[翻譯]DOOM(2016) - Graphic Study

02-28

DOOM(2016) - Graphic Study

剛開始前半部分遊戲時的一幀

Mega-Texture Update

第一步做Mega-Texture的更新

在GPU allocate一個16k*8k的texture，每個tile128*128 texel

在每幀一開始，DOOM會update這些VT

Shadow Map Atlas

對於每個投影的光源，會在8k*8k的超大貼圖中使用atlas渲染depth map。但是並不會每幀更新所有的光源depth map。

如果光源照射的範圍都是靜態物體，那麼不需要任何更新，如果範圍內有移動的物體時才需要regenerate。Depth map的大小根據不同的情況變化很大，比如靠近相機的距離。DOOM會優化cache靜態物體的depth，只計算動態物體，然後合成。

Depth Pre-Pass

這遍renderpass只渲染深度，按照玩家的武器->靜態模型->動態模型的順序。實際上，它並不只是輸出depth，對於動態的物體還會輸出velocity

Occlusion Queries

DOOM會做GPU Queries，因為之後幾幀才會拿到結果，所以比較保守

Clustered-Forward-Rendering of Opaque Objects

所有opaque物體和decal直接forward渲染，使用了clustered forward來處理大量光源。DOOM使用了16*8的視域分割，如果簡單的像一般forward+那樣直接處理光源計算，還是會有很多邊界問題。DOOM更進一步把視錐在3D上進行切割，每個block成為cluster，一共3072個cluster（16*8*24），z軸的分割按照log分布。

-首先cpu計算每個cluster需要交互的數據：光源、decal、cubemap…每個cluster最多處理256個光源，256個decal以及256張cubemap

-GPU渲染像素時：

*根據當前像素的depth來確定在哪個cluster

*獲取當前cluster的decal/light list

*遍歷每個light/decal，計算它們的光照

根據3級索引找到light/decal的信息，所以CPU花點時間來整理這些數據可以極大的降低GPU的開銷。最近cluster forward rendering又變的熱門起來，因為相比於deferred去r/w GBuffer，它很高效快速，同時相比於forward，它可以處理更多的光照。

這步renderpass還會輸出兩個thin

GBuffer：Normal和Specular，主要是為了之後做一些後處理比如反射等。

最後，它還會輸出一張160*120的feedback

buffer，給mega-texture用來計算stream哪一層mipmap。Mega-texture需要在renderpass之後來確定需要load哪些texture（不會有突然的popup視覺問題嗎）

GPU Particles

GPU來模擬粒子的位置、速度以及生命周期，根據normal和depth去做碰撞檢測

SSAO

包含specular occlusion，在半解析度上渲染。

SSR

需要depth/normal/specular/上一幀tonemap之前的colorbuffer

Static Cubemap Reflection

相當於IBL，使用預生成的128*128的cubemap，放置在不同的位置，稱之為environment probes，就是之前cluster forward中的probe。當前環境收到5個probe的影響，ps讀取depth/normal/specular，查找當前像素受那些probe影響，計算得出靜態反射貼圖。

Blending Maps

這步cs來混合之前所有的結果

-SSAO

-有效的SSR

-對於SSR失效的區域使用static reflection

-fog effect