aliasing
Reasons
本质是因为屏幕分辨率是有限的
几何的边只要不是横平竖直就会产生aliasing
Texture采样（使用mipmap）
高光采样
Super-sample Anti-aliasing(SSAA) and Multi-sample AA(MSAA)
SSAA：4倍渲染分辨率、4倍z-buffer、4倍frame-buffer、4倍光栅化，最后再滤波
MSAA：4倍z-buffer、4倍frame-buffer、4倍光栅化，最后只对需要的像素计算权重来shading（边缘）
FXAA(Fast Approximate Anti-aliasing)
- 先把颜色转换到亮度空间，然后用一个十字形滤波找到边界：对于一个像素M，找到其上下左右四个像素NSWE，然后算出这五个像素的最大值和最小值，如果最大值和最小值的差大于设定的阈值，就是边界
- 然后对边界处横向和纵向算一下Offset Direction（哪个方向的颜色变化大），横向计算和纵向计算的卷积核有略微的差距，横向计算的卷积核中间一列是负的，纵向计算的卷积核中间一行是负的；对比后先确认是横向还是纵向，确认后再对比是向右还是向左（向上或者向下）
然后进行Edge Searching Algorithm：
把刚才找到的边缘像素对（比如M和N像素是一对）作为初始像素对，然后从垂直方向开始search（比如MN像素对，就是往左右开始找），找到和自己这个像素对差距比较大的两组像素对作为这个边的两端
然后比较左右两端的到M这个像素对的长度，根据长度进行运算，到底是听自己的还是听其他像素的（也就是要混合）
TAA(Temporal Anti-aliasing)
- 这一帧，使用前一帧进行运算，时序上的抗走样
Post-process
Bloom 光晕
人眼类似相机，不能完美聚焦在一个平面
人眼的材质更像是半透明材质，光进来会发撒
方法：
先取出高亮部分：计算Luminace，超过某个阈值就算高亮
先降采样，然后上一个Gaussian Blur，放大后再加回去（有权重）
Tone Mapping 曝光
为了解决阳光直射的地方亮度太高，阴影地方亮度太低，比如天空过曝
使用Filmic s-curve将一个范围，如[0,40]的颜色映射到[0,1]
ACES曲线，更加专业
Color Grading 调色
- Lookup Table(LUT)：原始的一个颜色和我想调到的一个色相空间的映射
Rendering Pipeline
Forward Rendering
按顺序渲染：遍历每一个mesh，遍历每一束光，计算shading
Transparent Sorting
- 有透明物质的话，先绘制不透明物质，多个透明物质需要由远及近地绘制
Deferred Rendering
延迟渲染
先把所有的物体渲染一遍，写到G-Buffer
然后对于每一个像素，计算每一个光的效果
优点：方便加点光源，容易Debug
缺点：G-Buffer很费
Tile - based Rendering
将画面分成块
光也会被切到每一块里
- depth-range optimization：按深度分出一个区域，一个光源只照一个范围内的物体
Forward+(Tile - based Forward) Rendering
Cluster-based Rendering
Visibility Buffer
把几何信息和材质信息剥离，用Visibility Buffer把几何信息存下来
查询效率更高
Real Rendering Pipeline
资源管理，当pipeline很复杂的时候就很难进行资源管理
Vulkan等api开放硬件的api，因为有很多多线程，如果锁加不好就会出问题
Frame Graph
- 表达渲染本身的前后关系、依赖关系
Render to Monitor
Screen Tearing
画面撕裂，因为引擎渲染的每一帧时间是不一致的，但屏幕的帧率是一样
V-Sync Technology：等frame buffer写完以后，等到显示器刷新后一整个显示
Variable Refresh Rate
- 游戏渲染帧率和显示器刷新率同步