Figure out how to importance-sample skylight

[w23]

We tried to just add SURF_DRAWSKY surfaces as emissive to light clusters, and that immediately overflows light cluster buffers because there are way too many such surfaces, and most of them affect the entire map essentially.

I don't have any good ideas of how to address this ATM. Maybe better culling of such surfaces (i.e. using PVS) would help, decreasing their number a bit?

[w23]

So one possible approach is:

• hide SURF_DRAWSKY surfaces
• parse light_environment entity to get primary (sun) light direction and intensity
• use that for explicit light sampling
  • cast shadow rays to infinity, shadow if they hit anything
  • can enable it conditionally based on whether:
  • map has any sky surfaces
  • sky surfaces are visible from given light cluster
• for rays hitting nothing sample skybox

Alternative:

• do not ignore sky surfaces but specialcase them to:
  • sample fully emissive no-albedo skybox on hit
  • be an end target for sun shadow rays (may improve performance. or degrade. who knows :woman_shrugging:)

[0x4E69676874466F78]

For the sky, light_spot can also be used with the key _sky = 1 #38 There you can do two suns for example.

[0x4E69676874466F78]

Выяснились пикантные особенности неба:

1. light_environment может быть не один, вот примерный список (в скобках число на карте): c0a0b (2), c2a3e (4), c2a4 (2), c2a5 (6), c2a5b (5), c2a5c (2), c2a5e (4), c2a5f (4), c2a5w (5), c2a5x (3), c4a1 (5), c4a1b (3), c4a1y (2), c4a1z (2), crossfire (2).
2. На карте c0a0b где мы наблюдали на стриме отличающуюся тень это похоже именно тот случай когда взялся второй light_environment который там задан в начале где вагончик опускается.
3. У light_environment в те времена например не было angles (pitch yaw roll) и были только pitch и angle по отдельности, потом angle из редактора выпилили, а pitch забыли, но в картах халфы angle всё ещё используется.
4. Ещё есть глобальный уровень амбиента, нам его неоткуда взять, но почитать про него можно тут https://github.com/ValveSoftware/halflife/blob/master/utils/qrad/qrad.txt#L27
5. light_environment могут быть в разных местах и задавать разный угол падения солнца, типа пролез по трубе а там уже солнце слегка иначе смотрит, но может быть и недалеко друг от друга.
6. В коде курада сложно понять как определяется какие поверхности скайбокса отвечают за конкретный light_environment выяснить сложно https://github.com/ValveSoftware/halflife/blob/master/utils/qrad/lightmap.c#L1358 наверное в этой функции, там PVS задействуется ещё и такое есть https://github.com/ValveSoftware/halflife/blob/master/utils/qrad/lightmap.c#L1143-L1164 Проще наверное навелосипедить, пустив без отражений лучи от light_environment в разные стороны и собрать временный список поверхностей неба связанный с этим конкретным light_environment, потом выделить наружные границы суммы всех собранных брашей и записать координаты получившейся коробки, дальше если игрок в этой коробке смотреть в параметры light_environment которая с ним связана и применять их к солнцу.

Обновил #38

[w23]

Я промыл и вставил глазки и посмотрел на исходники курада более внимательно, и там короче очень прямолинейно всё: у light_environment действительно есть origin, по которому он тупо кладётся в список источников света своего листика bsp.

Выходит, что нам нужно делать не глобальное солнце, а просто ещё один источник света. Ну и light clusters более естественно делать всё же на основе bsp, выходит. Нужно опять собирать эксперименты эти поганые, как туда правильно всё складывать и вообще.

[0x4E69676874466F78]

light_spot с _sky = 1: c2a2g, c2a2h, c2a4, c2a4e, c2a4f, c2a4g Все из них в том числе с light_environment.

[0x4E69676874466F78]

@w23

Выходит, что нам нужно делать не глобальное солнце, а просто ещё один источник света.

А он будет только за свою зону отвечать?

Нужно опять собирать эксперименты эти поганые, как туда правильно всё складывать и вообще.

Надо наверное у lifekilled поспрашивать он же ковырялся в этом углубленно.

[w23]

Выходит, что нам нужно делать не глобальное солнце, а просто ещё один источник света.

А он будет только за свою зону отвечать?

Ага. Вроде это именно то, чего мы хотим. Не знаю, правда, что там именно со скайбоксом.

[0x4E69676874466F78]

Ещё инфа: на hlrad (компилятор из ZHLT) light_environment работает иначе, он не учитывает другие light_environment и получается всего одна энтити на всю карту. Этот компилятор очень популярный и вроде в модах активно используется. Моё предложение: если на карте только

• или одна light_environment
• или одна light_spot с _sky=1
• или одна light_environment и одна light_spot с _sky=1 находящиеся близко друг к другу

то делать солнце(а) глобальным(и).

[w23]

It seems that qrad explicitly samples emit_skylight sources only if they're hitting SURF_SKY surfaces: https://sourcegraph.com/github.com/ValveSoftware/halflife/-/blob/utils/qrad/lightmap.c?L1098