着色器开发光照模型（实时全局光照渲染器kajiya）

今日推荐的GitHub项目是kajiya，它是一个实验性实时全局光照渲染器，使用Rust和Vulkan来实现。目前，该项目的Star量为2.8k。

GitHub主页

• 项目地址：https://github.com/EmbarkStudios/kajiya
• 开源协议：Apache License

kajiya的总体目标是在动态场景中尽可能以实时速度接近路径追踪模式，不需要任何预计算的光传播或手动放置的光探针。

目前，kajiya并不打算成为功能齐全的游戏渲染器，也无法支持所有类型的场景、光现象或多样化的硬件。

kajiya只是一个兴趣项目，有很多缺点，并会持续改进。

下图为使用kajiya渲染的废墟环境。

特性

• 混合使用光栅、计算和光线追踪的混合渲染
• 动态全局光照，包括没有预计算的全动态几何和光照、无限反弹的体积时间循环辐照度缓存、高频细节的光线追踪漫反射最终聚集和光线追踪镜面，第一次命中后回落到漫反射
• 带有光线追踪软阴影的阳光
• 具有GGX和粗拙度/金属度的标准PBR，包括节能多散射BRDF（双向反射分布函数）
• 引入路径追踪模式
• 时间超分辨率和抗锯齿
• 自然色调映射
• 基于物理的眩光
• 基本运动模糊
• 对比度自适应锐化
• 可选DLSS（深度学习超采样）支持
• GLTF网格加载（还没有动画）
• 运行kajiya的渲染图

主要平台

目前，kajiya只支持少数几个操作系统和硬件上运行。

硬件包括如下：

• Nvidia RTX系列
• Nvidia GTX 1060以及6GB VRAM以上更新版本
• AMD Radeon RX 6000系列

操作系统包括如下：

• Windows
• Linux

依赖包括如下：

• libtinfo5
• uuid-dev

搭建与运行

想要构建kajiya及其工具，你需要Rust。

bake.rs中有个非常小的资产管道，它将GLTF中的网格转换成内部平面格式，并计算纹理映射。为了烘焙（bake）所有提供的网格，你需要在不同的操作系统上分别运行如下：

• Windows：bake.cmd
• Linux & macOS：./bake.sh

完成之后，通过如下运行渲染器demo：

• Windows：build_and_run.cmd [scene_name]
• Linux & macOS：./build_and_run.sh [scene_name]

其中[scene_name]是assets/scenes中的一个文件名称，没有.ron扩展，如下所示：

build_and_run.cmd battle

或者

cargo run --bin view --release -- --scene battle --width 1920 --height 1080 --no-debug

更多细节内容请参阅原项目。

扩展阅读：

• Rust是一门系统编程语言，支持函数式和命令式以及泛型等编程范式的多范式语言，专注于安全尤其是并发安全。Rust在语言上类似于C 。
• Vulkan是一个跨平台的2D和3D绘图应用程序接口，最早由科纳斯组织（Khronos Group）在2015年游戏开发者大会（GDC）上发表。Vulkan旨在提供更低的CPU开销与更直接的GPU控制，理念大致与Direct3D 12和Mantle类似。