OpenGL灯限制

Question

当我阅读RedBook时，我一直很困惑，openGL在场景中最多可以有8个灯（数量取决于实现，但应该是8周）。

但是我可以想象一些需要更多灯光的情况，所以我认为游戏开发中有一个技巧。

例如，你有很长的街道有50个strretlights，或者你可以有20个人的小队都使用手电筒。你如何模拟这些情况？有一个问题，光线只会照亮网格的一部分，而不是光源和物体之间的整个圆锥体，所以如果我们没有100％的清洁空气，也必须进行某种模拟。这样做的方式是什么，游戏运行顺畅？（我还读到所有8个灯都能杀死FPS）

Answer 1

8灯是固定GL管道的限制，您可以在其中启用每个管道，设置模式，参数等。现在您有像素着色器，并且在着色器中完成照明。在那里你可以使用大量的动态（没有烘焙到纹理）灯。您只需要充分提供所有这些灯光的参数（可能在纹理中），并测试着色器能够处理多少个灯光。此外，在着色器中，您可以剔除太弱的光线（对像素值贡献太少）或者只是太远的光线。

更新：带分支的复杂着色器甚至可以生成灯光（想想长街或圣诞树）。它可能比提供大量参数更有效。

Answer 2

照明是计算机图形学中一个非常复杂的主题。

当然，真正重要的是物体照明，模仿现实世界的照明或我们所瞄准的效果。照明环境可以由许多来源组成，以便接近我们试图实现的实际效果。

OpenGL照明实现是动态光源，它是光点抽象，允许“渲染”（即，给出颜色）渲染顶点（用于渲染三角形）。 ......顶点被照亮，为每盏灯获得颜色贡献。

正如您所提到的，渲染过程需要更多时间才能启用更多灯光。为了尽量减少这种情况，您有不同的可能性。

• 光线剔除（不包括改变颜色的光线），这是使用光线属性（距离，圆锥，衰减，视点和遮挡物体）确定的。
• 静态照明，使用纹理模拟永不移动的物体上的光照。

OpenGL固定光源有助于顶点颜色，顶点颜色与其他顶点颜色进行插值，以便对三角形进行光栅化。在几何体由几个三角形组成的情况下，您无法在每个三角形内部看到任何光锥，因为其片段的颜色是三种颜色（三个顶点）插值的结果。

为了获得更精确的照明，软件应以与灯光着色的顶点相同的方式确定每个片段（像素）颜色（像素光照），但正如您所理解的，可能会有比顶点更多的像素。 一种方法是在光栅化阶段计算（使用着色器或OpenGL扩展）光对几何体每个像素的贡献，或使用延迟光照确定像素颜色。

延迟光照使用多个纹理（对应于视口）来存储每个显示像素的光源参数。通过这种方式，您可以在生成图像后执行光计算，为每个像素确定一次像素光贡献，而不是为每个几何像素确定一次。

Answer 3

游戏中使用的一个技巧是用纹理模拟光线。

因此，在您的路灯示例中，“点亮”区域实际上将是更明亮的纹理图像。只有最近的灯光才能获得正确的光源。

有类似的方法，半透明纹理或带有透明圆锥的纹理覆盖场景以产生相同的效果。

不要忘记实时计算阴影等意味着必须从光的角度渲染场景，以计算任何给定位置的光强度。因此，在实际渲染场景以进行显示之前，对于8个灯光，您将渲染场景（或场景的一部分）最多8次。即使这是在GPU而不是CPU上完成的，也是非常昂贵的。