Assignment1 - Deferred Renderer

Assignment: Foundations of Real-Time Rendering – Deferred Shading

根據作業需求實作繪製 Sponza 模型

Tip

以 DirectX-Graphics-Samples 的範例專案中的 D3D12HelloTexture 為基礎做修改與擴充。 其餘皆為自己撰寫 (部分有詢問 AI 來學習，但主要由我自己撰寫)，並無套用任何既成之 D3D12 渲染框架。

Tip

整合 Open Asset Import Library (Assimp) 來讀取模型與貼圖。 若遇到透明貼圖，有在 Shader 中額外做 Alpha Clipping 處理。

Results

後來才注意到本專案之模型有些破損問題，後續在 Final Project 中有修正。

Final Color (最終合成之光照結果)

Depth (深度圖)

Normal (法線圖)

Albedo (貼圖顏色)

How to control?

• WASD: 第一人稱移動
  • 
• 滑鼠: 第一人稱轉視角
  • 程式一執行後，滑鼠會隱藏進入遊戲狀態，直接轉即可
  • 為了方便實作，目前程式中僅使用 Euler Angles 實作旋轉
    • 未來有機會時，應該實作更精準且不會卡死的 Quaternions 方法
  • 
• ESC: 顯示滑鼠並暫時離開遊戲（此時視角不會轉）
  • 離開遊戲狀態時，可以按 滑鼠右鍵 拖曳視角
  • 滑鼠點畫面左鍵 能夠回到遊戲狀態
  • 
• Z: 切換 Depth / Normal / Albedo / Final Color 狀態
  • 

Note

互動的部分，有解耦獨立程式碼

• Camera.h 及 Camera.cpp 用來處理攝影機相關
• InputManager.h 用來處理輸入相關
• 這些檔案目前在架構上皆為 Singleton 存在，因為目前不會有複數的情況
• 也有整合進 Win32Application.cpp 中
• 最後在 D3D12HelloTexture.cpp 實作 HandleInput() 處理輸入

Shading Pipeline

主要分為兩階段

Geometry Pass

• GeometryPass.hlsl 用來處理模型本身
  • 貼圖可能是透明，有做 Alpha Clipping 處理
• G-buffer
  • Depth Buffer (使用 D32_FLOAT)
  • Normal Buffer (使用 R16G16B16A16_FLOAT)
  • Albedo Buffer (使用 R8G8B8A8_UNORM)

Tip

在 D3D12HelloTexture.cpp 的 OnUpdate() 中 XMMATRIX modelMatrix = XMMatrixScaling(0.1f, 0.1f, 0.1f); 將模型 scale 縮小至 0.1 倍。 所以在計算 Depth (深度圖) 時，distance 有縮小才看得比較清楚。 在 LightingPass.hlsl 的 PSLighting(...) 中的 float dist = length(cameraPos - worldPos) / 100.0f;。

Lighting Pass

• LightingPass.hlsl 用來處理光照渲染
• 使用一個全螢幕三角形 (Full-screen Triangle) 進行採樣渲染
• 從 G-buffer 中讀取資料並計算最終光照結果
• 演算法：實作 Blinn-Phong Shading
• 光源設定：
  • 類型：Directional Light (平行光)
  • 強度 (Intensity)：(1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
  • 光照入射之反方向 (Direction to Light)：(-0.577f, -0.577f, -0.577f, 1.0f)