エフェクト-SSAO

エフェクト-SSAO †

Screen Space Ambient Occlusion。
スクリーンスペースで遮蔽計算を行う。

以下のロジックはまだ綺麗に出来ていないので改善点はあります。

参考サイト †

床井研究室
　http://marina.sys.wakayama-u.ac.jp/~tokoi/?date=20101122
　

計算 †

サンプル点の計算。 †

今回はランダムサンプル。計算式は床井研究室さん参考。
ここで計算した数値を、Uniformで2パス目のシェーダに渡す。

// サンプルする最大数
const int SampleMax = 100;
// サンプルする半径
const float SampleRadius = 0.1f;
// 格納場所
float sample_list[SampleMax][3];

for (int i = 0 ; i < SampleMax ; ++i) {
  // 床井研究室
  //   http://marina.sys.wakayama-u.ac.jp/~tokoi/?date=20101122
  // crytek方式（半径Rでランダムサンプル）
  // v = [-1, 1]の乱数
  // u = [0, 1)の乱数
  // w = [0, 1]の乱数
  // R = 半径
  // r = w * R
  // x = r * sqrt(1 - v^2) * cos(2 * PI * u)
  // y = r * sqrt(1 - v^2) * sin(2 * PI * u)
  // z = r * v
  float v = static_cast<float>(rand()) / RAND_MAX * 2.0f - 1.0f;
  float u = static_cast<float>(rand()) / (RAND_MAX + 1);
  float w = static_cast<float>(rand()) / RAND_MAX;
  float r = w * SampleRadius;
  float t = 2.0f * M_PI * u;
  float sp = sqrtf(1.0f - v * v);
  float cn = cosf(t);
  float sn = sinf(t);
  sample_list[i][0] = r * sp * cn;
  sample_list[i][1] = r * sp * sn;
  sample_list[i][2] = r * v;
}

描画パス †

事前準備としては、Deferred Renderingを行い、2パス目の部分に計算を追加する。
また、1パス目にはModelView行列と計算した座標を出力しておく。

// サンプリング最大数
#define SampleMax 100

// サンプル点の補正係数
#define SampleRatio 2.5

float3 SamplingPoint[SampleMax]; // Uniform サンプリングするポイント
float4x4 proj_matrix;            // Uniform 1パス目のモデルを描画したProjectionMatrix


float4 normal = tex2D(normal_sampler, tex_coord0); // 1パス目の法線テクスチャ
float4 position = tex2D(position_sampler, tex_coord0); // 1パス目の座標テクスチャ
float4 depth = tex2D(depth_sampler, tex_coord0); // 1パス目の深度テクスチャ

// occlusionの計算
int count = 0;
for (int i = 0 ; i < SampleMax ; ++i) {
  // サンプルする座標をずらす
  float4 pos = mul(position + float4(SamplingPoint[i], 0.0f), proj_matrix);
  
  pos /= pos.w;
  // テクスチャ座標に
  pos.xy = pos.xy * 0.5 + 0.5;
  pos.y = 1.0 - pos.y;
  
  // サンプルした方が、1パス目の深度より手前にあれば遮蔽されていない
  if (pos.z < tex2D(depth_sampler, pos.xy).z)  ++count;
}

// 補正を入れ、遮蔽されていない数を最大サンプルで割る
float ao = min((count * SampleRatio) / float(SampleMax), 1.0);

参考 †

・深度
　

・SSAO抽出結果
　

・通常シェーディング
　

・SSAO付きシェーディング
　靴とかの辺りがチラッとだけ。
　もっときっちりやらないと見栄えが良くならないかも。
　

シェーダコード †

1パス目：deferred_shading.fx
2パス目：ssao.fx