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Bokeh(2)

Lumi | 2017-07-28 22:06:50 | 巴幣 4 | 人氣 328

由於對(duì)上一篇的結(jié)果還是不怎麼滿意，就在認(rèn)真考慮實(shí)作Scatter法的時(shí)候找到了CryENGINE 3 與決勝時(shí)刻：先進(jìn)戰(zhàn)爭的投影片，這才發(fā)現(xiàn)Bokeh特效的眉角數(shù)一數(shù)二的多，對(duì)於Gather法還有許多改善的技巧可以用。上回的Bokeh實(shí)作只有三個(gè)步驟，這回增加到七個(gè)，複雜程度不只倍增，差點(diǎn)生不出來。不過還是照慣例只簡單敘述新的處理步驟：

1. 計(jì)算CoC
在儲(chǔ)存CoC用的texture中，增加了儲(chǔ)存光線擴(kuò)散後的衰減程度。

2. Downsampling

Physically based rendering會(huì)在極端角度下反射回能量極高的光線，造成物體邊緣的某幾顆像素特別亮，攝影機(jī)可能只需移動(dòng)不到一個(gè)像素寬就能造成像素閃爍。而Bokeh計(jì)算需要將原始的HDR圖片縮小成1/4大小，移動(dòng)攝影機(jī)時(shí)同樣也容易造成閃爍。尤其Bokeh效果會(huì)把原本細(xì)小的亮處擴(kuò)大，使得閃爍非常明顯。

▲攝影機(jī)只是稍微退後，某些亮處就改變了

由上圖可以看出，模糊範(fàn)圍比起上回的實(shí)作還要大許多，這也使得閃爍明顯到讓人很煩躁，因此這回特別加了downsampling步驟。為了計(jì)算1/4 texture中的每個(gè)像素，得對(duì)原始圖片做13次採樣。另外在縮小CoC texture時(shí)，為了避免瑕疵而選擇半徑最大的像素。

▲改善後Bokeh的結(jié)果相當(dāng)穩(wěn)定

3. Tile CoC

將CoC以20x20像素為單位切割成許多Tile，找出Tile中最小與最大的CoC，計(jì)算結(jié)果會(huì)用於下個(gè)步驟決定採樣的半徑。在CryEngine與先進(jìn)戰(zhàn)爭的投影片中雖然只有簡單敘述，但要讓最後的畫面不會(huì)看到一塊一塊的Tile還得下許多功夫。

4. Main Pass

上回的採樣點(diǎn)座標(biāo)是先用C++計(jì)算出來，將座標(biāo)寫死在shader內(nèi)，這回改成在shader內(nèi)即時(shí)計(jì)算。使用同心圓式7x7次的採樣，但修改演算法使採樣形狀變成六邊形，光圈值離f/8越遠(yuǎn)越接近圓形，同時(shí)形狀會(huì)稍微旋轉(zhuǎn)。

▲從上到下依序?yàn)閒/8、f/4、f/2

另外加了些上回沒考慮到的要素，光線擴(kuò)散後的能量會(huì)隨著CoC的半徑衰減，靠近攝影機(jī)的物體較能遮蔽遠(yuǎn)處的物體，還有背景重建(background reconstruction)。另外把前景與背景都輸出到同一張圖上，降低一點(diǎn)記憶體用量。

▲無背景重建，只計(jì)算比目前像素還靠近攝影機(jī)的採樣點(diǎn)

▲加入背景重建

5. Prefilter

6. Median filter
步驟5和6是作為取代上回的LOD法的對(duì)策，上回對(duì)main pass生出的1 / 4大小texture做mipmap，使用更低解析度的像素只會(huì)讓畫面品質(zhì)降低，而且採樣半徑越大就得用越低的解析度來彌補(bǔ)採樣數(shù)不足的問題。這回增加的prefilter步驟會(huì)做一次3x3採樣的模糊，接著的median filter也是做3x3採樣，但是取中位數(shù)(median)，用來填補(bǔ)各採樣點(diǎn)中的空隙。