1.游戏引擎随笔 0x29:UE5 Lumen 源码解析(一)原理篇
2.涡旋光束的光和源码夫琅禾费衍射仿真(含部分源代码)
3.CesiumJS 源码杂谈 - 从光到 Uniform
游戏引擎随笔 0x29:UE5 Lumen 源码解析(一)原理篇
实时全局光照的追求一直是图形渲染界的焦点。随着GPU硬件光线追踪技术的光和源码兴起,Epic Games的光和源码Unreal Engine 5推出了Lumen,一个结合SDF、光和源码Voxel Lighting、光和源码Radiosity等技术的光和源码android screenshot源码软件光线追踪系统。Lumen的光和源码实现极其复杂,涉及个Pass,光和源码近5.6万行C++代码和2万行Shader,光和源码与Nanite、光和源码Virtual Shadow Map等系统紧密集成,光和源码并支持混合使用硬件和软件光线追踪。光和源码黄页系统 源码 php
本系列将逐步解析Lumen,光和源码从原理入手。光和源码Lumen以简化间接光照(主要由漫反射构成)为核心,光和源码采用Monte Carlo积分方法估算,利用Ray Tracing获取Radiance,生成Irradiance,最终得到光照值。它的核心是Radiance的计算、缓存和查询,以及这些操作的高效整合。
数学原理上,诱导视频源码 phpLumen依赖渲染方程,通过离散采样近似无限积分。它主要处理Diffuse部分,利用Lambert Diffuse和Ray Tracing获取Radiance。加速结构方面,Lumen利用SDF Ray Marching在无需硬件支持的情况下实现高效的SWRT。
Surface Cache是关键技术,通过预生成的低分辨率材质属性图集,高效获取Hit Point的Material Attribute,结合SDF Tracing,为Lumen提供了实时性能。ck在线源码Radiance Cache则是将Direct Lighting结果保存,便于后续的光照计算和全局光照的无限反弹。
Lumen构建了一个由DF和Surface Cache构成的低精度场景表示,即Lumen Scene,负责Mesh DF更新、Global DF合并和Surface Cache更新。通过Screen Space Probe的自适应放置,Lumen实现了高效的光照追踪和降噪处理。
总体流程包括Lumen Scene更新、Lighting计算和Final Gather,涉及众多数据流和过程,洛天依源码通过3D Texture和Spatial Filtering进行降噪和Light Scattering的处理。后续篇章将深入源码,以更详细的方式揭示Lumen的实现细节和优化策略。
涡旋光束的夫琅禾费衍射仿真(含部分源代码)
涡旋光束是光学涡旋的代表,具有螺旋相位结构,能承载轨道角动量和自旋角动量。拉盖尔-高斯光束是实验中常见的涡旋光束之一,其光场表达式为[公式]。本文以拉盖尔-高斯光束为例,对其夫琅禾费衍射进行了仿真。
夫琅禾费衍射公式为[公式]。本文主要仿真了矩孔衍射、弓形孔衍射和阵列光阑衍射。
矩孔光阑的透过率函数可表示如下[公式]。仿真结果表明,随着涡旋光束拓扑荷数的增加,衍射亮斑的数目也在增加,且具有旋转拖尾的特征。
弓形孔的透过率函数可以看作圆孔光阑与矩孔光阑的差值。仿真结果显示,随着拓扑荷数的增大,衍射级数增多,光强分布基本趋于圆形分布,且同样具有旋转特性。
采用六边形阵列光阑,衍射亮斑数量与拓扑荷数之间存在复杂关系。
部分Matlab源代码如下。
CesiumJS 源码杂谈 - 从光到 Uniform
CesiumJS 源码探索:光照与Uniform的转换之旅
CesiumJS 对光照的处理主要依赖于其底层API与WebGL着色器的交互。尽管它默认只支持一个太阳光,但通过DirectionalLight扩展,可模拟各种光照效果。光在CesiumJS中被转换为Uniform值,以统一的形式传递给着色器执行。
首先,CesiumJS的光照类型主要包括场景默认的太阳光和DirectionalLight,后者允许设定光照方向。例如,官方示例中的《Lighting》展示了如何运用DirectionalLight创建灯光效果。方向光多了一个方向属性,通常表示为单位向量。
在源码中,光照信息通过UniformState对象在每帧渲染时传递给Renderer。这个过程始于Scene.js模块的render函数,其中的uniformState会更新来自FrameState的光照参数。当Context对象执行DrawCommand时,ShaderProgram的_uniforms列表会填充来自uniformState的值,包括那些由AutomaticUniforms自动更新的,如光的属性。
光照Uniform在着色器中的应用十分广泛,如点云着色时使用czm_lightColor,冯氏着色法(Phong)材质通过czm_lightColor进行漫反射和高光计算,Globe.js则在GlobeFS片元着色器中使用czm_lightColor。在Model API的PBR着色法中,czm_lightColorHdr变量在光照阶段的计算中扮演重要角色。
总的来说,CesiumJS的光照系统通过Uniform的转换,确保光照信息在复杂渲染流程中的顺畅传递。然而,深入研究光照材质,特别是在自定义光照效果方面,仍需要进一步学习实时渲染(RealTimeRendering)的知识。