- 概要
- 讲了quad displacement mapping，其鼻祖是parallax mapping.parallax mapping的原理：就是在渲染物体的时候多加一张表是物体表面坑洼成都的depth map，然后在tangent空间做一个简单的raymarch：所渲染的点实际上是个坑,根据depth map可以知道这个坑的半径大小，于是可以沿着tangent space的view向量做个ray march，最终得到视线实际会碰撞到的表面点的uv，再在那一点上采normal、diffuse等来做surface shading。简单的办法很耗：因为ray march做linear search不光需要好几步、还有可能一步直接穿透了薄的几何表面。
- 以往类似的技术
- relief mapping：linear search+binary search（在发现某一步穿透后再这一步和之前一步间做binary search）
- parallax occlusion mapping(POM)：不用最后的binary search，而是用最后两点的depth值做权重差值。据说也能得到和relief mapping差不多的效果，而计算就简化了
- cone step mapping：需要额外的precomputed数据：cone map。就是在depth map的每个像素点上计算一个cone（方向都是垂直平面朝上），cone用来描述这个像素所在的坑的大小（假如旁边像素比较矮、则cone的开口角度会特别大，反之如果周围都是比当前像素高很多的高地（当前像素在深坑里）则cone开口角度会特别小。这样cone map就conservatively地描述出了表面上方地空着的空间，raymarch的时候在每个像素点不再使用固定步长做步进，而是直接让ray和cone相交、求交点，再从交点开始下一步迭代。
- relaxed cone step mapping：cone step mapping的一个问题是：由于cone map是conservative，每个cone的开口角度都会比较小，导致每一步的步子都不大。所以relaxed cone step mapping把cone map的生成方式做了修改：保证ray在cone里走的时候有可能能穿过depth map表面、但是最多只穿过一次（不会出现穿透薄墙的情况）。这样每个cone的开口角都能大不少
- QDM原理
- 可以归类为用了precomputed data的方法。额外的数据是depth map的mip，且每层mip是那一块的max.
- traverse的流程就成了先按照大的mip来traverse，如果整块的高度都在当前ray一下则跳过，否则descend mip
- QDM的optimization
- Convergence speed-up.在每次跨过block boudary的时候提高采样mip，为了避免在刚开始descend几次后以后就一直再用小步长的情况
- Fixed search step count. 当视线平行地表的时候还是无论如何都对不了，所以需要个上限
- Linear filtering step. 就是在第一次penerate surface后的处理，这里选择了POM的方式，做个差值
- LOD scheme. iteration数应该和view的角度有关，越是平行，需要的iteration越多。而且离得远的情况下甚至不需要细化到mip0也不会有视觉上的不同
- Storage. 因为这里的depth map是要精确数据，所以推荐无损
- Comparision. 512一下时似乎RCSM有优势，不过RCSM要预烘焙很久。。。
- self-shadow
- 最耿直的做法：先到的P（parallax offset point，要得到这个得先从view做raymarch），然后从light往P做raymarch，看是否被遮蔽。要软阴影得多来几次
- POM提出了一种软阴影方法（horizon visibility queries）:算shadow coefficent，在raymarch的每一步算height的diff和sample距离的比值（高度差距离比).但是要效果好就得多采几步
- QDM的搞法:基本上还是POM的思路，只不过是更有QDM的特色了---在远处使用糙MIP（因为远处的sample的影响更小，所以用糙IMP代替）
- AO
- 没啥花样，耿直地用sample采样来积分。说是jittered比单纯翻倍sample要好
- Surface Blending
- alpha blend, 没啥好说的
- Raytracing Blended Surfaces
- 首先这个不是alpha blend，完全不同。
- 最耿直地做法是分别raymarch每一层，然后对结果做blend.N次raymarch，耗
- 如果用了per-vertex来blend的话，同一个点在不同view下看的时候会用不同的vertex差值到的值来blend，会有不同的显示结果，hence，view dependent。
- 解决办法是用per pixel的blend数据。而且是搞成在每一步把4层的depth blend成一个depth用来算intersection
- Height field blend
- 加了要给顶点上的blend weight,用来加入更改多的variation，但是，这导致了view dependent float的问题
- 一个微小的改动:不是要把4个channel的depth给weighted blend起来了，而是直接找最大的。这样比起之前的方法，depth的值变大了，所以更容易相交了，所以需要的步数减少了、所以性能提升。。
- QDM with Height Blending.mip相关的，有些特殊的地方
- two worlds2的case study
- General terrain blend.
- 用的是linear search + piecewise approximiation（POM？)
- vertex blend(会有floating)
- 用了height blend optimizaiton
- parallax可以在每块上switch off
- Special terrain features.
- 细节用decal（犯得着么。。。）
- 用QDM+softshadow
- General object surface.
- linear search+piecewise approximiation
- 对于有quality需求的用QDM+1024
- Surface Rendering Pipeline
- 提到了一点：小尺寸贴图converge特别快，所以要美术去blurr
- 反复提到了一点：很多属性是生成出来的（说是为了内存，可是你生成出来就不占内存了么？难道是在shader里生成？那真是服了）
- 在city里， specular term都是从diffuse生成的。说是会用一个美术可选的特殊function来modify
- terrain更狠。只需要一张32bit的DXT5 RGBA，从这里生成normal、specular roughness，intensities
- 存疑的地方
- RCSM的生成算法，感觉有点问题，应该只是个近似的算法，似乎不能100%保证用了RCSM就不会有穿透。
- reference
- GPUGem3C18. Relaxed Cone Stepping for Relief Mapping
- UE4中的parallax occlusion mapping
https://www.youtube.com/watch?v=4gBAOB7b5Mg