[gdc19]《战神4》中的全局光照技术

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[gdc19]《战神4》中的全局光照技术

安柏霖

​

游戏开发话题下的优秀答主

战神4作为18年的GameOfYear，可以说各种牛逼。

Sony Santa Monica 能够将游戏行业里的旗舰游戏继续推进，并且在品质，设计上都有创新，实属不易。

过程中也是比较曲折，难怪主创看到项目最后成功忍不住泪奔。

这里是全局光照技术的呈现，简单说间接光照在GIVolume+NormalizeEnvMap上终于比较成熟了（《战神4》《蜘蛛侠》都类似做法了），比lightmap有比较明显的优势了，实际应用中完全取代Lightmap比较ok了。

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这里是简要的mindmap，内容不多，但是含金量不错的，对于我们接下来要提升的全局光照方面也颇有启发。

然后这里必须要来一个让我下巴掉地上的东东：战神地图编辑器是在maya里的，木有自己的专属编辑器。。。

GIVolume优劣

这个是作为indirect diffuse lighting的解决方案，之前是用的lightmap，相比lightmap， GIVolume有这些好处：

GIVolume作为一个3D光照信息，本身确实比2D的lightmap方方面面光照能力强很多，包括

• 可以让静态物件，动态物件光照信息更统一（lightmap只能作用在static obj上，动态物件要别的方式来弄，常常不一致）
• 可以给volume fog，particle这种来打间接光照
• 可以增强IBL（image based lighting，或者我们常说的EnvMap），给IBL进一步的空间信息，提升光照属性

pipeline优势：

• 和geometry解耦，lightmap是重要和mesh uv搞飞机真心烦

所以GIVolume最后成为《战神4》的选择，其实也是《蜘蛛侠》和<horizon zero dawn>（感谢

@焖茄子

提供信息）的选择，不知道是不是内部大家沟通的结果，都是sony内部的studio。。。安柏霖：[GDC19]《蜘蛛侠》开发解读(3/4)--Runtime篇​zhuanlan.zhihu.com

GIVolume的技术细节

这个就比较直接了：

• 1m一个voxel的精度来存
• 美术放置box，box内部就会cook GI
• 会有漏光的情况，通过normal方向偏移搞定
• GI里面存2band的SphericalHarmonic系数，和天空的visibility

AO和ambient shadow

战神是用了，ssao+ambient shadow+ao map来达到较好的阴影里的“阴影”效果。

（没有任何ao或者ambient shadow信息）

ssao+ao map(蓝色框里面的)+ambient shadow(红色框里的）

ambient shadow是来自last of us里的。

这里有记录：

https://blog.csdn.net/toughbro/article/details/43876137​blog.csdn.net

采样角色的capsule即可，不赘述。

IndirectSpecularLighting

捕获IBL就不赘述。

这里和CallOfDuty里做法一样，要做一个normalize（作者很委屈的表示这个是他寄几想出来的）。

call of duty的物理光照内容可以看这里：

https://blog.csdn.net/toughbro/article/details/16927505​blog.csdn.net

在战神里是要这样做：

• 把envmap的光照信息做normalize
• 然后用GI的亮度来做最终的indirect specular lighting

这样的理由可以看下图的对比：

可以看到，没有GI信息的时候，IBL带来的反射，在左下有严重的漏光，这是因为indirect specular lighting缺乏空间信息，所以就要从GI中拿。

拿的方式就是 NormalizeEnvMap*GI亮度这样去做。

战神这里总结的很不错：GI提供空间细节，cubemap提供角度细节。

编辑于 2019-07-22

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20 条评论

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  MaxwellGeng2019-10-05

  一米一个SH Probe这种精度，在转角的地方很有可能出现那种明显的明暗变化，不知道可不可以在1m^3的立方体空间内做随机位置多采几张Cubemap多算几次SH然后平均呢？如果没有很随机的实时灯光变化，这种烘焙时增加采样的方法是不是可行呢？

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  Dr Evo2019-07-25

  根本看不懂! 但没关系, 因为是战神, 有奎爷就有赞👍\(≧▽≦)/

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  招招2019-07-22

  sony第一方貌似maya直接内接引擎渲染器当编辑器是标配，顽皮狗、教团1886都是。

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  Key Zhang2019-07-22

  看起来不如全境封锁的那个牛逼，不过根据gi采ibl很有意思

Ragnarok回复Key Zhang2019-07-22

一样的，只不过division是动态算（basis不是sh，而是六个方向），spiderman他们是静态bake sh，效率和质量可能更好，但是不支持tod天气效果等

Key Zhang回复Ragnarok2019-07-22

是的，战神偏线性所以可以全bake，蜘蛛侠这种不用实时的比较奇怪，不知道是不是有什么特殊处理，还是单纯就是多bake几套

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  大萨比2019-07-21

  没什么好委屈的吧。我也是自己想到了以后才看到别人的。COD在算法已经改进了三代，UE4也有自己的混合方法。

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  miccall2019-07-21

  这个givolume和UE的light propagation volume一样吗？

miccall回复安柏霖 (作者) 2019-07-22

那请问一下，UE中相关的功能是什么呢？有没有相关资料？

安柏霖 (作者) 回复miccall2019-07-22

不一样，ue里也有volume概念，但是是用来控制lightmap范围的，light propagation volume和这个做法也是不一样。

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  CGBull2019-07-21

  用Gi强度去控制反射强度么。

  

安柏霖 (作者) 回复CGBull2019-07-22

yeah

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  焖茄子2019-07-21

  作为 17 年的 game of year, 大家应该会对他家用的技术有信心

GuardHei回复焖茄子2019-07-22

18年的

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  焖茄子2019-07-21

  其实地平线也用了 gi volume, 这篇文章的 lighting 章节有讲到: https://80.lv/articles/horizon-zero-dawn-interview-with-the-team/

安柏霖 (作者) 回复焖茄子2019-07-22

好文章，