1. التنفيذ في الوقت الحقيقي
2. بساطة
3. صحة بدنية (... أو شيء من هذا القبيل)

1. تتبع شعاع الأجسام المعتمة. جميع الأشياء بدائية ذات تقاطعات بسيطة بالأشعة (مستوى واحد و 3 مجالات)
2. لحساب الإضاءة ، يتم استخدام تظليل Phong ، وفي ثلاثة مصادر ضوئية كروية ، يتم استخدام معامل توهين مخصص للضوء. أشعة الظلال ليست مطلوبة ، لأننا نضيء الطائرة فقط.

الجزء 1: محاكاة الحجم

// Taken from https://iquilezles.org/www/articles/distfunctions/distfunctions.htm
float sdSmoothUnion( float d1, float d2, float k ) 
{
    float h = clamp( 0.5 + 0.5*(d2-d1)/k, 0.0, 1.0 );
    return mix( d2, d1, h ) - k*h*(1.0-h); 
}

float QueryVolumetricDistanceField( in vec3 pos)
{    
    vec3 fbmCoord = (pos + 2.0 * vec3(iTime, 0.0, iTime)) / 1.5f;
    float sdfValue = sdSphere(pos, vec3(-8.0, 2.0 + 20.0 * sin(iTime), -1), 5.6);
    sdfValue = sdSmoothUnion(sdfValue,sdSphere(pos, vec3(8.0, 8.0 + 12.0 * cos(iTime), 3), 5.6), 3.0f);
    sdfValue = sdSmoothUnion(sdfValue, sdSphere(pos, vec3(5.0 * sin(iTime), 3.0, 0), 8.0), 3.0) + 7.0 * fbm_4(fbmCoord / 3.2);
    sdfValue = sdSmoothUnion(sdfValue, sdPlane(pos + vec3(0, 0.4, 0)), 22.0);
    return sdfValue;
}

for n steps along the camera ray:
   Calculate what % of your ray hit particles (i.e. were absorbed) and needs lighting
   for m lights:
      for k steps towards the light:
         Calculate % of light that were absorbe in this step
      Calculate lighting based on how much light is visible
Blend results on top of opaque objects pass based on % of your ray that made it through the volume

نحسب الامتصاص

1. قم بإجراء أشعة داخل الحجم
2. احسب الامتصاص / الإضاءة في كل خطوة

float BeerLambert(float absorptionCoefficient, float distanceTraveled)
{
    return exp(-absorptionCoefficient * distanceTraveled);
}

float opaqueVisiblity = 1.0f;
const float marchSize = 0.6f;
for(int i = 0; i < MAX_VOLUME_MARCH_STEPS; i++) {
	volumeDepth += marchSize;
	if(volumeDepth > opaqueDepth) break;
	
	vec3 position = rayOrigin + volumeDepth*rayDirection;
	bool isInVolume = QueryVolumetricDistanceField(position) < 0.0f;
	if(isInVolume) 	{
		float previousOpaqueVisiblity = opaqueVisiblity;
		opaqueVisiblity *= BeerLambert(ABSORPTION_COEFFICIENT, marchSize);
		float absorptionFromMarch = previousOpaqueVisiblity - opaqueVisiblity;
		for(int lightIndex = 0; lightIndex < NUM_LIGHTS; lightIndex++) {
			float lightDistance = length((GetLight(lightIndex).Position - position));
			vec3 lightColor = GetLight(lightIndex).LightColor * GetLightAttenuation(lightDistance);  
			volumetricColor += absorptionFromMarch * volumeAlbedo * lightColor;
		}
		volumetricColor += absorptionFromMarch * volumeAlbedo * GetAmbientLight();
	}
}

التظليل الذاتي

float GetLightVisiblity(in vec3 rayOrigin, in vec3 rayDirection, in float maxT, in int maxSteps, in float marchSize) {
    float t = 0.0f;
    float lightVisiblity = 1.0f;
    for(int i = 0; i < maxSteps; i++) {                       
        t += marchSize;
        if(t > maxT) break;

        vec3 position = rayOrigin + t*rayDirection;
        if(QueryVolumetricDistanceField(position) < 0.0) {
            lightVisiblity *= BeerLambert(ABSORPTION_COEFFICIENT, marchSize);
        }
    }
    return lightVisiblity;
}

تنعيم الحواف

float GetFogDensity(vec3 position)
{   
    float sdfValue = QueryVolumetricDistanceField(position)
    const float maxSDFMultiplier = 1.0;
    bool insideSDF = sdfDistance < 0.0;
    float sdfMultiplier = insideSDF ? min(abs(sdfDistance), maxSDFMultiplier) : 0.0;
    return sdfMultiplier;
}

opaqueVisiblity *= BeerLambert(ABSORPTION_COEFFICIENT * GetFogDensity(position), marchSize);

دالة الكثافة

float GetFogDensity(vec3 position)
{   
    float sdfValue = QueryVolumetricDistanceField(position)
    const float maxSDFMultiplier = 1.0;
    bool insideSDF = sdfDistance < 0.0;
    float sdfMultiplier = insideSDF ? min(abs(sdfDistance), maxSDFMultiplier) : 0.0;
   return sdfMultiplier * abs(fbm_4(position / 6.0) + 0.5);
}

التعتيم الذاتي غير الشفاف

التحسينات

1. قبل إجراء أشعة في اتجاه مصدر الضوء ، من الضروري التحقق من قيمة انقراض الضوء ما إذا كانت كمية كبيرة من هذا الضوء تصل بالفعل إلى النقطة المعنية. في تنفيذي ، ألقي نظرة على سطوع الضوء مضروبًا في بياض المادة ، وأتأكد من أن القيمة كبيرة بما يكفي للقيام بمسح الشعاع.
2. , , raymarching
3. raymarching . , . , raymarching , .