Ashenfall SF | Devlog

Ashenfall SF​

​

* Mainline
* Visual Studio 2026
* Windows Server
* World Editor
* Tüm projeler 0 warning derlenir (Gizleme değil, tamamı düzeltildi)

* DirectX 11
* GPU Skinning
* 4 Kaskatlı CSM(Cascaded Shadow Mapping) Sistemi
* DirectXMath (https://github.com/microsoft/directxmath)
* Reverse-Z Floating Point Depth* Screen-Space Dithered Occlusion Dissolve
* Dinamik Atmosfer & Gökyüzü: Hillaire Modeli, Gerçek Zamanlı Efemeris & Gece/Gündüz Döngüsü
* Volümetrik Sis & Işık Huzmeleri: Hillaire Modeli, Henyey-Greenstein Saçılımı & Temporal Filtreli Raymarching
* Tam Lineer HDR Rendering & ACES Tonemapping: R11G11B10 Sahne Tamponu, Fiziksel Enerji Korunumu & Jimenez IGN Tabanlı Çok Kanallı Dithering
* Çift Kanallı Modern SwapChain Presentation: Otomatik Ekran Tespiti ile SDR (Rec.709 sRGB) ve Yerel HDR10 (BT.2020 / ST.2084 PQ) Desteği
* Clustered Forward Local Lighting: Emil Persson Modeli, 64x32 Log-Depth Hiyerarşik Grid, 3-Pass Compute Bitmask Culling & 1024 Dinamik Işık Desteği
* GPU-Driven Çoklu Işık Gölge Atlası: Hibrit Clustered & Olsson Modeli, 4K Dinamik Derinlik Atlası, 3x2 Küp Blokları ile 360° Noktasal Gölgeler & GPU Compute Indirect Culling
* Hacimsel Işık Enjeksiyonu (Froxel Light Injection): Clustered Shading Tabanlı Dinamik Nokta ve Spot Işıkların Hillaire 3D Sis Hacmine Gerçek Zamanlı Saçılımı (Wassmer & Yamada Modeli)
* Temporal Anti-Aliasing (TAA): Karas, Salvi & Playdead Modelleri, Halton(2, 3) Sub-Pixel Jitter, Dinamik Karakter Hız Vektörleri, YCoCg Varyans Kırpma & 5-Tap Bicubic Catmull-Rom Filtreleme

Eski Metod (Uniform PCF)

Yeni Metod (Directional PCSS with Cascade-Gating)

• Ağaç Gövdesi ve Canopisi: Ağacın toprağa yakın olan kütük gölgesinin ne kadar keskin başladığına, yukarıdaki dallara ve yapraklara doğru çıktıkça zemine düşen gölgenin nasıl pürüzsüz ve kademeli bir şekilde dağılarak yumuşadığına dikkat edin.
• Binek Temas Noktaları: Karakterin ve bineğin ayak diplerinde gölge kopması (peter-panning) yaşanmıyor; temas noktaları doğrudan yere oturuyor.
• Yüksek Mimari Yapılar: Sağ taraftaki binanın çatısının yüksekte kalan saçak gölgeleri doğal bir yayılımla yumuşarken, alçak kısımlar netliğini koruyor.

• Fiziksel penumbra hesaplaması yalnızca gözün detayları seçebildiği ilk iki kademede (Cascade 0 ve 1) tam blocker taramasıyla çalışıyor.
• Uzak mesafeler (Cascade 2 ve 3) otomatik olarak donanım seviyesinde optimize edilmiş standart filtrelemeye düşüyor.
• Doğrudan güneş alan açık alanlar için erken çıkış (early-out) optimizasyonu eklediğimden, gölge almayan bölgelerde doku okuma maliyetini yarı yarıya düşürdüm.

​

• İç Mekan / Alpha-Sorting Patlaması: Şeffaf hale getirilen opak modellerin Z-Buffer sıralaması bozulduğu için, binanın dışından baktığınızda çatının altı, ters yüzeyler ve evin içi dışına çıkmış gibi görünüyordu (bunu gizlemek için eklenen depthBias = -20 gibi yamalar da cabasıydı).
• Bütünsel Kaybolma: Binanın minicik bir köşesi kameraya değse bile koskoca yapı bir hayalet gibi komple silikleşiyordu.

• Parçacık/Piksel Seviyesinde Delinebilirlik: Artık binanın tamamı şeffaflaşmıyor. Kamera ile oyuncu arasında matematiksel bir 3D kapsül tanımlanıyor. Sadece görüş hattını fiziksel olarak kesen pikseller, ekran uzayında $8\times 8$ Bayer matrisi eşliğiyle dither edilerek (clip()) eritiliyor. Binanın geri kalan %90'lık gövdesi tamamen katı, gölgeli ve opak kalıyor.
• Ters Yüzeyler Asla Görünmüyor: Sistem klasik şeffaflık (alpha blend) yerine standart opak çizim hattında çalıştığı için derinlik tamponu (Z-write) korunuyor. Binanın çatısının altını veya iç odalarını asla görmüyorsunuz; nesneler kendi kendini kusursuz şekilde kapatmaya devam ediyor.
• Binek ve Karakter Muafiyeti: Yerel oyuncu ve bindiği binek çizilirken özel bir işlem hattı muafiyeti devreye giriyor. Bir duvara sıfır yanaşsanız bile bineğinizin kafası veya gövdesi kapsülün içine girip delinmiyor; çevre açılırken binek net ve kusursuz kalıyor.
• Gölge Bütünlüğü: Nesnenin kamera önünde dither ile erimesi, sadece ana ekrandaki görüş için geçerli. Işık kamerasının derinlik geçişlerinde bu kod devre dışı bırakıldığı için, binanın yere düşürdüğü gölgede hiçbir delinme veya yırtılma yaşanmıyor.

• Sıfır CPU Yükü: Kamera ve oyuncunun dünya pozisyonu tek bir sabit tampon (cbuffer) üzerinden GPU'ya paslanıyor; CPU tarafında tek bir raycast veya küre çakışma testi dahi koşturulmuyor.
• GPU Erken Çıkışı (Branch Coherency): Kapsülün dışında kalan ekranın büyük çoğunluğunda algoritma daha ilk skaler karşılaştırmada erken çıkış yapıyor. Kapsülün içine düşüp clip() edilen pikseller ise arkasından gelecek ağır ışık ve gölge hesaplamalarına hiç girmeden donanım seviyesinde atıldığı için kart üzerinde ölçülemeyecek kadar nötr bir maliyetle (~0.02 ms) çalışıyor.

Eski Statik Skybox Neydi ve Neden Çöpe Gitti?​

• Zaman Algısı Yoktu: Fotoğrafı çekilmiş saat kaçsa gökyüzü hep oydu; güneş hareket etmez, geceye geçişler sadece sahneyi yapay bir siyah/mavi renkle karartarak taklit edilirdi.
• Kopuk Zemin: Gökyüzünün aydınlığı ile yerdeki arazinin ve gölgelerin ışık açısı birbirinden tamamen bağımsızdı.
• Çiğ Sis: Uzaktaki dağlar derinlik kazanmak yerine tek ton çiğ bir renge boyanarak boğuluyordu.

Yeni Sistem Nasıl Çalışıyor? (Bilimsel Arka Plan)​

• %0.001 Hata Payıyla Astronomik Yörüngeler:
  Güneş’in gökyüzündeki hareketi NOAA (Amerikan Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi) güneş konumu algoritmasıyla; Ay’ın konumu, topomerkezli paralaksı ve anlık evreleri (hilal, dolunay) ise Paul Schlyter astronomik efemeris formülleriyle hesaplanıyor. Saat kaçsa, Güneş ve Ay gökyüzünde milimetrik gerçek koordinatında yer alıyor.
• Fiziksel Saçılma (Rayleigh & Mie):
  Atmosferimiz Dünya standartlarında 6360 km gezegen ve 60 km hava katmanı kalınlığıyla modelleniyor. Havanın moleküler yapısı mavi ışığı daha çok saçtığı için (1 / lambda^4) gökyüzü gündüz masmavi; ufukta yol uzayıp maviler tükendiğinde ise gün batımı kendiliğinden kızıla dönüyor. Güneşin etrafındaki göz alıcı hale ise Mie faz fonksiyonu (g = 0.8) ile toz ve aerosollerin ışığı öne fırlatmasıyla oluşuyor.
• Stratosferik Ozon Tabakası:
  Modelde 25 km yükseklikte bir ozon katmanı simüle ediliyor. Alacakaranlıkta güneş ufkun altına indiğinde gökyüzünün çamurlu bir gri yerine büyüleyici bir gece maviliğine bürünmesini sağlayan şey, ozonun kırmızı/sarı dalga boylarını emmesidir.
• Çoklu Saçılma (Multiple Scattering):
  Işığın sadece bir kere değil, atmosferde ve yeryüzünde defalarca sekerek dağların arkasındaki gölgeleri gökyüzü mavisiyle doldurması analitik bir geometrik seriyle (L_total = L_2 / (1 - f_ms)) hesaplanıyor. Gölgeler zifiri siyah kalmıyor, doğal bir ortam ışığıyla (ambient fill) nefes alıyor.
• Kusursuz Radyometrik Toplam (Radyans Eşitliği):
  Sabah güneş doğarken gökyüzünün aniden siyaha düşmesini engellemek için radyometri kurallarına (L_total = L_sun + L_moon) sadık kaldım. Güneş doğarken tepedeki ay ışığı kesilip atılmıyor; iki gök cisminin yaydığı fotonlar atmosferde toplanarak gün doğumunu sıfır görsel sıçramayla devrediyor.

Videoda Neler Değişti? (Nereye Bakmalısınız?)​

• Uzak Dağlar ve Hava Perspektifi (Aerial Perspective):
  Eski yapay mesafe sisi tamamen kalktı. Dağlar ile kamera arasındaki yüzlerce metrelik havanın kalınlığı derinlik tamponundan (Depth) taranarak fiziksel olarak araya giriyor; uzaktaki tepeler gerçek dünyadaki gibi atmosferik pusa gömülüyor.
• Güneş Diski ve Ufuk Kızıllığı:
  Güneş gökyüzünde boyalı bir resim değil, açısal çapı (0.5 derece) doğrultusunda analitik olarak parıldayan bir küre. Ufka yaklaştıkça ışınların geçtiği hava yolu 400 km'ye çıktığı için diskin kendisi sarıdan turuncuya ve kızıla dönerek batıyor.
• Dinamik Gölgeler ile Kusursuz Uyum:
  Yönsel PCSS gölge kaskadlarımız (CSM) artık doğrudan NOAA güneş vektörüne bağlı. Gün batımında binek ve bina gölgelerinin ufka doğru dramatik şekilde uzamasını, çoklu saçılma sayesinde gölge içlerinin yumuşacık bir mavi dolgu ışığı almasını izleyebilirsiniz.

Performans & Optimizasyon:​

• Çözünürlükten Bağımsız Sabit Yük: Gökyüzü 2 milyon piksel için ayrı ayrı ray-march edilmiyor. Her kare yalnızca 192 x 108 boyutundaki küçücük bir Sky-View LUT dokusuna marş ediliyor.
• Tek Geçişte Fullscreen Triangle: Ekrana çizim aşamasında opak geometrilerden hemen sonra tek bir dev üçgenle (VFMT_NONE, sıfır vertex buffer masrafı) girilip derinlik tamponu taranıyor; gökyüzü olan yerlere tablodan doğrudan doku okunarak işlem kapatılıyor.
• Önbellek Tabloları: Geçirgenlik (256 x 64) ve Çoklu Saçılma (32 x 32) tabloları sadece gezegen parametreleri değiştikçe bir defa üretiliyor; her kare sıfır maliyetle çalışıyor.
• Sistemin D3D11 üzerindeki toplam ek maliyeti 0.2 ms'nin altındadır.

Kaptan Yosun demiş ki:

​

[Devlog] DirectX 11 Dinamik Atmosfer & Gökyüzü: Hillaire Modeli, Gerçek Zamanlı Efemeris & Gece/Gündüz Döngüsü
Ashenfall grafik hattında, oyunun 2000’lerin başından kalma statik "kutu gökyüzü" (skybox) devrini tamamen kapattım. Oyundaki tüm 6 yüzeyli sahte küp dokuları, harita başına hardcoded girilmiş ışık/sis ayarlarını ve arka planda dönen statik ortam kodlarını kökünden kazıyarak projeden temizledim.
Yerine, modern AAA motorların (Unreal Engine SkyAtmosphere mimarisi) temelini oluşturan Sébastien Hillaire (EGSR 2020) fiziksel atmosfer modelini ve bilimsel gök cismi efemerislerini entegre ettim.

Eski Statik Skybox Neydi ve Neden Çöpe Gitti?​

Eski sistem kamerayı takip eden basit bir 3D küp ve üzerine yapıştırılmış 6 adet .dds dokusundan ibaretti.

• Zaman Algısı Yoktu: Fotoğrafı çekilmiş saat kaçsa gökyüzü hep oydu; güneş hareket etmez, geceye geçişler sadece sahneyi yapay bir siyah/mavi renkle karartarak taklit edilirdi.
• Kopuk Zemin: Gökyüzünün aydınlığı ile yerdeki arazinin ve gölgelerin ışık açısı birbirinden tamamen bağımsızdı.
• Çiğ Sis: Uzaktaki dağlar derinlik kazanmak yerine tek ton çiğ bir renge boyanarak boğuluyordu.

Yeni Sistem Nasıl Çalışıyor? (Bilimsel Arka Plan)​

Artık oyunda tek bir piksel bile boyanmış gökyüzü dokusu bulunmuyor; gökyüzü tamamen gerçek zamanlı fizik ve atmosferik saçılma simülasyonuyla matematiksel olarak anlık üretiliyor.

• %0.001 Hata Payıyla Astronomik Yörüngeler:
  Güneş’in gökyüzündeki hareketi NOAA (Amerikan Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi) güneş konumu algoritmasıyla; Ay’ın konumu, topomerkezli paralaksı ve anlık evreleri (hilal, dolunay) ise Paul Schlyter astronomik efemeris formülleriyle hesaplanıyor. Saat kaçsa, Güneş ve Ay gökyüzünde milimetrik gerçek koordinatında yer alıyor.
• Fiziksel Saçılma (Rayleigh & Mie):
  Atmosferimiz Dünya standartlarında 6360 km gezegen ve 60 km hava katmanı kalınlığıyla modelleniyor. Havanın moleküler yapısı mavi ışığı daha çok saçtığı için (1 / lambda^4) gökyüzü gündüz masmavi; ufukta yol uzayıp maviler tükendiğinde ise gün batımı kendiliğinden kızıla dönüyor. Güneşin etrafındaki göz alıcı hale ise Mie faz fonksiyonu (g = 0.8) ile toz ve aerosollerin ışığı öne fırlatmasıyla oluşuyor.
• Stratosferik Ozon Tabakası:
  Modelde 25 km yükseklikte bir ozon katmanı simüle ediliyor. Alacakaranlıkta güneş ufkun altına indiğinde gökyüzünün çamurlu bir gri yerine büyüleyici bir gece maviliğine bürünmesini sağlayan şey, ozonun kırmızı/sarı dalga boylarını emmesidir.
• Çoklu Saçılma (Multiple Scattering):
  Işığın sadece bir kere değil, atmosferde ve yeryüzünde defalarca sekerek dağların arkasındaki gölgeleri gökyüzü mavisiyle doldurması analitik bir geometrik seriyle (L_total = L_2 / (1 - f_ms)) hesaplanıyor. Gölgeler zifiri siyah kalmıyor, doğal bir ortam ışığıyla (ambient fill) nefes alıyor.
• Kusursuz Radyometrik Toplam (Radyans Eşitliği):
  Sabah güneş doğarken gökyüzünün aniden siyaha düşmesini engellemek için radyometri kurallarına (L_total = L_sun + L_moon) sadık kaldım. Güneş doğarken tepedeki ay ışığı kesilip atılmıyor; iki gök cisminin yaydığı fotonlar atmosferde toplanarak gün doğumunu sıfır görsel sıçramayla devrediyor.

Videoda Neler Değişti? (Nereye Bakmalısınız?)​

• Uzak Dağlar ve Hava Perspektifi (Aerial Perspective):
  Eski yapay mesafe sisi tamamen kalktı. Dağlar ile kamera arasındaki yüzlerce metrelik havanın kalınlığı derinlik tamponundan (Depth) taranarak fiziksel olarak araya giriyor; uzaktaki tepeler gerçek dünyadaki gibi atmosferik pusa gömülüyor.
• Güneş Diski ve Ufuk Kızıllığı:
  Güneş gökyüzünde boyalı bir resim değil, açısal çapı (0.5 derece) doğrultusunda analitik olarak parıldayan bir küre. Ufka yaklaştıkça ışınların geçtiği hava yolu 400 km'ye çıktığı için diskin kendisi sarıdan turuncuya ve kızıla dönerek batıyor.
• Dinamik Gölgeler ile Kusursuz Uyum:
  Yönsel PCSS gölge kaskadlarımız (CSM) artık doğrudan NOAA güneş vektörüne bağlı. Gün batımında binek ve bina gölgelerinin ufka doğru dramatik şekilde uzamasını, çoklu saçılma sayesinde gölge içlerinin yumuşacık bir mavi dolgu ışığı almasını izleyebilirsiniz.

Performans & Optimizasyon:​

Bu kadar ağır atmosferik integralleri 60 FPS'te ekran çözünürlüğünde koşturmak GPU'yu anında kilitlerdi. Sistemi Hillaire'in 4'lü LUT (Lookup Table) mimarisiyle sıfır darboğaz seviyesine çektim:

• Çözünürlükten Bağımsız Sabit Yük: Gökyüzü 2 milyon piksel için ayrı ayrı ray-march edilmiyor. Her kare yalnızca 192 x 108 boyutundaki küçücük bir Sky-View LUT dokusuna marş ediliyor.
• Tek Geçişte Fullscreen Triangle: Ekrana çizim aşamasında opak geometrilerden hemen sonra tek bir dev üçgenle (VFMT_NONE, sıfır vertex buffer masrafı) girilip derinlik tamponu taranıyor; gökyüzü olan yerlere tablodan doğrudan doku okunarak işlem kapatılıyor.
• Önbellek Tabloları: Geçirgenlik (256 x 64) ve Çoklu Saçılma (32 x 32) tabloları sadece gezegen parametreleri değiştikçe bir defa üretiliyor; her kare sıfır maliyetle çalışıyor.
• Sistemin D3D11 üzerindeki toplam ek maliyeti 0.2 ms'nin altındadır.

Hepsini görmek için tıklayın...

• 3D Frustum Izgarası (160 x 90 x 64): Kamera konisi içine yerleşen, derinliği logaritmik olarak artan bir 3D doku tahsis ettim. Işık hesaplaması piksel piksel ray-marching ile değil, doğrudan GPU Compute Shader (cs_5_0) üzerinde bu ızgara hücrelerine paralel olarak enjekte ediliyor.
• CSM & SpeedTree Etkileşimi: Güneş ışığı froxel hücrelerine işlenirken sahnedeki Cascaded Shadow Maps (CSM) derinliğiyle çarpışıyor. Bu sayede arkadaki pagodaların çatılarından ve SpeedTree ağaçlarının dalları arasından süzülen ışık şeritleri havada fiziksel olarak kesilip yere dökülüyor.
• Fiziksel Faz Fonksiyonu (Henyey-Greenstein): İleri saçılma ($g = 0.6$) modeli sayesinde güneşe doğru baktığınızda ışık hüzmeleri yoğunlaşıp parıldarken, arkanızı döndüğünüzde atmosfer dengeli ve doğal bir derinlik pusu sunuyor.
• Titreşimsiz Snap & Reverse-Z: Kamera hareket ettikçe hacim dilimlerinin titremesini önlemek için dünya koordinatlarında çift duyarlıklı (double) sub-texel kilitleme uyguladım. Motorun Reverse-Z derinlik yapısıyla tam uyumlu çalıştığı için geometri kesişimlerinde sıfır dikiş izi oluşuyor.
• Linear-Space sRGB Compositing: Hacimsel sisi sahneye eklerken renklerin çamurlaşmaması ve kontrast kaybı yaşanmaması için arka tampona sRGB Render Target View üzerinden doğrusal (linear) harmanlama ile basıyorum.

• 64x32 Logaritmik Hiyerarşik Hacim Izgarası (Clustered Frustum Grid):
  Ekran alanı 64×64 piksellik iki boyutlu karolara (tiles), kamera derinliği ise 0.1 m ile 200 m arasında 32 adet logaritmik derinlik dilimine (depth slices) bölünüyor. Yakın mesafelerde dilimler dar tutularak derinlik hassasiyeti korunuyor, ufka doğru logaritmik olarak genişletilerek binlerce 3B kübik hücre (cluster) oluşturuluyor.
• 3-Geçişli GPU Compute Bitmask Ayıklama (3-Pass Compute Culling):
  CPU'nun ışıkları tek tek test edip sahne ayıklaması devri kapandı. Culling hattı GPU Compute Shader (cs_5_0) üzerine 3 paralel geçişle paylaştırıldı:
  • Pass 1 (Bounds Reduction): 1024 ışığın her birinin 32 derinlik dilimindeki min/max ekran izdüşümleri çıkarılıyor.
  • Pass 2 (Row/Column Bitmasks): Ekran karolarının X ve Y eksenlerinde ışıkların kesişim bitmask'leri hesaplanıyor.
  • Pass 3 (Assign & Tile-Sharing): Bitwise AND operasyonları ile hücreler taranıyor, ışık indisleri ekran karosu başına ayrılmış dinamik indeks tamponuna (g_rwIndices) ve ızgaraya (g_rwGrid) yazılıyor.
• Ters Çözümleme (Analitik Cluster Tespiti):
  İleri aydınlatma piksel shader'ında hiçbir arama algoritması veya bounding box testi çalışmıyor. Pikselin derinliğinden ve ekran koordinatından doğrudan analitik bir formülle (log2 derinlik ölçeklemesiyle) o pikselin ait olduğu kübik cluster hücresi anında tespit ediliyor (O(1) lookup).
• Fiziksel Mesafe Sönümlemesi (Quadratic Energy Conservation):
  Işıklar, lineer ve karesel enerji korunum formülüyle 1 / (d² + 1) olarak hesaplanıyor; maksimum etki menziline (fRange) ulaştığında ise analitik pencere fonksiyonuyla sıfıra yumuşatılarak karolar arası dikiş izi (seam) oluşumu engelleniyor.

• 1024 Dinamik Işık Kapasitesi: Sahneye serpiştirilen yüzlerce hareketli ve renkli nokta/spot ışık altında bile çizim çağrısı (draw call) artışı veya CPU darboğazı tamamen sıfırlandı.
• Hafif Bellek Ayak İzi: Grid, maske ve indeks tamponlarının VRAM üzerindeki toplam yükü yalnızca ~400–600 KB seviyesindedir.
• Düşük Hesaplama Maliyeti: 1024 ışık senaryosunda tüm culling ve aydınlatma geçişinin 1080p çözünürlükteki toplam GPU maliyeti ~0.3–0.4 ms aralığında kilitli kalmaktadır.

Kaptan Yosun demiş ki:

​

[Devlog] Modern Clustered Forward Aydınlatma: Emil Persson Modeli & 3-Geçişli GPU Compute Bitmask Ayıklama

Ashenfall grafik hattında, lokal ışıklandırma için kullanılan ilkel yöntemleri tamamen rafa kaldırdım. Sahneye birkaç meşale veya büyü efekti eklendiğinde GPU çizim çağrılarını (draw call) patlatan, geometriyi ışık başına tekrar tekrar çizen 2000'ler nesli çoklu geçişli (multi-pass forward) mimariyi projeden kazıdım.

Yerine, modern AAA yapımların (Just Cause / Avalanche Engine) temelini oluşturan Emil Persson (SIGGRAPH 2015) Clustered Shading mimarisini Direct3D 11 motoruma entegre ettim.

Eski Yöntem Neydi ve Neden Terk Edildi?

Geleneksel ileri aydınlatmada (Forward Shading), sahnedeki her dinamik ışık için ya objeler tekrar tekrar sahneye çizilir (draw call çöküşü) ya da her piksel sahnede var olan tüm ışıkları tek tek test eden devasa döngülere girerdi (O(Piksel × Işık)). Bu durum, ekranda aynı anda 10–15'ten fazla dinamik ışık bulunmasını teknik olarak imkansız kılıyordu. Deferring mimarisi ise MSAA uyumsuzluğu ve devasa G-Buffer bellek bant genişliği maliyetleriyle küçük ölçekli sistemleri kilitliyordu.

Yeni Sistem Nasıl Çalışıyor? (Matematiksel ve Mimari Altyapı)

Yeni mimariyle birlikte sahne geometrisi yalnızca bir kez (Single-Pass Forward) çiziliyor; pikseller sadece kendilerini gerçekten aydınlatan ışıkların listesini doğrudan bellekten okuyor.

• 64x32 Logaritmik Hiyerarşik Hacim Izgarası (Clustered Frustum Grid):
  Ekran alanı 64×64 piksellik iki boyutlu karolara (tiles), kamera derinliği ise 0.1 m ile 200 m arasında 32 adet logaritmik derinlik dilimine (depth slices) bölünüyor. Yakın mesafelerde dilimler dar tutularak derinlik hassasiyeti korunuyor, ufka doğru logaritmik olarak genişletilerek binlerce 3B kübik hücre (cluster) oluşturuluyor.
• 3-Geçişli GPU Compute Bitmask Ayıklama (3-Pass Compute Culling):
  CPU'nun ışıkları tek tek test edip sahne ayıklaması devri kapandı. Culling hattı GPU Compute Shader (cs_5_0) üzerine 3 paralel geçişle paylaştırıldı:
  • Pass 1 (Bounds Reduction): 1024 ışığın her birinin 32 derinlik dilimindeki min/max ekran izdüşümleri çıkarılıyor.
  • Pass 2 (Row/Column Bitmasks): Ekran karolarının X ve Y eksenlerinde ışıkların kesişim bitmask'leri hesaplanıyor.
  • Pass 3 (Assign & Tile-Sharing): Bitwise AND operasyonları ile hücreler taranıyor, ışık indisleri ekran karosu başına ayrılmış dinamik indeks tamponuna (g_rwIndices) ve ızgaraya (g_rwGrid) yazılıyor.
• Ters Çözümleme (Analitik Cluster Tespiti):
  İleri aydınlatma piksel shader'ında hiçbir arama algoritması veya bounding box testi çalışmıyor. Pikselin derinliğinden ve ekran koordinatından doğrudan analitik bir formülle (log2 derinlik ölçeklemesiyle) o pikselin ait olduğu kübik cluster hücresi anında tespit ediliyor (O(1) lookup).
• Fiziksel Mesafe Sönümlemesi (Quadratic Energy Conservation):
  Işıklar, lineer ve karesel enerji korunum formülüyle 1 / (d² + 1) olarak hesaplanıyor; maksimum etki menziline (fRange) ulaştığında ise analitik pencere fonksiyonuyla sıfıra yumuşatılarak karolar arası dikiş izi (seam) oluşumu engelleniyor.

Performans & Optimizasyon
Yüzlerce ışığın sahneye girdiği yoğun senaryolarda mimarinin sağladığı kazanımlar:

• 1024 Dinamik Işık Kapasitesi: Sahneye serpiştirilen yüzlerce hareketli ve renkli nokta/spot ışık altında bile çizim çağrısı (draw call) artışı veya CPU darboğazı tamamen sıfırlandı.
• Hafif Bellek Ayak İzi: Grid, maske ve indeks tamponlarının VRAM üzerindeki toplam yükü yalnızca ~400–600 KB seviyesindedir.
• Düşük Hesaplama Maliyeti: 1024 ışık senaryosunda tüm culling ve aydınlatma geçişinin 1080p çözünürlükteki toplam GPU maliyeti ~0.3–0.4 ms aralığında kilitli kalmaktadır.

Köy meydanına yerleştirilen yüzlerce dinamik ışığın araziyle pürüzsüz harmanlandığı stres testi karesini yukarıda inceleyebilirsiniz.

Hepsini görmek için tıklayın...

Denizz46 demiş ki:

Aktif oyunda nasıl görünecek merak ediyorjm, yine dx11 safsatasiyla saçma sapan etrafını mum edasıyla aydınlatan hava kılıcı vs görmek yerine gerçekçi bir görüntü bekliyorum.

Hepsini görmek için tıklayın...

• Hacimsel Saçılım (Volumetric Fog): Işıkları sadece zemindeki kaplamaya renk veren bir parlaklık olarak bırakmadık. Sébastien Hillaire'in 3D Froxel modelini entegre ettik. Yani Hava Kılıcı yandığında, yaydığı ışık havadaki neme ve toza fiziksel olarak çarpıyor (volumetric in-scattering). Efektin etrafında havada asılı kalan gerçek bir ışık halesi oluşuyor.
• Fiziksel Işık & Gölge Sızması: Işıkların duvar arkasına sızmasını engellemek için GPU tabanlı bir gölge atlası (4096² D32_FLOAT) ve SDSM yapısı kuruyoruz. Işığın vurduğu karakterler, ağaçlar ve zemin nesneleri ışığın açısından gerçek zamanlı gölge üretecek; böylece o yapay "her yöne parlayan lamba" hissi tamamen kaybolacak.
• Clustered Shading Altyapısı: Emil Persson modelini kullandığımız için sahnede yüzlerce ışık kaynağı olsa bile performans çökmeden bu fiziksel dağılımı koruyabiliyoruz.

• Persson & Olsson Hibrit Entegrasyonu: Emil Persson modeliyle kübik hücrelere (clustered cells) böldüğüm ışık listelerini, Olsson'un dinamik derinlik atlasıyla doğrudan eşleştirdim. İleri aydınlatma piksel shader'ı, Clustered tablodan ışığı bulduğu an ek bir arama yapmadan ışığın atlastaki gölge karosuna doğrudan erişiyor.
• 4096×4096 Dinamik Derinlik Atlası: Sahnedeki tüm spot ve noktasal ışıkların derinlik haritalarını tek bir 4K atlas üzerinde topladım. Karolar (1024, 512, 256 px), ekranda kaplanan alan ve parlaklık çarpımı üzerinden hesaplanan dinamik bir önem metriğiyle en kritik ışıklara paylaştırılıyor.
• 3x2 Küp Blokları ile 360° Noktasal Gölgeler: Meşale ve küresel ışıklar için geometriyi bozan projeksiyon hileleri yerine atlas içinde 3×2 formatında 6 yüzlü küp blokları tahsis ettim. Yüzler arasındaki dikiş izlerini (seam) engellemek için görüş açısını analitik olarak ~92 dereceye genişletip koruma bandı ekledim; shader piksel bazında doğru küp yüzeyini donanımsal olarak seçip filtreliyor.
• GPU Compute Culling & Karakter Senkronizasyonu: Statik çevre nesnelerini GPU tarafında ayıklayıp tek bir Indirect Draw ile doğrudan atlas karolarına basıyorum. Karakterlerin dar açılı spot ışıklarda culling filtresine takılıp ışığı hayalet gibi geçirme problemini de yerel gölge geçişlerine özel toleransla tamamen ortadan kaldırdım.

Kaptan Yosun demiş ki:

32590 eklentisini görüntüle​

[Devlog] GPU-Driven Çoklu Işık Gölge Atlası: Hibrit Clustered & Olsson Modeli

Ashenfall grafik hattında yerel ışıkların gölgeleri için eski nesil CPU temelli hantal yapıyı tamamen rafa kaldırdım. Sahnedeki her ışık için ayrı render target açıp CPU'yu çizim çağrılarıyla (draw call) kilitleyen sistemi çöpe atarak, daha önce kurduğum Emil Persson (Clustered Forward) ızgarasını Ola Olsson (SIGGRAPH 2012) gölge atlası modeliyle birleştiren hibrit bir GPU-Driven gölge mimarisi inşa ettim.

Mimari ve Çalışma Prensibi

• Persson & Olsson Hibrit Entegrasyonu: Emil Persson modeliyle kübik hücrelere (clustered cells) böldüğüm ışık listelerini, Olsson'un dinamik derinlik atlasıyla doğrudan eşleştirdim. İleri aydınlatma piksel shader'ı, Clustered tablodan ışığı bulduğu an ek bir arama yapmadan ışığın atlastaki gölge karosuna doğrudan erişiyor.
• 4096×4096 Dinamik Derinlik Atlası: Sahnedeki tüm spot ve noktasal ışıkların derinlik haritalarını tek bir 4K atlas üzerinde topladım. Karolar (1024, 512, 256 px), ekranda kaplanan alan ve parlaklık çarpımı üzerinden hesaplanan dinamik bir önem metriğiyle en kritik ışıklara paylaştırılıyor.
• 3x2 Küp Blokları ile 360° Noktasal Gölgeler: Meşale ve küresel ışıklar için geometriyi bozan projeksiyon hileleri yerine atlas içinde 3×2 formatında 6 yüzlü küp blokları tahsis ettim. Yüzler arasındaki dikiş izlerini (seam) engellemek için görüş açısını analitik olarak ~92 dereceye genişletip koruma bandı ekledim; shader piksel bazında doğru küp yüzeyini donanımsal olarak seçip filtreliyor.
• GPU Compute Culling & Karakter Senkronizasyonu: Statik çevre nesnelerini GPU tarafında ayıklayıp tek bir Indirect Draw ile doğrudan atlas karolarına basıyorum. Karakterlerin dar açılı spot ışıklarda culling filtresine takılıp ışığı hayalet gibi geçirme problemini de yerel gölge geçişlerine özel toleransla tamamen ortadan kaldırdım.

Saha Testi ve Sonuç
Ekran görüntüsünde görebileceğiniz gibi; demircinin arkaya düşen gölgesi, satıcının çapraz gölgesi ve sağdaki sütunun devasa gölgesi aynı anda, birbirini ezmeden ve sıfır draw call darboğazıyla işleniyor. Farklı renklerdeki dinamik ışıklar araziyle pürüzsüzce harmanlanırken karakter ve çevre silüetleri zeminle tam açılı olarak buluşuyor.

Hepsini görmek için tıklayın...

Öncesi:

Sonrası:

​

Neler Yaptım?​

• Sub-Pixel Jitter (Playdead): Projeksiyon matrisine her kare 8-fazlı Halton(2, 3) dizisiyle mikroskobik titremeler verdim. Bu titremeyi sadece geometri çiziminde kullandım; ışık ızgarası ve gölgeler titreşimsiz matrislerle stabil çalışmaya devam ediyor.
• Karakterler İçin Hareket Vektörleri (Salvi Modeli): Kamera hareketini Reverse-Z derinlik tamponundan çözerken, koşan karakterlerin arkasında hayalet izi (ghosting) kalmaması için Granny iskelet sistemine özel bir RenderVelocity geçişi yazdım. Önceki ve anlık kemik pozisyonlarını GPU'da karşılaştırıp aradaki hız farkını doğrudan tampona bastım.
• Varyans Kırpma (Playdead & Karas): Çözme (resolve) işlemini YCoCg renk uzayında koştum. İlkel renk kutuları yerine komşu piksellerin varyansını [mu - sigma, mu + sigma] hesaplayarak hareket anındaki lekelenmeleri ve parazitleri tek hamlede kestim.
• Bicubic Catmull-Rom Filtresi: Geçmiş kareleri çağırırken standart bulanık filtreler yerine 5-tap Catmull-Rom kullanarak TAA'nın o bilinen çamurlaşma sorununu engelledim; doku keskinliğini korudum.

Sonuç​

• Torii kapısının kavisli çatısındaki tüm merdiven basamağı tırtıkları yok olup jilet gibi çizgilere dönüştü.
• SpeedTree yapraklarındaki karınca kaynaşması tamamen durdu, sahne sinematik bir durağanlığa kavuştu.