[sig15]HorizonZeroDawn的雲渲染技術

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siggraph15上，advances in real-time rendering in games courses的一篇（http://advances.realtimerendering.com/s2015/index.html）.

由killzone的開發商guerrila帶來,guerrila一直作為ps平台上的，甚至業界圖形技術的開拓者，這次出品的horizon dawn zero，概念和效果非常吸引人：

這個presentation裡面，他們講的是雲的渲染。

在做雲的時候，guerrila開始使用真實的照片作為參照來努力（這也是這一代console上面的標準做法了）：

那麼在入手研究實現的時候，就會偏向於physicallly based，研究其中的真實物理特點是必經的一步。

modeling

目前的通常做法是使用FBM（fractal brownian motion），也就是多層的，每層不同頻率，perlin noise，然後結合ray marching來產生雲，這種雲也不錯：

但是如果想做這樣的，就需要額外一些工作：

可以看到圖中的雲在形狀上更加的真實和明顯，表面充滿了細節，最後guerrila使用的辦法是voxel+ray marching和前面提到的FBM並沒有本質的不同，但是在modeling的細節上確有一手，使用了2個3d texture，1個2d texture，

第一個3d texture裡面放的是perlin noise和worley noise的結合體

perlin noise大家都熟悉了，worley noise是steven worley在1996年提出的，一般用於做caustics（焦散）效果的，worley noise以及和perlin noise結合之後是這樣的:

解析度是128x128，4個channel存放的perlin-worley不同頻率的noise。

它用於定義雲的大體形狀。

第二個3d texture，32x32，3 channel，放不同頻率的worley noise。

用於定義雲的表面細節。

一個2d texture，128x128，放不同頻率的curl noise(可以用於procedural fluid flow的一種noise），用於扭曲雲的形狀，以及加上一些turbulence的感覺。

局部的雲定義好了之後，天氣系統還有回一個大的coverage map來定義那裡有雲那裡沒有：

Lighting

光照部分，對雲的建模，需要考慮到這些因素：

• 作為透明介質--使用beer law
• 雲的散射不是均勻地，有更大的幾率來向前散射，所以要加一個heney-greenstein function來矯正

• 雲的內層比表面更容易受到散射影響，作者稱這個為powder effect

都結合到一起：

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