lumen在渲染的时候会走几个步骤:
第一是BeginUpdateLumenSceneTasks对场景的距离场体素重建
第二是UpdateLumenScene更新lumen的场景以及包括用nanite提出并且上传lumen的card
第三是RenderLumenSceneLighting获取lumen光照的直接光与间接光
第四是RenderLumenSceneVisualization可视化探针的获取与设置,体素步进与辐射度设置。
第五是RenderDiffuseIndirectAndAmbientOcclusion中对lumen的探针执行计算获取探针的光照来叠加。
RenderDiffuseIndirectAndAmbientOcclusion
执行到IndirectLightRendering.cpp的RenderDiffuseIndirectAndAmbientOcclusion。
这里主要做的是间接漫反射和环境遮蔽的处理。
他这里有几个跟lumen的探针相关的用法
如果用了ViewPipelineState.bUseLumenProbeHierarchy,也就是跟lumen的探针的层级有关,则执行RenderLumenProbeHierarchy。
其中lumen的LumenDiffuseIndirect.cpp都是关于LumenProbe的处理。
1.RenderLumenProbeHierarchy渲染lumen层级探针
设置参数执行到computeshader的Engine/Private/Lumen/FinalGather/LumenProbeHierarchyScatterLeaves.usf的MainCS。主要是获取探针层级的叶子节点。
FScatterParentProbesCS获取父级
然后通过FScatterParentProbesCS执行/Engine/Private/Lumen/FinalGather/LumenProbeHierarchyScatterParentHierarchy.usf"的"MainCS"获取探针层级的父级的层级。
FReduceProbeDepthBoundsCS深度信息
然后执行FReduceProbeDepthBoundsCS执行到LumenProbeHierarchyReduceDepthBounds.usf的MainCS获取周围像素的最近和最远深度
FAssignEmitAtomicTileOffsetCS探针偏移
然后对8个层级执行FAssignEmitAtomicTileOffsetCS执行到LumenProbeHierarchyAssignAtomicTileOffset.usf的MainCS让8个层级的探针偏移都加上一些。
FBuildHierarchyInfoCS二维转一维
然后FBuildHierarchyInfoCS执行到LumenProbeHierarchyBuildHierarchyInfo.usf的MainCS,核心是想让HierarchyLevelId这八层的二维平铺到一维数组ProbeHierarchyInfoOutput中。
FBuildProbeArrayCS数据压缩
然后FBuildProbeArrayCS执行到LumenProbeHierarchyBuildProbeArray.usf的MainCS
对8层的数据进行压缩并设置成FProbeInfo放入ProbeArrayOutput数组中。
FDilateProbeResolveTilesCS收集范围内的tile
然后FDilateProbeResolveTilesCS执行LumenProbeHierarchyDilateResolveTiles.usf的MainCS,首先会通过GatherEmitTiles收集每个EmitTileCoord的8层下的ProbeStorageCoord,并通过ComputeDistanceToProbe计算最大距离,如果在ProbeInfo.WorldRadius范围内则记录到ProbePerTilesOutput中。
然后找EmitTileCoord周围的几个点再收集范围内的tile到ProbePerTilesOutput中
FResolveProbeIndexesCS剔除
然后是FResolveProbeIndexesCS执行到/Lumen/FinalGather/LumenResolveProbeIndex.usf的MainCS。这里是获取可能的probe并且根据距离剔除掉probe。
FProbeOcclusionTileClassificationCS获取遮挡信息及gbuffer信息
然后FProbeOcclusionTileClassificationCS执行FinalGather/LumenProbeOcclusionTileClassification.usf的MainCS,首先通过gbuffer找到像素的遮挡标记PixelBitmask。然后根据遮挡类型写入TileClassificationOutput中。
FProbeOcclusionTileClassificationCS深度,粗糙度,shader类型
然后FProbeOcclusionTileClassificationCS中还会输出gbuffer的深度CompressedDepthBufferOutput,粗糙度CompressedRoughnessOutput以及shader的类型CompressedShadingModelOutput。
FProbeOcclusionAssignTileOffsetsCS做tile偏移
然后FProbeOcclusionAssignTileOffsetsCS执行FinalGather/LumenProbeOcclusionAssignTileOffsets.usf的MainCS。这里目的是AtomicTileOffsetsOutput输出对ClassificationTileOffset和SharedClassificationTileOffset结合的偏移。分Z_ORDER和非Z_ORDER的模式
FProbeOcclusionAssignTileOffsetsCS做tilecoord写入
然后FProbeOcclusionBuildTileListsCS执行FinalGather/LumenProbeOcclusionBuildTileLists.usf的MainCS。这里基于上一步的偏移把压缩后的uv,也就是CompressedTileCoord写入到TileListOutput[OutputListIndex]中。
FMaskProbesDirectionsCS漫反射与高光反射遮罩
然后FMaskProbesDirectionsCS执行FinalGather/LumenMaskProbesDirections.usf的MainCS计算探针方向遮罩并选择父探针。再cs中会分漫反射和高光的遮罩,通过SampleBxDF来获取遮罩信息放到ProbeDirectionMask。最终输出漫反射和高光的结合ProbeDirectionMask到ProbeArrayInout。
FSetupSelectParentProbeCS或者FSelectParentProbeCS选择父探测器
然后FSetupSelectParentProbeCS或者FSelectParentProbeCS执行FinalGather/LumenProbeHierarchySelectParent.usf的MainCS。
如果是SETUP_PASS则一维数组的DispatchParametersOutput[3 * HierarchyLevel.Id + 0]。如果是FSelectParentProbeCS的话则首先计算第一个父选择的总概率,然后在所有的probe中找到一个最可能的父级probe,然后归一化权重,然后更新探测器的TMax,然后传播方向掩码到父探测器ProbeArrayInout。
ScreenSpaceRayTracing屏幕空间步进probe
然后如果可以用屏幕空间步进的话View.PrevViewInfo.ScreenSpaceRayTracingInput.IsValid()则执行ScreenSpaceRayTracing::TraceProbe。
这里通过FSetupScreenSpaceProbeOcclusionCS执行/SSRT/SSRTTraceProbeOcclusion.usf的MainCS
或者FScreenSpaceCastProbeOcclusionCS执行SSRT/SSRTTraceProbeOcclusion.usf的MainCS。
这里首先InitScreenSpaceRayFromWorldSpace初始化光线,然后CastScreenSpaceRay步进并找到bHit是否命中,最终写入Lighting中,通过OutputProbeRays输出ProbeAtlasColorOutput,这个是包括上一帧的光照和这一帧光照的,ProbeAtlasSampleMaskOutput是输出遮挡信息。
RenderLumenProbe,lumen的probe
如果漫反射接受lumen的方式的话ViewPipelineState.DiffuseIndirectMethod == EDiffuseIndirectMethod::Lumen则执行RenderLumenProbe。通过FLumenVoxelTraceProbeCS,FLumenCardTraceProbeCS来获取颜色,也就是通过meshcard和voxel的形式获取的。
然后通过ComposeFinalProbeAtlas将父探针组合到叶子上。
FTraceIndirectLightingProbeHierarchyCS设置漫反射和高光
然后FTraceIndirectLightingProbeHierarchyCS执行FinalGather/LumenSampleProbeHierarchy.usf的MainCS。主要通过采样probe输出漫反射和高光
DenoiseIndirectProbeHierarchy降噪
最后通过IScreenSpaceDenoiser::DenoiseIndirectProbeHierarchy来增加光幕空间去噪,以清洁全分辨率。
完成整个lumen的层级探针渲染RenderLumenProbeHierarchy。
2.RenderLumenScreenProbeGather屏幕探测器收集
如果用了ViewPipelineState.DiffuseIndirectMethod == EDiffuseIndirectMethod::Lumen则执行RenderLumenScreenProbeGather获取探针数据。
FScreenProbeDownsampleDepthUniformCS降采样
执行Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeDownsampleDepthUniformCS,这里主要通过WriteDownsampledProbeGBuffer写入两帧的差异,也就是得到他的速度。
FScreenProbeAdaptivePlacementCS自适应放置
执行到Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeAdaptivePlacementCS。执行到LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeIndirectCS。这里会判断如果shader不是空的则会执行CalculateUpsampleInterpolationWeights
CalculateUpsampleInterpolationWeights这里是升采样的权重,是对周边四个点的深度比对得到权重的。
然后通过WriteDownsampledProbeGBuffer写入两帧的差异,也就是得到他的速度。
FSetupAdaptiveProbeIndirectArgsCS自适应放置间接参数
执行到Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的SetupAdaptiveProbeIndirectArgsCS
这里主要设置间接光的参数
FScreenProbeIndirectCS屏幕探针间接颜色
执行到LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeIndirectCS。这里会判断如果shader不是空的则会执行CalculateUpsampleInterpolationWeights
CalculateUpsampleInterpolationWeights这里是升采样的权重,是对周边四个点的深度比对得到权重的。
然后如果DiffuseIntegrationMethod == SPHERICAL_HARMONIC则根据之前的升采样的圈子中获取球谐值,最后赋值到DiffuseLighting
如果是DiffuseIntegrationMethod == IMPORTANCE_SAMPLE_BRDF则执行重要性采样方式,
最后将漫反射和高光反射输入到RWDiffuseIndirect和RWRoughSpecularIndirect。
FGenerateCompressedGBuffer写入深度和shader模式
执行Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的GenerateCompressedGBuffer。这里主要输出压缩的gbuffer的深度RWCompressedDepthBufferOutput以及gbuffer的shader模式RWCompressedShadingModelOutput。
3.RenderLumenReflections渲染lumen的反射信息
如果ViewPipelineState.ReflectionsMethod == EReflectionsMethod::Lumen则执行RenderLumenReflections获取反射的信息。
FReflectionGenerateRaysCS反射光线创建
执行Lumen/LumenReflections.usf的ReflectionGenerateRaysCS。如果NeedRayTracedReflections为true则拿摄像机的朝向与法线获取反射方向,返回到RWRayBuffer。如果不是NeedRayTracedReflections则用重要性采样结合ggx来获取ConeAngle并设置到RWRayBuffer的a通道。
FReflectionResolveCS反射灯光信息
执行Lumen/LumenReflections.usf的ReflectionResolveCS。核心是通过TonemapLighting设置为gamma或者线性空间的反射颜色ReflectionLighting。然后根据我们的PDF与相邻PDF的比率重新加权相邻光线。
输出到RWSpecularIndirect。
UpdateHistoryReflections
更新历史的反射信息。
FReflectionTemporalReprojectionCS历史信息混合
执行Lumen/LumenReflections.usf的ReflectionTemporalReprojectionCS。这里主要拿当前的反射颜色跟历史反射颜色混合。
FReflectionPassthroughCopyCS反射颜色拷贝
执行Lumen/LumenReflections.usf的ReflectionPassthroughCopyCS。这里主要还是输出反射信息到RWSpecularIndirect中。输出到LumenReflections.cpp的FinalSpecularIndirect。