2 Raycastingraycasting 仅会投射两种光线： 从eye出发到场景的光线，得到最近交点，作为着色点 从着色点到光源投射光线，即shadow ray 3 Recursive Whitted Raytrace引入了反射、折射、阴影光路，虽然加入了间接光，但只支持完美镜面反射、折射的递归追踪，其过程如下： 从eye出发到场景的光线，得到最近交点 当交点为镜面时，继续trace镜面

1 蒙特卡洛基础假设要求解积分 $\int f(x) \space dx$，往往没有解析解，直接求解困难。蒙特卡洛引入随机化，进而对积分进行估计。选择一个自变量 $X \sim P(x)$，概率密度为 $p(x)$，只要随机变量定义域能够覆盖被积函数定义域，就可以有如下恒等变换：$$\int f(x) \space dx = \int \frac{f(x)}{p(x)}\cdot p(x

1 Preliminary1.1 定义光线光线起点(position) $O$, 方向 $\textbf{d}$ (eye到所着色像素的方向)。由此可得到下面光线方程(Ray equation)，该式定义的是光线上的任一点。$$r(t)=O+t\textbf{d}, \quad 0\leq t\leq \infty \label{ray-equation} \tag{1}$$ 1.2 叉

1 移动端限制移动端相比于PC，具有很小的 cache、带宽很有限，带宽带来显著的功耗与发热问题。下图是PC采用的立即渲染 (IR) 架构下的图形管线，可以看到管线的多个阶段直接访问显存，这样的带宽开销对于移动端是不现实的。 Fig-1: 立即渲染架构下的图形管线 2 TBR移动端 GPU 架构倾向于最少化直接访问显存，将 framebuffer 划分为很多小块，使得每个小块可以被 SRAM

1 传统的 Geometry Stage1.1 Geometry Pipeline在图元送入rasterizer之前，会经过下图所示几何管线，其中包括4种着色器： vertex shader：变换vertex buffer中的输入数据为适合光栅化的形式，每个 vertex shader 仅能处理单个顶点 hull shader：作用于高阶控制面片 (control patch) 的控制顶点 do

1 Summarycluster：提高顶点重用 gpu-driven：CPU只需要提交场景变化，而GPU完成遮挡剔除，组织绘制指令，减少CPU提交绘制指令开销以及同步开销 LOD：传统的LOD是根据物体到相机距离切换，容易出现跳变。基于有向无环图的LOD的生成过程以 cluster group 为单位，即模型的一小部分。切换LOD也是以 cluster group 为单位。 先预处理场景几何，切

1 Summary本文在 path tracing 框架下，应用 ReSTIR 理论来提高 multi-bounce 全局光照质量。 NEE(next event estimation) Next Event Estimation(NEE)：在path tracing计算全局光照时，对交点进行着色拆分为两部分，直接光照与间接光照。直接光照通过显式采样光源直接计算得到，即 light samplin

1 概述Lumen 中的 radiance cache 是基于 world probe 实现的，与 DDGI 不同，radiance cache probe 仅用于补充世界空间的 radiance 信息，例如 screen probe、reflection 的光线样本都有可能采样到 radiance cache。 LumenRadianceCache::UpdateRadianceCaches为r

1 概述直接光照只需要关注相机看到的部分，而间接光照需要处理次级光线及之后的光照信息，也就是不依赖于相机的全局信息。每帧来计算光线交点信息对于大场景是不现实的，而 surface cache 的作用就是缓存次级表面信息，供光追采样。 surface cache 可以粗略理解为定义在 texture space 上的cache，而texture space描述的是物体表面空间，不随相机而改变。整个场

1 Summary本系列是作者基于对 UE5 Lumen 源码以及网上资料的学习，而形成对 Lumen 实现原理的介绍。Lumen 是UE5的实时全局光照解决方案，其中包含了众多技术的工程化，本文先总体介绍 UE5 Lumen 的组成部分，之后再对各组成部分详细描述。 2 Global Illumination老生常谈，全局光照在实时渲染性能的限制下，最多只能达到 1/2 spp的光线开