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虚幻引擎5技术解析:几何图像的思想

Lumen in the Land of Nanite, 在PlayStation 5上运行的实时演示.

2020年5月13日,Epic Game 揭开了 虚幻引擎5 的神秘面纱,该公司发布的演示视频惊艳了全球游戏业。 虚幻引擎5的强大性能彻底地征服了计算机图形学领域的学术同行和广大玩家。这次技术飞跃使得游戏中的实时细节渲染更加逼近电影CG效果和真实的物理世界。

虚幻引擎5具备两 大全新核心技术: 技术解析 Nanite 虚拟微多边形几何技术和 Lumen 动态全局光照技术。 Nanite虚拟几何技术的出现意味着由数以亿计的多边形组成的影视级艺术作品可以被直接导入虚幻引擎, Nanite几何体可以被实时流送和缩放,因此无需再考虑多边形数量预算、多边形内存预算或绘制次数预算 技术解析 了; 也不用再将细节烘焙到法线贴图或手动编辑细节层次( LOD ),这必定是图形学领域革命性的飞跃。如图1所示,演示中每个武士雕像都有3300万个多边形,其几何细节精雕细琢得无以复加,其逼真程度令人叹为观止!

传统方法

曲面几何的细节由三角面片来表达,给定同样的原始曲面,粗糙的几何需要较低的采样率和较少的三角面片(低模),精密的几何表示需要更高的采样率和更多的三角面片(高模)。低模提高了渲染速度,但是降低了画面质量;高解析度的三角网格降低渲染画面的帧率,但是提高了画面渲染质量。在游戏中,为了达到实时交互的速度,根据人物距离镜头的远见,视角方向,我们可以动态选择不同精密程度的三角网格。低模和高模可以用统一的数据格式来表示,动态改变解析度,这一几何表示被称为是LOD(Level Of Detail)表示,由Hughes Hoppe所发明,目前普遍用于游戏引擎之中。图3显示了同一张老人脸的不同层次的几何表示。

Nanite 几何图像方法

那么,Nanite的虚拟 微多边形几何技术 究竟高明在哪里?为什么一夜之间就可以摒弃人们数十年来积累的技术?很多计算机图形学领域的专家分析,Nanite的几何技术很有可能是基于老顾18年前与Gortler 教授、Hughes Hoppe合作的SIGGRAPH论文,“ 几何图 像 ” 【1】。

图6. 大卫王头像的几何图像(左帧)与法向纹理图 (右帧 ) 。

图5和图6显示了将三角网格转换成几何图像的计算过程。首先,我们将三角网格参数化,映射到平面长方形区域,尽量减小畸变;然后,我们在平面上重新采样,将几何位置和法向量信息 记录 在图像的相应像素处,用红绿蓝来编码。由图6,我们可以看到,几何图像比法向纹理光滑很多。

展望

【1】 X. Gu, S. Gortler and H. Hoppe, Geometry Images, SIGGRAPH 2002, http://hhoppe.com/proj/gim/

【 老 顾 谈 几 何 】 邀 请 国 内 国 际 著 名 纯 粹 数 学 家 , 应 用 数 学 家 , 理 论 物 理 学 家 和 计 算 机 科 学 家 , 讲 授 现 代 拓 扑 和 几 何 的 理 论 , 算 法 和 应 用 。 返回搜狐,查看更多

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RickyYu / Nfc-Android

  • Updated Aug 29, 2017
  • Java

cuamckuu / 技术解析 nfc-frog

  • Updated Apr 24, 2022
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maxieds / ChameleonMiniLiveDebugger

  • Updated Aug 13, 2022
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h4kbas / nfc-reader

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underwindfall / NFCAndroid

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janlionly / NFCReaderWriter

NFCReaderWriter which supports to read data from NFC chips(iOS 11), write data to NFC chips(iOS 13) and read NFC tags infos(iOS 13) by iOS devices. Compatible with both Swift and Objective-C. I will appreciate you if give me a star on the top right 技术解析 of page.

  • Updated Sep 24, 2020
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romellfudi / FudiNFC

💳 技术解析 NFC Reader And Writer using Android 技术解析 devices by @romellfudi

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ElectronicCats / HunterCatNFC

The Hunter Cat NFC is the latest security tool for contactless (Near Field Communication) used in access control, identification and bank 技术解析 cards. Specially created to identify NFC readers and sniffing tools, with this tool you can audit, read or emulate cards of different types.

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