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基于物理的体积云(一)

最近几年Siggraph论文关于体积云的分享,基本都是来自Guerrilla工作室做的游戏Horizon: Zero Dawn,Andrew Schneider分别在2015和2017年分享了他们的技术方案—如何实时渲染真实感体积云?这是地平线中的游戏视频,实时动态云的光散射效果十分惊艳。

相关工作
  1. [Quilez 13]IQ分享了基于raymarching的2D体积云。
  2. [Simul 13]Drive Club游戏用的是TrueSky中间件,它能渲染出逼真的大气效果。

以上工作存在的问题:

  • 仅仅能渲染低海拔的层云(stratus cloud),而不能渲染出蓬松的和层状的平积云(stratocumulus cloud)或积云(cumulus cloud)。
  • 当前的体积方法不能实现特定真实的光照效果。
  • 实时体积云性能和内存消耗大,但此消耗与渲染质量不成正比。

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_cloud_types

地平线提出的解决方案包含云建模和云光照,而性能消耗在主机平台上内存占20MB,时间消耗占2ms。

云的建模
云的渲染