ゲーム向けの環境光に関するメモ

この記事について

• ゲームでの環境光に関するメモです. ( 思い出しながら書いているので, 間違っている可能性があります. )
• 元情報は一番下に列挙してあるので, 詳しくはそちらを確認した下さい.

手法

• ライトマップ, ライトプローブ
• PRT プローブ
  • The Division
• Precomputed Realtime GI
  • Enlighten, Mirror's Edge catalyst
• Cascaded VoxelGI
  • Tomorrow Children
• SVOGI
• Light Propagation Volume
  • CryEngine3
• SSDO
  • Quantum Break

粒度

• シーン全体で 1 個
• 配置したエリアごと
• (ライト)プローブ
• 頂点カラー
• テクスチャ(ライトマップ)

データの指向性

• なし
• 半球ライト
• アンビエントキューブ
  • Half Life 2
• Radiosity Normal Map
  • Half Life 2, Mirror's Edge
• SH
• PRT
  • FarCry3, FarCry4, The Division
• ガウシアンローブ
  • The Order: 1886
• キューブマップとミップレベル

構造

• 一様ボックス
  • Cars 2
• 凸 Convex
  • Treyarch
• 球や箱
  • Remember Me
• 2.5D
  • Assasin's Creed 4
• Cascaded 3D グリッド
  • Tomorrow Children
• Clipmap
  • FarCry4
• オクトツリー
• BrickMaps
  • Knack
• BVH
  • Killzone 2
• 四面体
  • Unity, Killzone Shadow Fall, inFAMOUS: Second Sun

配置するタイプの場合の場所の決め方

• 手動で配置, エリアを指定など
• ポリゴンをボクセル化したその付近にプローブを分布させる
  • Killzone Shadow Fall
• Delaunay 四面体
  • Unity
• 敷き詰めて, 後で自動で減らす
  • Quantum Break

使用するシーンの情報

• G-Buffer
• ボクセル
• ポリゴン

参照する単位

• キャラクターで 1 個
• 頂点シェーダ単位
• フラグメントシェーダ単位

計算のタイミング

• オフライン
• シーン初期時
• 複数フレームに分散
  • The Division
• 毎フレーム

変化への対応

• 静的
• 静的に時間帯や天候ごとに作っておいて, ブレンド
  • Assasin's Creed4, Metal Gear Solid 5, FF15
• 事前計算結果を使って, 動的に生成
  • Precomputed GI : Mirror's Edge Catalyst
  • PRT : The Division
  • キューブマップの G-Buffer でリライティング
    • Far Cry 4
• 動的に生成

Reference

Call of Duty, Treyarch

• Rendering of Call of Duty: Infinite Warfare
  • http://research.activision.com/t5/Research-Papers/Rendering-of-Call-of-Duty-Infinite-Warfare/ba-p/10308283
• "Volumetric Global Illumination at Treyarch" SIGGRAPH 2016
  • http://advances.realtimerendering.com/s2016/index.html

The Division

• "Global Illumination in Tom Clancy's The Division" GDC 2016
  • http://mrakobes.com/Nikolay.Stefanov.GDC.2016.pdf

FarCry4

• "Rendering the World of FarCry4" GDC2015
  • http://twvideo01.ubm-us.net/o1/vault/gdc2015/presentations/McAuley_Stephen_Rendering_the_World.pdf

Assassin's Creed 4

• "Assassin's Creed 4: Black Flag Road to next-gen graphics" GDC2014
  • https://bartwronski.files.wordpress.com/2014/03/ac4_gdc.pdf

FarCry3

• "Deferred Irradiance Transfer Volumes" GDC 2012
  • http://twvideo01.ubm-us.net/o1/vault/gdc2012/slides/Programming%20Track/Stefanov_Nikolay_DeferredRadianceTransfer.pdf

CryEngine 3 : LPV

• "Light Propagation Volumes in CryEngine 3" SIGGRAPH 2009
  • http://www.crytek.com/cryengine/cryengine3/presentations/light-propagation-volumes-in-cryengine-3
  • patent : https://www.google.com/patents/US20110012901

Remember me

• "Local Image-based Lighting With Parallax-corrected Cubemap" SIGGRAPH 2012
  • https://seblagarde.wordpress.com/2012/11/28/siggraph-2012-talk/

FF15

• "Brain and Brawn " SIGGRPAH 2015
  • https://www.youtube.com/watch?v=ZuF_-aAZmNk

inFAMOUS : Second Sun

• GDC 2014 | Engine Postmortem of inFAMOUS: Second Son
  • https://www.suckerpunch.com/2017/05/iss-engine-gdc2014/

Killzone Shadow Fall

• "Taking Killzone Shadow Fall Image Quality into the Next Generation" GDC2014
  • http://www.gdcvault.com/play/1020770/Taking-Killzone-Shadow-Fall-Image

Unity

• "Light probe interpolation using tetrahedral tessellation" GDC 2012
  • http://twvideo01.ubm-us.net/o1/vault/gdc2012/slides/Programming%20Track/Cupisz_Robert_Light_Probe_Interpolation.pdf
• Global Illumination in ReCore: Our Work with Microsoft & Armature
  • https://blogs.unity3d.com/jp/2016/10/04/global-illumination-in-recore-our-work-with-microsoft-armature/

Split / Second

• "Rendering Technology at Black Rock Studios" SIGGRAPH 2009
  • http://advances.realtimerendering.com/s2009/

Cars 2

• "Rendering in Cars 2" SIGGRAPH 2011
  • http://advances.realtimerendering.com/s2011/

Half Life2 : Valve

• "Shading in Valve’s Source Engine" SIGGRAPH 2006
  • http://www.valvesoftware.com/publications/2006/SIGGRAPH06_Course_ShadingInValvesSourceEngine.pdf
• "Half-Life® 2 / Valve Source™ Shading" GDC 2004
  • http://www.valvesoftware.com/publications/2004/GDC2004_Half-Life2_Shading.pdf

Tomorrow Children

• • "The Technology of The Tomorrow Children" GDC 2015
    • http://fumufumu.q-games.com/archives/TheTechnologyOfTomorrowsChildrenFinal.pdf

Quantum Break

• • "Multi-Scale Global Illumination in Quantum Break" SIGGRAPH 2015
    • https://mediatech.aalto.fi/~ari/Publications/SIGGRAPH_2015_Remedy_Notes.pdf

The Order : 1886

• • "Advanced Lighting R&D at Ready At Dawn Studios" SIGGRAPH 2015
    • http://www.readyatdawn.com/presentations/

Mirror's Edge: Catalyst

• "LIGHTING THE CITY OF GLASS" GDC2016
  • https://www.ea.com/frostbite/news/lighting-the-city-of-glass

日本語の参考文献

Knack

• "KNACK Engine Postmortem" CEDEC 2014
  • http://cedec.cesa.or.jp/2014/session/ENG/2773.html

バイオハザード 7

• 「バイオハザード7」を実現するレンダリング技術
  • http://cedec.cesa.or.jp/2016/session/ENG/918.html

Deep down

• 「deep down」のグラフィックス表現の技術解説
  • http://cedec.cesa.or.jp/2014/session/ENG/2296.html

METAL GEAR SOLID V: THE PHANTOM PAIN

• CGWORLD vol.206（2015年10月号）
  • https://cgworld.jp/magazine/cgw206.html

METAL GEAR SOLID 4 : 分離プリライティング

• 西川善司の3Dゲームファンのための「METAL GEAR SOLID 4」グラフィックス講座 職人芸的最適化術によって生まれたPS3最高峰グラフィックスの秘密に迫る(前編)
  • http://game.watch.impress.co.jp/docs/20081203/3dmg4.htm

「ソニック・ワールド・アドベンチャー」

• 西川善司の3Dゲームファンのための「ソニック・ワールド・アドベンチャー」グラフィックス講座 3Dゲームグラフィックスのトレンドはリアルタイム・グローバル・イルミネーションへ
  • http://game.watch.impress.co.jp/docs/series/3dcg/110682.html