大气光散射实施

Question

我很难理解某些要点并找出一些常数。 从大多数情况下，我已经实施了这些公式：

首先，我不知道S是从眼睛到圆顶的距离，还是从眼睛到光源（此处太阳）位置的距离。 对于theta的角度，我不知道它是从地面到太阳的角度还是眼睛正在看的圆顶位置。

在此幻灯片中第二次： 它告诉我会出现天空的蓝色。我知道这是雷利散射的原因，但有我无法理解的东西。上面的公式中的所有计算都给我一个标量：因此，太阳的白光基本上是Vec3（1,1,1），当我将其乘以标量时，它将变成蓝色因为我将有结果，例如VEC3（0.8,0.8,0.8）。我的意思是，如果出现某些不同的天空，我必须用vec3乘太阳灯以不同的方式更改RGB值。

现在，我遇到了一些难以实现着色器的困难。 这是天空着色器的代码：

#version 330

in vec3 vpoint;

in vec2 vtexcoord;


out vec2 uv;


out vec3 atmos;


uniform mat4 M;

uniform mat4 V;

uniform mat4 P;


mat4 MVP = P*V*M;



//uniform vec3 lpos;

vec3 lpos = vec3(100,0,0);

uniform vec3 cpos;



vec3 br = vec3(5.5e-6, 13.0e-6, 22.4e-6);

vec3 bm = vec3(21e-6);





float g = -0.75f;


vec3 Esun = vec3(2000,2000,2000);




vec3 Br(float theta){
return 3/(16*3.14) * br * (1+cos(theta)*cos(theta));

}


vec3 Bm(float theta){
return 1/(4*3.14) * bm * ((1 - g)*(1 - g))/(pow(1+g*g-
2*g*cos(theta),3/2));

}


vec3 atmospheric(float theta, float s){
return (Br(theta)*Bm(theta))/(br+bm) * Esun * (1- exp( -(br+bm)*s ));

}


void main() {

gl_Position = MVP * vec4(vpoint, 1.0);
uv = vtexcoord;

vec3 domePos = vec3(M*vec4(vpoint,1.0));

vec3 ldir = lpos - domePos;

float s = length(domePos-cpos);
float theta = acos(dot(normalize(ldir-domePos),normalize(domePos-
cpos)*vec3(1,1,0)));

atmos = atmospheric(theta,s)*1000000*5;

}

我不明白我的期望，这就是我得到的：

我只有蓝色，没有淡淡的日落，但太阳很低，根据我所见过的不同教程，当太阳变低时，我应该看到一些红色的颜色。

warning

我不是这个领域的专家，请用一粒盐来服用。

这几乎说明了一切。

Answer 1

S

是顶点/像素和相机之间的距离。 θ是太阳和视线之间的角度。

为了计算θ，您需要知道“黄线”和“视线”。 后者是普通的着色器数学；前者只是表达太阳在天空中有多高的一种方式。您可以将其建模为从太阳到地面上的一个点的射线。 上面的所有公式都为您提供向量。 l0是向量。

e

sun也是向量。
幻灯片基本上说，诸如radiance

和

irradiance
（e

sun

---

）之类的物理概念在频谱上是连续的，并且应该使用

光谱的功率分布来描述灯光和颜色。 但是，更快的方法是仅在三个点上进行数学，这是R，G和B波长的一个。 实际上，这说明
esun是描述三个RGB波长太阳的辐射的矢量。
天空的蓝色来自参数βR_{，该参数取决于}θ，该参数取决于“视线”，这取决于天空碎片的高度。