[siggraph19]《荒野大镖客2》的大气云雾技术（2/3）
研发的本原的样子
接下来我们看第二部分，这部分主要谈渲染部分，包括scattering 和lighting的render，相对内容也多一些。
可以说这部分是本片重点所在，笔记部分基本上是大家看了原文之后大致能记住的部分，实际上原文涵盖的内容要更多更杂，然后这背后还有更多的探索和尝试，因为篇幅的原因没有写出来。
读的时候完全没法像一些论文，尤其是少项目而重理论和demo向的，可以简单的做抽象和总结，可以“一句话说清楚”。
实际像《荒野大镖客2》这样的项目，这个就是研发中所面临的问题，理论惨杂着妥协与变通(hack)，并且要覆盖极高的复杂度。
实际做的时候，宏观的视野？是的；扎实的理论？是的；扎实的engineering？是的；充分的耐心？是的；灵活的变通？是的；
像我个人之前做《天涯明月刀》《无限法则》相关的技术分享，ppt写的时候往往写的“重点突出”，“易听易懂”甚至还带着两个笑话；
而实际上，做项目开发中，就是一个复杂度高的多，繁杂的多的过程，但是那么来写ppt，往往观众会听得云里雾里，所以最终的结果还是“一句话说清楚”。
《荒野大镖客2》，分享者也足够耐心，列了方方面面，包括raymarching中优化的几个失败案例，确实更像研发原本的样子。
voxel+raymarching
处理大气效果时候，为了兼顾近处的精度和场景的宏大，使用了混合方案：
- 近处使用voxelization的方式，得到高精度的渲染结果，这个一定程度上是基于
- 远处使用rayMarching的方式，平衡效果和效率
近处voxelization部分，reference了刺客信条的大气的部分：
https://blog.****.net/toughbro/article/details/46706837
光照模型
这里最终的光照模型，使用这样的公式列出来，这个比较像大家所熟悉的PhysicallyBasedLighting中的macrofacet公式的模样，其中三项如下：
- P：phase的缩写，是光通过media时候的scattering的情况
- V：visibility，我们可以近似理解成shadow类的东西
- L：lighting，也就是光源，直接光，ambient lighting等等
phase项
这里分成两个层级：
- 基础phase模型，是基于Henyey-Greenstein phase function（简称HG）,这个模型对于single forward scattering处理的比较好
- 多种scattering组合，基于上面的擅长处理single forward scattering的HG（heney-greenstein）模型，
- ==使用多级HG模型来模拟multi scattering
- ==使用一个clamp操作来模拟back scattering
这里稍微贴下HG模型的样子，
这里g项是[-1,1]之间，代表从back scattering到forward scattering的情况，表示media的属性
theta就是各个角度，phase function就是关于角度的函数么。
HG函数这部分还是比较物理的，但是multi scattering部分就是比较变通了，是多级HG来模拟multi scattering，各级之间的权重由美术定义。
然后给定g，关于theta就可以预计算出来，放到LUT（look up tabble)贴图中：
最后放在一起的效果：
只有一级HG function的时候：
2级HG function模拟multi scattering+back scattering:
”physically based"的度和变通
这里也是涉及到一个“physically based"的程度问题，原则上我们是要physically based这样会尽可能的物理化，好处现在PBR已经论证的非常好了。
但是实际开发中，我们会遇到各种需要折中的地方，或许是物理模型不够好，或许计算过重等等；
这时候，none-physically-based就还是需要了，这时候建议是，尽可能在高层去做hack和变通，保持底层原子项部分的“physically based"正如phase function这里，底层是HG function，高层是美术来指定的函数。
visibility项
这一项就是光照信息中间被遮挡的情况，和直接光照有点不一样的是，由于这个是一个scattering的过程，所以完整来讲是光线一路射过来中间每一步的visibility情况的叠加。
落实到实际计算中，就是ray marching中间每一步的visibility情况的叠加。
这里visibility主要针对影响大的两个case：terrain， cloud来做计算。
terrain使用raymarching的方式构建一个shadowmap信息；
cloud使用exponential shadow map的方式，来encode shadow map信息，来达到非常软阴影的信息，一共存了6mips（esm的使用在刺客信条的文章里也有）
lighting项
ambient lighting部分：
- 远处的ray marching部分，就是sky ambient，把sky scattering存到低精度的paraboloid贴图里面
- 近处的frustum voxelization部分，sky light+light probe lighting*AO
local light 部分，直接就读light cluster volume.