Deferred Texturing для ландшафта

Еще одной новинкой в Dagon 0.14 станет довольно интересная и нетипичная техника, которую я еще не встречал в готовых реализациях – Deferred Texturing (отложенное текстурирование) для ландшафта.

Когда у меня в движке появилась поддержка ландшафтов, я не стал особо мудрить и сделал для них простейший шейдер, к которому подключаются до четырех текстур, причем для них пришлось сделать специальные свойства у материала, что выглядело не очень эстетично с точки зрения дизайна API. Также этот шейдер не поддерживал текстуры шероховатости и металличности, что делало его неполноценным по сравнению с остальными компонентами рендера. Техника Deferred Texturing, описанная Натаном Ридом, практически идеально вписалась в мой пайплайн и полностью решает эти две старые проблемы.

Основная идея заключается в том, чтобы вынести процесс наложения каждой текстуры в отдельный проход. Чтобы не рендерить сетку ландшафта по нескольку раз, мы запекаем геометрические данные в G-буфер, как в обычном отложенном рендере – отличие в том, что нам при этом нужно сохранять только интерполированные вершинные нормали и текстурные координаты ландшафта.

Полученные буферы вместе с PBR-текстурами (карта нормалей, base color, roughness, metallic) скармливаем текстурирующему проходу, который рисует экранный квад и записывает значения уже в обычный G-буфер. Для вычисления финальных нормалей используются значения из буфера нормалей ландшафта (плюс глубина, которую я сохраняю как альфа-канал буфера нормалей – она нужна для реконструирования eyespace-позиции пикселя). PBR-текстуры сэмплируются UV-координатами из буфера. Чтобы экранный квад не перезаписывал значения, уже сохраненные в G-буфере, нужно отсекать пиксель по маске, которую я храню в Z-координате буфера нормалей – 0 означает, что в данной точке нет ландшафта, 1 – есть.

Текстурирующий проход срабатывает несколько раз подряд – по количеству слоев текстур, которые я храню в специальном многослойном материале, каждый слой которого сам является отдельным материалом. Проход рисует в режиме альфа-смешивания, альфа-канал для прохода хранится в слое как отдельная текстура. Что самое интересное, прозрачность можно анимировать/клиппить и таким образом создать эффект плавного перехода одной текстуры в другую – например, постепенного покрытия ландшафта снегом. Возможности открываются самые широкие!

Новая статья на Medium

Я написал статью “Almighty Alias” на Medium о моем любимом ключевом слове alias, основное назначение которого – определение псевдонимов к типам и объектам. Но на самом деле alias способен на большее, особенно в связке с шаблонами.

ImGui

В следующей версии Dagon появится экспериментальная интеграция популярного UI-тулкита ImGui на основе биндинга bindbc-imgui – очень интересный инструмент, я только начал его изучать, но уже многое нравится. Удивил большой выбор готовых виджетов.

Nuklear при этом никуда из движка не денется, оба тулкита будут сосуществовать в виде двух отдельных расширений.

Новости по проектам

Долго не писал в блог – не потому, что не о чем, а просто в последнее время психическое состояние не располагало к публичности. Ушел в себя, в рефлексию и размышления. Не могу отрицать, что энтузиазм по хобби-проектам у меня уже не тот, что раньше. Стало сложно сохранять прежний настрой, и вообще очень многие вещи в жизни отошли на второй план. Но я не бросаю D, не бросаю работу над движком – просто в данный момент пишу код небольшими итерациями, насколько хватает кратковременных состояний потока.

Из нового: практически доделал рефакторинг системы загрузки текстур в Dagon (ветка texture). Текстуры из DDS теперь загружаются напрямую, без создания промежуточных объектов SuperImage. Также 2D-текстуры и кубические карты объединены в один класс Texture, и работать с ними стало проще – например, загрузка карты окружения на стороне пользователя теперь выглядит одинаково как для кубической карты из DDS, так и для равнопромежуточной карты HDR. А еще появилась поддержка формата сжатия ASTC.

Обновил и выложил на GitHub свой старый программный растеризатор MiniGL. Попутно внес несколько улучшений – например, теперь конвейер поддерживает “шейдеры”: можно задать функции D, которые выполняются при обработке вершины и пикселя. Я не знаю, кому и для чего эта штука может пригодиться в 2022 году, но писать ее было весело, и код получился довольно наглядный и компактный – меньше 1000 строк, так что это как минимум хороший пример использования dlib.

И, наконец, около месяца у меня ушло на доработку одного интересного инструмента, не связанного с D, о котором я напишу подробнее в одном из следующих постов.

Texture Tools Exporter

Отличный бесплатный конвертер текстур от NVIDIA, о котором я узнал почему-то только недавно. Поддерживает системы сжатия BC1 (S3TC/DXT1), BC2 (S3TC/DXT3), BC3 (S3TC/DXT5), BC4/5 (RGTC), BC6/7 (BPTC), ASTC, а также несжатые 8-битные целочисленные форматы и 16- и 32-битные с плавающей запятой. Можно экспортировать как 2D текстуры, так и кубические карты. Список поддерживаемых контейнеров также внушителен: DDS, KTX2, OpenEXR, HDR и все обычные – PNG, JPEG, BMP, TGA, PPM и др.

Очень пригодится для тестов, когда буду переписывать загрузчик текстур в Dagon. Как-нибудь в ближайшее время хочу написать большую статью о сжатии текстур с описанием всех форматов.