華為HMS Core圖形引擎服務攜手三七遊戲打造移動端實時DDGI技術

HMSCore發表於2021-12-17

在2021年HDC大會的主題演講中提到,華為HMS Core圖形引擎服務(Scene Kit)正協同三七遊戲一起打造實時DDGI(動態漫反射全域性光照:Dynamic Diffuse Global Illumination)技術,該技術已進入驗證階段。

什麼是實時DDGI?它能帶來什麼樣的效果呢?

如下是兩張對比圖,左側是直接光渲染,右側開啟動態漫反射全域性光照,來增加間接光效果。

通過上面兩張效果圖的對比,我們可以直觀的感覺到,左側圖中光照效果比較生硬和單一,不符合實際視覺效果,而右側開啟DDGI後,畫面的真實感更強,有更多的細節。

在圖形學的渲染技術中,為了實現更為真實和逼真的渲染畫面,無論是基於光柵化渲染和還是基於光線追蹤的渲染技術,都需要將GI(全域性光照:Global Illumination)納入考慮範圍之內。實時性渲染中如何實現GI效果,特別是在移動端的應用,一直是較為困難的問題。不同材質對GI的影響不同,由於漫反射(Diffuse)材質表面會將光照資訊均勻地進行散射,因此漫反射GI是GI中影響最大的一個成分。

同時漫反射材質的視點無關屬性,因此對於靜態光源場景,可以通過離線烘焙光照貼圖(Light Map)、光照探針(Light Probe)等方式,將場景光照資訊快取到對應的貼圖上,在執行時直接查詢貼圖進行插值快速計算得到GI結果。如下圖所示:

對於動態光源場景,也有RSM(反射陰影貼圖:Reflect Shadow Maps)、VPL(虛擬點光源:Virtual Point Light)等GI的計算手段,但是由於忽略可見性項,導致場景中會存在漏光現象。針對這一現象,2019年業內推出DDGI演算法,DDGI演算法基於Light Probe的管線,將距離資訊納入Light Probe中,通過光追的方式,實現動態光源、動態物體的全域性光照,並且較好地解決了漏光問題,可以算是當前最好的全域性光照方案GI。

然而由於其依賴硬體裝置的RT介面能力,存在平臺的限制性,因此原始DDGI方案在移動端無法實現。當前全域性光照GI技術,對於動態全域性照明要麼需要PC、主機等高效能平臺,要麼則需要提前烘焙以適應移動端的低算力要求,目前移動端沒有能提供動態光源、動態物體全域性光照GI的方案。

直到不久前,HMS Core圖形引擎服務(Scene Kit)提供了一套面向移動端的實時動態漫反射全域性光照(DDGI)技術,可擴充套件到全平臺,無需預烘培。據介紹該技術方案是基於Light Probe管線,在Probe更新和著色時提出改進演算法,降低原有管線的計算負載。並實現了多次反射資訊的全域性光照,有效提高渲染真實感,並且滿足移動終端裝置實時性、互動性要求。

從動態對比圖中可以看到,在DDGI開啟後,場景的光線效果更加真實,陰影部分的細節展示也更為豐富,對畫面的整體展示有了明顯的提升。
HMS Core圖形引擎服務(Scene Kit)就DDGI技術正在與三七遊戲進行合作,相信未來會給手遊玩家帶去更加不一樣的體驗。

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