热浪扭曲效果

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);

}