UE4的SSR(屏幕空間反射)是如何實現分攤到多幀渲染的?

從表象來看應該是為了降低每幀在屏幕空間光線追蹤的性能消耗,所以分攤到多幀來實現。下面兩種情況下,即使在持續運動的時候,反射的表現效果仍然很不錯。

1.運動的物體在停下來後,物體的反射會在一段時間慢慢把反射補全。

2.相機運動時,物體的反射也會在相機停下來後慢慢補全。


UE4 這個特性不是刻意分幀產生的,而是 Temporal AA 的副產品。

TAA 在運動場景中有非常高的「失敗率」,也就是無法追溯到前幾幀畫面的有效信息。當畫面靜止下來,TAA 命中率就會迅速提高。於是 SSR 也同時享受了超採樣的福利。如果沒有 TAA,UE4 也無法提供如現在你看到這樣的高 SSR 質量,需要融合各種技巧來提升譬如局部環境貼圖什麼的

TAA 其實對於屏幕來說是挺好的技術,一攬子超採樣了幾何,著色,反射。可惜不適用 VR。


類似 stochastic screen space reflection,反射不再是一根反射線,而是一個錐型,錐型頂角根據反射面 BRDF 計算出。為了填補這個錐型所包括的反射圖像,同時為了保證效率僅用較少的反射線,則需要每幀在該反射角範圍內通過隨機分布找出一個隨機反射線,然後用 temporal reprojection 將前幀的結果累積起來。

具體:

1. raytrace pass:第 N 幀,根據 P 點BRDF計算其反射角,根據某種均勻隨機分布(比如 halton)在反射角內找出一個隨機反射線,通過這條線算出反射。

2. temporal reprojection pass:根據第 N 幀的反射,以及第 N - 1 幀的結果,混合出第 N 幀的最終結果。該結果將被用在第 N+1 幀中。

有興趣整合到自己引擎的可以參考:Rendering Monster Hunter Online 第64頁,DX9 也可以用。我們還用到 interleaved sampling,所以需要另外一個 pass 去 de-interleave。

另外:

1. 噪點的問題有很多原因造成,ssr pass 的解析度,temporal filter 的處理,反射面法線精度,場景深度精度等。MHO中有關 SSR 所有計算都是用1/4解析度的(考慮整體效率),所以噪點沒有 DICE 處理的好。同時MHO沒有開啟 motion blur,沒有 motion vector,所以動態物體上的 SSR 最後關閉了。

2. UE 也好,DICE也好,MHO也好,都是用上一幀的畫面去計算反射的,所以100%會有ghost,這個是逃不掉的。

3. UE 所有需要 temporal reprojection 的特效(包括AA,包括他們的 dithered transparency)都共用一個 filter,所以他們的 TXAA 解決所有 reprojection 問題。


TXAA 產生的ghost吧 和前面幾個答主意見一致(逃


我不知道UE怎麼做的。但按道理上可以先用一根ray,再慢慢補充道多跟ray。也可以先用低解析度,在升高。


這就是Temporal AA。

每一幀的畫面和上一幀的最終畫面以一定權重混合。在靜止情況下兩幀畫面基本相同,因而上一幀的像素不會在neighbourhood clamping中被clamp掉,所以會迅速收斂。

你只需要用隨機數抖動SSR的反射向量和屏幕上的每一個像素就行。


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