预计算 Irradiance Volumes：提升游戏全局光照效果

"Tatarchuk Irradiance Volumes - Natalya Tatarchuk的3D应用研究组在ATI Research, Inc.的工作成果，探讨了实时和离线渲染中全局光照的使用，特别是针对游戏场景的预计算 Irradiance Volumes 技术，以解决静态场景的全局光照和动态物体光照不一致的问题。" Tatarchuk的文章主要关注游戏中的全局光照问题，尤其是在实时渲染中如何实现更加真实、物理基础的光照效果。全局光照是让场景看起来更加逼真的关键因素，但传统的光贴图方法只能应用于静态场景，无法处理动态物体的光照变化，导致动态对象与全局光照环境的不协调。 文章首先回顾了辐射、光照和光照传递的基本概念。辐射（Radiance）描述了光能的传播，而光照（Irradiance）是单位面积接收到的辐射量，光照传递则涉及到光从一个表面到另一个表面的传播计算。这些是理解全局光照的基础。 接着，文章介绍了球谐函数（Spherical Harmonics）。球谐函数在光照计算中用于近似表示复杂的环境光照，通过投影、梯度计算和评估来简化光照的计算过程，使其能在有限的计算资源下进行实时处理。 Irradiance Volume 是解决上述问题的关键技术。这是一种预计算的3D光照数据结构，包含了一系列扩散光照样本，可以理解为一个三维的光照贴图。文章讨论了两种细分策略：均匀细分和自适应细分。均匀细分在体积内保持一致的采样密度，而自适应细分则根据光照变化的复杂性动态调整采样，以提高效率。此外，还涉及了在采样点之间进行插值的方法，以平滑光照变化并减少锯齿效应。 总结来说，Tatarchuk提出的Irradiance Volumes 方法旨在预处理阶段尽可能多地完成全局光照的计算，创建一个3D光照地图来存储静态场景的光照信息。对于场景内的动态对象，通过预计算的辐射传递（Radiance Transfer）来确保它们在光照环境中的表现与周围静态环境相协调。这种方法能够提供接近实时的全局光照效果，显著提升游戏画面的真实感，同时克服了传统光贴图技术的局限性。 这种技术的引入，为游戏开发者提供了一种有效工具，可以在不牺牲性能的前提下，实现更高质量的光照效果，为玩家带来更加沉浸式的游戏体验。