Eevee: SSR: Add firefly filter and refine noise reduction.
authorClément Foucault <foucault.clem@gmail.com>
Thu, 20 Jul 2017 22:24:16 +0000 (00:24 +0200)
committerClément Foucault <foucault.clem@gmail.com>
Mon, 24 Jul 2017 13:28:27 +0000 (15:28 +0200)
Push to 9 resolve sample.
Add an normalization as an option since it gives harsh limits.

source/blender/draw/engines/eevee/shaders/effect_ssr_frag.glsl

index 4a1cea1338e6a57c5c693e9c1280b693171732a6..e266dac6d226414cf8531a3f3b39962ccee97d98 100644 (file)
@@ -21,7 +21,7 @@ vec3 generate_ray(ivec2 pix, vec3 V, vec3 N, float a2, out float pdf)
        return reflect(-V, H);
 }
 
-#define MAX_MIP 5.0
+#define MAX_MIP 9.0
 
 #ifdef STEP_RAYTRACE
 
@@ -156,6 +156,11 @@ vec3 find_reflection_incident_point(vec3 cam, vec3 hit, vec3 pos, vec3 N)
 }
 #endif
 
+float brightness(vec3 c)
+{
+       return max(max(c.r, c.g), c.b);
+}
+
 vec2 get_reprojected_reflection(vec3 hit, vec3 pos, vec3 N)
 {
        /* TODO real motion vectors */
@@ -176,8 +181,8 @@ float screen_border_mask(vec2 past_hit_co, vec3 hit)
        hit_co.xy = (hit_co.xy / hit_co.w) * 0.5 + 0.5;
        hit_co.zw = past_hit_co;
 
-       const float margin = 0.002;
-       const float atten = 0.1 + margin; /* Screen percentage */
+       const float margin = -0.02;
+       const float atten = 0.02 + margin; /* Screen percentage */
        hit_co = smoothstep(margin, atten, hit_co) * (1 - smoothstep(1.0 - atten, 1.0 - margin, hit_co));
        vec2 atten_fac = min(hit_co.xy, hit_co.zw);
 
@@ -186,7 +191,7 @@ float screen_border_mask(vec2 past_hit_co, vec3 hit)
        return screenfade;
 }
 
-#define NUM_NEIGHBORS 4
+#define NUM_NEIGHBORS 9
 
 void main()
 {
@@ -214,16 +219,23 @@ void main()
        vec4 spec_accum = vec4(0.0);
 
        /* Resolve SSR */
-       float cone_cos = cone_cosine(roughness);
+       float cone_cos = cone_cosine(roughnessSquared);
        float cone_tan = sqrt(1 - cone_cos * cone_cos) / cone_cos;
-       cone_tan *= mix(saturate(dot(N, V) * 2.0), 1.0, sqrt(roughness)); /* Elongation fit */
+       cone_tan *= mix(saturate(dot(N, V) * 2.0), 1.0, roughness); /* Elongation fit */
+
+       vec2 source_uvs = project_point(PastViewProjectionMatrix, worldPosition).xy * 0.5 + 0.5;
 
-       vec3 ssr_accum = vec3(0.0);
+       vec4 ssr_accum = vec4(0.0);
        float weight_acc = 0.0;
        float mask_acc = 0.0;
        float dist_acc = 0.0;
        float hit_acc = 0.0;
-       const ivec2 neighbors[4] = ivec2[4](ivec2(0, 0), ivec2(1, 1), ivec2(0, 1), ivec2(1, 0));
+       const ivec2 neighbors[9] = ivec2[9](
+               ivec2(0, 0),
+               ivec2(-1,  1), ivec2(0,  1), ivec2(1,  1),
+               ivec2(-1,  0),               ivec2(1,  0),
+               ivec2(-1, -1), ivec2(0, -1), ivec2(1, -1)
+       );
        ivec2 invert_neighbor;
        invert_neighbor.x = ((fullres_texel.x & 0x1) == 0) ? 1 : -1;
        invert_neighbor.y = ((fullres_texel.y & 0x1) == 0) ? 1 : -1;
@@ -232,44 +244,52 @@ void main()
 
                float pdf = texelFetch(pdfBuffer, target_texel, 0).r;
 
-               /* Check if there was a hit */
+               vec2 hit_co = texelFetch(hitBuffer, target_texel, 0).rg;
+
+               /* Reconstruct ray */
+               float hit_depth = textureLod(depthBuffer, hit_co, 0.0).r;
+               vec3 hit_pos = get_world_space_from_depth(hit_co, hit_depth);
+
+               /* Evaluate BSDF */
+               vec3 L = normalize(hit_pos - worldPosition);
+               float bsdf = bsdf_ggx(N, L, V, roughnessSquared);
+
+               /* Find hit position in previous frame */
+               vec2 ref_uvs = get_reprojected_reflection(hit_pos, worldPosition, N);
+
+               /* Estimate a cone footprint to sample a corresponding mipmap level */
+               /* compute cone footprint Using UV distance because we are using screen space filtering */
+               float cone_footprint = 1.5 * cone_tan * distance(ref_uvs, source_uvs);
+               float mip = BRDF_BIAS * clamp(log2(cone_footprint * max(texture_size.x, texture_size.y)), 0.0, MAX_MIP);
+
+#ifdef USE_NORMALIZATION
+               float weight = step(0.001, pdf) * bsdf / pdf;
+#else
+               float weight = 1.0;
+#endif
+
+               float border_mask = screen_border_mask(ref_uvs, hit_pos);
+               vec3 sample = vec3(0.0);
+
+               /* Check if ray is singnificant enough. */
                if (pdf > 0.001) {
-                       vec2 hit_co = texelFetch(hitBuffer, target_texel, 0).rg;
-
-                       /* Reconstruct ray */
-                       float hit_depth = textureLod(depthBuffer, hit_co, 0.0).r;
-                       vec3 hit_pos = get_world_space_from_depth(hit_co, hit_depth);
-
-                       /* Evaluate BSDF */
-                       vec3 L = normalize(hit_pos - worldPosition);
-                       float bsdf = bsdf_ggx(N, L, V, roughnessSquared);
-
-                       /* Find hit position in previous frame */
-                       vec2 ref_uvs = get_reprojected_reflection(hit_pos, worldPosition, N);
-                       vec2 source_uvs = project_point(PastViewProjectionMatrix, worldPosition).xy * 0.5 + 0.5;
-
-                       /* Estimate a cone footprint to sample a corresponding mipmap level */
-                       /* compute cone footprint Using UV distance because we are using screen space filtering */
-                       float cone_footprint = cone_tan * distance(ref_uvs, source_uvs);
-                       float mip = BRDF_BIAS * clamp(log2(cone_footprint * max(texture_size.x, texture_size.y)), 0.0, MAX_MIP);
-
-                       float border_mask = screen_border_mask(ref_uvs, hit_pos);
-                       float weight = border_mask * bsdf / max(1e-8, pdf);
-                       ssr_accum += textureLod(colorBuffer, ref_uvs, mip).rgb * weight;
-                       weight_acc += weight;
-                       dist_acc += distance(hit_pos, worldPosition);
-                       mask_acc += border_mask;
-                       hit_acc += 1.0;
+                       sample = textureLod(colorBuffer, ref_uvs, mip).rgb ;
                }
+
+               /* Firefly removal */
+               sample /= 1 + brightness(sample);
+
+               /* Check if there was a hit */
+               ssr_accum += vec4(sample, border_mask) * weight * step(0.001, pdf);
+               weight_acc += weight;
        }
 
        /* Compute SSR contribution */
        if (weight_acc > 0.0) {
-               /* Fade intensity based on roughness and average distance to hit */
-               float fade = saturate(2.0 - roughness * 2.0); /* fade between 0.5 and 1.0 roughness */
-               fade *= mask_acc / hit_acc;
-               fade *= mask_acc / hit_acc;
-               accumulate_light(ssr_accum / weight_acc, fade, spec_accum);
+               ssr_accum /= weight_acc;
+               /* fade between 0.5 and 1.0 roughness */
+               ssr_accum.a *= saturate(2.0 - roughness * 2.0);
+               accumulate_light(ssr_accum.rgb, ssr_accum.a, spec_accum);
        }
 
        /* If SSR contribution is not 1.0, blend with cubemaps */
@@ -278,7 +298,8 @@ void main()
        }
 
        fragColor = vec4(spec_accum.rgb * speccol_roughness.rgb, 1.0);
-       // fragColor = vec4(texelFetch(hitBuffer, halfres_texel, 0).rgb, 1.0);
+       // vec2 _uvs = project_point(PastViewProjectionMatrix, worldPosition).xy * 0.5 + 0.5;
+       // fragColor = vec4(textureLod(colorBuffer, _uvs, roughness * MAX_MIP).rgb, 1.0);
 }
 
 #endif