Games202大部分作业基于JavaScript并使用WebGL搭建，本次PA0的目的是熟悉框架并了解基本的GLSL(OpenGL Shading Language)语法。正确构建后，可以观察到一个基于Blinn-Phong着色的人物模型。
效果
阴影能够让观察者获取物体的相对位置信息，对于渲染质量的提升十分显著。经典的Two-Pass Hard Shadow Mapping首先从Point Light出发生成当前场景的Shadow Map，再从Camera出发实现着色，其可以有效生成点光源静态场景的阴影效果，但存在Aliasing问题。
而PCF(Percentage Closer Filter)方法对于阴影的每个像素，采样其周围像素的深度值并累计到Visibility，最后实现对于阴影边缘的Anti-Aliasing。
此外，基于对现实的观察，物体的阴影从近处到远处会有一个从hard到soft的渐变过程，那么我们可以根据当前阴影着色点与物体的距离远近，动态调整PCF的采样半径，实现软阴影的生成，这就是PCSS(Percentage Closer Soft Shadow)方法。
效果
Two Pass Shadow Mapping
Two Pass Shadow Mapping with PCF
PCSS
PRT(Precomputed Radiance Transfer)使用预计算的方法替代传统Path Tracing渲染全局光照，其通过Spherical Harmonics Function拟合Light Term以及Light Transport Term，保留渲染的低频信息从而快速地实现全局光照。
效果
SRR(Screen Space Reflection or Ray Tracing)是一种屏幕空间的全局光照算法，其通过计算当前Shading Point的直接光照以及一次反射的间接光照从而形成全局光照。对于反射后的间接光照计算，SSR使用Ray Marching来计算反射点。传统Ray Marching使用固定步长来步进光线，这样会导致交点计算存在误差，可以使用基于最小池化mipmap的动态步长方法优化。
效果
微表面模型的BRDF(Microfacet BRDF)是实现PBR(Physical-Based Rendering)的重要部分，其通过考虑光照可见性的Fresnel项、微表面发生物理遮挡的Shadowing-Masking项(Geometry项)以及基于法线分布的Normal Distribution项计算任意Shading Point的Radiance。
然而对于微表面BRDF来说光线在表面发生多次bounce，导致渲染结果存在能量损失。而Kulla-Conty BRDF通过引入一个BRDF补偿项从而保持近似的能量守恒。
效果
对于实时光线追踪，其主要目标在于对于1SPP下的Path Tracing效果，如何提升其渲染质量? Denoising!
对于每一帧的渲染结果，我们可以基于渲染过程中生成的GBuffer(包含坐标、法线、深度等信息)使用Joint Bilateral Filter提升画面质量，然而这种基于Spatial的方法效果并不显著。考虑到对于实时渲染帧与帧之间的运动可以看作是连续的，那么可以使用基于Temporal累积的上一帧降噪结果并与当前帧降噪结果做拟合，从而实现高质量的实时光线追踪。
效果
Before Denoising
After Denoising
