关于ddx/ddy重建法线在edge边沿上的artifacts问题

经验证，原来ddx、ddy这两个操作，在forward rendering与deferred rendering中存在着很微妙的语义区别。

在forward rendering中，GPU shader会自动地判断其2x2区域是否仅有部分落在当前绘制的三角面所覆盖的interpolate范围内。

而在dr中，在将ddx/ddy操作应用于一个NDC quad时，GPU shader这一免费的“非法校验”操作便失效了。用于计算ddx/ddy的2x2像素区域有可能一部分位于三角面A、而另一部分则位于三角面B。也就是说：参与ddx/ddy运算的像素，有可能超出了同一三角面的插值范围，从而导致ddx/ddy得到错误的结果。从而导致模型edge上的artifact。这一问题在dr中使用像素world坐标重建几何法线时(normalize(cross(ddx(posW), ddy(posW))))，尤为突出，而且真正理解上述原因的人少之又少。

总结：使用ddx/ddy，切记一定要确保其2x2区域位于同一三角面的光栅化范围内，不能跨三角面。在DR中，GPU shader不会自动地保障上述前提成立，所以没有引入其他额外机制的前提下，只能避免使用ddx/ddy计算几何法线。

附图1：deferred rendering，使用ddx/ddy重建法线，存在artifacts

附图2：forward rendering，使用ddx/ddy计算法线，不存在artifacts

时间： 2024-12-03 06:38:17

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