程序化生成:Perlin噪声和Simplex噪声

首先摘抄一段wiki上对于Perlin噪声的介绍:

Perlin噪声(Perlin noise)指由Ken Perlin发明的自然噪声生成算法。由于Perlin本人的失误,Perlin噪声这个名词现在被同时用于指代两种有一定联系的的噪声生成算法。这两种算法都广泛地应用于计算机图形学,因此人们对这两种算法的称呼存在一定误解。下文中的Simplex噪声和分形噪声都曾在严肃学术论文中被单独的称作Perlin噪声。

接下来,我将围绕生成一张2D噪声纹理为目标展开对于几种噪声生成方法的介绍。

Why

为什么我们需要这两种新的噪声生成方法?对于噪声的生成方法,最为平凡的办法当然是对于每个点取一个均匀分布的随机数,如,生成一个\([0,1]\)的uniform随机数,然后直接将其作为灰度值使用:

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实时渲染:屏幕空间反射SSR

从上次面试之后,就寻思着用Unity做一些实时的渲染效果,这个时候就想起了GAMES202作业中的实时屏幕空间反射。

屏幕空间反射效果可以产生微妙的反射,模拟潮湿的地板表面或水坑。这种技术产生的反射质量低于使用反射探针或平面反射(后者可以产生完美平滑的反射)。屏幕空间反射是用于限制镜面反射光泄漏量的理想效果。

屏幕空间反射的本质是利用GBuffer中的Normal, Albedo, Depth几个分量进行屏幕空间(以及view space)的RayMarching,简单的做法是,从摄像机发射一条光线到每个Shader fragment,再根据fragment的法线计算出reflect方向,这样就相当于得到了一条ray的origin和dir。这个时候我们再将步进的射线的z深度与depth texture的值进行比较,即可得到是否intersect,进而进行反射颜色的计算。

实现

首先给Unity的摄像机加上一个material和shader,用类似于opengl的blit方法将渲染目标更改为一个texture传输给shader,这里因为Unity好像没有提供WorldToView矩阵,我们需要自己传给Shader,同时由于需要使用GBuffer中的信息,需要将渲染模式改为deferred(其实也不是必须的,但是使用前向渲染模式需要自己手动额外渲染所需的信息,会造成资源的浪费)。

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