挑战：无绑定光线追踪
2022 年 6 月 9 日
镜子，另一面镜子上的...镜子。在本次挑战中，我们邀请您在 Metal 3 中探索无绑定渲染并在镜面上反射光线。
由于 Metal 3 中引入无绑定增强功能，HybridRendering 示例 App 看起来比以前更好了。它使用 Argument Buffers 为其着色器提供所有场景资源，然后使用 Metal 光线追踪在金属表面上产生反射 (如下所示)。
但是，尽管这款 App 描绘出了完美的场景，但仍然存在局限性：它无法显示反射中的反射，就像镜面地板反射镜面球体一样。
平心而论：镜子反射镜子是很难的！光会在两个表面之间无限反射，造成一种无法通过计算解决的状况。光线追踪 App 可在场景中添加有限数量的光 (或光线)“反射”来增强真实感，从而解决这个问题。
在本次挑战中，我们邀请您添加一个 (或多个) 额外的光线反射，从而扩展该光线追踪代码并增强图像的真实感。
开始挑战
在进入此镜子学堂之前，建议先观看“利用 Metal 3 实现无绑定”。看完之后，下载“Rendering reflections in real time using ray tracing”示例代码，我们将用它来应对本次挑战。
利用 Metal 3 实现无绑定
了解如何利用 Metal 3 实现无绑定，让渲染技术 (如光线追踪) 发挥其强大功能。我们将向您介绍如何通过简化参数缓冲区、分配来自堆的加速架构，以及运用 Metal 验证层和调试器工具的改进，使您 App...
Watch nowRendering reflections in real time using ray tracing
该 App 有一个专门的计算通道，可以计算来自薄的几何缓冲区 (G-Buffer，其中包含图像中每个像素的位置和法线) 的反射。
光线追踪着色器会读取此数据，并将其与相机的视向相结合来计算反射光线的方向。然后，它将使用 Metal 来追踪这些光线、找到交叉点并对反射进行着色。
raytracing::ray r;
r.origin = positions.read(tid).xyz;
r.direction = normalize(directions.read(tid).xyz);
r.min_distance = 0.1;
r.max_distance = FLT_MAX;
raytracing::intersector<raytracing::instancing, raytracing::triangle_data> inter;
inter.assume_geometry_type( raytracing::geometry_type::triangle );
auto intersection = inter.intersect( r, accelerationStructure, 0xFF );
if ( intersection.type == raytracing::intersection_type::triangle )
{
// Calculate direct reflections
}这会产生以下图像：
但存在一个问题！球体在地板上的反射中没有了消防车。您需要应对的挑战是，通过修改光线追踪着色器 rtReflection 来添加额外的光线追踪步骤，让失踪的消防车显示出来。
要完成这项挑战，您将：
- 使用反射的法线和相交位置来计算光线的下一次反射。
- 将材质着色逻辑提取到一个辅助函数中，以便对反射中的反射进行着色。
- 将所有反射的颜色相结合并写入
outImage。
完成后，使用截屏工具 GPU 调试器或 QuickTime 截取解决方案图像，然后使用话题标签 #WWDC22Challenges 在 Twitter 上展示您的作品。如果您想讨论无绑定光线追踪以及其他图形与游戏主题，请加入团队，参加 WWDC22 本周剩余时间举办的活动。