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【中年|VTK9.0中的屏幕空间环境光遮蔽】
Michael Migliore on July 28, 2020
Tags: vtk ssao opengl rendering
现在如果要在VTK中渲染几何图形，我们已经可以通过新引入的PBR阴影得到极佳的结果了。只需要适当地配置灯光， HDRI和材料属性就可以达到目的。然而，一些对于一些具有复杂表面的CAD模型，显然是缺少一些东西，渲染的图像看起来非常的不真实，如图1所示。

本文插图

图1 - VTK渲染一个复杂的几何使用PBR阴影
算法我们的深度感知是对环境光遮蔽高度敏感的。洞、折痕、凹面被周围的几何体遮挡，在计算光照时必须考虑到这一点。在VTK 9.0中，我们添加了一个新的渲染通道叫做Screen-Space Ambient Occlusion (屏蔽空间环境光遮蔽SSAO) 。这种技术，在2007年由Crytek引入，是一个有效的替代光线追踪近似环境光遮蔽的方法。虽然只是一个近似，但它能实时产生非常不错的结果。图2显示了在RTX 2060 GPU上以150 fps渲染的复杂几何图形的状态(大约3百万个网格) 。

本文插图

图2 -启用SSAO时的相同几何图形

为了计算环境光遮蔽，渲染通道修改了PolyDataMapper以在新的GPU 纹理中保存像素位置和法线信息。这些纹理是被SSAO算法处理，以产生一个新的遮挡纹理，并可以结合到颜色缓冲区中。该算法效果如图3所示。

本文插图

图3 - SSAO算法概述
使用为了在VTK中启用SSAO ，需要创建一个自定义的渲染通道pipeline 。有几个参数可以用来对这个渲染通道进行配置:

半径:计算遮挡时考虑的邻近像素
偏差:比较像素深度时使用的容忍因子
内核大小:使用的采样数量(可以控制渲染质量)
模糊:控制遮挡缓冲区是否应该在与颜色缓冲区结合之前被模糊

下面是一个简单的该类型渲染通道pipeline示例。

vtkNew basicPassesdouble sceneSize // e.g. the diagonal of the bounding box vtkNew ssaossao-&gtSetRadius(0.1* sceneSize) // comparison radiusssao-&gtSetBias(0.001* sceneSize) // comparison biasssao-&gtSetKernelSize(128) // number of samples usedssao-&gtBlurOff() // do not blur occlusionssao-&gtSetDelegatePass(basicPasses) glRenderer-&gtSetPass(ssao)

【来源：开源科学计算】
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