1 原理#

真实世界中，强光源会在我们的眼睛里（和相机镜头里）产生散射光晕。Bloom 模拟这个效果。

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1. 取 Scene Color（HDR）
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2. 亮度阈值 → 只保留超过阈值（如 1.0）的像素
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3. 多次 Downsample（1/2 → 1/4 → 1/8 → ...）
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4. 多次 Upsample + Blur → 重建模糊的 Bloom 纹理
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5. Blend: FinalColor = SceneColor + Bloom * Intensity

为什么要多次上/下采样而不是一次大 Blur？

一次大 Blur 需要采样半径内所有像素——半径 64 像素的高斯 Blur 在 1080p 下每像素 4096 次采样，太贵。先用 Mini-Mipmap 链降分辨率到 1/8，再在低分辨率做 Blur（便宜），再叠加上来——这就是 Kawase Blur 或 Dual Filtering 的思路。

2 UE 中对应的#

Post Process Volume → Lens → Bloom：Intensity、Threshold、Convolution Kernel 等参数。UE 的 Bloom 默认使用多级高斯 Blur。

1 问题#

你的 Lighting Pass 算出的 HDR 颜色范围可能是 0.0 到 100.0（甚至更高——太阳直射的高光点可能上千）。但显示器只能显示 0-255（LDR，8 位色深）。

2 方案#

最简单的（Reinhard Tone Mapping）：

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float3 ToneMap_Reinhard(float3 hdr) {
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    return hdr / (1.0 + hdr); // 把 [0, ∞) 软压缩到 [0, 1)
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}

亮度低时接近线性（暗处保持细节），亮度极高时软截断（高光变成白色但不刺眼）。

UE 默认（ACES——Academy Color Encoding System）：

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float3 ToneMap_ACES(float3 hdr) {
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    // 电影行业标准——模拟电影胶片的色彩响应
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    float3 a = hdr * (hdr + 0.0245786f) - 0.000090537f;
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    float3 b = hdr * (0.983729f * hdr + 0.4329510f) + 0.238081f;
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    return a / b;
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}

ACES 的效果是：高光保留色彩倾向（不是纯白色），暗部有柔和的对比度压缩。这个公式被几乎所有 3A 游戏和电影 VFX 使用。

1 为什么不需要真 AO#

真环境光遮蔽需要算全局光照——贵。但人眼对 AO 的感知其实主要来自近处物体之间的接触阴影（如墙角、物体和地面的接缝）。屏幕空间的方法够用了。

2 SSAO 的基本思路#

对屏幕上的每个像素，取它周围一小圈随机偏移点，检查这些点在深度缓冲里是否被遮挡：

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float CalcSSAO(float2 UV, float3 Pos, float3 Normal) {
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    float ao = 0.0;
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    for (int i = 0; i < SAMPLE_COUNT; i++) {
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        float3 samplePos = Pos + RandomDirection[i] * Radius;
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        float3 sampleUV = WorldToScreen(samplePos);
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        float sampleDepth = SceneDepth.Sample(Sampler, sampleUV.xy).r;
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        float realDepth = samplePos.z;
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        if (realDepth > sampleDepth + Bias) {
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            ao += 1.0; // 采样点被遮挡了
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        }
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    }
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    return 1.0 - ao / SAMPLE_COUNT;
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}

SSAO 是 “屏幕空间” 的——只能看到深度缓冲里有信息的地方。 物体背后的东西看不到，所以远处的遮挡无法计算。但它足够让墙角、桌子腿等地方变暗，大幅提升立体感。

UE 在 SSAO 基础上演进了 GTAO（Ground Truth Ambient Occlusion）——改进了采样策略和遮挡权重，效果更接近离线烘焙的 AO。

1 延迟渲染为什么需要 TAA#

延迟渲染不支持 MSAA。但锯齿还是要抗的。TAA 的方案是把上一帧的信息用到这一帧。

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TAA = 这一帧的渲染结果 × 0.5 + 上一帧（经过运动补偿后）的结果 × 0.5

2 核心机制#

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float3 TAA(float2 UV, Texture2D CurrentFrame, Texture2D History, Texture2D Velocity) {
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    float2 velocity = Velocity.Sample(Sampler, UV).xy;   // 这个像素上一帧在哪
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    float2 historyUV = UV - velocity;                     // 反推历史位置
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    float3 history = History.Sample(Sampler, historyUV);  // 取历史颜色
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    float3 current = CurrentFrame.Sample(Sampler, UV);    // 取当前颜色
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    return lerp(history, current, 0.5);                   // 混合（实际更复杂，有 clamp）
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}

Motion Vector（运动向量） 是 TAA 的关键输入——每个像素需要知道它上一帧在屏幕的什么位置。UE 的 GBuffer 里包含 Velocity Buffer，在 GBuffer Pass 中写入。

3 TAA 的问题#

• Ghosting（鬼影）：快速移动物体后面的”拖尾”——因为历史帧的数据来自物体过去的位置，混合时没对齐
• 模糊：混合了多帧的结果，画面偏软——很多游戏被吐槽”TAA 太糊”
• Disocclusion 问题：被挡住的物体突然出现（如转身），上一帧没有它的历史数据，TAA 不知道怎么办

DLSS / FSR / XeSS 本质上是更智能的 TAA——用 AI 替代简单的混合逻辑，在历史帧和当前帧之间做更精细的重建。

1 两种做法#

相机运动模糊（Camera Motion Blur）： 相机的旋转/平移导致整个画面模糊。做法是用上一帧的 ViewProj 矩阵算出每个像素在上一帧的屏幕位置，在当前帧和上一帧位置之间做采样。

物体运动模糊（Per-Object Motion Blur）： 单独的快速移动物体（如挥动的剑）。每个物体的 Motion Vector 不同——这在 GBuffer 的 Velocity Buffer 里已经存好了。

2 UE 的实现#

UE 的 Motion Blur 基于 Velocity Buffer 做——和 TAA 共享同一个输入。在 Velocity Buffer 指示的运动轨迹上做多次采样，取平均。