笔记
SSAO介绍
AO
环境光遮蔽，AmbientOcclusion。一种模拟光线到达物体的能力和粗略的全局方法。
SSAO
屏幕环境光遮蔽，Screen Space Ambient Occlusion， 一种实现环境光遮蔽遮蔽效果的渲染技术。通过获取像素的深度缓冲、法线缓冲来计算实现，来近似的表现物体在间接光下产生的阴影
历史
AO在Siggraph 2002年会由ILM展示
2007年，Crytek将SSAO应用于孤岛危机
原理
tangent其实是半球面上 随机的一个向量（随机的方法参考下文）
第二步：
_SampleKeneralRadius ： 采样半球的半径长度
第三步：
因为都是在观察空间下进行的计算，所以得到randomPos后，乘以投影矩阵，再视图映射即可得到相应的屏幕坐标
rclipPos ：即是球面上的点
SSAO优化
1. 随机正交基
应用于求法向半球的正交基时，其第二步生成随机变量。
如果从天空盒的位置产生半球，采样到深度差很大的球体遮挡会产生ao，导致天空的像素上有阴影
改成：
4. AO累加平滑优化——AO权重
烘培AO
三维建模软件烘培
烘培AO到纹理
优点：
- 单一物体可控性强(通过单一物体的材质球上的AO纹理贴图)，可以控制单一物体的AO的强弱；
- 弥补场景烘焙的细节，整体场景的烘焙(包含AO信息)，并不能完全包含单一物体细节上的AO，而通过三维建模软件烘焙到纹理的方式，增加物体的AO细节。
- 不影响其(Unity场景中)静态或者动态。
缺点：
- 操作较其它方式繁琐，需要对模型进行UW处理，再进行烘焙到纹理。
- 不利于整体场景的整合(如3DMax烘焙到纹理，只能选择单一物体，针对整体场景的处理工作量巨大)；
- 增加AO纹理贴图，不利于资源优化(后期可通过其它纹理通道整合资源)；
- 只有物体本身具有AO信息，获取物体之间的AO信息工作量巨大。
游戏引擎烘培AO
优点：
- 操作简易，整体场景的烘焙，包含AO的选择。
- 不受物体本身的UW影响，Unity通过Generate Lightmap UVs生成模型第二个纹理坐标数据。（TODO！！！不懂）
- 可以生成物体与物体之间的AO信息。
缺点： - 缺少单一物体的细节(可调整参数提高烘焙细节，但换之将增加烘焙纹理数量和尺寸，以及烘焙时间)；
- 受物体是否静态影响，动态物体无法进行烘焙而获得AO信息。
SSAO优缺点
优点：
- 不依赖场景的复杂度，其效果质量依赖于最终图片像素大小。
- 实时计算，可用于动态场景。
-
可控性强，灵活性强，操作简单。
缺点： - 性能消耗较之上述2种方式更多，计算非常昂贵。
- AO质量上要比离线渲染烘焙(上述2种)不佳(理论上)。
SSAO性能消耗
主要在两个方面
AO法向半球的随机采样
- For结构代码
- 采样数：64 x 长 x 宽次AO核心计算
- 每个像素需要采样64次屏幕深度值、法线值
作业
实现SSAO效果
AO图
-
对于其中一个方向。再RayMarching过程中，得到一个最大的horizon angle（水平角）
-
通过horizon angle 和 tangent angle，计算得出AO。（注意这里角度的范围，是实现的细节）
补充函数
之前的SSAO对比HBAO、SSAO
- HBAO性能是有较大提升的，更适用于移动端。HBAO采样数大量减少，如果一个像素采样4个方向，4个RayMarching的话，也即16个采样点。而SSAO 要64个采样点，相当于4倍。其实可以理解为HBAO的通过角度的大小，节约了一部分的采样点。
- 效果上看，HBAO近处的细节相比于SSAO，是会差一截的。原因是步进（RayMarching）是基于屏幕的，越近，像素点之间的信息就越少。
HBAO优化
1. 基础阈值
当sin(H)大于一个bias时，才有ao
2. 非连续问题
只有在半球区域内的遮挡才有效，与避免从天空盒采样到遮挡同理。
原HBAO
公式曲线
原HBAO
添加衰减后的HBAO其它AO
GTAO，Bent Normal，AAO，TSSAO，VXAO，UE4的Distance Filed Ambient Occlusion
参考资料
https://www.bilibili.com/video/BV16q4y1U7S3=2
https://developer.download.nvidia.cn/presentations/2008/SIGGRAPH/HBAO_SIG08b.pdf
https://blog.csdn.net/puppet_master/article/details/82929708文章知识点与官方知识档案匹配，可进一步学习相关知识算法技能树首页概览34296 人正在系统学习中
来源：ybyrz
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