前向渲染多次渲染过程

Question

我试图将PBR实现到我的简单OpenGL渲染器中并尝试使用多个光照通道，我每次使用一次通过渲染如下：

1-首次通过=深度

2-秒传递=环境

3- [3 .. n]用于场景中的所有灯光。

我使用混合函数glBlendFunc（GL_ONE，GL_ONE）进行传递[3..n]，并且我在每个片段着色器的末尾进行Gamma校正。

但我仍然对输出图像有问题，当我使用纹理贴图时，它看起来很吵。

这些步骤有什么问题或者这个过程有什么改进吗？

Answer 1

所以基本上，你正在计算的是

f(x) = a^gamma + b^gamma + ...

然而，你真正想要的是（并且已经在评论中注明了@NicolBolas）

g(x) = (a + b + ...)^gamma

现在f(x)和g(x)只会在gamma=1等无用的情况下相互平等。你根本无法通过这种方式累加分解非线性函数。

正确的解决方案是在线性空间中将所有内容混合在一起，然后在每个光源的线性贡献的总和上进行伽马校正。

但是，实施此操作会导致一些技术问题。首先，每个通道的标准8位不够精确，无法存储线性颜色值。使用这种格式进行累积步骤将导致强烈可见的色带伪影。有两种方法可以解决这个问题：

1. 为累积帧缓冲使用更高的每通道位格式。您将需要单独的伽马校正通道，因此您需要通过FBO设置渲染到纹理。 GL_RGBA16F似乎是一种特别好的格式。由于您使用的是PBR照明模型，因此您还可以使用[0,1]之外的颜色值，而不是简单的伽马校正，在最终传递中应用适当的色调映射。请注意，虽然您可能不需要alpha chanell，但仍然在此处使用RGBA格式，因此GL规范中的RGB格式根本不是颜色缓冲区格式，因此可能不会普遍支持它们。 / p>

2. 以8位/分量格式存储数据，进行伽玛校正。这里的关键是混合必须仍然在线性空间中完成，因此目标帧缓冲颜色值必须在混合之前重新线性化。这可以通过使用GL_SRGB8_ALPHA8格式的帧缓冲并启用GL_FRAMEBUFFER_SRGB来实现。在这种情况下，GPU将片段颜色写入帧缓冲区（当前是片段着色器时）会自动应用标准sRGB伽马校正，但在访问这些值时也会导致sRGB线性化，包括混合。部分＆＃34; 17.3.6.1混合等式＆＃34;中的OpenGL 4.6 core profile spec个状态：

     

   如果启用FRAMEBUFFER_SRGB并且帧缓冲附件的FRAMEBUFFER_ATTACHMENT_COLOR_ENCODING值对应   目标缓冲区为SRGB（参见第9.2.3节），R，G和B目的地   考虑颜色值（从定点转换为浮点之后）   为sRGB色彩空间编码，因此必须在它们之前进行线性化   用于混合。每个R，G和B组件都以相同的方式转换   在8.24节中描述了sRGB纹理组件。

方法1将是更通用的方法，而方法2有一些缺点：

• 线性化/描述化多次完成，可能会浪费一些GPU处理能力
• 由于仍然只使用8位整数，整体质量会更低。在每个混合步骤之后，结果将四舍五入到下一个可表示的数字，因此您将获得更多的量化噪声。
• 您仍然受限于[0,1]中的颜色值，并且无法（轻松）进行更有趣的色调映射和HDR渲染效果

然而，方法2也有优势：

• 您不需要单独的最终伽马校正传递
• 如果您的平台/窗口系统支持sRGB帧缓冲区，您可以直接为窗口创建sRGB pixeformat / visual，并且根本不需要任何渲染到纹理的步骤。基本上，请求sRGB帧缓冲并启用GL_FRAMEBUFFER_SRGB就足以使其工作。