光线追踪-Unity-ComputeShader实现

Baste

行为动机

学了Games101与Games202 (感谢闫老师分享)， 我感兴趣就是光线追踪这一块
https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
Games最深的内容只讲了BVH 路径追踪与光源采样(入门确实够了)，
但是嘞，
我想在光线追踪中跑PBR！
我想整个体积渲染！
我想做个次表面散射的皮肤！
我想用光线追踪渲染个更好看的Tifa！
我想渲染时间更快一点，而不是每一张图片渲染都等个几十分钟！
抱着这些问题，我就开始找其他的资料，
发现了，RayTracingInOneWeek系列


发现了，用ComputeShader写的光线追踪


还发现，坐我旁边的同事已经开始用 DXR捣鼓光追渲染器了，效果叼得一批，还能实时跑！
我承认，在此之前我对硬件跑光追一无所知，
于是乎，我查了一些资料，发现，原来18年的时候就能跑硬件光追了！



DX12与Vulkan都能跑硬件光追！

于是乎，我也屁颠屁颠地去下了个DX12光追Demo:


https://github.com/microsoft/DirectX-Graphics-Samples
功夫不负有心人，经过一个周末的死命折腾，写了几百行代码(Ctl+C+V)，成功地跑了个牛逼哄哄的光追效果：



这个三角形很特别，它是光线追踪渲染的

但是勒，在无尽的API调用中，我迷失了自己，效果是整出来了，但是我都不知道干了什么！
于是我就开始反思，到底是哪出了问题？想了又想，是基础不牢！是不懂原理！核心的问题在于，我以为自己学了Games101 202，就明白了所有光追的知识了，但实际上却是一个刚刚入门！闫老师说：不推荐初学者去看PBRT，然后我就没去看！但实际上PBRT是包含了光追的大部分内容！因此我重整心态，掏出了我裸考过四六级的勇气去看PBRT，
https://pbr-book.org/
跳着跳着看，结合代码看，终于是有了一点头绪，
然后在去Github上找各种 光线追踪渲染器的源代码，看看他们的算法是怎么实现的，有了这些基础之后，
于是在Unity中用ComputeShader去实现了一版“光线追踪”，
为什么用ComputeShader写光线追踪?
因为用C++学光线追踪渲染太慢，用DXR学不到原理， 因此用ComputeShader非常适合学习光线追踪， 渲染速度还能接受 "所见即所得"！！！
一开始的效果长这样：




随后加入了，PathTracing, BVH，DisneyPBR，MIS，等效果与速度都有了很大的提升



DisneyPBR



反射 面光源



MIS 加快收敛



透射


光线追踪-Unity-ComputeShader
https://www.zhihu.com/video/1549447566420635648
B站高清视频连接：

后续打算:

1.实现PBRT中更进阶一些的算法:双向路径追踪 体渲染 次表面散射等
2.借助硬件的力量，将DXR融到光栅化的实时管线中
3.AI算法降噪？Maybe

最后

欢迎大家加入技术美术交流群(688075253):



TalkArtist

JamesB

Joey同志目前在职还是在校？

acecase

工作了

pc8888888

都已经卖课了[尴尬]