[sig16]《使命召唤》中的全局光照技术

Treyarch是《使命召唤：黑色行动》系列的开发商，使命召唤系列的成功不必细说，treyarch也是一个在技术上很有探索的公司，在《使命召唤：黑色行动》1中率先使用基于物理的光照系统，可以说对这个技术的流行起了巨大的推动作用（参见《引爆点》，卖座作品中使用好的技术，促成引爆点）。
这里谈的是全局光照技术
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主要是使用irradiance volume系列的技术，但是在编辑器，数据收集组织方式以及一些出现瑕疵的地方做了更好的处理，达到更加成熟的水准。

关于irradiance volume
这个概念已经出现相当多年了，本blog这里有介绍。
在实际游戏中，本blog中第一次介绍到是在black rock的09年siggraph上的文章
可以看这个图：

这是一个典型的情况（图来自farcry3的paper），就是把空间分割成一定的粒度（一个个小立方体，volume），然后在这个volume中收集光照信息，作为这个volume中物体的光照信息。

光照信息收集

光照信息的收集是ray-tracing+IBL(image based lighting)。
但是这个ray tracing不是我们常说的在cpu上面做的那种，是一个基于repproject-cubemap的方式来大大加速。
这个reproject cubemap在最近的反射中常常提到，比如这个
cubemap带上深度值之后就可以做到parallax correct。
场景里，放一系列的probe，做光照信息捕捉，拿到光照信息，更重要的是和场景模型相关的深度信息。

进而，我们做ray tracing，根据深度信息，决定到哪一个probe中的哪一个地方去取光照信息（称作reprojection），这个只要geometry不变，结果就不变，下图中每一个小点可以认为是一个trace的线。

然后可以反复做bounce（因为reprojection信息已经cache住了，所以后面做起来会比较快）。

存储光照信息

使用ambient cube来存储光照信息

一般有spherical harmonics系数等等，这个也并没有信息存储上的很大优势，甚至感觉只是说出来酷一点。
ambient cube就是贴图上直接存储6方向的光照信息，然后gpu中直接使用normal来读取，也可以利用到hardware trilinear filter非常的简单直接。

漏光问题解决
由于volume所覆盖的信息常常是粒度太大，导致粒度小得多的mesh，会有出现漏光，隔壁的光照过来等等。
也有一些算法可以处理，但是在产品角度来看，不能完美，这里高度的“可靠性”就非常的重要了。
这里的处理，是走工具路线；

可以自己把volume分割成多种形状，每个volume就不影响其形状以外的部分，这样就形成了对于漏光问题的“绝对控制力”。
ppt里没有说清除，放了一个问号，大概是有些简单情况，可以自动的生成volume，总不能每一个都美术来放置吧。

反射矫正
有了这个光照信息，对于原来的反射可以做一个亮度矫正，这个倒是赞。

可以看出左边明显是过亮的一个情况。