java - 2D 光漫反射贴图制品

Question

我正在尝试基于 libGDX 在我的游戏上实现一个简单的 2D 灯光引擎。我们的想法是创建这个没有着色器的光引擎。我暂时不打算渲染任何阴影。我已经成功地渲染了带有三角形和渐变的光照贴图，但问题是，当多个光源重叠时，我得到了一些伪像，如下图所示:

黄色光源与其他光源重叠时会产生黑色边框。

我使用以下混合函数来渲染灯光:

Gdx.gl.glBlendFunc(GL20.GL_ONE, GL20.GL_ONE);

有没有办法去掉这个黑色边框？

渐变从黄色到黑色完全不透明。由于 GL_ONE 被认为是相加的，所以颜色应该只会变得更亮，对吗？

更新1:

按照 Nico Schertler 的解释使用着色器肯定更好，但仍然有一些参数我不确定。

这是我想出的片段着色器

void main() {
  float intensity = 0.02;
  vec2 pos = vPosition;
  float dist = distance(pos, u_origin) / u_radius;
  vec4 color = vec4(intensity * (vColor.rgb / ((dist * dist) + 0.01)), 1);
  gl_FragColor = color;
}

问题是我不确定我添加到函数中以使其看起来不错的常量intensity = 0.02和0.01。此外，半径变量现在是屏幕高度和宽度之间的最大值。

更新2:

我最终选择了以下等式:

void main() {
  float dist = distance(vPosition, u_origin) / u_radius;
  vec4 color = vec4((vColor.rgb) / (pow(dist, 2) + 0.01), vColor.a);

  gl_FragColor = color;
}

然后根据相同的方程与遮挡贴图(使非照明区域变暗)相结合。这是最终输出:

Answer 1

这很大程度上取决于你如何打灯。

例如如果您使用一些截断的二次函数作为灯光的亮度(相对于距中心的距离)，即类似的东西:

如果添加两个灯，您将获得以下配置文件:

在此配置文件中，您会看到明显的不连续性。这种不连续性的原因是原始函数的截断。因此，您的图像中很可能存在任何形式的截断光函数(无论是二次函数、线性函数还是其他函数)，这会导致两个光的交叉点出现明亮区域。

那么如何解决这个问题呢？物理上正确的光分布随着二次距离而衰减(在 2D 中，您也可以主张线性衰减)，x 是距光源的距离:

light = factor / x^2

此功能有两个问题。首先，它没有得到紧凑的支持。这意味着您必须绘制一个无限大的图案(或至少与屏幕一样大)。这可能不是一个大问题。您也可以在光线变得非常小时就将其关闭。第二个问题更为严重。如果x转到0(即您直接位于光位置)，则无法计算该值(它趋于无穷大，因为所有光能量都集中在具有没有区域)。所以这实际上取决于你想用光照贴图做什么。当然，你可以通过类似的方式进行正则化

light = factor / ((x)^2 + epsilon)

，其中 epsilon 是一个非常小的数字。如果您的场景是从上方观看的，则此 epsilon 可能是光在地面上的高度(平方)。然后，您将获得如下所示的个人资料:

瞧，没有间断。但您很可能需要片段着色器来实现此目的。

如果您不关心物理正确性，高斯分布也可能会给出漂亮的结果:

light = factor * exp(-x^2 / variance)