在Unity中实现屏幕空间反射Screen Space Reflection（3）

本篇讲一下相交检测的优化。有两个措施。

线段相交检测

之前的检测都是检测光线的终点是否在物体内。我们可以尝试检测光线的线段是否与物体相交。

比如说有一个非常薄的物体，光线差不多垂直于它的表面。如果用普通的方法的话，这个平面可能就会被光线跳过了。

我们将一个像素的厚度看做一维数轴上的一条线段，起点是其深度。同时将光线的起点、终点的深度值也用同样的方法看做一条线段。此时我们去检测这两条线段是否有重合。有的话则证明相交。

用这种方法可以解决薄的物体被跳过的问题。

			bool intersect(float raya, float rayb, float2 sspt) {        //raya rayb是光线两端的深度值，sspt是屏幕空间的坐标点。
				float screenPCameraDepth = Linear01Depth(tex2Dlod(_CameraDepthTexture, float4(sspt / 2 + 0.5, 0, 0)));
				float backZ = tex2Dlod(_BackfaceTex, float4(sspt / 2 + 0.5, 0, 0)).r;

				if (raya > rayb) {    //因为光线方向不定（可能朝向+z或者-z）需要排序
					float t = raya;
					raya = rayb;
					rayb = t;
				}
				return raya < backZ && rayb > screenPCameraDepth;
			}

为了优化效果，我们在计算光线的屏幕空间的坐标时，可以取光线两个端点的中间点，投影到屏幕上作为采样点。

二分搜索优化

大部分情况下，我们的每个像素的采样次数不会很高。此时采样的质量会比较差。我们可以引入二分搜索，当检测到一个光线的相交时，我们在这段光线内部进行二分搜索，寻找精确的相交点。

这个图不好截，我找了kode80博客里的一张图进行说明。

值得注意的是，二分搜索只能对成功相交的光线进行优化，本身没有相交的是无法进行优化的。

以下代码中涉及到一些下篇的变量，但是大体意思很明了，即退回一段光线，然后在退回的区间中寻找相交。

if (intersect(screenPTrueDepth,prevDepth, screenPCurrent - dScreenPCurrent/2)){
#if 1  //二分搜索优化
						float gapSize = PIXEL_STRIDE;
						float2 screenPBegin = screenPCurrent - dScreenPCurrent;        //回退
						float oneOverZBegin = oneOverzCurrent - dOneOverZCurrent;
						prevDepth = 1 / oneOverZBegin / -_ProjectionParams.z;
						UNITY_LOOP
						for (int j = 0; j < 10 && gapSize > 1.0; j++) {
							gapSize /= 2;
							dScreenPCurrent /= 2;
							dOneOverZCurrent /= 2;
							screenPCurrent = screenPBegin + dScreenPCurrent;
							oneOverzCurrent = oneOverZBegin + dOneOverZCurrent;
							screenPTrueDepth = 1 / oneOverzCurrent / -_ProjectionParams.z;
							if (intersect(screenPTrueDepth, prevDepth, screenPCurrent)) {		//命中了，起点不用动。（长度缩短一半即可）

							}
							else {							//没命中，将起点移动到中间。
								prevDepth = screenPTrueDepth;
								screenPBegin = screenPCurrent;
								oneOverZBegin = oneOverzCurrent;
							}
						}	 
#endif
						hitPixel = screenPCurrent / 2 + 0.5;
						rayPercent = (float)i / STEP_COUNT;
						return true;