从强度计算光体积半径

Posted 2023-02-22

【中文标题】从强度计算光体积半径

【英文标题】：calculate light volume radius from intensity

【发布时间】：2014-11-24 00:17:31

【问题描述】：

我目前在计算延迟渲染器的光体积半径时遇到问题。在低光照强度下，体积大小看起来是正确的，但是当光照强度（以及半径）增加时，光照体积似乎越来越小。

我正在计算光体积半径（在世界空间中），如下所示：

const float LIGHT_CUTOFF_DEFAULT = 50;
mRadius = sqrt(color.length() * LIGHT_CUTOFF_DEFAULT);

然后我使用这个值来缩放一个盒子。

然后在我的着色器中计算衰减如下：

float falloff = 5;
float attenuation = max(0, 1.0 / (1+falloff*(distance*distance)));

所以显然我在搞乱数学。衰减应该是线性的，对吧？但是我现在如何正确计算光照体积的世界比例值？

附：因为我打算使用 HDR 渲染，所以灯光颜色可以超过 (1,1,1)。

【问题讨论】：

线性？不。这是二次方，您可以立即判断，因为它基于距离的平方。

【参考方案1】：

不使用该等式，光永远亮着。

plot 1.0 / (1+5*(x*x)) wolframalpha.com：

[编辑] 由于您的灯光颜色值可以高于 1，因此需要将以下 1/255 除以最大的 RGB 分量。

你需要一个门槛。假设您的显示器在黑色之前无法显示比 1/255 更暗的东西，

solve 1.0 / (1+f*(x*x)) = 1/255, x

f 是您的falloff。对于f = 5，有效半径为~7。

您可能会根据您的应用程序稍微增加1/255，您可能不会注意到任何严重错误。或者，伪造一个不是无限的人工衰减函数:)

这里也讨论了这个问题：https://gamedev.stackexchange.com/questions/51291/deferred-rendering-and-point-light-radius，其中函数被调整为在阈值处达到零。

【讨论】：

我现在像这样计算半径：radius = sqrt(colMaxVal*254) / sqrt(LIGHT_CUTTOFF_DEFAULT);，它看起来对我来说是正确的。但现在我有另一个问题：我允许 HDR 的光值高于 1.0 是否正确？有了这个衰减功能，我需要相当高的光照值来点亮更大的区域。我假设要解决这个问题，我必须使用另一个？但这对我来说在物理上看起来很正确......

@C0dR 在这里找到了相关帖子：gamedev.stackexchange.com/questions/21057/…。为了使延迟渲染更有效，您希望保持半径较小，但对于二次衰减，大部分计算仅用于少量添加。出于这个原因，您可能需要更渐进的衰减，添加一个线性组件。