屏幕空间全局光照（SSGI）

概述

屏幕空间全局光照（Screen Space Global Illumination，简称 SSGI）是一种利用屏幕空间数据模拟间接光照效果的实时技术。
它通过分析当前帧缓冲中的深度、法线和场景颜色来估算光线在表面之间的反弹，添加环境遮蔽和颜色渗透效果，从而创造更真实的光照。

与传统的**基于图像的光照（IBL）**不同，IBL 只能提供静态的环境光，而 SSGI 能够动态捕捉场景中可见几何体的光线反弹。这意味着红色的墙壁会在附近的白色表面上投射出淡红色调，明亮的物体会照亮周围环境——这些都是根据屏幕上可见的内容实时计算的。

---

优点

• 动态间接光照：基于表面的实际颜色和当前帧中的位置捕捉光线反弹
• 无需预烘焙：适用于完全动态的场景，不需要光照贴图烘焙或预计算
• 环境遮蔽：自然地使几何体阻挡环境光的区域变暗
• 颜色渗透：表面会从附近物体获取颜色色调，增强真实感
• 性能：与完整的光线追踪全局光照相比相对高效

---

局限性

• 仅限屏幕空间：只能使用当前帧中可见的信息——视野外或相机背后的物体无法贡献光照
• 几何缺失：被遮挡或屏幕外的表面不会影响结果，这可能导致相机移动时光照出现"闪烁"
• 光线距离受限：为了保持性能，追踪距离有限，因此大范围的间接光照可能不完整
• 噪声和瑕疵：该技术使用采样和近似，需要时间和空间过滤来减少噪声
• 性能开销：与静态 IBL 相比仍然计算密集，需要针对不同硬件仔细调整

---

启用 SSGI

SSGI 需要相机和 IBL 环境光同时允许：

scene.env.light.type = 'ibl';
camera.SSGI = true;

相机必须启用 HDR，SSGI 强度必须大于 0，且 IBL 必须同时提供 radiance 和 irradiance 数据。设备还必须支持可渲染的半浮点纹理、至少 2 个 draw buffers 以及 16 字节/采样的颜色附件预算。

后端差异：

• WebGPU 和 WebGL2：使用运动矢量、Hi-Z 加速、历史场景颜色和完整的时域过滤，质量更高
• WebGL1：没有运动矢量也没有 Hi-Z，退化为线性光线步进 + 纯空间过滤、单次弹射，历史仅按同像素验证 —— 噪点更明显，间接光更弱

---

质量档位

档位	分辨率	每像素光线	最大步数	去噪次数
quality	全分辨率	2	64	3
balanced	半分辨率	1	48	2
performance	半分辨率	1	24	1
custom	可配置	1–4	1–256	0–5

camera.ssgiQualityPreset = 'quality';

选择 custom 档位后可分别设置追踪分辨率、每像素采样数（SPP）、最大步数和去噪次数：

camera.ssgiQualityPreset = 'custom';
camera.ssgiHalfResolution = true;
camera.ssgiRaysPerPixel = 2;
camera.ssgiMaxSteps = 48;
camera.ssgiDenoisePasses = 2;

通过 API 直接修改任意自定义参数会自动将档位切换为 custom。

---

参数控制

属性	默认值	说明
ssgiIntensity	0.7	屏幕空间间接光相对于 IBL 的强度。控制 SSGI 对最终图像的影响程度
ssgiSkyOcclusion	1	遮挡几何体阻挡环境光的程度。1 为完整的物理遮蔽；降低该值会减少变暗效果
ssgiMaxDistance	32	视空间最大追踪距离。更大的值可以捕捉更远的光线反弹，但性能开销更高
ssgiThickness	0.5	光线命中的深度相交厚度
ssgiStride	1	线性光线步进的像素步长（仅 WebGL1）
ssgiMaxRayIntensity	10	限制过亮采样以减少萤火虫瑕疵
ssgiTemporal	true	是否启用时域累积以减少噪声
ssgiTemporalWeight	0.94	历史稳定后时域过滤的最大历史帧权重
ssgiDepthReject	0.5	拒绝无效时域重投影的深度阈值
ssgiNormalReject	0.75	时域重投影的法线相似度阈值

---

性能优化建议

• 从 balanced 档位开始，然后根据需要调整
• 使用半分辨率（ssgiHalfResolution = true）可以显著提升性能，视觉损失极小
• 在 WebGPU 和 WebGL2 上 SSGI 会自行申请 Hi-Z 金字塔，光线追踪已经是加速的
• 如果有强时域过滤，可以降低 ssgiRaysPerPixel
• 在几何体简单或深度复杂度有限的场景中降低 ssgiMaxSteps