Real-Time Volumetric Cloudscapes BookSelectPages
标题中提到的“Real-Time Volumetric Cloudscapes”指的是在计算机图形学中,实时生成三维体积云的方法。描述中的“Book Select Pages”可能意味着这是一个书籍或者文档中的一部分内容,特指选择的页面。由于这是关于渲染技术的书籍,所以可以推断它主要介绍的是实时体积云渲染的技术、方法及其在游戏中的应用。 在内容部分,Andrew Schneider 提到了目前实时云渲染技术的一些局限性。其中,大多数成功的实时体积云方法仅限于低空的模糊且半透明的层云(stratus-type clouds)。他们提出了一个新的解决方案,该方案能够填充天空,产生演化的、逼真的云层效果,包括高海拔的卷云(cirrus clouds)和所有主要的低层云类型,如厚实、浮云状的积云(cumulus clouds)。 在传统的AAA级游戏(指那些预算充足、画面质量高的游戏)中,渲染云的方法通常使用2D的广告牌(billboards)、极地天空穹(polar sky dome images)或者是在运行时实例化的体积云库(volumetric libraries)。对于那些需要不断变化的天空并且允许玩家跨越广阔距离的游戏(如开放世界游戏),存储和访问多角度、不同时间、不同光照条件下的数据成本过高。而且,这些云系统的模拟通常局限在一些技巧或假象上,例如旋转天空穹或者使用2D噪声扭曲图片。 Schneider 还提到一些不依赖于上述资源(2D billboards等)的技术,可以免费在***上找到,例如“Clouds”[Quilez13]。Evolution Studios在游戏Drive Club中使用了一种名为TrueSky的中间件来实现令人印象深刻的气象效果[Simul13]。不过这些方法也存在局限性:它们通常只能描述低空的层云,而不是蓬松且多变的层积云(stratocumulus clouds)或积云。当前的体积方法也没有实现专门针对云的逼真光照效果。而实时体积云在性能和内存方面的成本往往很高,并且产生的结果的质量并不值得这样的开销。 针对上述问题,Schneider 提出了一个新方案,针对了这些问题。即在游戏Horizon: Zero Dawn中,他们开发了一种新的解决方案,不仅能够产生高质量的云效果,还能保证性能和内存上的高效性,使其足以被包含在AAA级游戏之中。 从这些内容中,我们可以总结出以下几点关键知识点: 1. 实时体积云技术的挑战:对于要求高度动态天空和广阔场景的游戏,传统的云渲染方法存在性能与存储成本过高的问题。 2. 体积云渲染的局限:目前技术更多是模拟低空的层云,无法高效地渲染出真实感的高空卷云和具有复杂结构的积云。 3. 现有方法的缺点:不依赖于特定资源的体积云技术通常只限于描述低空云,未包含云特有的逼真光照效果,同时实时云渲染在性能和内存消耗上非常昂贵。 4. 新方案的提出:为了解决现有方法的不足,提出了一种新的体积云渲染技术,该技术可以高效地在内存和GPU上运行,且能够产生更为真实且多变的云效果,并且包含了之前实时渲染中未实现的云的体积光照效果。 5. 游戏Horizon: Zero Dawn中的应用:新方案被应用在该游戏中,能够在游戏中实现实时变化且高质量的天空云景。 从这些关键知识点中可以看出,实时体积云渲染是图形渲染领域的一个技术挑战,它不仅关系到视觉效果的真实感,也直接关联到游戏和模拟环境的性能表现。随着技术的不断发展,可以预期未来会有更多的方法和改进来提升实时云渲染的效果和效率。
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