[sig15]HorizonZeroDawn的云渲染技术

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

由killzone的开发商guerrila带来,guerrila一直作为ps平台上的，甚至业界图形技术的开拓者，这次出品的horizon dawn zero，概念和效果非常吸引人：

这个presentation里面，他们讲的是云的渲染。

在做云的时候，guerrila开始使用真实的照片作为参照来努力（这也是这一代console上面的标准做法了）：

那么在入手研究实现的时候，就会偏向于physicallly based，研究其中的真实物理特点是必经的一步。

modeling

目前的通常做法是使用FBM（fractal brownian motion），也就是多层的，每层不同频率，perlin noise，然后结合ray marching来生成云，这种云也不错：

但是如果想做这样的，就需要额外一些工作：

可以看到图中的云在形状上更加的真实和明显，表面充满了细节，最后guerrila使用的办法是voxel+ray marching和前面提到的FBM并没有本质的不同，但是在modeling的细节上确有一手，使用了2个3d texture，1个2d texture，

第一个3d texture里面放的是perlin noise和worley noise的结合体

perlin noise大家都熟悉了，worley noise是steven worley在1996年提出的，一般用于做caustics（焦散）效果的，worley noise以及和perlin noise结合之后是这样的:

分辨率是128x128，4个channel存放的perlin-worley不同频率的noise。

它用于定义云的大体形状。

第二个3d texture，32x32，3 channel，放不同频率的worley noise。

用于定义云的表面细节。

一个2d texture，128x128，放不同频率的curl noise(可以用于procedural fluid flow的一种noise），用于扭曲云的形状，以及加上一些turbulence的感觉。

局部的云定义好了之后，天气系统还有回一个大的coverage map来定义那里有云那里没有：

Lighting

光照部分，对云的建模，需要考虑到这些因素：

• 作为透明介质--使用beer law
• 云的散射不是均匀地，有更大的几率来向前散射，所以要加一个heney-greenstein function来矫正

• 云的内层比表面更容易受到散射影响，作者称这个为powder effect

都结合到一起：