deferred shading

Новый рендер в Dagon

Новый рендер в Dagon

В следующей версии движка, 0.11, будут полностью переписаны рендер и система постобработки, а также изменена структура модулей. Как следствие, Dagon потеряет совместимость со старыми проектами, но зато появится возможность практически не ограниченного расширения движка путем создания пользовательских графических конвейеров. Новая версия Dagon разрабатывается в ветке dagon-ng.

Из уже реализованных возможностей можно отметить почти готовый отложенный рендер с оптимизациями производительности и расхода памяти (например, больше не используется буфер позиций, позиции вычисляются на основе буфера глубины). Стало возможным изменение разрешения окна/вьюпорта в процессе работы приложения. Кроме того, был улучшен сэмплинг карты окружения – используется нелинейная зависимость mip-уровня от шероховатости, реализованная по методу, предложенному Морганом Макгуайром, что повысило реалистичность материалов с низкой и средней шероховатостью:

Экранное затенение среды (SSAO) было вынесено в отдельный буфер, что позволяет использовать данные о затенении на разных этапах конвейера. Был добавлен денойзер, благодаря которому удается рендерить SSAO без шума с небольшим количеством сэмплов:

Демку новой ветки Dagon с функциями редактора можно найти тут.

Dagon 0.9.0 и dlib 0.15.0

На днях вышли новые версии Dagon и dlib – 0.9.0 и 0.15.0 соответственно. Релиз Dagon – самый крупный со времени портирования движка на современный OpenGL: он содержит 190 коммитов, практически весь рендерер был переписан заново. Вот краткий список изменений:

  • Состоялся переход с прямого рендеринга (forward) на отложенный (deferred). Это должно было рано или поздно произойти, все современные движки в той или иной мере используют отложенные эффекты. В Dagon этот рефакторинг серьезно улучшил производительность и позволил полноценно реализовать SSAO. Количество динамических источников света теперь ограничено только fillrate’ом видеокарты. Ценой стало повышенное потребление видеопамяти, также при отложенном рендеринге невозможно эффективно реализовать прозрачность, поэтому все прозрачные объекты рендерятся в прямом fallback-режиме, и для них не учитываются точечные источники света.
  • Система шейдеров была переписана с нуля. Старая система с бэкендами материалов была заменена на шейдеры, все избыточные классы материалов были объединены в один, создавать новые материалы и передавать шейдерам параметры стало значительно проще. Все шейдеры используют GLSL 4.0 Core, ветвление в шейдерах было заменено на uniform-подпрограммы, что повысило производительность и сделало код более читаемым. Материалы с пользовательскими шейдерами также рендерятся в прямом режиме.
  • Была серьезно улучшена система частиц: появилась поддержка мягких частиц, освещения, отбрасывания теней. Также теперь можно создавать несколько эмиттеров в каждой системе. Опционально в качестве частиц можно рендерить любые объекты вместо биллбордов.
  • Добавлена поддержка Screen space ambient occlusion (SSAO).
  • Добавлены шейдер воды по методу Себастьяна Лагарда и модель неба по Рэлею (экспериментально).
  • Dagon теперь использует BindBC вместо Derelict.
  • Добавлена поддержка автоматического деплоя: при каждой сборке Dub копирует в проект все необходимые файлы для запуска, включая DLL’ки под Windows.

Полный список изменений смотрите на странице релиза. Также было обновлено и демонстрационное приложение.

Изменения в dlib по большей части носят исправляющий и косметический характер: я решил постепенно избавиться от устаревших компонентов, в связи с чем следующие модули пометил как deprecated:

  • dlib.image.parallel
  • dlib.math.fixed
  • dlib.functional.quantifiers
  • функции map, filter, reduce в dlib.functional.range.

Следующие модули были удалены:

  • dlib.container.aarray
  • dlib.math.affine
  • dlib.core.fiber (временно перенесен в отдельную ветку до завершения windows-порта)

Нововведения включают:

  • dlib.text.unmanagedstring – альтернативная реализация строк, не использующая сборщик мусора
  • Улучшенные декодеры текстовых кодировок, модуль dlib.text.encodings.
  • Также dlib теперь может быть собран компилятором GDC (за исключением модуля dlib.math.sse, который в этом случае не будет доступен).

Полный список изменений – на странице релиза.

Dagon – новое видео

Выложил новое видео Dagon с демонстрацией отложенного рендера и освещенных мягких частиц:

Также сделал сайт для движка:
https://gecko0307.github.io/dagon

Карты окружения в отложенном рендере

Несколько новых скриншотов отложенного рендера:

В ближайшее время планирую реализовать поддержку кубических карт с полноценным интегрированием Монте-Карло (сейчас используются равнопромежуточные карты с простым box-фильтром, формируемые стандартным mip-генератором OpenGL, что, конечно, дает достаточно далекий от физически корректного результат, хотя и визуально приемлемый). Также обдумываю вариант загрузки кубической карты из файла DDS, что позволяет строить мип-уровни в сторонних утилитах типа CubeMapGen.

Dagon 0.8.0. Deferred Shading на подходе

На днях вышла новая версия Dagon – 0.8.0. Основные нововведения включают собственный формат движка для хранения моделей и сцен, который можно экспортировать из Blender, специализированный материал для частиц, исправленный рендеринг прозрачных объектов. Dagon теперь требует OpenGL 4.0 (из-за необходимости функции glBlendFunci). Полный список изменений см. на странице релиза.

Вскрылись проблемы с работой движка под macOS – поскольку у меня нет возможности тестировать его под этой ОС, поддержка Mac отныне не гарантирована. Но буду благодарен, если кто-то исследует эту проблему и предложит решение.

Одновременно я начал работу над поддержкой отложенного освещения и уже добился результата. Заодно реализовал SSAO, мягкие частицы и улучшил функцию неба, что заметно на высоких значениях шероховатости.

Скорее всего, отложенный рендер полностью заменит кластерный. Для прозрачных объектов я планирую ввести классический прямой метод освещения с отбором ближайших к объекту источников света.