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1、数智创新变革未来混合渲染技术1.混合渲染技术概述1.物理渲染与实时渲染对比1.PBR在混合渲染中的应用1.实例化技术在混合渲染中的作用1.LOD与视锥裁剪优化1.实时阴影与全局光照1.混合渲染技术在游戏中的应用1.混合渲染技术的发展趋势Contents Page目录页 混合渲染技术概述混合渲染技混合渲染技术术混合渲染技术概述混合渲染技术概述主题名称：光线追踪-精确模拟光线与场景中物体互动，生成逼真的图像。-处理复杂几何体、透明物体和反射表面时具有优势。-计算成本高，需要专门的硬件支持。主题名称：光栅化-将场景分解为像素网格，并计算每个像素的颜色。-处理低多边形模型和实时渲染时具有效率。-无法准
2、确模拟光照和阴影，图像质量较低。混合渲染技术概述主题名称：体素化-将场景表示为三维体素体，每个体素包含有关颜色、材质和其他属性的信息。-适用于云渲染、可破坏环境和体积渲染。-计算成本低，但会带来体素化伪像。主题名称：基于物理的渲染(PBR)-使用物理定律来模拟光和材料的交互，生成真实感强的图像。-需要准确的材质模型和物理参数。-提高渲染质量，但增加了计算复杂度。混合渲染技术概述主题名称：人工智能和机器学习-利用神经网络和机器学习技术优化渲染过程。-提高渲染速度，减少噪点，并生成更多逼真的图像。-有望成为混合渲染技术的未来趋势。主题名称：实时渲染-针对交互式应用程序和游戏渲染场景。-平衡渲染质量
3、和性能，最大限度地提高帧速率。物理渲染与实时渲染对比混合渲染技混合渲染技术术物理渲染与实时渲染对比精度和速度1.物理渲染高度准确地模拟光线在场景中的传播，产生逼真的图像，但需要大量计算资源和时间。2.实时渲染速度优先，使用近似和简化算法，在流畅的交互帧率下生成图像，但图像质量可能低于物理渲染。光照模型1.物理渲染通常使用基于物理的渲染（PBR）模型，它考虑了材料特性、光源类型以及环境光照条件，以真实地模拟光照效果。2.实时渲染使用更简单的光照模型，如冯氏光照或兰伯氏光照，以获得足够好的视觉效果，同时保持效率。物理渲染与实时渲染对比材质表现1.物理渲染可以模拟复杂材质的各种属性，如粗糙度、折射率
4、和表面纹理，以产生逼真的材质外观。2.实时渲染通常使用预先烘焙的纹理和简单的着色器来近似材质表现，在实时性方面作出妥协。几何复杂性1.物理渲染可以处理高度复杂和多边形的几何体，允许创建具有大量细节的场景。2.实时渲染受硬件限制，需要优化几何体并采用渐进式加载技术来平衡性能和视觉保真度。物理渲染与实时渲染对比动态效果1.物理渲染可以模拟动态效果，如动态阴影、光照和动画，需要大量的计算和光线跟踪。2.实时渲染通常使用更有限和近似的方法来处理动态效果，以保持交互性。趋势和前沿1.神经渲染和机器学习技术正在开发中，以提高实时渲染的质量，同时保持效率。2.云渲染服务正在流行，允许用户访问强大的渲染资源，
5、即使他们没有自己的高性能硬件。3.混合渲染技术将物理渲染和实时渲染结合起来，以达到最佳的图像质量和速度平衡。PBR在混合渲染中的应用混合渲染技混合渲染技术术PBR在混合渲染中的应用PBR材质对真实感的影响1.PBR（物理渲染）通过模拟光线与材料的物理交互，提高了材质的真实感。2.PBR材质包含漫反射、镜面反射、折射、自发光等参数，可以准确描述不同材质的表面特性。3.PBR材质在混合渲染中可以与其他基于纹理的材质无缝结合，创造出高度逼真的场景。PBR材质的制作和优化1.PBR材质的制作需要遵循物理学原理，使用真实的测量数据和材质库。2.材质优化涉及平衡材质质量和渲染性能，需要考虑纹理分辨率、Mi
6、p贴图和LOD级别。3.PBR材质的制作工具，如Substance3DPainter和Materialize，提供了广泛的材质库和直观的创建流程。PBR在混合渲染中的应用1.PBR材质可用于模拟动态效果，如金属反射的模糊、织物的褶皱和流体的流动。2.通过结合物理模拟和PBR材质，可以创建逼真的动态交互，如布料碰撞、水溅和爆炸。3.PBR在动态效果中的应用扩展了混合渲染的可能性，为游戏、电影和可视化创造了身临其境的体验。PBR与光照的交互1.PBR材质的光照响应受环境光照、物体位置和材质属性的影响。2.优化PBR材质的光照交互需要考虑光线衰减、反射和阴影效果。3.通过将PBR材质与基于物理的光照
7、模型结合，可以创建逼真的光照效果，增强场景的深度和沉浸感。PBR在动态效果中的应用PBR在混合渲染中的应用PBR在混合渲染中的趋势1.PBR的应用在混合渲染中日益普遍，为游戏和电影行业带来了新的真实感标准。2.实时PBR技术的不断发展使得PBR材质可以在高帧率下渲染，为交互式体验创造了可能性。3.PBR材质与人工智能和机器学习相结合，实现材质的自动生成和纹理优化，进一步简化了制作流程。PBR的前沿研究1.PBR的未来研究方向包括材质散射、次表面散射和各向异性的模拟。2.基于PBR的图像生成技术正在探索，用于创建真实感逼真的合成图像和视频。实时阴影与全局光照混合渲染技混合渲染技术术实时阴影与全局
8、光照实时阴影1.动态阴影映射（DSM）：-基于纹理映射技术，在渲染场景中生成阴影。-渲染阴影贴图，包含阴影与场景几何体信息的纹理。-在场景渲染阶段访问阴影贴图，投射实时阴影。2.阴影体积：-将阴影表示为从光源向外辐射的锥体或平截头体。-交叉体积与场景几何体来确定阴影区域。-适用于复杂几何体，但计算成本较高。3.半阴影：-考虑光线受到部分遮挡的情况，生成更真实的阴影效果。-使用距离场或渐进式纹理过滤技术实现半阴影。-增强阴影细节和场景真实感。全局光照1.放射度：-模拟光线在场景中多次反射和散射的过程。-通过预计算光照传递信息，生成全局照明效果。-提供逼真的照明和自然场景。2.环境光遮蔽（AO）：
9、-计算场景中几何体对光线遮挡的影响，产生环境阴影。-增强物体深度和三维效果。-可以通过光线追踪或蒙特卡罗算法实现。3.实时全局照明：-在渲染场景时动态计算全局光照效果。-使用近似算法，如光线追踪、光子贴图或屏幕空间全局光照（SSGI）。-提供交互式、逼真的照明体验。混合渲染技术在游戏中的应用混合渲染技混合渲染技术术混合渲染技术在游戏中的应用混合渲染技术在游戏中的应用实时光线追踪1.实时光线追踪技术能够模拟光线的物理传播过程，实现逼真的光影效果和反射效果。2.动态阴影和环境光遮蔽的实时计算，增强游戏场景的沉浸感和真实感。3.光线追踪与传统渲染技术的结合，提升画质同时保证帧率稳定。光栅化与光线追踪
10、混合渲染1.将光栅化渲染和光线追踪技术相结合，充分利用两者的优势。2.光线追踪用于处理场景中关键区域的照明和阴影，而光栅化渲染负责处理其他部分。3.这种混合渲染方式能够在确保画面质量的同时提高性能，平衡成本与效益。混合渲染技术在游戏中的应用局部光线追踪1.仅在场景中需要高精度光影效果的部分区域应用光线追踪技术。2.通过减少光线追踪的计算范围，提高游戏整体的帧率。3.结合传统的延迟渲染技术，进一步优化画面质量和性能。机器学习辅助渲染1.利用机器学习算法优化渲染过程，提高渲染效率和降低资源消耗。2.训练神经网络预测光线追踪路径，减少光线追踪计算量。3.通过机器学习技术生成高分辨率纹理和阴影，提升画
11、面质量。混合渲染技术在游戏中的应用1.采用基于物理学的渲染模型，模拟真实世界中的光线传播和材料互动。2.准确模拟不同材质的反射率、吸收率和折射率，增强游戏场景的真实感。3.物理渲染技术的发展，为游戏带来更加逼真的画面和更加沉浸式的体验。云渲染1.将游戏渲染任务转移到云端，降低本地设备的渲染压力。2.充分利用云端高性能计算资源，实现高画质的实时渲染。基于物理的渲染 混合渲染技术的发展趋势混合渲染技混合渲染技术术混合渲染技术的发展趋势1.PBR技术不断成熟，拓展了其在实时渲染中的应用，为创建更加逼真的材质和照明效果提供了基础。2.多通道PBR（MCPBR）引入多个渲染通道，提高了材料的复杂性和保真
12、度，满足了高保真渲染的需求。3.神经网络辅助的PBR（NNPBR）利用机器学习技术增强PBR的准确性和效率，使艺术家能够创建复杂且逼真的材质。光线追踪技术的进步1.实时光线追踪技术取得重大进展，使开发者能够在交互式应用中创建具有电影级质量的光照和阴影效果。2.可变速率着色（VRS）与光线追踪相结合，优化了性能，并在高帧率渲染中实现逼真的光照效果。3.机器学习加速的光线追踪利用神经网络加速光线追踪计算，进一步提高了性能和视觉质量。基于物理的渲染（PBR）的扩展混合渲染技术的发展趋势1.VBR技术成熟，能够逼真地渲染三维体积数据集，如云、烟雾和流体。2.多光散射（MUS）算法的进步提高了VBR的准
13、确性和逼真度，使开发者能够创建复杂的体积效果。3.神经网络驱动的VBR利用机器学习技术增强体积渲染的效率和质量，在交互式应用中实现逼真的体积效果。感知渲染的提升1.感知渲染技术结合人类视觉系统（HVS）的原理，创建更符合人眼感知的渲染结果。2.基于视觉适应的渲染（VAA）模拟人眼的适应能力，根据场景照明条件自动调整渲染参数。3.基于注视点的渲染（FVR）通过优先渲染人眼注视区域，优化渲染性能并提供沉浸式体验。基于体积的渲染（VBR）的发展混合渲染技术的发展趋势神经网络在混合渲染中的应用1.神经网络用于增强混合渲染的各个方面，包括材质、照明和光线追踪计算。2.生成对抗网络（GAN）用于创建高度逼真的纹理和材质，提高渲染结果的视觉质量。3.自动材质生成（AMG）技术利用神经网络自动创建复杂和逼真的材质，简化了渲染流程。混合渲染的标准化和互操作性1.行业正在努力制定混合渲染技术的标准，确保不同渲染器和应用程序之间的互操作性。2.通用场景描述（USD）等标准化格式促进了不同渲染器之间场景和资产的共享。3.开放渲染接口（OpenRI）等开源项目为混合渲染技术的开发和集成提供了一个平台。感谢聆听数智创新变革未来Thankyou
