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热浪扭曲效果

2011-01-26 18:34:26
 

热浪扭曲
•          每个人都对自然界中的这种大气效果很熟悉
•          光线在穿过不同密度的介质时会弯曲
 
热微光

•          热空气密度比冷空气小
•          密度影响介质的折射率
•          热空气上升的同时会被冷空气替代, 这会改变光射入眼睛的路线
 
•          渲染场景到RGBA离屏缓存(可渲染的纹理)
•          颜色写入RGB值
•          扭曲度写入Alpha通道
•          绘制全屏长方形到后备缓冲区
•          对离屏缓冲采样以获得扭曲度
•          用扰动贴图来确定扰动向量, 用扭曲度放缩后偏移原始纹理坐标
•          基于扰动纹理坐标的可增长泊松分布(根据扭曲度来进行偏移)
 
扭曲度
•          逐像素判断当前像素被扭曲的程度
•          当光线穿过更多的气体时, 折射程度也相应增加
•          扭曲随场景深度增加
–     开始时把渲染目标的Alpha通道清为1.0,表示最大深度
–     Pixel shader把每个像素的深度写入alpha通道
 
•          深度提供了一个很好的全局扭曲方案, 但是你的美工们希望局部控制
•          热浪几何体可以用来定义扭曲范围, 如热空气出口和喷气发动机尾
•          热浪纹理可以使热浪几何本上的扭曲动起来
 
热度几何体 & 热度纹理

•          像素扭曲度来源来热度纹理
•          扭曲度被深度放大
•          用高度进一步放大 (纹理坐标) 并且 N.V 来避免生硬的边缘
•          扭曲度被写入Alpha通道
 
全屏矩形
 
•          全屏矩形用离屏缓存(可渲染的纹理)来绘制并且用扰动贴图作为纹理
 
扰动贴图

•          一个2D向量储存在红色和绿色通道内
•          在全屏矩形两个方向上卷动贴图并采样两次
•          平均两次采样并把值变换到 [-1.0, 1.0] 的范围内
•          用扭曲度放缩向量
•          结果就是扭曲向量
扭曲向量

•          扭曲向量用于偏移原始纹理坐标
•          向量的大小取决于扭曲度
•          这个新的扰动纹理用于读入离屏缓存
 
可增长泊松分布

•          模糊中心在扰动纹理坐标的中间
•          偏移基于扭曲度
 
扭曲 Shader
float4 main (PsInput i) : COLOR
{
   // fetch from perturbation map with scrolling texture coords
   float3 vPerturb0 = tex2D (tPerturbationMap, i.texCoord1);
   float3 vPerturb1 = tex2D (tPerturbationMap, i.texCoord2);
           
   // scale and bias: (color - 0.5f)*2.0f
   vPerturb0 = SiConvertColorToVector(vPerturb0);
   vPerturb1 = SiConvertColorToVector(vPerturb1);
 
   // average perturbation vectors
   float2 offset = (vPerturb0.xy + vPerturb1.xy) * 0.5f;
 
   // get distortion weight from renderable texture (stored in alpha)
   float4 cDistWeight = tex2D (tRBFullRes, i.texCoord0);
 
   // square distortion weight
   cDistWeight.a *= cDistWeight.a;
 
   // compute distorted texture coords
   offset.xy = ((offset.xy * cDistWeight.a) * fPerturbScale) + i.texCoord0;
 
   // fetch the distorted color
   float4 o;
   o.rgb = SiPoissonDisc13RGB(tRBFullRes, offset, 1.0f/screenRes.xy, cDistWeight.a);
   o.a = 1.0f;
   return o;
}


可增长泊松分布 Shader
float3 SiGrowablePoissonDisc13FilterRGB
(sampler tSource, float2 texCoord, float2 pixelSize, float discRadius)
{
   float3 cOut;
   float2 poisson[12] = {float2(-0.326212f, -0.40581f),
                         float2(-0.840144f, -0.07358f),
                         float2(-0.695914f, 0.457137f),
                         float2(-0.203345f, 0.620716f),
                         float2(0.96234f, -0.194983f),
                         float2(0.473434f, -0.480026f),
                         float2(0.519456f, 0.767022f),
                         float2(0.185461f, -0.893124f),
                         float2(0.507431f, 0.064425f),
                         float2(0.89642f, 0.412458f),
                         float2(-0.32194f, -0.932615f),
                         float2(-0.791559f, -0.59771f)};
   // Center tap
   cOut = tex2D (tSource, texCoord);
   for (int tap = 0; tap < 12; tap++)
   {
      float2 coord = texCoord.xy + (pixelSize * poisson[tap] * discRadius);
 
      // Sample pixel
      cOut += tex2D (tSource, coord);
   }
   return (cOut / 13.0f);
}

 
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