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[游戏开发]ue5-lumen-RenderDiffuseIndirectAndAmbientOcclusion中对lumen的探针执行计算获取探针的光照来叠加

lumen在渲染的时候会走几个步骤：

第一是BeginUpdateLumenSceneTasks对场景的距离场体素重建

第二是UpdateLumenScene更新lumen的场景以及包括用nanite提出并且上传lumen的card

第三是RenderLumenSceneLighting获取lumen光照的直接光与间接光

第四是RenderLumenSceneVisualization可视化探针的获取与设置，体素步进与辐射度设置。

第五是RenderDiffuseIndirectAndAmbientOcclusion中对lumen的探针执行计算获取探针的光照来叠加。

RenderDiffuseIndirectAndAmbientOcclusion

执行到IndirectLightRendering.cpp的RenderDiffuseIndirectAndAmbientOcclusion。

这里主要做的是间接漫反射和环境遮蔽的处理。

他这里有几个跟lumen的探针相关的用法

如果用了ViewPipelineState.bUseLumenProbeHierarchy，也就是跟lumen的探针的层级有关，则执行RenderLumenProbeHierarchy。

其中lumen的LumenDiffuseIndirect.cpp都是关于LumenProbe的处理。

1.RenderLumenProbeHierarchy渲染lumen层级探针

设置参数执行到computeshader的Engine/Private/Lumen/FinalGather/LumenProbeHierarchyScatterLeaves.usf的MainCS。主要是获取探针层级的叶子节点。

FScatterParentProbesCS获取父级

然后通过FScatterParentProbesCS执行/Engine/Private/Lumen/FinalGather/LumenProbeHierarchyScatterParentHierarchy.usf"的"MainCS"获取探针层级的父级的层级。

FReduceProbeDepthBoundsCS深度信息

然后执行FReduceProbeDepthBoundsCS执行到LumenProbeHierarchyReduceDepthBounds.usf的MainCS获取周围像素的最近和最远深度

FAssignEmitAtomicTileOffsetCS探针偏移

然后对8个层级执行FAssignEmitAtomicTileOffsetCS执行到LumenProbeHierarchyAssignAtomicTileOffset.usf的MainCS让8个层级的探针偏移都加上一些。

FBuildHierarchyInfoCS二维转一维

然后FBuildHierarchyInfoCS执行到LumenProbeHierarchyBuildHierarchyInfo.usf的MainCS，核心是想让HierarchyLevelId这八层的二维平铺到一维数组ProbeHierarchyInfoOutput中。

FBuildProbeArrayCS数据压缩

然后FBuildProbeArrayCS执行到LumenProbeHierarchyBuildProbeArray.usf的MainCS

对8层的数据进行压缩并设置成FProbeInfo放入ProbeArrayOutput数组中。

FDilateProbeResolveTilesCS收集范围内的tile

然后FDilateProbeResolveTilesCS执行LumenProbeHierarchyDilateResolveTiles.usf的MainCS，首先会通过GatherEmitTiles收集每个EmitTileCoord的8层下的ProbeStorageCoord，并通过ComputeDistanceToProbe计算最大距离，如果在ProbeInfo.WorldRadius范围内则记录到ProbePerTilesOutput中。

然后找EmitTileCoord周围的几个点再收集范围内的tile到ProbePerTilesOutput中

FResolveProbeIndexesCS剔除

然后是FResolveProbeIndexesCS执行到/Lumen/FinalGather/LumenResolveProbeIndex.usf的MainCS。这里是获取可能的probe并且根据距离剔除掉probe。

FProbeOcclusionTileClassificationCS获取遮挡信息及gbuffer信息

然后FProbeOcclusionTileClassificationCS执行FinalGather/LumenProbeOcclusionTileClassification.usf的MainCS，首先通过gbuffer找到像素的遮挡标记PixelBitmask。然后根据遮挡类型写入TileClassificationOutput中。

FProbeOcclusionTileClassificationCS深度，粗糙度，shader类型

然后FProbeOcclusionTileClassificationCS中还会输出gbuffer的深度CompressedDepthBufferOutput，粗糙度CompressedRoughnessOutput以及shader的类型CompressedShadingModelOutput。

FProbeOcclusionAssignTileOffsetsCS做tile偏移

然后FProbeOcclusionAssignTileOffsetsCS执行FinalGather/LumenProbeOcclusionAssignTileOffsets.usf的MainCS。这里目的是AtomicTileOffsetsOutput输出对ClassificationTileOffset和SharedClassificationTileOffset结合的偏移。分Z_ORDER和非Z_ORDER的模式

FProbeOcclusionAssignTileOffsetsCS做tilecoord写入

然后FProbeOcclusionBuildTileListsCS执行FinalGather/LumenProbeOcclusionBuildTileLists.usf的MainCS。这里基于上一步的偏移把压缩后的uv，也就是CompressedTileCoord写入到TileListOutput[OutputListIndex]中。

FMaskProbesDirectionsCS漫反射与高光反射遮罩

然后FMaskProbesDirectionsCS执行FinalGather/LumenMaskProbesDirections.usf的MainCS计算探针方向遮罩并选择父探针。再cs中会分漫反射和高光的遮罩，通过SampleBxDF来获取遮罩信息放到ProbeDirectionMask。最终输出漫反射和高光的结合ProbeDirectionMask到ProbeArrayInout。

FSetupSelectParentProbeCS或者FSelectParentProbeCS选择父探测器

然后FSetupSelectParentProbeCS或者FSelectParentProbeCS执行FinalGather/LumenProbeHierarchySelectParent.usf的MainCS。

如果是SETUP_PASS则一维数组的DispatchParametersOutput[3 * HierarchyLevel.Id + 0]。如果是FSelectParentProbeCS的话则首先计算第一个父选择的总概率，然后在所有的probe中找到一个最可能的父级probe，然后归一化权重，然后更新探测器的TMax，然后传播方向掩码到父探测器ProbeArrayInout。

ScreenSpaceRayTracing屏幕空间步进probe

然后如果可以用屏幕空间步进的话View.PrevViewInfo.ScreenSpaceRayTracingInput.IsValid()则执行ScreenSpaceRayTracing::TraceProbe。

这里通过FSetupScreenSpaceProbeOcclusionCS执行/SSRT/SSRTTraceProbeOcclusion.usf的MainCS

或者FScreenSpaceCastProbeOcclusionCS执行SSRT/SSRTTraceProbeOcclusion.usf的MainCS。

这里首先InitScreenSpaceRayFromWorldSpace初始化光线，然后CastScreenSpaceRay步进并找到bHit是否命中，最终写入Lighting中，通过OutputProbeRays输出ProbeAtlasColorOutput，这个是包括上一帧的光照和这一帧光照的，ProbeAtlasSampleMaskOutput是输出遮挡信息。

RenderLumenProbe，lumen的probe

如果漫反射接受lumen的方式的话ViewPipelineState.DiffuseIndirectMethod == EDiffuseIndirectMethod::Lumen则执行RenderLumenProbe。通过FLumenVoxelTraceProbeCS，FLumenCardTraceProbeCS来获取颜色，也就是通过meshcard和voxel的形式获取的。

然后通过ComposeFinalProbeAtlas将父探针组合到叶子上。

FTraceIndirectLightingProbeHierarchyCS设置漫反射和高光

然后FTraceIndirectLightingProbeHierarchyCS执行FinalGather/LumenSampleProbeHierarchy.usf的MainCS。主要通过采样probe输出漫反射和高光

DenoiseIndirectProbeHierarchy降噪

最后通过IScreenSpaceDenoiser::DenoiseIndirectProbeHierarchy来增加光幕空间去噪，以清洁全分辨率。

完成整个lumen的层级探针渲染RenderLumenProbeHierarchy。

2.RenderLumenScreenProbeGather屏幕探测器收集

如果用了ViewPipelineState.DiffuseIndirectMethod == EDiffuseIndirectMethod::Lumen则执行RenderLumenScreenProbeGather获取探针数据。

FScreenProbeDownsampleDepthUniformCS降采样

执行Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeDownsampleDepthUniformCS，这里主要通过WriteDownsampledProbeGBuffer写入两帧的差异，也就是得到他的速度。

FScreenProbeAdaptivePlacementCS自适应放置

执行到Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeAdaptivePlacementCS。执行到LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeIndirectCS。这里会判断如果shader不是空的则会执行CalculateUpsampleInterpolationWeights

CalculateUpsampleInterpolationWeights这里是升采样的权重，是对周边四个点的深度比对得到权重的。

然后通过WriteDownsampledProbeGBuffer写入两帧的差异，也就是得到他的速度。

FSetupAdaptiveProbeIndirectArgsCS自适应放置间接参数

执行到Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的SetupAdaptiveProbeIndirectArgsCS

这里主要设置间接光的参数

FScreenProbeIndirectCS屏幕探针间接颜色

执行到LumenScreenProbeGather.usf的ScreenProbeIndirectCS。这里会判断如果shader不是空的则会执行CalculateUpsampleInterpolationWeights

CalculateUpsampleInterpolationWeights这里是升采样的权重，是对周边四个点的深度比对得到权重的。

然后如果DiffuseIntegrationMethod == SPHERICAL_HARMONIC则根据之前的升采样的圈子中获取球谐值，最后赋值到DiffuseLighting

如果是DiffuseIntegrationMethod == IMPORTANCE_SAMPLE_BRDF则执行重要性采样方式，

最后将漫反射和高光反射输入到RWDiffuseIndirect和RWRoughSpecularIndirect。

FGenerateCompressedGBuffer写入深度和shader模式

执行Lumen/LumenScreenProbeGather.usf的GenerateCompressedGBuffer。这里主要输出压缩的gbuffer的深度RWCompressedDepthBufferOutput以及gbuffer的shader模式RWCompressedShadingModelOutput。

3.RenderLumenReflections渲染lumen的反射信息

如果ViewPipelineState.ReflectionsMethod == EReflectionsMethod::Lumen则执行RenderLumenReflections获取反射的信息。

FReflectionGenerateRaysCS反射光线创建

执行Lumen/LumenReflections.usf的ReflectionGenerateRaysCS。如果NeedRayTracedReflections为true则拿摄像机的朝向与法线获取反射方向，返回到RWRayBuffer。如果不是NeedRayTracedReflections则用重要性采样结合ggx来获取ConeAngle并设置到RWRayBuffer的a通道。