2D 光漫反射贴图伪影

Question

我正在尝试在基于 libGDX 的游戏上实现一个简单的 2D 光引擎。这个想法是在没有着色器的情况下创建这个光引擎。我暂时不打算渲染任何阴影。 我已经设法用三角形和渐变渲染了一个光照贴图，但问题是当多个光源重叠时，我得到了一些像这张图片中的伪影：

黄色光源与其他光源重叠时会产生深色边框。

我正在使用以下混合函数来渲染灯光：

Gdx.gl.glBlendFunc(GL20.GL_ONE, GL20.GL_ONE);

有没有办法去掉这个黑边？

渐变从黄色变为黑色，完全不透明。因为GL_ONE 应该是加色的，所以颜色应该只会变亮吧？

更新 1：

使用 Nico Schertler 解释的着色器肯定更好，但仍有一些参数我不确定。

这是我想出的片段着色器

void main() {
  float intensity = 0.02;
  vec2 pos = vPosition;
  float dist = distance(pos, u_origin) / u_radius;
  vec4 color = vec4(intensity * (vColor.rgb / ((dist * dist) + 0.01)), 1);
  gl_FragColor = color;
}

问题是我不确定常量intensity = 0.02 和0.01 我已添加到函数中以使其看起来不错。此外，半径变量现在是屏幕高度和宽度之间的最大值。

更新 2：

我最终选择了以下等式：

void main() {
  float dist = distance(vPosition, u_origin) / u_radius;
  vec4 color = vec4((vColor.rgb) / (pow(dist, 2) + 0.01), vColor.a);

  gl_FragColor = color;
}

然后结合基于相同方程的遮挡贴图（使未照亮的地方变暗）。这是最终输出：

Answer 1

这在很大程度上取决于你如何喷灯。

例如如果您使用一些截断的二次函数作为灯光的亮度（相对于与中心的距离），即类似的东西：

如果你添加两个灯，你会得到这个配置文件：

在此配置文件中，您会看到明显的不连续性。这种不连续性的原因是原始函数的截断。因此，您的图像中很可能存在任何形式的截断光函数（无论是二次光函数、线性光函数还是其他），这会导致两个光相交处的明亮区域。

那么如何解决呢？物理上正确的光分布随二次距离衰减（在 2D 中，您也可以主张线性衰减），x 是与光源的距离：

light = factor / x^2

这个函数有两个问题。首先，它没有得到紧凑的支持。这意味着您必须绘制一个无限大的 splat（或至少与屏幕一样大）。这可能不是什么大问题。一旦它变得非常小，您也可以将其切断。第二个问题更严重。如果x 变为0（即您直接在光的位置上），则无法计算该值（它趋于无穷大，因为所有光能都集中在一个没有区域的点上）。所以这真的取决于你想用光照贴图做什么。当然，你可以用类似于

的方式进行正则化

light = factor / ((x)^2 + epsilon)

，其中epsilon 是一个非常小的数字。如果您的场景是从上方观看的，那么这个 epsilon 可能是地面上的灯光高度（平方）。然后，您将获得如下配置文件：

瞧，没有间断。但是您很可能需要一个片段着色器来实现这一点。

如果您不关心物理正确性，高斯 splat 也可能会产生漂亮的结果：

light = factor * exp(-x^2 / variance)