Temporal Anti-Aliasing （TAA）

时间上的反走样。
一帧取左上角，
一帧取右上角，
一帧取右下角，
一帧取左下角，
就相当于当前帧做了四倍的超采样。

为什么不随机而使用固定的样本？

因为随机会额外引入一些高频信息。

如果场景运动了怎么办？

考虑场景运动的物体在上一帧的哪个像素。用motion vector。

SSAA 与 MSAA

SSAA 基于超采样，严格掉帧率的。SSAA4倍就会掉到差不多1/4帧率。
MSAA 四倍不见得会掉到1/4。
MSAA 在一个像素里有多个感知样本，同一个三角形上的多个样本只做一次shading。然后加权混合。
MSAA 允许做sample reuse，在空间上。两个像素共同边界上的点采样一次可以当作采样了两个像素上的点。

基于图像的反走样

把图像中的锯齿提取出来，然后反走样得到没有锯齿的图。

Enhanced subpixel morphological AA （SMAA）

最流行的方法。
历史：FXAA -> MLAA -> SMAA
矢量化方法。
720p 1080p 只要1ms。

G-Buffer是不能反走样的

有意义的数值不能反走样，图像可以反走样。

Temporal Super Resolution （Temporal Super Sampling）

目标：增加图像分辨率
会想到DLSS，把低分辨率的图变成高分辨率的图。
DLSS1.0：没有任何额外信息，全靠猜；那么对于每个游戏每个场景单独训练一个神经网络，这个神经网络会学习常见的物体边缘，争取把小的图拉大之后把模糊的边缘换成不模糊的边缘。
DLSS2.0：利用temporal的信息，用TAA的方法。面临的巨大问题，一旦有temporal failure就不能再用clamping来解决问题了。对temporal信息的利用要求更严格了。猜出来的像素更像周围的点，就会很糊，分辨率变大了却没有对内容的细化。

对比双三次插值和 DLSS2.0

双三次插值 540p->1080p：模糊
DLSS2.0 540p->1080p：和原生的1080pTAA差不多

DLSS2.0为什么可以做的这么好？
关键在于提升神经网络跑的速度，给NVIDIA的硬件做做优化，闫大作为DLSS的合作伙伴也不知道，属于最高机密。

DLSS其实AMD也有：Fidelity FX Super Resolution
DLSS其实Facebook也山寨了一个，发了篇paper：Neural Supersampling for Real-time Rendering [Xiao et al.] 更像DLSS1.0

题外话：AMD的Cpu很值，同样的性能，AMD一半价钱。

Deferred Shading 延迟渲染

延迟渲染是一种节省shading时间的方法

先从光栅化过程开始谈起，把不同的三角形打散成fragment，然后经过深度测试，通过之后做shading 写到pixel。很有可能每一个fragment都要做shading，什么情况下每个fragment都要做shading？从远的开始渲染，一直渲染到近的，这样每个fragment都会通过深度测试。
最复杂的情况下，每个fragment都要shade一遍，有多个light的话，还要对每个fragment考虑多个light。

Deferred Shading的思想：我们只去shade可见的fragment。
要把场景光栅化两次，
第一次：只光栅化得到fragment，不做shading。更新深度缓存。
第二次：这次已经存了深度测试的fragment，可以确保通过深度测试的fragment都是能够看到的fragment。

前提是，我们认为shade一次fragment开销非常大，rasterize一次场景开销非常小。

Tiled Shading 建立在Deferred Shading的基础上

节省光源的计算时间
把屏幕分成小块，每个小块32x32。把3D空间拆成一条一条的。

每个小块单独做shading。
节省每个小块要考虑的光源的数量
前提：点光源、面光源平方衰减，导致覆盖范围很小，所以超出一定的范围可以忽略不计。可以看作每个光源覆盖的范围都是固定的球型。
不见得所有光源都会影响到这个条，只要求相交就可以了。

Clustered Shading 建立在Tiled Shading基础上

不仅把屏幕分成若干块，还要在深度上进行切片。
把3D空间切成了网格。

场景中光源的贡献是有限的，切成长条范围很大，会覆盖很多光源。但是不见得对切成的小块有贡献。

Level of Detail Solutions

类似 texture的MIPMAP
在计算的时候只要选择一个正确的level去节省计算量

shadowmap
实际使用的时候会生成多种shadowmap
近处用准确的shadowmap，远处用粗糙的shadowmap。
近处的生成一个分辨率高，覆盖范围小的shadowmap，远处生成一个分辨率相同，但是覆盖范围大的shadowmap。
根据物体在场景中的哪个位置，选取使用哪一张shadowmap。
在切换shadowmap层级的时候会出现突变，在两张shadowmap重叠的部分进行混合（blend）。
LPV
格子的划分，密集和稀疏
geometric LoD
通过和摄像机的距离，告诉渲染管线我要渲染什么精细度的模型。
但是按这样的方法，还是会出现突变的情况。这个就叫popping artifacts
这种情况可以交给TAA处理，起到平滑的作用。
这就是UE5的Nanite。
Nanite就是动态选取detail的做法。
根本没有用到compute shader，所以是自己写了套光栅化的管线。
一个物体不同的部位要使用不同的层次结构，比如一座高楼，一部分离视线近一部分离视线远。
虚拟纹理的实现
对一个理论上无限大纹理的调度。用另一种几何的表示方法，几何纹理来表示几何。就可以实现LoD对几何层级的混合。

Global Illumination Solutions

先做SSR得到一个近似的GI
SSR不行的地方再用其他方案来弥补，用硬件或者软件做ray tracing。

软件做ray tracing，近处物体需要高质量的SDF，远处用低质量的SDF把所有场景覆盖到。
如果场景里有非常强的方向光源和点光源，比如手电筒（RSM）
3D场景中分布很多个probe（探针）会记录一些irradiance，再用这些probe去照亮场景。（DDGI）
硬件做ray tracing，用简化的模型去代替原始的模型
也可以用RTRT的思路结合probe的思路（RTXGI）
UE5 的 Lumen的实现方案就是
先做SSR得到一个近似的GI
软件做ray tracing，近处物体需要高质量的SDF，远处用低质量的SDF把所有场景覆盖到。
如果场景里有非常强的方向光源和点光源，比如手电筒（RSM）
硬件做ray tracing，用简化的模型去代替原始的模型