最简单的办法是采用raymarching，噪声可以简单的采用fbm，但是程序感严重
两种噪声叠加，Perlin-Worley noise，连续感减弱不少
一张基础的3d纹理，控制大体形状，一个通道存Perlin - Worley noise，其他三个存不同频率的Worley noise
一张细节3d纹理，不同频率的Worley noise
一张2d纹理，curl noise，一般用于流体模拟，可以对云进行distort，增加湍流感
在高度上使用纹理控制密度，可以表现层云，积云，积雨云
此外，在高度上整体设置一个0-1的渐变，因为低空没云
在云的边界处减去第二个3d纹理，能够得到侵蚀效果
小贴士，如果你把基础云层的Worley noise倒置，会得到一些不错的形状。
使用2d纹理去distort第二个3d纹理，可以模拟大气湍流造成的旋涡扭曲
用一张图去整体上控制云层，能够模拟不同天气下的表现，r通道表示密度，g通道表示降雨量，b为云形。天气系统通过在游戏过程中进行的模拟来调节这些通道。积雨云直接在头顶（白色），远处是规则的积云。我们可以让艺术家去控制这些模拟。
默认天气是积云和层云的组合。大部分是层云。
降水量达到0.7将会产生积云。
使用天气系统来确保地平线上的云层总是有趣的，并在山上分开。
从15000米的距离开始…在玩家周围35000米半径范围内绘制云景
渲染采用Beer’s law
前向散射几率更大，使用henyey greenstein function来矫正
此外，云层厚的地方in-scattered light更多，导致边缘会暗一些
加入powder函数，两个公式叠加去模拟这个效果
注意这个效果和方向光方向及视角方向有关
在有雨的地方增加光吸收率，来使其变暗
最终公式
地球是圆的，所以远处地平线会和云接在一起
1500米到4000米之间是体积云
海拔4000米以上是alto和卷云。上层云不是很厚，可以通过动画纹理模拟
由于存在基础噪声和细节噪声，只有在基础噪声返回非0时才需要检测细节噪声
为了不"错过"，切换到高细节样本之前要向后退一步
当到达alpha为1时，也就是到最高点了，停止Raymarching
如果连续返回非0，切换到基础噪声，直到再次返回0
采样点数量和视角相关
注意密度会随高度衰减，也就是上面提到的0-1渐变
但是这样还不够
在朝向光的圆锥上采样6个点模拟阴影，最后一点距离要远一点
为了提高采样的性能，当alpha达到0.3时，切换到简单版本的着色器版本进行采样。这使着色器速度提高了2倍
6点采样在低空的贡献大于比尔定律，而随着高度上升，又会回到标准的体渲染方式
最后一步，采样最高层的二维纹理
以上是高空云层的几种形态
现实中，不同频率的光线在云中混合，会产生非常美丽的色彩效果。所以我们要根据以下模型为云上色：
- 环境光贡献随高度增加而增加
- 直接照明将以阳光颜色为主
- 大气散射会随高度增加去替代云层颜色
优化：每帧渲染1/4
前一帧要reproject，如果是边缘，无法reproject，则从一个低分辨率buffer上采样
在half res下渲染，最后upscal
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作者：风和雨林
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发表于 2019-12-30 11:39:00
