大气散射和天空几何

Question

我试图在我的图形（游戏）引擎中根据gpu gems文章link实现大气散射。该文章的一个示例实现使用了一个天幕。我的场景不同 - 我不会渲染 整个地球的气氛，从空间也可以看到，但一些有限的平面（矩形） 带有物体的区域，例如赛道。事实上，这是许多游戏中最常见的场景。现在 我想知道如何在这种情况下渲染天空：

1.我应该使用什么样的几何体：天幕，天空盒或全屏四边形 - 然后我必须这样做 将几乎所有计算都移到片段着色器中，但我不知道它是否具有术语感 质量/性能？

2.如何在场景中放置天空几何图形？ 我的想法： 我有一个半球（skydome）几何体，半径= 1，中心在vec3（0,0,0） - 在物体空间。 那些顶点被发送到大气散射顶点着色器：

layout(location=0) in vec3 inPosition;

接下来，在顶点着色器中，我以这种方式变换顶点：

v3Pos = inPosition * 0.25f + 10.0f;

制服 v3CameraPos = vec3（0.0f，10.0f，0.0f），均匀 fInnerRadius = 10.0f，均匀 fCameraHeight = 10.0f

然后我纠正了内/外半径比（10 / 10.25），对吗？我还向顶点着色器发送了一个设置位置的模型矩阵 半球到移动摄像头vec3的位置（myCamera.x，myCamera.y，myCamera.z）：

vec4 position = ProjectionMatrix * ViewMatrix * ModelMatrix * vec4(inPosition, 1.0);
gl_Position = position.xyww; // always fails depth test.

半球与相机一起移动（仅围绕半径为1的相机周围的一些空间，但是 它也总是无法进行深度测试。）

不幸的是，我得到的天空颜色不正确：screen1

3.关于＆＃34;天空曲线＆＃34;？这张照片展示了我的意思：image1 我该如何设置天空曲线？

编辑1 - 调试：在顶点着色器中，我指定了＆＃34;最高＆＃34;的v3Pos位置。半球顶点：

vec3 v3Pos = vec3(0.0f, 10.25f, 0.0f);

现在整个天空都包含该顶点的颜色： screen2

Answer 1

这是我的简化大气散射

• https://stackoverflow.com/a/19659648/2521214

在室外和室内氛围中工作

1. 对于真实散射您需要通过大气深度计算曲线积分

   所以你需要知道大气在哪个方向上有多厚。您的地形是“平坦的QUAD +/-一些颠簸”，但您必须知道它在地球上的位置(x,y,z)和正常(nx,ny,nz)。对于大气，你可以使用球体或类似椭圆体，除非你想要实现整个散射（通过面积而不是曲线整合）过程，那么你真正需要的只是从相机到大气结束的光线长度。

   因此您也可以使用预先计算的大气边缘距离进行cube-map纹理，因为平坦区域内的移动并不重要。

2. 您还需要太阳位置

   可以简化为每天绕地球轴旋转1次，或者你也可以实现季节轨迹移动

3. 现在就在用天空渲染填充屏幕之前

   你可以在着色器中完成所有操作。一个Quad足够了。

   片段中的

   ：从立方体贴图或从大气球/椭圆体的像素方向交点获取大气厚度，然后进行积分（完整或简化）。将颜色输出到屏幕像素

Answer 2

只要（a）它覆盖scren并且（b）为片段着色器提供v3Direction的合理值，使用几何形状并不重要。对于所有情况来说，典型的实地游戏就像一个有赛道的游戏，天空将落后于所有其他物体，因此准确的Z并不是一件大事。