华为HMS Core图形引擎服务携手三七游戏打造移动端实时DDGI技术

Posted 2022-01-08 华为移动服务

在2021年HDC大会的主题演讲中提到，华为HMS Core图形引擎服务（Scene Kit）正协同三七游戏一起打造实时DDGI（动态漫反射全局光照：Dynamic Diffuse Global Illumination）技术，该技术已进入验证阶段。

什么是实时DDGI？它能带来什么样的效果呢？

如下是两张对比图，左侧是直接光渲染，右侧开启动态漫反射全局光照，来增加间接光效果。

通过上面两张效果图的对比，我们可以直观的感觉到，左侧图中光照效果比较生硬和单一，不符合实际视觉效果，而右侧开启DDGI后，画面的真实感更强，有更多的细节。

在图形学的渲染技术中，为了实现更为真实和逼真的渲染画面，无论是基于光栅化渲染和还是基于光线追踪的渲染技术，都需要将GI（全局光照：Global Illumination）纳入考虑范围之内。实时性渲染中如何实现GI效果，特别是在移动端的应用，一直是较为困难的问题。不同材质对GI的影响不同，由于漫反射（Diffuse）材质表面会将光照信息均匀地进行散射，因此漫反射GI是GI中影响最大的一个成分。

同时漫反射材质的视点无关属性，因此对于静态光源场景，可以通过离线烘焙光照贴图（Light Map）、光照探针（Light Probe）等方式，将场景光照信息缓存到对应的贴图上，在运行时直接查找贴图进行插值快速计算得到GI结果。如下图所示：

对于动态光源场景，也有RSM（反射阴影贴图：Reflect Shadow Maps）、VPL（虚拟点光源：Virtual Point Light）等GI的计算手段，但是由于忽略可见性项，导致场景中会存在漏光现象。针对这一现象，2019年业内推出DDGI算法，DDGI算法基于Light Probe的管线，将距离信息纳入Light Probe中，通过光追的方式，实现动态光源、动态物体的全局光照，并且较好地解决了漏光问题，可以算是当前最好的全局光照方案GI。

然而由于其依赖硬件设备的RT接口能力，存在平台的限制性，因此原始DDGI方案在移动端无法实现。当前全局光照GI技术，对于动态全局照明要么需要PC、主机等高性能平台，要么则需要提前烘焙以适应移动端的低算力要求，目前移动端没有能提供动态光源、动态物体全局光照GI的方案。

直到不久前，HMS Core图形引擎服务（Scene Kit）提供了一套面向移动端的实时动态漫反射全局光照（DDGI）技术，可扩展到全平台，无需预烘培。据介绍该技术方案是基于Light Probe管线，在Probe更新和着色时提出改进算法，降低原有管线的计算负载。并实现了多次反射信息的全局光照，有效提高渲染真实感，并且满足移动终端设备实时性、互动性要求。

从动态对比图中可以看到，在DDGI开启后，场景的光线效果更加真实，阴影部分的细节展示也更为丰富，对画面的整体展示有了明显的提升。 HMS Core图形引擎服务（Scene Kit）就DDGI技术正在与三七游戏进行合作，相信未来会给手游玩家带去更加不一样的体验。

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