SSLR

[Anonim 680]

 

Как и обещал, разбор полётов по SSLR и создание луж под ногами от всех этих махинаций.

 

Такс, для начала создадим новый рендер таргет формата D3DFMT_A8R8G8B8 с размерами экранного квада, этого нам будет достаточно. Ага, сделали мы уже много, а отражений всё ещё нет. Будем разбираться почему же так.

В данный РТ'шник  мы будем писать/записывать/зачитывать/засовывать результат работы нашего SSLR шейдера.

 

Начнём, напишем основу шейдера:

#include "common.h" // подключим стандартную библиотеку с ощими функциями

struct v_SQ // обычная simple quad структура с позицией и текстурными координатами
// с учётом того что мы рендерим без вертексного шейдера
{
	float4 hpos:POSITION;
	float2 tc0:TEXCOORD0;
};

float4 main(v_SQ inst):COLOR
{
	return float4(1,0,0,1);// пока что возвратим красный цвет
}

Для расчёта вектора отражения нам нужно найти вектор взгляда на позицию пикселя и найти отражение этого вектора от нормали. И так, сначала будем искать позицию пикселя в ворлд спейсе

float3 pos = tex2D(s_position,inst.tc0);
return float4(pos,1);
//return float4(1,0,0,1);

 

Так не канает, ведь нам нужна позиция пикселя в ворлд спейсе, а не скрин спейсе. Для этого я состряпал такую функцию

float3 getWSpos(float2 tc)//текстурные координаты
{
	float3 VSpos = tex2D(s_position,tc); // скрин спейс позиция пикселя
	float3 WSpos = mul(m_inverse_view,float4(VSpos,1)); // умножаем на иверсную матрицу вида проекции и получаем позицию в мировом пространстве
	return WSpos;// отдаём
}

Теперь попробуем её

//float3 pos = tex2D(s_position,inst.tc0);
float3 pos = getWSpos(inst.tc0);
return float4(pos,1);
//return float4(1,0,0,1);

Посмотрим

 

Вот так интереснее. Теперь найдём вектор взгляда на этот пиксель

float3 eye_vec = normalize(pos-eye_position);//сразу же нормализуем этот вектор

Теперь для расчёта вектора отражения нам нужно найти мировую нормаль, не буду таить и сразу выкачу функцию которая так же преобразует сс нормаль в вс

float3 getWSnorm(float2 tc)
{
	float posZ = tex2D(s_position,tc).z;//определим глубину 
	float3 VSnorm = tex2D(s_normal,tc);//сс нормаль
	float3 WSnorm = mul(m_inverse_view,float4(VSnorm,0));//находим таким же способом вс нормалю
		   WSnorm.y *= clamp(posZ,sslr_params.x,sslr_params.y);//кое-где сгладим нормаль в зависимости от расстояния
  		   WSnorm=normalize(WSnorm);//нормализуем
	return WSnorm;//отдадим
}

sslr_params.xy - факторы расстояния

 

Всё, находим вектор отражения

float3 norm = getWSnorm(inst.tc0);
float3 refl_vec = normalize(reflect(eye_vec,norm));

Заранее объявим несколько переменных

float2 refl_tc = float2(0,0);//текстурные координаты отражённой геометрии
float L = sslr_params.z;// начальная длина луча

Всё пускаем в бой тяжёлую артиллерию, а именно, цикл

for(int i = 0; i < 6; i++)// как показали тесты 6 проходов вполне достаточно для получения приемлимого результата
{
	float3 new_pos = pos.xyz + refl_vec*L; // получаем новую позицию
  
	float4 new_pos_proj = mul(m_VP,float4(new_pos,1));//переводим её в скрин спейс
  	new_pos_proj.xyz /= new_pos_proj.w; //нормализуем
  
  	float2 sample_tc = float2(0,0);// создаём новую переменную в теле цикла, куда будем толкать новые текстурные координаты
  //мы получаем позицию пикселя в диапазоне от -1 до 1, это дело нам как то нужно перевести в диапазон от 0 до 1
  //вот так
  	sample_tc.x = (new_pos_proj.x+1)*0.5;
  	sample_tc.y = 1-((new_pos_proj.y+1)*0.5);
  
  	float3 hit_pos = getWSpos(sample_tc);//каждый проход цикла мы будем получать позицию, но уже с новыми текстурными координатами
  	L=length(Hpos-pos);
  	
  	refl_tc=sample_tc;//отправим полученные текстурные координаты на выход
}

Почти всё, осталось только вывести отражённую геометрию

float3 refl_img=tex2D(s_image,refl_tc);
return float4(refl_img,1);

 

Я объяснил базовую реализацию SSLR, улучшать технику можно сколько угодно и это в ваших руках. О реализации луж, чуть позже, как только соберётся время.

 

Пока можете посмотреть сурсы с базовой реализацией SSLR и лужами вот тут

SSLR

https://github.com/Baryshev194/x-ray1.0007/commit/b07e191b9f545dc47d71d457a12817b7ced87a82

SSLR blur

https://github.com/Baryshev194/x-ray1.0007/commit/8408d0c04e6980cf476e526739c8551b11d4c3f0

Wetness buffer + Puddles effect

https://github.com/Baryshev194/x-ray1.0007/commit/0b9d9975711a86c0cc14c9236c2bd318eb5da65b

[DDamian724 18]

Очень хороший учебник. Спасибо)

У меня вопрос, как я могу применить отражения только к воде?

[Anonim 680]

@DDamian724, Привет, вода в сталкере является forward'ом, как и стёкла, поэтому применить блюр к отражениям у тебя не получится без всяческих ухищрений. А адаптировать сам SSLR шейдер проще простого. Достаточно удалить функции получения позиции и нормали и заменить их на те, что есть в шейдере воды.

 

eye_vec у тебя уже посчитан в вершинном шейдере воды

o.v2point        = P-eye_position        ;

И нормализован в пиксельном шейдере

half3         v2point           = normalize        (I.v2point);

v2point = eye_vec 

Получается вектор взгляда у тебя есть, мировая нормаль воды тоже есть в оригинальном шейдере, она так же нормализована

half3         Nw                     = mul                (half3x3(I.M1, I.M2, I.M3), Navg);
Nw                        = normalize        (Nw);

И вектор отражения

half3        vreflect        	= reflect        (v2point, Nw)        ;

Создавай хэдер SSLR и во входных параметрах укажи vreflect вместо refl_vec.

Код примерно такой будет:

 

Скрытый текст

#ifndef SSLR_header_h
  #define SSLR_header_h

float3 SSLR(float3 refl_vec)
{
	float2 refl_tc = float2(0,0);//текстурные координаты отражённой геометрии
	float L = sslr_params.z;// начальная длина луча
  
	for(int i = 0; i < 6; i++)// как показали тесты 6 проходов вполне достаточно для получения приемлимого результата
	{
		float3 new_pos = pos.xyz + refl_vec*L; // получаем новую позицию
  
		float4 new_pos_proj = mul(m_VP,float4(new_pos,1));//переводим её в скрин спейс
  		new_pos_proj.xyz /= new_pos_proj.w; //нормализуем
  
  		float2 sample_tc = float2(0,0);// создаём новую переменную в теле цикла, куда будем толкать новые текстурные координаты
	  //мы получаем позицию пикселя в диапазоне от -1 до 1, это дело нам как то нужно перевести в диапазон от 0 до 1
	  //вот так
	  	sample_tc.x = (new_pos_proj.x+1)*0.5;
	  	sample_tc.y = 1-((new_pos_proj.y+1)*0.5);
  
	  	float3 hit_pos = getWSpos(sample_tc);//каждый проход цикла мы будем получать позицию, но уже с новыми текстурными координатами
	  	L=length(Hpos-pos);
  	
	  	refl_tc=sample_tc;//отправим полученные текстурные координаты на выход
	}  
	float3 refl_img=tex2D(s_image,refl_tc);
	return refl_img;	  
}

#endif

 

 

И в шейдере воды:

#include "SSLR_header.h"
........
  half4 main(){
........
half3         env               = SSLR(vreflect);
........

 

[Expropriator 2 110]

@Anonim, это для R2 ТЧ. А в R3 ЧН я впух. Там код шейдеров другой.

[Romann 582]

В 04.10.2019 в 00:52, Expropriator сказал:

Там код шейдеров другой

Та же беда и под ЗП r3-r4, пытался переписать - не взлетает, говорит не порядок с вектором в SSLR, там как минимум "tex2D" не используется, переписывал на примерах из шейдеров, но ему не нравится..(

Да и с r2 на ЗП тоже непорядок, сделал из репо - лужа есть, при чём она постоянна, не зависит от дождя, отражение вроде есть, но при разных углах взгляда артефактит дико. Да ещё - лужа есть, идёт дождь или нет, но афальт всегда стоит сухой, так же с дождём или без. Или я может в репо что-то упустил?

**************************************************************************************************************

В общем, что сделал: движок "OXR_CoC", из вышеуказанного репозитория всё по SSLR перетянул сначала для r2, потом сделал тоже самое для r3-r4, с небольшими изменениями под эти рендеры(оказалось больше файлов где надо добавить дополнительные аргументы, чем у r2), движок скомпилил. По шейдерам для r2 сделал всё так же, как в репозитории, различий много не увидел, для r3-r4 пытался переписать - не вышло, не взлетает. 

На r2.5 вот такие получились "Типа лужи".

Изменено 6 Октября 2019 пользователем Romann

[Zagolski 74]

Нормалек. Качество не ахти, но для сталка пойдет. Правда, обозначенный выше алгоритм трассировки активно пропускает мелкие объекты, такие как провода, листва и пр. Да и не только мелкие. Хотя и достаточно быстр. Но все равно 6 итераций - мало, лучше хотя бы с десяток.

Марш луча лучше делать в скринспейсе, т.е. по пикселям, а не в мировых или видовых координатах.

Нормаль для воды можно не переводить в пространство касательных и не делать лишних умножений матриц, потому как вода всегда расположена горизонтально.

Изменено 30 Октября 2019 пользователем Zagolski

[_ХоЗаР_ 43]

6 часов назад, Zagolski сказал:

как вода всегда расположена горизонтально

Ну для воды тогда как минимум придется вектора резать получаемые из-за того что вода не пишется в буфер глубины (В ЗП покрай мере.)

Изменено 30 Октября 2019 пользователем _ХоЗаР_
Ну или добавить воду в буфер глубины :-)

[Romann 582]

Кто нибудь пробовал реализовать эти отражения на ЗП?

@Anonim, получилось сделать(ЗП - r2), но вот незадача - когда вертишь головой, по краям камеры возникают такие полосы/искажения:

Скрытый текст

Что с этим можно сделать?

Если использовать в шейдере такой код:

Скрытый текст

Вот тот, что закомментирован:
 

	float4 get_6x6_image(float2 tc)
	{
		half 	depth 	= tex2D(s_position, tc).z;
		half    depth_s = depth * (1 - step(0.001, abs(depth - 10000)));

		float4 sample;

		sample.xyz = tex2D(s_image, tc).xyz;

		float red_normal = tex2D(s_image, tc).x;

/*		float red_low1, red_high1, red_low2,  red_high2,  red_low3,  red_high3,  red_low4,  red_high4, 
			  red_low5, red_high5, red_low6,  red_high6,  red_low7,  red_high7,  red_low8,  red_high8, 
			  red_low9, red_high9, red_low10, red_high10, red_low11, red_high11, red_low12, red_high12;

			  red_low1 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y-screen_res.w*1)).x;	red_high1 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y+screen_res.w*1)).x;
			  red_low2 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y-screen_res.w*4)).x;	red_high2 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y+screen_res.w*4)).x;

			  red_low3 	= tex2D(s_image, float2(tc.x-screen_res.w*4,tc.y)).x;	red_high3 	= tex2D(s_image, float2(tc.x+screen_res.w*4,tc.y)).x;
			  red_low4 	= tex2D(s_image, float2(tc.x-screen_res.w*8,tc.y)).x;	red_high4 	= tex2D(s_image, float2(tc.x+screen_res.w*8,tc.y)).x;

			  red_low5 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y-screen_res.w*8)).x;	red_high5 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y+screen_res.w*8)).x;
			  red_low6 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y-screen_res.w*12)).x;	red_high6 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y+screen_res.w*12)).x;

			  red_low7 	= tex2D(s_image, float2(tc.x-screen_res.w*12,tc.y)).x;	red_high7 	= tex2D(s_image, float2(tc.x+screen_res.w*12,tc.y)).x;
			  red_low8 	= tex2D(s_image, float2(tc.x-screen_res.w*16,tc.y)).x;	red_high8 	= tex2D(s_image, float2(tc.x+screen_res.w*16,tc.y)).x;

			  red_low9 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y-screen_res.w*16)).x;	red_high9 	= tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y+screen_res.w*16)).x;
			  red_low10 = tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y-screen_res.w*20)).x;	red_high10  = tex2D(s_image, float2(tc.x,tc.y+screen_res.w*20)).x;

			  red_low11 = tex2D(s_image, float2(tc.x-screen_res.w*1,tc.y)).x;	red_high11  = tex2D(s_image, float2(tc.x+screen_res.w*1,tc.y)).x;
			  red_low12 = tex2D(s_image, float2(tc.x-screen_res.w*20,tc.y)).x;	red_high12  = tex2D(s_image, float2(tc.x+screen_res.w*20,tc.y)).x;

		if(depth == depth_s)
		{sample.w = 0.012345;}

		if
		(
		    	(red_normal != red_low1)  && (red_normal != red_high1)
			&& 	(red_normal != red_low2)  && (red_normal != red_high2)

			&&	(red_normal != red_low3)  && (red_normal != red_high3)
			&& 	(red_normal != red_low4)  && (red_normal != red_high4)

			&&	(red_normal != red_low5)  && (red_normal != red_high5)
			&& 	(red_normal != red_low6)  && (red_normal != red_high6)

			&&	(red_normal != red_low7)  && (red_normal != red_high7)
			&& 	(red_normal != red_low8)  && (red_normal != red_high8)

			&&	(red_normal != red_low9)  && (red_normal != red_high9)
			&& 	(red_normal != red_low10) && (red_normal != red_high10)

			&&	(red_normal != red_low11) && (red_normal != red_high11)
			&& 	(red_normal != red_low12) && (red_normal != red_high12)
		)
		{ 
			sample.w 	= 1; 
		}
		else
		{
			sample.w 	= 0; 
		}
*/
			sample.w 	= 1;
		return sample;
	}

 

То этих полос нету, но тогда если на модель/геометрию не попадает свет - отражение бьётся, иногда в отражении просто дырки - а иногда всё побито...

-> 

Изменено 5 Ноября 2019 пользователем Romann

[Romann 582]

Ну на r2 получилось сделать нормально на движке OXR_CoC, есть там конечно несколько проблемных моментов, но они прям в глаза не бросаются.