全局光照和光线追踪区别 (全局光照和光源的区别)

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• 全局光照和光线追踪区别
• 全局光照是光追吗
• [siggraph17]《使命召唤13：无限战争》光照技术

全局光照和光线追踪区别

全局光照和光线追踪的技术不同。

全局光照，或被称为间接光照。

使用全局光照能够有效地增强场景的真实感。

尽管实际应用中只有漫反射全局照明的模拟算法被称为全局照明算法，但理论上说由于反射、折射、阴影的模拟都需要考虑光源对物体的直接作用和物体之间的相互作用，因此也属于全局光照的范畴。

光线追踪跟踪从眼睛发出的光线而不是光源发出的光线，所得结果类似于光线投射与扫描线渲染方法的结果，但是具有更好的光学效果。

光线追踪的最大缺点是性能问题，独立看待每条光线，每次均需要重新计算，计算量非常巨大。

传统光线追踪产生的并不一定是真实效果图，只有在非常近似或者完全实现渲染方程的时候才能实现真正的真实效果图像。

市面上比较流行的全局光照技术

第一种是辐射度转移技术。

辐射度转移技术能够快速计算出场景中每个像素的颜色和光照强度。

该技术通过对场景中的点与周围环境的光照互动进行模拟，可以获得更加细致和真实的光照表现。

但是，该技术不够精细，不适用于需要高精度的图形效果。

第二种是光线追踪技术。

光线追踪技术可以通过反复迭代模拟一条光线在场景中的传播来计算光照效果。

这种技术不需要事先对场景进行任何处理，因而可以在不同场景中更加灵活使用。

然而，该技术需要大量的计算资源，需要使用高性能计算机或者显卡来实现。

全局光照是光追吗

全局光照和光线追踪是密切相关的概念。

全局光照是一种照明技术，它模拟光线在场景中的全面传播，包括直接光照和间接光照。

这种技术能够提升场景的真实感，通过计算光线如何从物体表面反射，产生更加逼真的阴影、反射和光线渗透效果。

全局光照的优势在于它能够提供高度真实感的光照效果。

它通过模拟光线在场景中的多次反射，使得图像看起来更加自然，有助于观众沉浸在虚拟环境中，减少对光照真实性的怀疑。

此外，全局光照还提供了在照明场景时的高度灵活性。

与直接照明技术相比，全局光照不会过分依赖光源的位置和强度，使得创作者在构建光照效果时拥有更多的控制权，尤其是在处理复杂或动态的场景时。

全局光照允许进行更精细的调整和微调，以实现所需的光照效果。

然而，全局光照的实现通常依赖于光线追踪技术，这需要更多的计算资源，如高性能的显卡和处理器。

这导致了在实时渲染中可能需要牺牲一定的实时性来换取更高的图形质量。

在游戏行业中，光线追踪技术的应用带来了更加逼真的视觉效果，但同时也带来了性能挑战。

因此，许多游戏采用了混合渲染技术，结合了光线追踪和传统渲染方法，以实现性能与视觉效果之间的平衡。

[siggraph17]《使命召唤13：无限战争》光照技术

《使命召唤13：无限战争》的光照技术，是《使命召唤》系列游戏的标志性特点，经过多方面的合作和优化，为玩家带来了更加真实的游戏体验。

在SIGGRAPH17大会上，由Infinity Ward团队带来的《使命召唤13：无限战争》光照技术介绍，展示了游戏在光照效果上的卓越成就。

游戏在16年发布，成为了该年度的热门产品，全球范围内销量突破1200万套，充分显示了其在市场上的影响力。

其中，光照技术作为游戏核心元素之一，得到了持续的优化和提升，尤其在早期的《黑色行动》系列中，光照技术的应用较为广泛，对《天涯明月刀OL》等游戏的技术方向产生了重要影响。

《使命召唤13：无限战争》的光照技术主要集中在预照明（prelighting）和动态网格可见性（dynamic mesh visibility）方面。

预照明技术通过在场景中放置探测器（probe）来描述低频光照信息，并将光照信息简化为锥体，以描述每个顶点的主要受光情况。

为了处理噪音和透明度问题，游戏团队引入了后处理技术，并通过多个探测器产生丰富的光照效果。

在探测器布局方面，游戏采用四面体（tetrahedron）体素化算法来优化探测器的分布，避免人工摆放带来的低效问题。

这种布局方式类似于四叉树的分割结构，可以根据特定需求（如几何体、导航网格、游戏玩法中的重要点）进行细分，以确保探测器的高效覆盖。

此外，游戏通过使用四面体生成的网格（tet mesh）来优化探测器分布，提高光照效果的准确性。

在解决间接光照问题时，游戏采用了三角深度映射（triangular depth map）技术，通过细分四面体的每个三角形，存储被遮挡的深度信息。

这种方法使得游戏可以准确地表示光线在场景中的传播情况，从而避免了间接光照带来的问题。

总结而言，《使命召唤13：无限战争》的光照技术通过预照明和动态网格可见性技术，以及高效的探测器布局和深度映射技术，极大地提升了游戏的视觉效果，为玩家提供了更加沉浸式的体验。

这一系列的技术创新不仅展示了游戏在光照效果上的深厚积累，也为游戏行业的技术发展提供了宝贵的参考。